郑州市第十一中学物理电功率达标检测卷(Word版 含解析)

郑州市第十一中学物理电功率达标检测卷（Word版含解析）一、初三物理电功率易错压轴题（难）1．(3)[4]小敏的观点是错误的，原因是小灯泡在不同电压下的电功率是不同的，所以不能取平均值减小误差。

小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）(1)图1是小华正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。

请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①____；②____｡(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则图1中导线____（选填“①”､“②”或“③”）发生了____ （填写故障名称）(3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示，则根据记录的数据和图像可知∶①小灯泡的额定功率为____W｡②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为____A．5Ω 2A B．10Ω 2A C．20Ω 1A D．30Ω 1A(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U-I图像应为图3中的虚线____（选填“①”､“②”或“③”），你选择的依据是____｡【答案】①开关未断开②滑动变阻器滑片未移至阻值最大端左端①断路①0.75②D①“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]连接电路时为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处，所以图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①开关未断开；②滑动变阻器滑片未移至最左端（阻值最大处）。

(2)[3][4]闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路。

(3)[5][6]根据记录的数据和图像可知∶①当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W②当小灯泡两端的电压为0.5V 时，电流为0.1A ，所以此时滑动变阻器两端的电压为U 滑=U -U 灯=3V-0.5V=2.5V此时滑动变阻器的阻值为R =U I滑=2.5V 0.1A =25Ω 所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为D.30Ω 1A 。

2．(4)[7][8]实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U-I 图像应为图3中的虚线①，选择的依据是“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”。

在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V ，五个定值电阻R 1（5Ω）、R 2（10Ω）、R 3（15Ω）、R 4（20Ω）、R 5（25Ω），标有“50Ω1A ”的滑动变阻器R 、电压表（可用量程：0～3V 、0～15V ）、电流表（0～0.6A ）、开关各1只，导线若干。

(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S ，发现电流表有示数，电压表无示数。

若电路故障只出现在R 1和R 上，则电路故障是______；(2)排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P 移到最______端，闭合开关，调节滑片P ，使电压表的示数为2.5V 时，电流表的示数应为______A ；(3)分别用定值电阻R 2、R 3、R 4、R 5依次替换R 1，重复(2)的实验步骤。

根据实验所得的五组数据绘制出I -R 图象，如图乙所示，由图象可得出的结论是：______；(4)完成步骤(2)后，若保持滑片P 位置不变，断开开关，用R 2替换R 1，闭合开关，发现电压表示数______2.5V （选填“大于”或“小于”），应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P 才能达到实验要求；(5)为完成该实验探究，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______Ω；(6)在使用电阻R 1、R 5完成实验的过程中，当电压表示数为2.5V 时，滑动变阻器R 消耗的电功率分别为P 1、P 5，则15:P P ______。

【答案】R 1短路 右 0.5 当导体两端的电压保持不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比 大于 右 4 5:1【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图可知，电阻R 1和滑动变阻器R 串联，电压表测R 1两端的电压，电流表测电路中的电流。

闭合开关时，电流表有示数，则电路中出现短路，而电压表无示数，那么是电阻R 1短路了。

(2)[2]在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处，即最右端。

[3]由图乙知，电压表示数为2.5V ，R 1=5Ω时，电路中的电流为0.5A 。

(3)[4]由图乙知，当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。

(4)[5][6]用R 2=10Ω代替R 1后，若滑动变阻器接入电路的阻值不变，据串联电路的分压特点知，R 2分去的电压变大，即电压表的示数大于2.5V ，要使R 2两端的电压保持为2.5V ，应让变阻器接入电路的阻值变大，以分去更多电压，所以应向右移动滑片。

