重庆巴蜀中学物理电功率单元测试卷(含答案解析)

重庆巴蜀中学物理电功率单元测试卷（含答案解析）一、初三物理 电功率 易错压轴题（难）1．P 2=U 额×I 额=(U -I 额×R )×I 额在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，琪琪和航航设计的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5 V ，小灯泡的额定电压为2.5 V 。

琪琪的实验过程如下：(1)她调节滑动变阻器，发现当电压表的示数为2.5 V 时，小灯泡不能正常发光，而航航发现了问题，于是继续向______（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V 时，小灯泡才正常发光。

若此时通过小灯泡的电流如图乙所示，电流为______A ，小灯泡正常发光的电阻为______Ω；(2)琪琪将导线cd 的d 端改接到小灯泡a 端，重新测量小灯泡正常发光的电阻，闭合开关她发现电压表的指针________，原因是____________________；(3)她俩重新选择实验器材，不用电压表就测出了I 额＝0.3 A 的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示，请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω）：①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S 闭合，S 1________（选填“闭合”或“断开”），读出电流表的示数为0.2 A ，则电源电压为________V ；②开关S 闭合，S 1________（选填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A 时，小灯泡正常发光；③开关S 、S 1均闭合，滑动变阻器的滑片________，读出电流表的示数为0.4 A ； ④小灯泡额定功率P 额＝________ W 。

【答案】左 2 0.4 6.25 反向偏转 电压表正负接线柱接反 闭合 6 断开 0.3 保持不动 0.45【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知，电压表接在了滑动变阻器两端，所以当电压表的示数为2.5V 时，小灯泡两端实际电压为L =4.5V 2.5V=2V U U U =--滑所以不能正常发光，故继续向左移动滑动变阻，使小灯正常发光，则滑动变阻两端电压为=4.5V 2.5V=2V U U U '=--滑额 即：使电压表的示数为2V 时，小灯泡正常发光。

[3]由图乙可知此时电流表的量程为0 ~0.6A ，分度值为0.2A ，所以电流表的示数为0.4A 。

[4]此时小灯泡正常发光的电阻为2.5V ==6.25Ω0.4AU R I = (2)[5][6]琪琪将导线cd 的d 端改接到小灯泡a 端，则电压表正负接线柱接反，电压表的指针反向偏转。

(3)①[7][8]滑动变阻器的电阻调到最大处，该步骤的实验目的为测电源电压，故S 1应当闭合，使灯泡短路，滑动变阻器单独接入电路，此时滑动变阻器的电阻最大，所以电源电压为max 0.2A 30Ω=6V U IR ==⨯滑②[9][10]该步骤使小灯泡正常发光，所以故S 1应当断开，使小灯泡接入电路，为了让小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器使电路中的电流为0.3A 。

③[11]开关S 、S 1均闭合，再次让滑动变阻器再次接入电路，目的是测量步骤②中滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片保持不动。

可知此时滑动变阻器的电阻为6V ==150.4AU R I '=Ω'滑 ④[12]步骤②③中滑动变阻器阻值不变，则步骤②中，滑动变阻器的电压为0.3A 15=4.5V U I R '''''==⨯Ω滑滑 步骤②中小灯泡电压为L =6V 4.5V=1.5V U U U ''=--滑即小灯泡的额定电压为1.5V ，小灯泡的额定功率为2．22''B 0()==U U U U P R U R -额额额下面是小溪所做的电学实验：（一）探究电流与电阻的关系。

(1)小溪用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω四个电阻、电压恒为4.5V 的电源、“20Ω 1A ”的滑动变阻器等器材连接成部分实验电路，实验过程中控制电阻两端的电压2V 不变。

请用笔画线代替导线把电路补充完整；______(2)正确连接电路后开始实验。

小溪发现换上______Ω的电阻后，移动滑片，电压表示数始终不能达到需要控制的电压值，不能完成实验。

为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应该适当______（填“增大”或“减小”）控制的电压值；通过实验数据可以得出的结论是：______一定时，导体中电流与电阻成______。

