电功率单元测试卷(含答案解析)

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．小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”和开关各一个、导线若干。

(1)小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现______（填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线；______

(2)解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P 向______（填左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持______V不变，再次读取电流表的示数；

(3)把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于______V。由实验得出的结论是：当电压一定时，______；

(4)小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U﹣I图象如图丙所示，该图象不是直线的原因是______；

(5)同组的小同学还想测量额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，利用小伟用过的小灯泡L1和绘制的图象，设计了如图丁所示的电路（电源电压为U），测出了小灯泡L2的额定功率。请将她的实验步骤补充完整：

①闭合开关S．将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为______，此时L2正常发光。

②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P______（填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”）此时电流表的示数为I1，根据L1的U-I图象可知，当电流为I1时，对应的电压为U1；，则滑动变阻器接入电路的阻值R＝______；

③小灯泡L2的额定功率P额＝______（用U、I额、R表示）

【答案】电压表右 2 2.5 电流与电阻成反

比灯的电阻随温度的变化而变化I额保持不动1

1

U U

I

-

(U﹣I额×R )×I额

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]原电路中，电压表与电阻短路了，只有电流表与变阻器连入电路中，故电压表没有示数。

[2]电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如图所示

(2)[3][4]小伟先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片在某位置时，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，由欧姆定律，电压表示数为

U=IR=0.4A×5Ω=2V

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，即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，再次读取电流表的示数。

(3)[5][6]假设控制为U V，根据串联电路电压的规律和分压原理

V

V

R

U U

U R

-

=滑

左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值也应最大，此时变阻器器分得的电压最大，电压表的示数最小，即

V

V

4.5V20Ω

25Ω

U

U

-

=

解得U V=2.5V，为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于2.5V；由实验得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比。

(4)[7]绘制了L1的U-I图像如图丙所示，该图像不是直线的原因是灯的电阻随温度的变化而变化。

(5)[8][9][10][11]实验步骤：

①闭合开关S，将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I额，此时L2正常发光；

②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P保持不动，此时电流表的示数为I1，根据L1的（U-I图像可知，当电流为I1时，对应的电压为U1）；

在①中，L1短路，L2与变阻器串联；在②中，L2短路，L1与变阻器串联，因电流为I1，由图丙知，L1对应的电压为U1，由串联电路的规律和欧姆定律，则滑动变阻器接入电路的阻值

1

1

U U

R

I

-

=

在①中，由欧姆定律，变阻器的电压为

U滑=I额×R=I额×R

根据串联电路电压的规律，L2的额定电压为

U额=U-U滑=U-I额×R

小灯泡L2的额定功率

2．⑤小灯泡额定功率的表达式为：22221

2

12

?

L

I R

P I R I R I

I I

===

-

额额额额

。朵朵和同学们在做电学实验过程中：

（1）朵朵和同学们经过讨论，依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计，

如图甲、乙、丙所示。由图甲改进为图乙是为保证实验过程中_____这一因素不变；由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节使电阻R两端的电压_____（选填“改变”或“保持不变”）。

（2）请用笔画线代替导线，帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整

__________ 。

（3）朵朵连完电路，闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动。请分析造成这一现象的原因：电路存在_____。

（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；再将5Ω电阻换成10Ω电阻，她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向_____（选填“A”或“B”）端移动。

（5）朵朵和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为2V小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10Ω的电阻，设计了如图戊所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。具体操作如下：

①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为_____A时，小灯泡恰好正常发光；

②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I。

③P灯=_____（用已知量和测量值表示，数值要求带单位）。

【答案】电阻改变接触不良 B 0.2 2V（I﹣0.2A）

【解析】（1）如图甲连接的是小灯泡，由于灯丝电阻随温度而变化，所以改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变；

研究电流与电压的关系应保证电阻不变，改变电阻两端的电压，所以由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节使电阻R两端的电压改变。

（2）如图电路大部分已经完成，只要将电压表的负接线柱连接到定值电阻的左端即可，如图：

（3）闭合开关后，发现两只电表的指针总在晃动。即电流和电压不稳定，应该是开关或滑动变阻器等元件存在接触不良的故障。

（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；

再将5Ω电阻换成10Ω电阻，根据串联电路分压的规律，即电压与电阻成正比，那么定值

电阻增大一倍时，滑动变阻器接入电路的电阻也应增大一倍，所以她下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向B 端移动，即增大滑动变阻器接入电路的电阻，使电压表的示数不变。 （5）缺少电压表时，借助一个10Ω的电阻，利用如图戊所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。

