九年级物理电功率单元测试卷(解析版)

九年级物理电功率单元测试卷（解析版）

一、初三物理电功率易错压轴题（难）

1．

()

U

U U

P U I

R

-

==额额

额额额

在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V?

(1)为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0-____V；

(2)实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是_____（选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是____W；

(4)测量结束后，应先______，再拆除导线，最后整理好器材；

(5)某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I-U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是_______；

(6)某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻?请写出本实验主要测量步骤及所测物理量：

①电路连接完整后，开关S2断开，S1?S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；

②_______，开关S3断开，S1?S2闭合，记录电压表的示数U2；

③小灯泡额定功率的表达式P额=______（用R?U额?U2表示）

【答案】3 灯泡与灯座 1.25 断开开关图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大

保持滑动变阻器滑片位置不变

()

U U U

R

2

额额

-

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]题中待测小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程应选0~3V。

(2)[2]实验时，小灯泡不亮，且电流表示数几乎为0，则电路中有断路现象，而电压表有示数，即电压表与电源是接通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良。

(3)[3]由图示知，电流表的示数为0.5A，则小灯泡的电功率

P =UI =2.5V×0.5A=1.25W

(4)[4]测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材。

(5)[5]由描出的点知，所描的点不在一条直线上，所以作出的I -U 图象不应是直线，且坐标轴的横坐标的标度太大了，这样造成所描的点精确度稍低。

(6)[6][7]按题意可知，电路中通过S 2、S 3的通断来控制电压表所测量的电压，所以所缺的导线应连接在电压表的负接线柱与开关S 3的左接线柱之间，且电路是串联电路。当开关S 2断开，S 1、S 2闭合时，电压表测小灯泡的电压，那么应调节滑片，让电压表的的示数为U 额。然后保持滑片位置不变，这样才能保持小灯泡两端的电压为额定电压，断开S 3，闭合S 1、S 2，此时电压表测小灯泡和定值电阻R 的电压，则电阻R 两端的电压

U R =U 2-U 额

而整个过程中，电路的电流不变，通过小灯泡的电流

21R R U U U I I R R

-===额 则小灯泡的额定功率

2．（5）若小灯泡的额定电流为I 0＝2I 1，假设灯泡的阻值不变，则P 额＝I 02R ＝（2I 1）2R ＝4I 12R ＝4P 1．由于灯泡的阻值不是定值，且灯泡的阻值会随温度的升高而变大，所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，则额定功率P 0＞P 额＝4P 1，所以最有可能的额定功率值为P 0＝5P 1．故选D ．小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为2.5V 的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V ）、电压表一块、滑动变阻器（10? 2A ）、定值电阻（R 0=5?）、开关三个和导线若干。

（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。 （_____________）

（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到____________（选填“左”或“右”）。 （3）连接完电路后，小明只闭合S 、S 1时，移动滑片P ，电压表示数发生改变：只闭合S 、S 2时，移动滑片P ，小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如下表所示。则电路中一定存在的故障是____________。（填写序号）

测试元件 灯泡L 开关S 2

电压表无示数有示数

①灯泡L处断路②灯泡L处短路③开关S2处断路

（4）排除故障后，小明继续实验。

①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为____________V

②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V

③小灯泡的额定功率为____________W.

（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的际功率P实____________（选填

“>”、“>”或“=”）1

4

P额

（拓展）小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它（如图所示）于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、S2时，读出电压表示数为2.55V，则小明实验中所用电池组的电阻r是____________?。

【答案】右③ 2.5 0.75 ＞ 1.5

【解析】

【详解】

（1）由电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压，由于灯泡的额定电压为2.5V＜3V，故只需将电压表的“3”接线柱与开关S1的右接线柱连接即可，如图所示：

（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即滑到右端； （3）①若灯泡L 处断路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表有示数且接近电源电压，故①不符合题意；

②若灯泡L 处短路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表无示数，将电压表与开关S 2并联，只闭合S 、S 2时，则电压表仍然无示数，故②不符合题意；

③若开关S 2处断路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表无示数，将电压表与开关S 2并联，只闭合S 、S 2时，则电压表有示数且接近电源电压，故③符合题意； （4）①只闭合S 、S 2，R 与L 串联，电压表测L 两端的电压，移动滑片P ，使电压表示数U 额=2.5V ，此时灯泡L 正常发光；

