初中物理第2节 电功率课堂检测

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（1）请在丙中虚线框内画出与图甲相应的电路图 ；
（2）正确连接电路后，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是 A，小灯泡的额定功率是 W；
（3）测出小灯泡额定功率后，该同学接着移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32A时，电压表的示数可能是 （填标号）。
A．3.9V B．4.0V C．4.1V
【答案】 0.3 1.14 C
【详解】（1）[1]由图甲知，灯泡、电流表和滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示：
（2）[2][3]由图甲知，电流表使用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，由图乙知，灯泡两端电压3.8V时，通过它的电流为0.3A，所以灯泡的额定功率
P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W
（3）[4]由欧姆定律可得，灯泡正常发光时的电阻
假设灯泡电阻不变，当电流表的示数为0.32A时，灯泡两端电压（电压表示数）
当灯泡两端实际电压大于额定电压时，灯泡的实际功率变大，温度升高，电阻变大，那么灯泡两端电压应大于4.05V，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
2．如图所示是小明同学测量“小灯泡电功率”的实验，已知电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 端；
（2）小明连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则电路的故障可能是小灯泡 ；
（3）排除故障后，小明移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小明多次移动滑片P，记下对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率为 W；
（5）小明通过实验比较当小灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1 P2。
【答案】 A 短路 2.2 B 0.5 ＞
【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处，即A端。
（2）[2]小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即电路的故障可能是小灯泡短路。
（3）[3][4]电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若他想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将图甲中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）[5]由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，则小灯泡额定功率为
PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W
（5）[6]当小灯泡的实际电压是额定电压一半时，由图丙可知此时的电压值为1.25V，对应的电流约为0.125A，此时灯泡的电功率为
P1＝U1I1＝1.25V×0.125A＝0.15625W
当小灯泡的实际电流是额定电流一半时，此时的电流为0.1A，由图丙可知此时的电压值约为1V，此时灯泡的电功率为
P2＝U2I2＝1V×0.1A＝0.1W
所以
P1＞P2
3．图可以用来研究“电流做功的多少与电压关系”，将两个阻值不同的白炽灯串联接在电路中，闭合开关，调节滑动变阻器，观察 和 ，进一步分析就能顺利得出实验结论．
【答案】 灯的亮暗程度 电压表的示数
【分析】由公式W=Pt和W=UIt分析解答．
【详解】由W=Pt可知，灯泡越亮功率越大，在相同时间里消耗的电能越多，电流做功越多，所以我们可以通过观察灯泡的亮度及电压表的示数比较相同时间内电流做功的多少；两灯串联，电流相等，由W=UIt知，通过观察比较电压表的示数，进一步分析就能顺利得出电流做功的多少与电压关系．
4．小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，设计了如图甲所示的电路图。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮，则电路故障可能是滑动变阻器 （选填“短路”或“断路”）；
(3)排除故障后，某次实验电压表的示数如图乙所示，为 V；为了让小灯泡达到正常发光状态，此时滑动变阻器的滑片应向 （选填“A”或“B”）端滑动；
(4)小明测得多组数据，并画出如图丙所示的图像。由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1)
(2) B 断路
(3) 1.2 A
(4) 6.25 1
【详解】（1）实验中，应将灯泡和滑动变阻器串联，且滑动变阻器要“一上一下”接线，电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，且“正进负出”，故电路图如图所示：

（2）[1]为保护电路，闭合开关前，滑片应置于阻值最大处，即B端。
[2]若滑动变阻器短路，则电路中有电流，此时灯泡会亮，当滑动变阻器断路时，电路中无电流，此时灯泡不亮。
（3）[1]由图乙可知，电压表选小量程，其分度值为0.1V，故此时电压表的示数为1.2V。
[2]此时灯泡两端电压小于其额定电压2.5V，故需增大灯泡两端电压，即减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压可知，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故滑片应向A端移动。
（4）[1][2]灯泡正常发光时的电压U=2.5V，由图丙可知，此时通过灯泡的电流为I=0.4A，则灯泡正常发光时的电阻为
小灯泡的额定功率为
5．同学们测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)实验前，电流表指针位置如图甲所示，应对电流表进行 ；
(2)同学们连接的电路如图乙所示，经检查发现A、E两点间的导线连接错误，应改接到 两点之间；更正错误后，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端；
