电功率同步单元检测(Word版 含答案)

电功率同步单元检测（Word 版 含答案）一、初三物理 电功率 易错压轴题（难）1．L 3V 0.2A 0.6WP U I '==⨯=额额小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中，连接电路，如图甲所示．可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω．（1）请你用笔划线代替导线，把图甲所示的电路补充完整，并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大_____．（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是_____（写出一种即可）．故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为_____A ．（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为_____V 止，记录电流表的示数．（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U 额．他又找来一个阻值为R 0的定值电阻，设计了电路图丙．请补全实验步骤并写出表达式 ①只闭合开关S 和_____（选填“S 1”或“S 2”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为_____，此时小灯泡正常发光．②只闭合开关S 和_____（选填“S 1”或“S 2”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I ．③小灯泡额定功率的表达式是P 额=_____．（用已知量和所测物理量符号表示）【答案】 电阻（或电压表）短路 0.4 右 2 S 2 vS 1 0I U U R -额额（）【解析】【分析】【详解】 （1）要使滑片向右移动时连入电路中的阻值变大，故连接滑动变阻器的左下接线柱与电阻串联，如图：（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，电路中的故障可能是电阻短路，或电压表短路；电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A；（3）由欧姆定律的变形公式，电压表示数：0.4A5Ω2VVU IR==⨯=，根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；（4）①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为v，此时小灯泡正常发光．②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I．③在①中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律的变形公式，U=IR，定值电阻的电压为UR UR⨯=额额，根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；在②中，电流表测灯与定值电阻并联的总电流，根据并联电路电流的规律灯的额定电流为：UI IR=-额额，可得，小灯泡额定功率的表达式是：2．(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=UI滑=2.5V0.1A=25Ω所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为D.30Ω 1A。

3．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．4．重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验，难点是最后一问缺少电流表时，结合滑动变阻器R1的最大阻值，根据最后两次电压表的示数差可知滑动变阻器R1的的电压，再结合欧姆定律把R2表示出来，进而得出功率的表达式．体会实验中利用了等效法。

某同学要测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，电路图如图甲所示，使用的电源电压约为6 V，滑动变阻器的规格是“5 Ω 2 A”．(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至________(填“a”或“b”)端．(2)该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为________V．为了保证小灯泡不被损坏，接下来应该进行的操作是__________________．(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率，请你写出一条改进措施：____________________________．【答案】b 2.9 断开开关更换最大阻值更大的滑动变阻器【解析】【分析】【详解】（1）做电学实验时，为了保护电路，在连接好电路后，闭合开关前，滑动变阻器滑片移动到最大阻值处，即图中的b端．（2）图乙所接量程为电压表的小量程，分度值为0.1V，故电压表读数为2.9V，此时电压高于小灯泡的额定电压2.5V，所以为了保护小灯泡不被损坏，应立即断开开关；（3）为了能测出这个小灯泡的额定功率，就要使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V，具体措施为：电源电压改为3V电压或更换最大阻值较大的滑动变阻器。