(5)[7]实验中，定值电阻两端的电压保持不变，那么变阻器两端的电压也保持不变，当定值电阻更换的阻值越小，据串联电路的特点，变阻器接入电路的阻值也越小。

所以，当R 1=5Ω时，变阻器接入电路的电阻最小，此时电路中的电流I =0.5A ，那么最小电阻1min 4.5V 2.5V 4Ω0.5AU U U R I I --====滑 (6)[8]据2U P R=得，定值电阻接R 1和R 5时，滑动变阻器消耗的电功率3．P 额＝U 0I 额＝R 0(I −I 额)I 额小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路．（1）为了保护电路，闭合开关S 1前，应将滑片P 移到动变阻器的_____（“A”或“B”）端．（2）闭合开关S 1，将单刀双掷开关S 2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I 1，如图乙所示，I 1＝_____A ；（3）将开关S 2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R ，使电流表的示数仍为I 1，此时R ＝5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R 1＝_____Ω，测量小灯泡电阻的方法是_____（选填“控制变量法”或“等效替代法”）；（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P 1＝_____W ；（5）若小灯泡的额定电流为I 0＝2I 1，以下关于灯泡额定功率P 0与实际功率P 1的数值关系，你认为最有可能的是_____．A ．P 0＝2P 1B ．P 0＝3P 1C ．P 0＝4P 1D ．P 0＝5P 1【答案】B 0.2 5 等效替代法 0.2 D【解析】【分析】（1）为了保护电路，闭合开关S2前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处；（2）根据电流表选用的小量定分度值读数；（3）根据等效替代法求电阻大小；（4）根据P1＝I12R L求小灯泡的实际功率；（5）由于灯泡的阻值不是定值，会随温度的升高而变大，所以，根据P＝I2R分析额定功率P0的变化．【详解】（1）为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B 端．（2）闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，I1＝0.2A；（3）将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R＝5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R1＝5Ω，测量小灯泡电阻的方法是等效替代法；（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1＝I12R L＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W；4．由第（4）问可知，小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3A，将电压表并联在电池组两端，其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U′＝2.55V，则电池电阻两端的电压：U r=U-U′＝3V-2.55V=0.45V，所以，所用电池组的电阻：r=0.45V0.3ArUI=1.5Ω。

在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样．(1)在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是_______，经分析有一根导线链接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路．（_________）(2)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I-U 图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率是____W．由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而______，滑动变阻器的规格应选择_______．A．10Ω 1A B．15Ω 1A C．25Ω 1A D．30Ω 1A(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法_____( 选填“合理”或“不合理” )，理由是_____．【答案】电压表串联在电路中0.625增大C或（25Ω1A）不合理灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比【解析】【分析】本题考查测量小灯泡功率的实验．【详解】（1）根据题图，电压表串联在电路中，所以出现了连接电路后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数．改正时需要把电压表由串联改成并联在灯泡两端，把滑动变阻器由并联在灯泡两端改成串联在电路中；图如下．（2）由图中可以看到，当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．由图可知，小灯泡的实际功率随电压的增大而增大．由图可以看出，电路中电流的最小值为0.1A，这时小灯泡灯丝的阻值为R=minminUI=0.5V0.1A=5Ω．这时候电路中的总电阻R总=minUI=3V0.1A=30Ω．这时候连入电路的是滑动变阻器的最大阻值，R max=R总－R＝30Ω－5Ω=25Ω，所以滑动变阻器的规格应选择C．5．（3）先断开开关S2、闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为UR额；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关S1、闭合其它开关，读出电流表示数为I，此时电流表测灯泡与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律得到通过灯泡的额定电流为：I-UR额；灯泡额定功率的表达式为：P额=U额（I-UR额）。

