九年级物理电功率(培优篇)(Word版 含解析)

九年级物理电功率（培优篇）（Word 版 含解析）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．=1.5V 0.3A=0.45W P U I =⨯额额额在测量“小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供的实验器材有：A ．电源（电压为4.5V ），B ．电流表A 1（量程为0﹣0.6A ，电阻为0.5Ω）C ．电流表A 2（量程为0﹣3A ，电阻为0.2Ω）D ．电压表V 1（量程为3V ，内阻为3kΩ）E ．电压表V 2（量程为15V ，内阻为1kΩ）F ．滑动变阻器R （阻值0﹣10Ω）G ．定值电阻R 0=800ΩH ．待测小灯泡L （额定电压为3.8V ，额定功率大约是1.2W ）I ．开关S 一个，导线若干实验要求：既要保证电路安全，又要提高测量精确度；为了减小系统误差，测量时电表示数应大于量程的三分之一。

则（1）根据实验要求，电流表应选_______，电压表应选_______（选填器材前的字母代号）。

（2）根据实验要求，在虚线方框内画出实验电路图（其中部分电路已画出）。

________（3）根据实验电路图，请用笔画线代替导线，将实验器材连接起来使之成为实验电路（其中部分导线已连接好）。

_______（4）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到_______端（选填实物图中“a”或“b”）；正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，仔细检查电路各部分均接触良好，其原因可能是_______。

【答案】 B D b 小灯泡L断路【解析】【详解】（1）待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率大约是1.2W，由P=UI得，小灯泡的额定电流大约为：，因为小灯泡L的额定电流0.32A小于0.6A，且大于电流表A1量程的三分之一，所以，根据实验要求，电流表应选B。

因为电源电压为4.5V，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，大于V1的量程但小于电压表V2量程的三分之一，为了使偏转角度尽量大，电压表应选D。

（2）为了测量小灯泡的额定功率，应使其两端的电压为3.8V，由于电压表（量程为3V，内阻为3kΩ），因此可将电压表与R0串联后在并联在小灯泡L的两端，电流表接在干路上（即电流表外接法），当灯泡L正常发光时，其两端的电压为U L=3.8V，根据串、并联电路电压规律可知，电压表和R0所在支路电压：串联电路电流相等，所以电压的比等于电阻的比，即电压表V1与定值电阻R0两端的电压之比：联合以上两式可解得：，；所以实验电路图如下：（3）根据实验电路图，按电流的流经顺序将其连接起来，如下图所示：（4）根据保护电路的原则，在闭合开关前，应使电路中的电流最小，即滑动变阻器接入电路的阻值最大，由实验电路可知，滑动变阻器的滑片应滑到b 端。

开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路存在断路性故障，电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源两极是连通的，则故障应为与电压表并联的部分断路，即小灯泡L 断路。

【点睛】3．⑤小灯泡额定功率的表达式为：22221212•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S1、S2，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S1、S3，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：。

4．P额=U L I=5V×0.3A=1.5W．小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中，使用的小灯泡额定电压为2.5V．（1）在检查实验仪器时，发见电流表指针如图乙所示，则应对电流表进行____；（2）图甲是他未连接好的实验电路，用笔画线代替导线帮他连接好实验电路．（要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮）____（3）检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表都有示数．则小灯泡不亮的原因可能是____．（4）问题解决后，继续进行实验，闭合开关，发现电压表的示数如图丙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向____（选填“C“或“D“”）端滑动，直至电压表示数为____V，若此时电流表的示数为0.30A，则小灯泡的额定功率为____W．（5）若两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的电压U与电流I的关系曲线如图丁所示，由图可知，L2的额定电流为____A，额定功率为____W；如果将L1和L2串联后接在220V的电源上，则L2的实际功率为____W．【答案】调零滑动变阻器阻值接入电路的阻值过大 D2.5 0.75 0.5 110 24【解析】【分析】【详解】（1）由图乙知道，电流表指针没有指在零刻度线上，所以在使用该电流表之前应对电流表进行机械调零，使指针指在零刻度线上；（2）由图甲知道，电路图中只有滑动变阻器没有接入电路，由于要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮，即此过程连入电路的电阻变小，电路的电流变大，所以，根据“一上一下”的原则，应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，如图：（3）根据题意知道，闭合开关，电压表与电流表都有示数，则说明电路不存在断路，灯泡也没有发生短路，灯泡不发光的缘故应是：闭合开关时，滑片置于阻值最大处，没有调节，使接入电路的阻值过大，电路电流过小，灯泡由于实际功率过小而不发光．（4）由图丙知道，电压表选用的是小量程0-3V，分度值是0.1V，所以示数是1.2V，因为灯在额定电压是2.5V，所以，应增大灯的电压，由分压原理知道，应通过减小变阻器连入电路中的电阻大小，使变阻器分得的电压减小，所以滑片向D移动，直到电压表示数为2.5V；灯泡正常发光时，若电流表的示数为0.30A，则由P=UI知道，小灯泡的额度功率是：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；（5）由题意和图丁知道，当电压为220V时，L2的额定电流是0.5A，由P=UI知道，L2的额定功率是：P=UI2 =220V×0.5A=110W；若两电阻串联时，则流过两电阻的电流相等，且总电压应为220V，由U-I图象知道，当I1=I2=0.3A时，L1的电压为140V，L2的电压为80V，符合串联电路的电压特点，所以串联后接在220V的电源上时，电流应是0.3A，此时L2的实际功率是：P=U2I2′=80V×0.3A=24W．【点睛】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； 6．13V -1V ==10Ω0.2AU 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。