（二）测量小灯泡的额定功率。

(3)小溪按乙图连接电路，测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率，她使用了电压表的小量程，调节变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出此时电流表的示数为0.2A，求出小灯泡的电阻为______Ω，并利用公式2UPR=额额求出了小灯泡的额定功率。

然后她又换用电压表的大量程，调节变阻器滑片，使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。

小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异，根本原因是______；(4)小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。

电路如图丁所示（电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”）。

请把下面的实验步骤补充完整：①只闭合开关S和S2，调节变阻器的滑片，使电压表V2的示数为______V，此时小灯泡正常发光；②只闭合开关______，保持滑片P的位置不动，此时V1的示数为1V，V2的示数为2V；③该灯泡的额定功率P额＝______W。

【答案】见解析 20 增大电压反比 10 0.3 1.14 灯的电阻随温度的变化而变化3 S和S1 0.6【解析】【分析】【详解】(1)[1]电压表测量电阻两端的电压，由于实验过程中控制电阻两端的电压为2V不变，则电压表接小量程，如图所示(2)[2]当接入20Ω的电阻时，移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入阻值最大，此时滑动变阻器两端电压最大，定值电阻两端电压最小，由于滑动变阻器的最大阻值与电阻的阻值相等，则它们两端电压相等，此时电阻两端最小电压为min4.5V2.25V 22UU===所以小溪发现换上20Ω的电阻后，移动滑片，电压表示数始终不能达到需要控制的电压值，不能完成实验。

[3]为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，根据UIR=以及串联分压的特点可知，他应该适当增大控制的电压值。

[4][5]通过多次实验得到的数据以及实验现象可以得出的结论：当电压一定时，导体中电流与电阻成反比。

(3)[6]调节滑动变阻器滑片，是电压表示数为2V ，读出此时电流表的示数为0.2A ，由U I R=可得小灯泡的电阻 2V 10Ω0.2AU R I === [7]调节变阻器滑片，使电压表示数为3.8V 时，电流表如图丙所示选择的分度值为0.02A 的小量程，示数为0.3A 。

[8]小灯泡的额定功率L L 3.8V 0.3A 1.14W P U I ==⨯=[9]根据公式2U P R =额额求出小灯泡的额定功率，小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异，根本原因是灯的电阻随温度的变化而变化。