①只闭合开关S 1、S 2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.2A 时，此时电阻两端的电压为：

，因为灯与电阻是并联的，电压相等，所以小灯泡恰好正常发光；

②只闭合开关S 1、S 3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，即灯两端的电压是不变的，此时电流表测量的干路电流，读出电流表示数为I ；

③由第一步实验确定灯的额定电压，即；通过电阻的电流为0.2A ；

由第二步实验可知，灯与电阻的总电流为I ，所以灯的电流为：

； 由灯的额定功率可表示为：。

3．2110

=U U P UI U R -=小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V ），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A ”，小灯泡（额定电压2.5V ，额定功率小于1.2W ），一个阻值已知的定值电阻R 0，开关及导线若干。

(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求：滑动变阻器的滑片P 向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）（____________）

(2)正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V 时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_____W 。 实验次数物理量

1 2 3 4 5 电压/V

1.0 1.5

2.0 2.5

3.0 电流/A

0.24 0.32 0.38 0.44 电功率/W

(3)分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而____（选填

“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”）决定。

(4)完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整。

①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V ；

②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1，拨至“2”读出电压表示数为U0；

③小灯泡的额定功率P额=______（用U额、U0、R0表示）。若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）。

【答案】如图，正确连线，滑动变阻器接线柱接正确1分

1.05 增大实际电压 5.5 0

U

U

R

?

额偏小

【解析】

【分析】

(1)根据图甲电路连接实物图，根据灯泡正常发光电流确定电流表量程；

(2)由图丙读出灯泡正常发光时的电流，由P=UI计算额定功率；

(3)根据表中数据分析灯泡功率与电压的关系；

(4)要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，根据串联电路电压规律可得出电压表的示数；滑片不动，再将开关S1拨至“2”，求出此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流，根据P额=U额I额求出小灯泡的额定功率；由串联电路特点和欧姆定律分析解答测量的中的差异。

【详解】

(1)[1]由电路图知，电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，由P=UI可得灯泡正常发光电流约为

1.2W

0.48A

2.5V

P

I

U

===

所以电流表选择0~0.6A量程，由此连接实物如图所示：

(2)[2]当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，电流表使用0~0.6A量程，分度值0.02A，此时通过的电流为0.42A，所以灯泡的额定功率

2.5V0.42A 1.05W

P UI

==?=

(3)[3][4]由表中数据知，小灯泡工作时，灯泡两端实际电压越大，通过它的电流也越大，由P=UI知灯泡的实际功率越大，即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。

(4)用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率，所用电压表量程为0～15V，要测量该小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V，

①[5]闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压，调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电压表的示数

U V=U?U额=8V?2.5V=5.5V

②[6]滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流

U

I

R

=

额

③则小灯泡的额定功率

U

P U

I

U

R

==?

额额额额

4．[7]在实验步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压变大，R0和灯泡分得的电压都会变小，由0

U

P U

R

=?

额额

知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω．

(l)在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整_______．

(2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了_______（选填“短路”或“断路”）．

(3)移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为______V；此时要测量小灯泡的额定功率，应持滑片P向_________（选填“左”或“右”）端移动，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像;

(4)由图像可计算出小灯泡的额定功率是______ W．

(5)完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0．实验步骤如下，请补充完整：

①_________________；

②闭合开关S、S1，断开开关S2．记下此时电流表的示数为I；

③小灯泡的额定功率的表达式为P

额=________．

【答案】断路 2.2 右 0.75 闭合开关S、S2，断开

开关S1．调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I额P额=R0（I－I额)I额

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]灯泡正常发光时的电流

I＝

2.5V

8

＝

U

R

＝0.3125A

所以电流表选用小量程，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如下图所示：

(2)[2]电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路；

(3)[3][4]电压表使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为

2.2V。要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，就要减小变阻器的电压，根据分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻要减小，滑片向右端移动，使电压表的示数为2.5V。

(4)[5]从图象得知，灯泡在2.5V下的电流为0.3A

P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W

(5)[6][7]①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数I1＝I额；

②闭合开关S、S1,断开开关S2，记录下此时电流表的示数为I；

③算出小灯泡的额定功率．定值电阻R0的电流为

I0＝I?I额

定值电阻R0的电压为

U＝I0R0＝(I?I额)R0

因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压，所以灯泡的额定电压功率为

5．P L＝U L′I′＝4.5V×0.3A＝1.35W。在探究“电流与电阻的关系”实验中，小硕选用如下器材：电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表电压表，开关和若干导线