(3)闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮，经检查发现小灯泡灯丝断了，此时电压表 （选填“有”或“无”）示数。排除故障后继续实验，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，继续调节滑动变阻器，使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表，表中a处的数据为 ；
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为 W，小灯泡的实际功率越 ，小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是 （选填“正确”或“错误”）的。
【答案】(1)调零
(2) B、E 右
(3) 有 2.5
(4) 0.75 大 错误
【详解】（1）由图甲可知，实验前电流表的指针未指在零刻度线处，故应对电流表进行调零。
（2）[1]由图乙可知，A、E两点间的导线将小灯泡短路，故应将导线改接到B、E两点间。
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即应将滑片移至最右端。
（3）[1]若小灯泡灯丝断了，则电压表直接并联在电源两端，测量电源电压，故电压表有示数。
[2]小灯泡正常发光时的电压为其额定电压，故表中a处的数据应为其额定电压2.5V。
（4）[1]在额定电压下的消耗的功率为额定功率，由表格中数据可知，小灯泡的额定功率为
[2]由表格中数据可知，灯泡两端电压越大，电流越大，小灯泡的实际功率越大，小灯泡就越亮。
[3]用电器在不同电压下对应的实际功率不同，故通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差，这种做法是错误的。
6．小明做“测量小灯泡的电功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于，滑动变阻器上标有“”字样，如图甲所示是实验装置图。
(1)在方框中画出相应的实验电路图。
(2)这个实验的实验原理是 ，用 表测量出小灯泡两端的 ，用 表测量出通过小灯泡的 ，从而算出小灯泡的电功率。
(3)在连接电路时，开关应处于 状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值 处。
(4)小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
(5)小明排除故障后，移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)
(2) 电压 电压 电流 电流
(3) 断开 最大
(4)断路
(5)
【详解】（1）分析实物图可知，电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端，如图所示：
（2）[1][2][3][4]小灯泡的电功率不能直接测量，实验时，需用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电流，再根据算出小灯泡的电功率，所以，实验原理是。
（3）[1]在连接电路时，开关应处于断开状态，这是为了防止电路连接过程中出现短路等故障，损坏仪器。
[2]闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，这样可以使电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（4）如果小灯泡短路，电压表会被短路而无示数；如果小灯泡断路，电压表会串联接入电路，有示数且电路无电流，灯泡不亮，所以故障原因可能是小灯泡断路。
（5）由图乙可知，电流表使用的是量程，分度值为，图乙中示数为 ，小灯泡额定电压，额定功率
7．在探究影响电流做功大小的因素的实验中：
(1)用如图所示的电路可以来探究电功与 的关系。
(2)实验中提供“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡若干，则你所选用的灯泡是
(3)下面是某同学探究该实验的过程与记录，请帮他完成
①根据电路图连接电路
②闭合开关，调节滑片，观察到L1比L2亮，说明相同时间内电流通过 做功多，同时他还需要收集到的另一信息是
③多次调节滑片的位置，重复步骤②
④综合分析实验的现象与数据得到的结论是： 。
【答案】 电压 “2.5V”和“3.8V”的灯各一个 L1 电压表V1和V2的示数 通电时间相同，电流相同，电压越大，电流做的功越多
【详解】(1)[1]因为电流做的功与电压、电流和时间有关，而电路中，两灯串联电流和通电时间相同，电压不同，根据控制变量法的思路可知是研究电流做功与电压的关系。
(2)[2]所选用的灯泡是“2.5V”和“3.8V”的灯各一个，这样便于观察灯泡的亮度，且两灯两端的不变，使于研究。
(3)②[3][4]由于两灯串联在电路中，所以通过小灯泡的电流相同，开关闭合后，灯泡L1较亮，灯泡L2较暗，说明前者的实际功率大，即相同时间内电流通过L1做功多，同时他还需要收集到的另一信息是电压表V1和V2的示数。
④[5]综合分析实验的现象与数据，比较可知，电压越大，实际功率越大，所以得到的结论是：通电时间相同，电流相同，电压越大，电流做的功越多。
8．小红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，实验装置如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物图连接完整；
(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到 （选填“A”或“B”）端。实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(3)小红完成实验后，小明使用相同的实验器材和相同的电源电压重新连接电路，也完成了该实验。小红测得的实验数据如表1所示，小明测得的实验数据如表2所示。分析表1和表2可得:实验时，电源电压为 V；小灯泡两端的电压从1V升高到2.5V时，小灯泡的电阻变化了 Ω（结果保留1位小数）。
表1
表2
【答案】(1)
(2) A 0.7
(3) 4 3.9
【详解】（1）测量小灯泡的电功率的实验，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器“一上一下”接入电路，如图所示：
（2）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，由图可知，移动到A处。
[2]由图乙可知，额定电压为2.5V时，电流为0.28A，则小灯泡额定功率