5．本题考查的是“测量小灯泡的电功率”实验，涉及了实物电路的连接、实验操作和注意事项、电表的读数、功率的计算等，最后一问要结合图象和串并联电路的性质进行分析，由于灯丝电阻会随电压的变化发生变化，所以不能先求电阻，再进行计算．将几十个小彩灯串联后接在照明电路上，形成一串五光十色的彩灯带，当其中一个小彩灯灯丝烧断后，彩灯带却不会熄灭，其原因是：小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联．当灯丝正常发光时，金属丝与灯丝支架不导通；当灯丝烧断时，金属丝与灯丝支架瞬间导通，其他小彩灯仍能发光．为探究小彩灯的这一结构，小明找来额定电压为5V的小彩灯进行实验．（1）请用笔画线代替导线，在甲图中将实物电路连接完整．（_______）（2）正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是_________．（3）排除故障，正确操作测得实验数据及现象记录如下表．①小彩灯的额定功率为_________W；②在图乙中，作出灯丝烧断前的I-U关系图像；（________）③分析图像可知；小彩灯的电阻随着其两端电压的增大而________．（4）实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是___________．【答案】灯泡短路 1增大没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿【解析】【详解】第一空．滑动变阻器采取“一上一下”的连接方式，电压表与小彩灯并联，根据题意应接0—15V的量程，电路图如下：第二空．正确连接电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明电路是通路，电压表被短路，电路故障是灯泡短路；第三空．小彩灯额定电压是5V，查表知此时电流是0.20A，小彩灯的额定功率：P=UI=5V×0.2A=1W；第四空．根据表中数据在图乙中描点连线，得丝烧断前的I-U关系图像如下：第五空．由图像可知I-U图像不是一条直线，而是一条曲线，故可知灯泡电阻随其两端电压的增大而增大；6．重点是测量小灯泡电功率的实验，难点是缺少电流表时的实验方案设计，结合已知电阻设计串联电路，根据两次电压表的示数差可知定值电阻的电压，再结合定值电阻求电流，进而测出功率．海右中学到产品质量监督部门参加社会实践活动.碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡．小明被安排用右图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格．小明一看.检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多;再看那些小灯泡.做工明显粗糙.尽管标注的有点模糊.但依稀还能辨认出“2.5V 0.3A” 字样．（1）答题纸上已画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分.请用笔画线代替导线在答题纸上帮小明完成该实物电路的连接．（2）小明连接好检测电路后，对其中一只小灯泡进行检测.得到了右表中的检测数据．由这些数据可以看出：小灯泡在标注电压下工作时．通过它的实际电流比标注电流要_ ___．电压0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7电流/A0.220.250.280.300.32亮度微亮→ 较亮→ 亮→ 很亮烧坏（3）如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的.则造成这一问题的根本原因是 .【答案】（1）（2）大；（3）小灯泡电阻随温度的变化而变化．【解析】试题分析：（1）灯泡上“2.5V 0.3A” 字样，所以电压表选择“0-3V”的量程，电流表选择“0-0.6A”的量程，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路，如图：（2）灯泡上“2.5V 0.3A” 字样，表示额定电压为2.5V，灯泡正常发光时的电流为0.3A，而从表中数据可知小灯泡在额定电压下2.5V工作时，通过灯泡的电流为0.32A, 通过它的实际电流比标注电流要大；（3）由于灯丝的电阻不是固定不变的，小灯泡电阻随温度的变化而变化，所以会出现通过它的实际电流比标注电流要大这种情况．【考点定位】伏安法测小灯泡的电阻7．．在初中物理电学实验中，通常用电流表和电压表进行有关测量：（1）小明同学在测定小灯泡的电功率时，选用的器材有：额定电压为2.5V的小灯泡（其阻值约为10Ω ）、“10Ω 1A”的滑动变阻器、两节新干电池等．①连接电路时开关应_____；②请用笔画线代替导线，帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大；（________________）③小明同学连接电路后，闭合开关，滑片 P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片 P向_____端（选填“A”或“B”）移动，直至电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_____W；（2）小华同学设计了如图所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻R x，他使用的电源电压为3V，电流表量程为（0～0.6A、0～3A），电压表量程为（0～3V、0～15V）．①小华同学按照该电路图连接电路后，闭合开关，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为2V．则他连接的电路出现该故障的原因是_____；②在排除故障换用新元件后，经检查电路完好．闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时，电压表有示数，但电流表的指针偏转角度很小，电流太小的原因是_____，所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的；③为了测出电阻R x的阻值，老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱R（0～9999Ω 5A），电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器，它的电路符号用表示．请你帮助小华同学设计一个能测出电阻R x阻值的实验电路，要求电路只连接一次．将你设计的实验电路图画在如图虚线方框中．（__________________）【答案】断开 B 0.65 电流表被短路电源电压太小（或电阻太大）【解析】【分析】（1）①连接电路时，开关要断路；②根据额定电压和其阻值，确定电压表选用的量程与灯并联，由欧姆定律求灯的额定电流确定电流表选用的量程与灯串联，根据闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大确定变阻器的连接；③灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；（2）①因为电流表指针不偏转，示数为零，所以可能电流表出现了短路或R x出现了断路，根据电压表示数判断出原因；②根据欧姆定律，在电压不变的情况下，若电阻值很大，则电路中的电流会很小．若电流值小于电流表的分度值时，将无法准确地测出电流值．③电源电压为3V，根据串联电路电压的规律和分压原理，当电压表示数为1.5V时，则电阻箱的阻值为待测电阻，据此设计电路；另解：分别将待测电阻和待测电阻与变阻器串联，电压表与待测电阻或电阻箱并联，根据等效替代法，当电压表示数不变时，则电阻箱的阻值为待测电阻．【详解】（1）①连接电路时开关应断开；②额定电压为2.5V的小灯泡，其阻值约为10Ω，故电压表选用小量程与灯并联，由欧姆定律，灯的额定电流约为：2.50.2510LU VI AR===Ω，电流表选用小量程与灯串联，要求闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大，故将B接线柱连入电路中，如下图所示：灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.6V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表示数为额定电压；此时电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.26A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；（2）①因为电流表指针不偏转，示数为零，所以可能是电流表出现了短路或R x出现了断路；图中电压表测待测电阻的电压，又因为电压表的示数不等于电源电压，则不是由于电阻断路造成的（若电阻断路，则电压表与电源连通，电压表示数应为3V），故可判断电路的故障是电流表短路；②由于电源电压为3V，而电阻Rx的阻值大约为几百欧，根据欧姆定律可知电路中的电流太小；所以按小明所选的器材不能用伏安法测出该电阻的值．③电源电压为3V，根据分压原理，当两个串联的电阻阻值大小相等时，每个电阻分得的电压也相等，所以可以将R x与电阻箱串联，电压表并联在R x的两端，改变电阻箱连入电路中的电阻大小，当电压表示数为1.5V时，则电阻箱的阻值为待测电阻；电路如图2所示：另解：只闭合S、S1，将待测电阻与变阻器串联，电压表与待测电阻并联，移动变阻器的滑片，使电压表示数U；只闭合S、S2，将电阻箱与变阻器串联，电压表与电阻箱并联，移动变阻器的滑片，使电压表示数U；根据等效替代法，则电阻箱的阻值为待测电阻；如图3所示；【点睛】8．考点：电功率的测量小明在测定小灯泡的电阻和额定功率的实验中，可用器材：相同规格的小灯泡（其电阻约为10欧，额定电压为2.5V）若干，量程为0~3V的电压表一个，开关一个，滑动变阻器一个，电源电压3V，导线若干。