②只闭合S 、S 1，R 与R 0串联，此时电压表测R 0两端的电压U 0=2.25V ，则有：

000U U U R R -=滑，即：2.25V 3V-2.25V =5ΩR 滑，解得：R 滑=53

Ω； ③灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U 滑′=U -U 额=3V-2.5V=0.5V ，

由欧姆定律和串联电路电流规律得到此时电路中的电流：I = I 滑=0.5V

=5Ω3

U R '滑滑=0.3A ， 则小灯泡的额定功率：P 额=U 额I =2.5V×0.3A=0.75W ；

（5）当电阻不变时，由P =2

U R

可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，功率减小，电阻也减小，故当小灯泡两端的实

际电压为额定电压一半时，由P =2

U R

可知，小灯泡的实际功率P 实＞14P 额。 【拓展】

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 =0.45V 0.3A

r U I ==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（25Ω

1A）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=min

min

U

I=

0.5V

0.1A

=5Ω．这时候电路中的总电阻R总=

min

U

I=

3V

0.1A

=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．P额＝U额I额＝4V×0.2A＝0.8W．聪聪在实验室中找到学生电源，四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），“25Ω 1A"的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导线若干，完成了下列电学实验．

（一）探究“电流与电阻的关系”

（1）如图甲是聪聪连接的电路，还有一根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，并保证连接这根导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处；

（_______）

（2）正确连接后，闭合开关，聪聪发现电流表无示数，电压表示数极大、可能是定值电阻发生了________（填“短路”或“断路” ）．

（3）实验中保持电压表的示数为2V不变，为保证四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源的电压值不应超过 _________ V．

（4）正确完成四次实验后，可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成 _____________．（5）聪聪又在实验室中找到一个标有“0.3A”字样的灯泡，他想用这个灯泡探究“电流与电压的关系”，老师告诉他不可以，原因是________________________________________．（二）测量滑动变阻器R2的最大阻值

（1）聪聪连接了如图乙所示的电路，将滑动变阻器R2的滑片调至最右端，闭合开关，适当调节R1的阻值，电流表和电压表的示数如图丙所示，电流表的示数为_________ A，R2的最大阻值为_________Ω．

（2）实验中至少需要测量三组数据，目的是 _________（填“寻找普遍规律”或“减小误

差”）．

（三）聪聪又找来最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R4，利用学生电源（电压调为12V不变），设计了如图丁所示电路，测量标有“0.3A”字样灯泡的额定功率，清将他的实验过程补充完整：

（1）只闭合开关S、S2，将滑动变阻器_________的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为_________ V，此时灯泡正常发光．

（2）保持两个滑动变阻器的滑片位置不动，只闭合关S、S1，读出电压表的示数为7V．（3）灯泡的额定功率P额=_________W．

【答案】断路 4 反比灯丝电阻随温度的升

高而增大 0.2 10 减小误差R4 6 1.5

【解析】

【详解】

第一空．连接这根导线后滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处，则接入的滑动变阻器下端接线柱应远离滑片，即下端应接左端接线柱．如图：

第二空．闭合开关，电流表无示数，说明电路不通，某处发生了断路；电压表示数极大，说明与电压表并联的元件断路，导致电压表相当于直接测电源电压．所以故障可能是定值电阻发生了断路．

第三空．根据串联电路分压规律可知，保持电压表的示数为2V不变，当25Ω定值电阻接入电路、滑动变阻器R1调到阻值最大时，电源最大．R1最大阻值为25Ω，与25Ω定值电阻阻值相同，所以R1两端电压与定值电阻两端电压相等，为2V，则电源电压为

2V+2V=4V．所以电源的电压值不应超过4 V．

第四空．保证每次定值电阻两端电压都是2V不变，测得每次的电流值随定值电阻的阻值增大而减小．所以可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比．

第五空．要探究“电流与电压的关系”，要控制电阻一定、改变电压，看电流大小随电压大小如何变化．因灯泡在不同电压下的亮度不同，灯丝的温度不同，会影响灯丝的电阻，所以若用灯泡探究“电流与电压的关系”，灯丝的电阻会改变，不能完成实验．

第六空．由乙图可知，R2的滑片调至最右端时其阻值最大，电压表测R2两端电压．由丙图可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2V；电流表的分度值为0.02A，示数为0.2A．