(4)[10][11][12]实验步骤：①只闭合开关S 和S 2，调节变阻器的滑片，使电压表V 2的示数为3V ，此时小灯泡正常发光；②只闭合开关S 和S 1，保持滑片P 的位置不动，此时V 1的示数为1V ，V 2的示数为2V ； ③在①中电压表V 2测灯的电压，在①中电压表V 1测滑片以左电阻R 左的电压由串联电压规律可得滑片以右电阻R 右的电压6V 1V 2V 3V U =--=右因滑动变阻器的最大阻值为20Ω，根据串联电流规律，通过变阻器滑片以左和以右的电流相等，根据U I R=有 =U U R R 右左右左即3V 1V 1=20ΩR R R =-右右左 解得：R 右=15Ω，故在第1次操作中，由串联电路电压规律可知变阻器的电压6V 3V 3V U =-=滑电路中电流即灯的额定电流L 3V 0.2A 15ΩU I R '===滑右 所以灯泡的额定功率3．P 额＝U 额I 额＝4V×0.2A ＝0.8W ．聪聪在实验室中找到学生电源，四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），“25Ω 1A"的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导线若干，完成了下列电学实验．（一）探究“电流与电阻的关系”（1）如图甲是聪聪连接的电路，还有一根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，并保证连接这根导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处；（_______）（2）正确连接后，闭合开关，聪聪发现电流表无示数，电压表示数极大、可能是定值电阻发生了________（填“短路”或“断路” ）．（3）实验中保持电压表的示数为2V不变，为保证四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源的电压值不应超过 _________ V．（4）正确完成四次实验后，可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成 _____________．（5）聪聪又在实验室中找到一个标有“0.3A”字样的灯泡，他想用这个灯泡探究“电流与电压的关系”，老师告诉他不可以，原因是________________________________________．（二）测量滑动变阻器R2的最大阻值（1）聪聪连接了如图乙所示的电路，将滑动变阻器R2的滑片调至最右端，闭合开关，适当调节R1的阻值，电流表和电压表的示数如图丙所示，电流表的示数为_________ A，R2的最大阻值为_________Ω．（2）实验中至少需要测量三组数据，目的是 _________（填“寻找普遍规律”或“减小误差”）．（三）聪聪又找来最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R4，利用学生电源（电压调为12V不变），设计了如图丁所示电路，测量标有“0.3A”字样灯泡的额定功率，清将他的实验过程补充完整：（1）只闭合开关S、S2，将滑动变阻器_________的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为_________ V，此时灯泡正常发光．（2）保持两个滑动变阻器的滑片位置不动，只闭合关S、S1，读出电压表的示数为7V．（3）灯泡的额定功率P额=_________W．【答案】断路 4 反比灯丝电阻随温度的升高而增大 0.2 10 减小误差R4 6 1.5【解析】【详解】第一空．连接这根导线后滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处，则接入的滑动变阻器下端接线柱应远离滑片，即下端应接左端接线柱．如图：第二空．闭合开关，电流表无示数，说明电路不通，某处发生了断路；电压表示数极大，说明与电压表并联的元件断路，导致电压表相当于直接测电源电压．所以故障可能是定值电阻发生了断路．第三空．根据串联电路分压规律可知，保持电压表的示数为2V不变，当25Ω定值电阻接入电路、滑动变阻器R1调到阻值最大时，电源最大．R1最大阻值为25Ω，与25Ω定值电阻阻值相同，所以R1两端电压与定值电阻两端电压相等，为2V，则电源电压为2V+2V=4V．所以电源的电压值不应超过4 V．第四空．保证每次定值电阻两端电压都是2V不变，测得每次的电流值随定值电阻的阻值增大而减小．所以可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比．第五空．要探究“电流与电压的关系”，要控制电阻一定、改变电压，看电流大小随电压大小如何变化．因灯泡在不同电压下的亮度不同，灯丝的温度不同，会影响灯丝的电阻，所以若用灯泡探究“电流与电压的关系”，灯丝的电阻会改变，不能完成实验．第六空．由乙图可知，R2的滑片调至最右端时其阻值最大，电压表测R2两端电压．由丙图可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2V；电流表的分度值为0.02A，示数为0.2A．第七空．R2的最大阻值为：R2=UI=2V0.2A=10Ω．第八空．R2的最大阻值是一定的，实验中至少需要测量三组数据，是为了取平均值减小误差．第九空．由丁图可知，当只闭合开关S、S2时，灯泡L、R3、R4串联，电压表测R4两端电压．若将R3的滑片调到阻值最大处，要使灯泡正常发光，则电路中电流要为0.3A，此时R3两端电压为：U R3=IR3=0.3A×30Ω=9V，而在步骤二中，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，小于上面计算的9V，说明将滑片置于阻值最大处的滑动变阻器不是R3，应该是R4．第十空．将R4的滑片调到阻值最大处，电路中电流要为0.3A，此时R4两端电压为：U R4=IR4=0.3A×20Ω=6V．所以应该移动R3的滑片，使电压表示数为6V，此时灯泡电流为0.3A，灯泡正常发光．第十一空．再只闭合关S、S1，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，则灯泡L两端电压为：U L=12V-7V=5V．则灯泡的额定功率为：4．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．5．在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,所用小灯泡标有“3.8V”字样。