（1）如图甲所示为小硕连接的实验电路，闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确．

（_________）

（2）改正错误后，用开关试触，发现电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动．小硕分析可能是定值电阻发生了_____故障．

（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，其示数为

_____V．断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关，应将滑片向_____（填“左”或“右”）移动，使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为_____．

（4）在探究过程中，小硕发现，为了保持定值电阻两端电压不变，只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为_____即可．

（5）多次实验后，根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____．

（6）小硕利用如图丙所示电路测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率，已知定值电阻R0的阻值为10Ω，电源电压未知且大于小灯泡的额定电压．

①开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，则电源电压为_____V．

②开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_____A，此时小灯泡正常发光．

③开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片_____（填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”），电流表示数为0.3A．

④小灯泡额定功率P额＝_____W．

【答案】断路 2 右 0.2A 3：2 反比 6 0.2 保持不

动 0.8

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：

(2)[2]用开关试触，电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动，可能是定值电阻发生了断路；

(3)[3]排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2V；

[4]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，使电压表的示数不变；

[5]由欧姆定律，电流表示数应为：

I＝V

2V =

10Ω

U

R

定

＝0.2A；

(4)[6]实验中保持定值电阻两端电压不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：

U滑=5V﹣2V＝3V，

由分压原理，滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为

U滑:U定=3V:2V=3:2；

(5)[7]根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；

(6)①[8]开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，为定值电阻的简单电路，由欧姆定律，

则电源电压为： U ＝I 1R 0＝0.6A×10Ω＝6V ；

②[9]开关S 1接a ，S 2接c ，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2A ，此时小灯泡正常发光．

③[10]开关S 1接b ，S 2接c ，使滑动变阻器的滑片保持不动，电流表示数为0.3A ． ④[11]在③中，变阻器与定值电阻串联，由欧姆定律，定值电阻的电压；

U 0＝I ′R 0＝0.3A×10Ω＝3V ，

变阻器的电压为

6V ﹣3V ＝3V ，

由分压原理，变阻器连入的电阻为：R 滑＝10Ω；

在②中，由欧姆定律，变阻器的电压：

U 滑＝IR 滑＝0.2A×10Ω＝2V ，

根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为：

U 额＝6V ﹣2V ＝4V ，

小灯泡额定功率：

6．13V -1V ==10Ω0.2A

U U U R I I -==滑滑．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丹设计了如图甲所示的电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V ，滑动变阻器规格为“20Ω1A ”，电源是由2节新干电池串联组成。

（1）用笔画线代替导线，帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整。（要求导线不交叉） （_______）

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于_____端（填字母）。

（3）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电

路故障可能是_____。

（4）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示为_____A，则小灯泡的额定功率为_____W，此时灯丝的电阻为_____Ω。

（5）小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向_____端调节（填字母），观察到小灯泡变亮。

（6）表是小丹根据实验测得的多组数据，她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是_____。

实验次

12345

数

电压

1.0 1.5

2.0 2.5 2.8

U/V

电流I/A0.120.160.180.22

（7）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率，她设计的电路如图丁所示，具体操作是：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式为P m_____（用I1、I2、R0表示）

【答案】A灯泡短路 0.2 0.5 12.5 B温度R0I1×

（I2﹣I1）

【解析】

【详解】

第一空．根据甲图，应高尔夫变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示：

第二空．闭合开关前，应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处的A端；

第三空．连接好电路后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡不发光，电压表无示数，则电路故障可能是灯泡短路；

第四空．排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A；

第五空．小灯泡的额定功率为：

P ＝UI ＝2.5V×0.2A ＝0.5W ；

第六空．此时灯丝的电阻为：

2.5V 12.5Ω0.2A

U R I ===； 第七空．小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，即增大灯的电压，减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器的电阻，故滑动变阻器的滑片应向B 端调节；

第八空．表是小丹根据实验测得的多组数据，她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，是因为电压越高，电流越大时，灯泡功率增大，灯丝温度升高，电阻变大，故影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是温度。