第七空．R2的最大阻值为：

R2=U

I

=

2V

0.2A

=10Ω．

第八空．R2的最大阻值是一定的，实验中至少需要测量三组数据，是为了取平均值减小误差．

第九空．由丁图可知，当只闭合开关S、S2时，灯泡L、R3、R4串联，电压表测R4两端电压．若将R3的滑片调到阻值最大处，要使灯泡正常发光，则电路中电流要为0.3A，此时R3两端电压为：

U R3=IR3=0.3A×30Ω=9V，

而在步骤二中，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，小于上面计算的9V，说明将滑片置于阻值最大处的滑动变阻器不是R3，应该是R4．

第十空．将R4的滑片调到阻值最大处，电路中电流要为0.3A，此时R4两端电压为：

U R4=IR4=0.3A×20Ω=6V．

所以应该移动R3的滑片，使电压表示数为6V，此时灯泡电流为0.3A，灯泡正常发光．

第十一空．再只闭合关S、S1，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，则灯泡L两端电压为：

U L=12V-7V=5V．

则灯泡的额定功率为：

5．第六空．实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿，故没有导通。科技小组要测量额定电压为5V

的小灯泡的电功率，可用的器材有：一个电压表和一个电流表（只有0~0.6A量程可用）．电源两端的电压恒定．

（1）按如图甲所示电路图确连接电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到______端（选

填“左”或“右”）．

（2）闭合开关，记录电压表、电流表示数：调节滑动变阻器并记录多组数据．当电流表示数为0.6A时，电压表示数低于5V．根据数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图乙所示，由图像可知，灯丝电阻随温度的升高而______。

（3）为测量小灯泡的额定功率，小组同学拆除电流表后再接通电路，调节滑动变阻器直至电压表示数为5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关，将电压表替换AB间导线接入电路，闭合开关，电压表小数为5.4V，则此时小灯泡亮度比正常发光时______：将滑动变阻器的滑片移到最左端，电压表示数变为7.2V．则小灯泡的额定功率为______W．【答案】右变大暗 4

【解析】

【详解】

第一空．开始实验前，为保护电路，滑动变阻器接入电路的阻值应该为最大值，如图所示的电路图中，当滑动变阻器移动到最右端时，电阻最大；

第二空．在I-U图像中，图像的斜率表示

I

U

的数值，即电阻的倒数

1

R

，由图像可知，斜率

在逐渐减小，所以电阻的倒数逐渐减小，所以电阻逐渐变大；

第三空．当电压表示数为5V时，滑动变阻器一部分接入电路，当电压表代替导线AB接入电路时，由于电压表相当于断路，所以此时滑动变阻器全部阻值都接入电路，接入电路的总电阻变大，根据串联电路分压的特点，滑动变阻器两端的电压变大，所以小灯泡两端的电压减小，小于5V，小于正常发光时的电压，故亮度变暗；

第四空．由乙图可知，当电压表示数为1.8V时，电路的电流最小，所以此时滑动变阻器全部接入电路，由题意可知，当取下电压表放在AB两点间时，由于电压表相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的方式发生了变化，由左端接入变成了全部接入电路，当滑动变阻器全部接入电路时，滑动变阻器两边的电压为7.2V，所以电源电压为9V．如下等效电路图：

由

U

I

R

=可知，滑动变阻器最大电阻P

max

min

7.2V

20Ω

0.36A

U

R

I

===；当小灯泡正常发光时，取下电压表放在AB两点间，电压表示数是5.4V，全部滑动变阻器的电压是7.2V，说明此时滑片位于总阻值

1

4

处，所以小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是总阻值的

1

4

即5Ω，此时的电流滑动变阻器两边的电压为4V，如下等效电路图：

6．点睛：重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验，注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路，闭合开关前应调整到阻值最大端，电流表读数时，看清楚所用量程，搞清楚分度值再读数等都是常考的内容；选择滑动变阻器时，注意结合欧姆定律及串联电路分压的特点进行分析判断。在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡中标有“3.8V”字样，电源电压恒定．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；

（2）连接完实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原因可能是；

（3）故障排除后，开始实验，在移动滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视的示数，直到灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 ____W．

