北京汇文中学物理电功率单元测试卷(含答案解析)

北京汇文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．=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．由电路图知,电流表测量的是通过灯泡和电压表的电流之和,即所测电流偏大,根据知，测量后计算出的电功率值会偏大.小爽做“探究电流与电阻的关系”的实验，连接的电路如图甲所示，电源电压恒为3V，可用的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、和30Ω。

(1)请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整，并且使滑动变阻器连入电路的阻值最大；______(2)他将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，则电路中的故障可能是电阻______（选填“短路”或“断路”）；排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求时，电流表示数如图乙所示，电流为______A；(3)将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，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为止，记录电流表的示数；(4)为了获得普遍规律，他想利用上述五个电阻分别单独接入电路，进行五次实验，则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于______Ω；(5)完成上述实验后，小爽又设计了如图丙所示的电路，来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，电源电压为U，滑动变阻器A的最大阻值为R0，请完成实验步骤并写出表达式：①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器A的滑片，使电压表的示数为______，此时小灯泡正常发光；②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，______，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光时的电阻就等于滑动变阻器______（选填“A”或“B”）接入电路的电阻；再保持滑动变阻器B的滑片位置不变，将滑动变阻器A的滑片移动到______（选填“左”或“右”）端，读出电压表的示数为U'；③小灯泡的额定功率表达式为P额＝______。

【答案】断路 0.4 左 2 15 U额移动滑动变阻器B 的滑片 B 右 ()20U U U U R ''-额 【解析】【分析】【详解】(1)[1]定值电阻应该串联到电路中，所以导线连接左侧接线柱；滑动变阻器滑片已经滑到最左端，要是滑动变阻器接入电路的阻值最大，导线连接滑动变阻器下端的右侧接线柱，如图所示：。

(2)[2]将5Ω的定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表无示数而电压表有示数，说明电路出现了断路，因为电压表有示数，所以是并联在电压表两接线柱内的电路器件发生断路，电压表测量的是定值电阻两端的电压，所以电路故障可能是电阻断路。

[3]如图乙所示，电流表的量程是0~0.6A ，分度值为0.02A ，电流表的时数为0.4A 。

(3)[4]将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，电压表示数变大，要控制电压不变，就需要增大滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器滑片需要向左移动。

[5]已知刚接入的电阻为5Ω，电流表示数为0.4A ，则定值电阻两端的电压为 U=IR =0.4A×5Ω=2V探究电流与电阻的关系，要控制电阻两端的电压不变，保持为2V 。

(4)[6]根据串联分压的原理可知12LU U R R = 电阻R 的电压为2V ，滑动变阻器两端的电压为1V ，当R 为最大值，选择滑动变阻器的最小阻值R L 为2L 11V 30Ω15Ω2VU R R U ⨯=== 则他选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于15Ω。

(5)①[7]已知小灯泡的额定电压为U 额， 闭合开关S 、S 1，断开S 2，移动滑动变阻器A 的滑片，使电压表的示数为U 额，此时小灯泡正常发光。

②[8]闭合开关S 、S 2，断开S 1，保持滑动变阻器A 的滑片位置不变，移动滑动变阻器B 的滑片，使电压表的示数为U 额。

[9]此实验利用的是等效电阻的方法，通过控制开关的闭合，让滑动变阻器B 的电阻等效等于灯泡电阻，则此时灯泡正常发光时的电阻就等于滑动变阻器B 接入电路的电阻。

[10]滑动变阻器A 的最大阻值为R 0，借助滑动变阻器的最大阻值求出电流的大小，故需要将滑动变阻器的滑片滑到最大阻值处，故将滑动变阻器A的滑片移动到右端，读出电压表的示数为U'。

③[11]电路中的电流为'U UIR-=滑动变阻器B接入电路的阻值为''B'=U RURI U U=-小灯泡的额定功率为3．则小灯泡额定功率：()121U U UPR-额＝。

在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V．（1）为了测量更精确．电压表应选择的量程是0﹣_______（选填“3”或“15”）V．（2）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数．则故障原因可能是小灯泡_______（选填“短路”或“断路”）（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A．（4）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示．1234567/V 2.5 2.1 1.7 1.30.90.50.1/A0.260.240.210.190.160.05UI实验次数电压电流综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向_______（选填“左”或“右“）端滑动：随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变_______（选填“大”或“小”）．（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率．已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；②接着_______；③调节R 1的滑片调至最左端，记下电压表示数U 1；将R 1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U 2，小灯泡额定功率的表达式：P =_______（用R 0、U 额，U 1、U 2表示）【答案】3 短路 0.3 左 小 保持变阻器R 1的滑片位置不动，断开S 1闭合S 2，移动变阻器R 2使电压表不变 2021U U R （U 1﹣U 2） 【解析】【详解】（1）灯的额定电压为3V ，故为了测量更精确电压表应选择的量程是0﹣3V ．（2）若小灯泡短路，灯不亮，电路为通路，电流表有示数，电压表没有示数，符合题意； 若小灯泡断路，则电压表串联在电路中，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压有示数，不符合题意；所以故障原因可能是小灯泡短路；（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V ，此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 ，读数为0.3A ；（4）根据表中数据，电路中的电流越来越小，由欧姆定律，电路的总电阻越来越大，故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动； 根据由欧姆定律的变形式U R I=，计算灯的电阻分别为8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω……2.0Ω，所以随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变小；（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率．已知滑动变阳器R 1的最大阻值为R 0，小灯泡的额定电压为U 额．请完成下列实验步骤：①闭合开关S ，S 1，调节R 1的滑片，使电压表的示数为U 额；②接着，保持变阻器R 1的滑片位置不动，再断开S 1闭合S 2，移动变阻器R 2使电压表示数不变；根据等效替代的原理知，此时R 2=R L ；③将R 1的滑片P 调至最左端，记下电压表的示数为U 1；再将R 1的滑片P 调至最右端，记下电压表的示数为U 2，在③中，将R 1的滑片P 调至最左端，R 1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U 1即为电源电压；再将R 1的滑片P 调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U 2，即为R 2的电压，根据串联电路电流相等和欧姆定律可得：21220U U U R R -=， 解得： 22012U R R U U ； 根据2U P R=得小灯泡额定功率的表达式：()222122220012==U U U P U U U R U R R U U =--额额额． 【点睛】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L 1和L 2的电压U 与电流I 的关系曲线如图丁所示，由图可知，L 2的额定电流为____A ，额定功率为____W ；如果将L 1和L 2串联后接在220V 的电源上，则L 2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．P m＝R0I1×（I2﹣I1）。