第九空．闭合开关S ，调节滑动变阻器使电流表A 1的示数为I 1时，小灯泡正常发光，此时电流表A 2的示数为I 2，

根据欧姆定律，R 0的电压为：

U 0＝R 0I 1，

此电压即灯的额定电压；

由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：

I m ＝I 2﹣I 1，

则小灯泡额定功率的表达式为：

7．所以，小灯泡在不同电压下的功率不同．小梅测量额定电压为2.5V 的小灯泡在不同电压下工作时的电阻，所用电源电压恒为4.5V ，她设计的电路如图甲所示．

（1）小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流，当小灯泡两端电压为_____V 时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，读出电流为_____A ，此时小灯泡电阻为_____Ω（结果保留一位小数）．

（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小．于是她向老师请教，老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可，如图丙中a 所示．请你用笔在图丁中将增加的导线a 补画上去．

（________）

（3）小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为_____V到4.5V，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于_____端（选填“左”或“右”）．（4）小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流，并作出小灯泡的U﹣I图线如图戊所示，由图可知小灯泡的电阻是_____（选填“变化”或“不变化”）．小刚注意到电压在0.5V﹣2.5V变化时，U﹣I图线几乎是一条直线，他认为在这个电压范围内小灯泡的

电阻是不变的．你赞同谁的观点？（请回答并说明理由）_____．

【答案】2.5 0.3 8.3 0

右变化的同意小灯泡的电阻是变化的观点，因为通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯的温度升高，因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯

的电阻随电压的增大而变大

【解析】

【分析】

小灯泡正常发光时，利用欧姆定律

U

R

I

=可以计算小灯泡的电阻；滑动变阻器的分压式接

法，可以使电流表和电压表的读数从0开始，但要注意接法的正确性，接线柱两下一上；小灯泡的电阻是变化的，电阻随温度的升高而变大．

【详解】

（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以当小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡正常发光，由

图可知，此时电流表示数为0.3A，此时小灯泡的电阻为

2.5V

8.3Ω

0.3A

U

R

I

≈

==；

（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小，图中滑动变阻器采用的是限流式接法，可以改成分压式接法，使电流表和电压表的读数从0开始，如图所示：

（3）图丙的电路采用的是滑动变阻器的分压式接法，可以使小灯泡两端电压的变化范围为0V到4.5V，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于右端，使电流表和电压表的读数从0开始，保护电流表和电压表的安全使用．

8．本题测定小灯泡的电功率，考查电路的连接及注意事项、操作过程及额定功率的计算，同时也考查了测电阻实验中故障分析，对器材要求及设计实验方案的能力及等效替代法的运用．如图是“测量小灯泡额定功率”的实验，其中灯泡的额定电压为 3.8V，电源电压未知，请你将实验过程补充完整．

（1）如图甲是实验电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整，并使滑动变阻器连入电路的阻值最大（导线不允许交叉）．

（2）实验过程中的某时刻，电压表的示数如图乙所示，为了测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）端滑动．灯泡正常发光时电流表的示数

如图丙为 A，则灯泡的额定功率为W．

（3）为了考察同学们的能力，老师拿来了一个已知额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整；

①（填开关S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为；

②闭合开关S、S2，断开S1，（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为：P= ．

【答案】（1）电路图如图所示；

（2）左；0.3；1.14；（3）①闭合开关S、S1；0.2R；②保持滑动变阻器的滑片不动；③0.2A×（U﹣0.2R）

【解析】

试题分析：（1）灯泡额定电压为3.8V，电压表选0～15V量程，把滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物电路图如图所示：

（2）电压表量程为0～15V，由图乙所示电压表可知，其分度值为0.5V，所示为2.5V，小于灯泡额定电压3.8V，为了测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向左端滑动．由图丙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所示为：0.3A，灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．

（3）①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 0.2R；

②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为：P=0.2A×（U﹣0.2R）．

9．在测量小灯泡的电功率后，同学们进一步思考：在电流一定时，小灯泡的功率跟电阻有什么关系呢？实验小组利用如图甲所示电路，选用三个额定电流在0.3A左右的小灯泡L1、L2、L3进行探究．

次数灯泡I/A U/V R/ΩP/W

1L1

0.2

2L2 1.680.32

3L3 2.4120.48

（1）他将灯L1接入图甲电路，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P时发现灯不亮，电流表没有示数，电压表有明显的示数，则发生故障的原因可能是；