⑷完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率．请完成下列实验步骤：

①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为 V；

②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；

③灯泡额定功率的表达式为P额= （用已知量和测得量表示）．

【答案】（1）如下图所示；

（2）小灯泡断路；（3）电压表；1.52；（4）①3.8 ；③[3.8V×（U-3.8V）]/R0

【解析】

（1）电流表串联，电压表并联，注意电压表量程，额定电压3.8v超过3v因此选择15v量程．

（2）电流表无示数说明电路不通，有断路，而电压表等于电源电压说明电路和电压表是通

路，因此只有与电压表并联的灯泡不通有断路．

（3）已知额定电压3.8，因此我们要注视电压表示数，不能超过额定电压．正常发光时，电压为额定电压3.8v，电流从表盘读出为0.4A，根据

（4）新设计的电路中，电压表通过单刀双掷开关既可以测灯泡电压也可以测灯泡和定制电阻电压．而且二者只差就的定制电阻电压．

所以我们先S2拨到触点2，测灯泡电压，调滑动变阻器直到灯泡正常发光电压表3.8v，

然后拨到触电1，测灯泡和定制电阻总电压u，则有u-3.8就是定制电阻电压，因此定制电

阻电流

3.8

U

I

R

-

=，灯泡与其串联，电流相等．

最后灯泡电功率

3.8

3.8

U

P UI

R

-

==?

考点：实验电路的连接故障检测以及设计

7．本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电表的读数和电功率的计算等，伏安法测电阻、功率、探究电流与电压和电阻关系几个实验有相似之处，我们要学会总结。小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材连接了如图甲所示电路．

（1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是_____．并且电路连接也有错误，如果此时闭合开关，小灯泡_____（选填“发光”或“不发光”），电压表

_____（选填“有示数”或“无示数”）．请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确．

（_____）

（2）小明重新选择合理器材，将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正确发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω．（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U 图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而_____．在这个图象中，横轴应该表示的是_____（选填“电压”或“电流”）

（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率．已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：

①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V．

②_____（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为

_____V，这时小灯泡正常发光．

③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V．

④小灯泡的额定功率P额＝_____W．

【答案】电源电压低于灯泡的额定电压不发光有示数

10增大电流闭合S、S12断开S2

0.5

【解析】

【分析】

（1）测灯的额定功率，灯的电压要高于灯的额定电压；分析电路的连接确定两表的示数；根据电路连接错误之改正；

（2）根据电流表小量程读数，由欧姆定律求电阻大小；

（3）灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律，电压的增加量应大于电流的增加量；（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U=2.5V时，灯正常发光，在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，

根据P UI

＝可求小灯泡的额定功率P额．

【详解】

（1）电源电压为3V，小于灯的额定电压，故选的器材不能完成此实验；原电路中，电压表串联在电路中，电路中几乎没有电流，电流表将变阻器串联了，此时闭合开关小灯泡不发光，电压表与电源连通，电压表有示数；电流表应串联在电路中，电压表与灯并联，如下左图所示：

（2）此时电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡正

常发光时的电阻是：

3.8V

10Ω

0.38A

U

R

I

===；

（3）并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律的变形公式：U

R

I

=，因灯丝的电阻随温度升高而增大，故电压的增加量应大于电流的增加量，如上左图所示，在这个图象中，横轴应该表示的是电流；

（4）根据上面的分析，具体步骤：

①闭合开关S 、S 2，断开S 1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V ； ②闭合S 、S 1，断开S 2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V ，这时小灯泡正常发光；

③闭合开关S 、S 2，断开S 1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V ． 在①中，电源电压为U ＝4.5V ，在②中，灯与滑片以下电阻丝R 滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为2V ，根据串联电路电压的规律，灯的电压：

4.5V 2V 2.5V L U U U 滑下＝﹣＝﹣＝ ，灯正常发光；

在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为：

3 4.5V 3V 1.5V U V ﹣＝﹣＝ ，根据分压原理，12R R 滑下滑上：＝：

，因变阻器的总电阻为15Ω，故10ΩR 滑下＝

，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：2V 0.2A 10Ω

L U I R ===滑下滑下 ， ④小灯泡的额定功率 2.5V 0.2A 0.5W L L P U I ?额＝＝＝．

故答案为(1). 电源电压低于灯泡的额定电压 (2). 不发光 (3). 有示数 (4). 10 (5). 增大 (6). 电流 (7). 闭合S 、S 1 (8). 2 (9). 断开S 2 (10). 0.5

