上海同济大学附属七一中学物理电功率(提升篇)(Word版 含解析)

上海同济大学附属七一中学物理电功率（提升篇）（Word 版 含解析）一、初三物理 电功率 易错压轴题（难）1．=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】2．P 额=U 额I 1=22()U U U U U U R R --⋅=额额额额利用如图所示的电路探究电流跟电压的关系，电源电压为6V 不变．（1）按图甲，在图乙中把接错的一根导线打上“×”，再画线把它改到正确的位置上． （_____）（2）正确连接电路后，再闭合开关，移动滑片，发现电压表和电流表的示数均为0；继续移动滑片，当两电表指针刚好偏转且稳定时，其示数见序号3，继续实验，数据见序号4和序号5．数据序号1 2 3 4 5 电压/V0 0 1 2 3 电流/A 0 0 0.1 0.2 0.3①根据第5组数据，在图丙中用“↑”标出电流表指针所在的位置．（_____）②由序号1、2两组数据可判断，该电流故障为________（选填“R 1接触不良”、“R 2断路”或“R 2短路”）．③序号3、4、5三组数据表明：在导体的________一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比．④根据表中数据计算，滑动变阻器接入电路的最大阻值为________Ω，滑动变阻器消耗的功率变化了________W ．【答案】 R 1接触不良电阻500.4【解析】【分析】（1）测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压，即与定值电阻并联，电流表测定值电阻电流与其串联。

（2）①图丙中电流表接的是0.6A量程，分度值为0.02A，第5组数据中电流为0.3A，电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置；②由序号1、2两组数据中电流表示数为0，电压表也为0，可判断电路为断路；③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的，所以导体电阻没有变化，通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比；④依据串联分压原理，定值电阻R2电压最小时，滑阻分的电压最大，此时滑阻R1阻值最大，也就是说第三组数据时滑阻R1阻值最大。

从电源电压6V里减去定值电阻R2的电压，得到滑阻R1电压，由于R2与R1串联，电流相等为0.1A，根据欧姆定律可计算滑阻阻值，利用公式P=I2R可计算滑阻电流在0.1A和0.3A时的功率，然后大功率减去小功率就是功率变化值。

【详解】（1）测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压，即与定值电阻并联，电流表测定值电阻电流与其串联，由图可知，电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联了，只改一根导线，应将定值电阻右侧连接电流表的导线接到电压表的左侧接线柱上即可；（2）①图丙中电流表接的是0.6A量程，分度值为0.02A，第5组数据中电流为0.3A，电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置；②由序号1、2两组数据中电流表示数为0，可判断电路为断路，电压表也为0，说明不是和电压表并联的电阻断路，和电压表并联的电阻断路时电压表示数应该接近电源电压，所以是“R1接触不良”；③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的，所以导体电阻没有变化，通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比；④根据串联电路分压特点得：U1=U-U2=6V-1V=5VR1最大为：115V50Ω0.1AURI===；此时最小功率：P1=I2R1=（0.1A）2×50Ω=0.5W当第5次时，滑阻电压为：U′=6V-3V=3V此时电流为：I=0.3A最大功率为：P1′=U′×I=3V×0.3A=0.9W滑动变阻器消耗的功率变化了：P1′-P1=0.9W-.5W=0.4W。

3．故答案为：（1）见上图；（2）①见上图；②R1接触不良；③电阻；⑤50；0.4。

下面是小彬和小辉等同学进行的电学实验。

（1）小彬为了“探究电流跟电阻的关系”，连接了如图甲所示的电路。

①请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路的连接______；②小彬看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是______；③小彬先将5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为2V；再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______V；④小彬保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的电阻换成10Ω的电阻，为了使电压表的示数保持不变，应将滑动变阻器的滑片适当向______（选填“左”或“右”）端移动；⑤小彬将数据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；电压/VU2电阻/RΩ51020电流/AI0.40.20.1（2）小彬将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡，测量其额定电功率。

①正确连接电路，闭合开关、发小灯泡不亮，电压表、电流表均无示数，产生这种现象的原因可能是滑动变阻器______（选填“短路”或“断路”）；②排除故障，继续实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是______A，额定功率是______W；（3）小辉同学准备测小灯泡的额定功率，检查实验器材时，发现缺少电压表，滑动变阻器均标有“20Ω 2A”字样，小灯泡的额定电流是0.25A，于是他利用现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路图。

请你帮助小辉完成实验：①闭合开关1S，开关2S接b，2R阻值调到最大处，1R阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A；②将1R阻值调到最大，闭合开关1S，开关2S接a，______，小灯泡正常发光；③保持1R接入电路的阻值不变，闭合开关1S，开关2S接b，2R滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为0.2A。

______W。

则小灯泡额定功率P额【答案】电流表正负接线柱接反了 2 左反比断路 0.2 0.5 调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.25A 0.875【解析】【分析】【详解】(1)①[1]电压表选用小量程与电阻并联，如下图所示②[2]电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了。

③[3]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，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V 。

④[4]保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，为了使电压表的示数保持不变，由③知应将滑动变阻器的滑片适当向左端移动。

⑤[5]分析实验数据可知，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。

(2)①[6]闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、电流表均无示数，说明电压表与电源之间某一部分为断路，因此产生这种现象的原因是滑动变阻器断路。

②[7][8]读图乙可知，电流表的量程为0~0.6A ，分度值为0.02A ，其示数为0.2A ，则小灯泡的额定功率为P =UI =2.5V ×0.2A=0.5W(3)②[9]将1R 阻值调到最大，闭合开关1S ，开关2S 接a ，要使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器R 1的滑片，使电流表的示数为0.25A 。

③[10]闭合开关1S ，开关2S 接b ，2R 阻值调到最大处，1R 阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A ，电路为2R 得简单电路，电源电压为120.3A 20Ω=6V U I R ==⨯根据步骤③可得10.2A 20Ω+0.2A =6V R ⨯⨯解得1=10ΩR又小灯泡的额定电流是I L =0.25A ，根据步骤②可得L 10.25A +0.25A =6V R R ⨯⨯解得L =14ΩR小灯泡额定功率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0UP UR=⋅额额知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。