在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V（1）按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,造成该现象的原因不可能的是____A小灯泡断路B小灯泡两端电压太小C滑动变阻器阻值太大D电源电压太小（2）移动滑片,当电压表的示数为____V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为____W（3）根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压减小时,小灯泡的电阻___ (增大/减小/不变)（4）当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:_____A．P实≤0.48WB．0.48W＜P实＜0.6WC．0.6W≤P实＜0.75WD．P实≥0.75W【答案】A 2.5 0.75 减小 B【解析】【分析】【详解】（1）按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,说明电路处于通路状态，不存在断路现象，实质上是小灯泡两端电压较小，有可能是因为电源电压太小或滑动变阻器阻值太大分压较多造成的，所以该现象的原因不可能的是选项A．（2）因为小灯泡额定电压为2.5V，电压表测量小灯泡两端电压，所以移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（3）根据UIR，结合I-U关系图像可知,当小灯泡两端电压减小时,通过小灯泡的电流减小的越来越快，即1R越来越大，所以电阻减小；（4）小灯泡额定工作时的电阻为：2.5V=0.3AR额，假设小灯泡的电阻不随外界环境变化而改变，那么当小灯泡两端电压为2V时，根据欧姆定律可列：2V 2.5V=0.3AURI I==，解：I=0.24A；但根据第（3）问中得出的结论可知，电阻随着电压减小而减小的越来越快，所以实际上此时灯泡的电阻小于额定工作时的电阻，即此时实际电流应大于0.24A，故此时小灯泡的电功率P实＞2V×0.24A,所以其实际功率一定大于0.48W；又因为随着电压减小，电流也减小，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.3A，所以当电压为2V时，I＜0.3A，所以此时小灯泡的P实＜2V×0.3A，即小于0.6W;6．考点：电路连接；滑动变阻器的使用；电压表使用；电路故障判断；电流表读数；电功率计算；实验评估．某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关．他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝．（1）请你用笔画线代替导线，把图甲两个容器的电阻丝接到电路中_______-．（2）实验中通过观察液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫_____．（3）接好电路，闭合开关，通电一段时间后，_____（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，_____越大，所产生的热量越多．（4）让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联（如图乙所示）．移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验．此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U 形管中液面高度变化，由此得到的结论是_____（5）如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝_____．【答案】转换法右电阻在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多 I2Rt【解析】【分析】（1）根据“在电流和通电时间相同时，导体产生的热量与电阻大小的关系”，可确定是串联电路，以根据电流流向法，从电源的正极出发依次连接电路元件，然后回到电源负极即可；（2）电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过液面高度差的变化来反映；（3）由电路图可知两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流关系，据 2Q I Rt ＝ 比较两电阻产生的热量关系，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，U 形管内两液面的差值变大，据此进行解答；（4）探究电流产生热量跟通电电流关系时，控制通电时间和电阻不变；（5）根据焦耳定律的公式分析．【详解】（1）将滑动变阻器，两相同的透明容器中的U 形管，开关，逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下，如下图所示：；（2）电流产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U 形管内液柱的高度差来反映，这种方法是初中物理常用的转换法；（3）因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由 2Q I Rt ＝ 可知，在电路和通电时间相同时，右侧电阻较大，产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧气体膨胀更大所以B 管中的液面较高；（4）在乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，B 端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I I 右左＝ ，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知12I I I 右＝ ，两电阻阻值相等，则支路中电流相等，12I I ＝，所以右边容器中的通过电阻的电流是左侧通过电流的一半，根据U 型管液面的高度可知，电流越大，热量越多；故结论为：在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多；（5）由焦耳定律可知，2Q I Rt ＝ ．故答案为(1). 见详解． (2). 转换法 (3). 右 (4). 电阻 (5). 在电阻和时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多 (6). I 2Rt【点睛】7．因为灯泡的灯丝电阻是随温度而变化的，所以只要能得出电压越高，实际功率越大的结论即可，而多次测量时因为灯丝电阻的变化，意义不大．某同学做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4V ，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样（1）在检查仪器时，发现电流表的指针如图a所示，则他接下来的操作是．（2）请你根据图b电路图用笔画线代替导线，将图c中未完成的电路连接好．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉．（3）检查仪器和电路无误后，闭合开关，调节调动变阻器片到某一位置时，电压表示数如图d所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛应观察．（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据画出了如图e所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象．由此可知，小灯泡的额定功率为W，小灯泡灯线形电阻随电压的增大而（选填“增大”、“不变”或“减小”）．（5）完成了上述实验后，小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况，找来小磁针、铁屑、硬纸板等，做了如图f所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，并找到了判断直导线周围磁场的方法：“用右手握住直导线．让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向．”请你用小明的方法判断如图g中小磁针北极转向．图h中小磁针北极转向（两空均选填“纸内”或“纸外”）．【答案】（1）调零；（2）见下图（3）左；电压表示数，使电压表示数为2.5V；（4）0.625；增大；（5）纸外；纸内．【解析】试题分析：（1）使用电表前，仔细观察指针是否指在零刻线，如不是，需要调零；（2）根据题目要求，滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧，连入电路的阻值变大，由图可知滑动变阻器的下接线柱应接左侧；（3）由电压表的示数可知，电压为2.7V大于额定电压，现要测定小灯泡的额定功率，就要求小灯泡两端电压为2.5V，根据串联分压特点，滑动变阻器的滑片应向左移；同时观察电压表直到2.5V；（4）由图5可知，小灯泡2.5V时的电流，由P=UI可求额定功率，小灯泡电阻受温度影响较大，随电压增大而增大；（5）根据用右手握住直导线．让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向，先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向，然后根据小磁针静止时，北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向．解：（1）电表的使用注意调零，观察量程、分度值；由图1可知需要调零；（2）滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧；（3）由电压表的示数可知，电压为2.7V＞2.5V，根据串联分压特点，滑动变阻器的滑片应向左移，增大滑动变阻器阻值分去多余的0.2V电压；同时观察电压表到示数为2.5V为止；（4））由图5可知，小灯泡2.5V时的电流，I=0.25A，P=UI=2.5V×0.25A=0.625w，小灯泡电阻受温度影响较大，故随电压增大而增大；（5）伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指的方向为磁场的方向，故图7导体正下方磁场方向向外，即小磁针静止时N极的指向为纸外；图8中磁场方向垂直纸面向内．故答案为（1）调零；（2）如下图（3）左、电压表示数；（4）使电压表示数为2.5V、0.625、增大；（5）纸外；纸内．8．点睛：难点是最后一问，要理解此种没有电流表测量电功率的原理，此方法利用了等效的原理，即灯和R1分别与R2串联，使电压表的示数都为灯的额定电压，此时电阻R1与灯是等效的，即R1此时的电阻等于灯正常发光时的电阻，后面的步骤再灵活运用欧姆定律得出R1的表达式，最后得出灯泡额定功率的表达式。