8．．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：

2.5

0.25

10

L

U V

I A

R

===

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】

9．重点是测量小灯泡电功率的实验，注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路，且闭合开关前应调整到阻值最大端，电流表读数时，看清楚所用量程，搞清楚分度值，再进行读数。最后一问，一定要注意灯丝的电阻会随温度而变化，通常金属电阻随温度的升高而增大，故电流与电压不成正比。在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）。

⑴为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用___________

A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器

⑵用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整__________。

⑶闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到 ____________（选填“A”或“B”）端。

⑷闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是_____________。

⑸排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是______V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动。

⑹根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像（如图丙所示）。分析图像可知：

① 小灯泡的额定功率为______________W。

② 小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受____________变化的影响。

③ 实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图像分析其原因是____________。

⑺完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图像，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示。请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤：

① ________________________________

② ________________________________

表达式：Rx＝___________________

【答案】B A 小灯泡断路 2.2 B 0.625 温度小灯泡实际功率过小开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片至电流表的示数为0.25A 或0.2A

或0.1A 开关S1断开，S2闭合，保持滑片位置不变，记录电流表的示数为I R X＝

或R X＝或R X＝

【解析】

试题分析：（1）当灯泡正常发光时，电流为I=U/R=2.5V/12Ω=0.2A，此时滑动变阻器分压为6V-2.5V=3.5V，滑动变阻器此时的电阻为3.5V/0.2A=17.5Ω，所以应选滑动变阻器B；（2）由于电流最大为0.2A，所以电流表的量程应接在0.6A的接线柱上，连线如上图所示；（3）闭合开关前，滑动变阻器的阻值应处于最大值位置，根据连线可知，滑片应处于A端；（4）发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，这样的故障是出在了与电压表并联的部分断路了，所以应是小灯泡断路；（5）由图示可知，电压表的读数为2.2V，小于小灯泡的额定电压，所以应增大电流，减小电阻，把滑片向B端移动，才能使电压表示数达到额定电压；（6）①由图示可知，当电压等于额定电压2.5V时，额定电流为0.25A，所以小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；②由图示可以看出电阻值是变化的，主要是由于温度的影响所致；③小灯泡的电压越低，电流越小，实际功率越

小，灯泡的亮度是由实际功率决定的，当实际太小时，灯泡就不发光了；⑺ ①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片至电流表的示数为0.25A 或0.2A 或0.1A ；②开关S1断开，S2闭合，保持滑片位置不变，记录电流表的示数为I 表达式：R X＝2.5V/(I-0.25A）或R X＝1.5V/(I-0.2A)或R X＝0.5V/(I-0.1A)

10．（7分）如图甲，是小凯连接的测量标有电压为2.5V 的某小灯泡电阻的实验电路，图中的①～⑤是部分导线的序号，A～N是部分接线柱的编号．

（1）只改接图中的一根导线，就能改正电路中的连接错误．请简述你的改正方法：．（2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表读数如图乙，示数是 A，小灯泡正常发光，此时灯丝的电阻为Ω．向（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器滑片，灯泡两端电压逐次下降，灯丝温度也不断降低，测量数据如表．

实验次数123456

发光情况明亮较亮不很亮较暗微光熄灭

电压U/V 2.5 2.1 1.7 1.30.90.5

电流I/A0.260.240.210.190.16

电阻R/Ω8.17.1 6.2 4.7 3.1

（3）对比不同电压下小灯泡的阻值，把你的发现写成具有概括性的一句

话：．

【答案】（1）将导线④的N端改接到接线柱E（或C端）；（2）0.28；8.9；左；（3）灯丝温度越高，灯丝电阻越大．

【解析】

试题分析：（1）由图甲所示电路可知，灯泡与电流表并联，电流表连接错误，应该将导线

④的N端改接到接线柱E（或C端）．

（2）由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为

0.28A，灯泡电阻

2.5

0.28

U V

R

I A

==≈8.9Ω；由图甲所示电路图可知，向左移动滑动变阻器滑

片，滑动变阻器接入电路的阻值增大，灯泡两端电压逐次下降，灯丝温度也不断降低．（3）由表中实验数据可知，灯泡两端电压与通过灯泡的电流越大，灯泡实际功率越大，灯泡温度越高，灯丝电阻越大，由此可知：灯丝温度越高，灯丝电阻越大