（3）[1] 分析表1和表2可得，实验时，小明将电压表并联在滑动变阻器两端，当电流为I=0.24A时，UL=1.5V，UR=2.5V故电源电压为
[2]由表2可得，，时，，小灯泡的电阻
由（2）可知，小灯泡额定电压为2.5V时，电流为0.28A，小灯泡的电阻
小灯泡电阻变化了
9．探究电热与电阻、电流的关系
【实验装置】
【实验方法】
（1）转换法：通过观察 来判断电流产生热量的多少。
（2）控制变量法：探究某个因素对电流产生热量的影响时，控制其他因素不变。
【实验结论】在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越 ，这段电阻丝产生的热量越多。在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越 。
【答案】 U形管中液面的高度差 大 多
【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过观察U形管液面的高度差来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）[实验结论]
[1]左图中，两电阻串联，电流相同，在通电时间相同时，左侧U形管液面较低，右侧液面较高，说明在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；
[2]右图中，盒内的两电阻阻值相同，左侧盒中的电流大于右侧盒中的电流，在通电时间相同时，左侧U形管液面较高，右侧液面较低，说明在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
10．如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中，通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中，通过两电阻丝的电流 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器 U形管液面高度差较大，这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。
【答案】(1) 高度差 转换
(2) 相等 电阻
(3) 电流 左 在其它情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多
(4)电流的平方
(5)甲
【详解】（1）[1][2]实验中，电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U形管内液面产生高度差；电热越多，U形管内液面高度差越大；实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少，这种研究方法是转换法。
（2）[1][2]图甲中，两电阻丝串联，通过它们电流相等；两容器电阻丝中电流相等，通电时间相等，只是两个电阻丝电阻不同，通电一段时间后，右侧U形管液面高度差较大，实验可以探究电热与电阻关系。
（3）[1][2][3]图乙中，左右两容器中电阻丝电阻相等，通电时间相等，因为右侧容器内外两个电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联，由于右侧容器外电阻丝的分流作用，右侧容器中电阻丝中电流小于左侧，是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；一段时间后，左侧U形管内液面高度差大，这说明，在电阻与通电时间都相同时，电流越大，电热越大。
（4）最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳，该结论被称为焦耳定律，内容为：电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，数学表达式为。
（5）导线与电炉丝串联，通过的电流相等，通电时间相等，只是电炉丝电阻大于导线电阻，所以电流通过电炉丝产生的电热大，这可以用甲装置的实验结论来解释。
11．在“探究小灯泡的亮度与实际功率关系”实验中，实验电路如图甲所示，其中电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表的示数变 ，灯泡的亮度变 ；
(2)实验相关数据记录在下面表格中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
(3)分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而 ；
(4)通过分析还可以得出结论：小灯泡的电阻随着实际功率的增大而 。
【答案】(1) 大 亮
(2)0.75
(3)变亮
(4)变大
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，电压表与小灯泡并联，滑动变阻器与小灯泡串联，滑片向右滑动时，滑动变阻器的电阻变小，电路中的电流变大，灯泡变亮，根据分压原理，灯泡两端的电压变大，电压表示数变大。
（2）图乙中电流表选用小量程，分度值为，电流表的示数为，则小灯泡的额定功率为。
（3）由表中数据可知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，因此可得结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变亮。
（4）由表中可知，在第2次实验时，电压为,电流为，根据欧姆定律可知，电阻为，对比表中数据可知，实际功率增大时，电阻增大，故说明小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变大。
12．小明发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡L的功率。
(1)小明选择两节干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 （填“左”或“右”）端；
(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，记人数据；继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 ；
(3)问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V，此时电流表示数如乙图所示，则小灯泡L1的额定功率P1为 W；
(4)小明想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为1.9V。依据上述现象，可推断出P1 P2（填“”“”或“”），他继续完成了P2的测量后，验证了小灯泡的亮度与电功率有关。
【答案】(1)左
(2)加一节电池
(3)0.75
(4)