（3）排除故障，检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.2A，此时电压表示数如图乙所示，为 V，则灯L1的电阻是Ω，实际功率是 W；

（4）一位同学在上述实验电路中直接拆下灯L1改换成灯L2，此时观察到电流表示数变小，为保持电流表示数为0.2A，应将滑动变阻器滑片P向（选填“A”或“B”）端移动，该同学直接拆接存在操作错误，正确的操作是：拆接电路时开关必须，滑动变阻器调到最大值．

（5）分别正确换接灯L2、L3做实验，保持电流表示数为0.2A，分别测出等L2、L3，两端电压．计算出灯L2、L3的电阻和实际功率，并将实验数据记录在表中，分析表中数据得出结论：电流一定时，小灯泡的实际功率跟电阻成的关系．

【答案】（1）实物图连线如下图所示；（2）小灯泡断路；（3）0.8；4；0.16；（4）A；断开；（5）正比

【解析】

试题分析：（1）因三个小灯泡额定电流在0.3A左右，故电流表选用小量程，实物图连线如上图所示；（2）移动滑动变阻器滑片P时发现灯不亮，电流表没有示数，说明电路断路或电路的总阻很大；电压表有明显的示数，说明电压表与电源连通，所以故障的原因可能是灯泡断路了；（3）电压表小量程为0.1V，示数为0.8V，灯的电阻

R=U/I=0.8V/0.2A=4Ω，灯的实际功率P=UI=0.8V×0.2A=0.16W；（4）电流表示数变小，要保持电流大小不变，根据欧姆定律，要增大电路中的总电阻，所以应增大滑变阻器连入电路中的电阻，所以，滑片向A端移动；该同学直接拆接存在操作错误，正确的操作是：拆接电路时开关必须断开，滑动变阻器阻值调到最大值；（5）纵向比较表中数据，可得出，在电流不变的情况下，电阻是原来的几倍，电功率变为原来的几倍，即电流一定时，小灯泡的实际功率跟电阻成正比的关系。

10．【考点定位】测量小灯泡的电功率（9分）在测定额定电压为3.8V的小灯泡（电阻大

约为10Ω）额定功率的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为6V 且保持不变．

（1）请将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮）．

（2）在连接电路时，开关必须 ．若有A （5Ω 1A）、B （10Ω 0.5A）和C （15Ω 0.2A ）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器 （填“A ”、“B ”或“C ”）连入电路，才能保证实验顺利进行．

（3）在实验中，若电压表示数为2V ，则小灯泡的实际功率 额定功率（填“大于”、“小于”或“等于”）；在此基础上，为了能测量小灯泡的额定功率，必须将滑片P 向 （填“A ”或“B ”）端移动，当电压表的示数为 V 时小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W ．

（4）小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I ﹣U 图象，如图丙所示．结果发现图象不是直线，这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压 （填“成”或“不成”）正比，这是因为 ．

【答案】（1）如图：

（2）断开；B ；（3）小于；A ；1.52；（4）不成；灯丝电阻随温度的升高而增大

【解析】

试题分析：（1）电流表要串联在电路中，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流约为：3.8=0.3810U V I A R ==Ω

，所以电流表选择0-0.6A 的量程；滑动变阻器的滑片要一上一下接入电路，由于要求滑片向左移动时小灯变亮，即电阻变小，所以要把左下端的接线柱接入电路；

（2）连接电路时，开关必须断开；小灯泡正常发光时，其两端电压为 3.8V ，电流约为3.8=0.3810U V I A R ==Ω

，则滑动变阻器两端电压约为：6 3.8 2.2V V V -=，滑动变阻器的阻值约为： 2.2==5.790.38U V R I A

=

Ω滑滑，A 的最大阻值只有5欧，所以不符合要求，而C 允许通过的最大电流为0.2A ，也不能满足要求，所以只有B 可以； （3）当电压表的示数为2V 时，说明灯泡两端电压小于额定电压，则实际功率小于额定功率；要测量小灯泡的额定功率，要减小滑动变阻器的阻值，使它分得的电压减小，灯泡分得的电压增大，所以滑片应向A 端滑动；当电压表示数为3.8V 时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.4A ；小灯泡的额定功率为：

=3.80.4=1.52P UI V A W =?；

（4）丙图所示的图像不是正比例函数的图像，这说明通过灯丝的电流和其两端电压不成正比，这是因为灯丝电阻不是定值，受温度的影响，随温度升高而增大。