备战 2020 中考物理重点知识强化训练专题四：电功率的测量 考点一：伏安法测电功率 1.(2019 广西)如图甲是小刚“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为 2.5 V。 (1)为测量小灯泡的额定功率,请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。 (2)小刚连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电 流表无示数,电压表有示数且约为电源电压。若此时电路中只有一处故障,则电路故障可能 是 。 (3)如图甲,小刚同学连接好电路后闭合开关,移动滑片 P 到某一位置时,电压表示数(如图乙 所示)为 V,为了测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片 P 向 (选填“A”或“B”)端移动。 (4)图丙中的 I-U 图象是小刚根据多组实验数据绘制的,根据图象可得小灯泡的额定功率为 W。 (5)在实验的过程中电流表突然坏了,小刚重新设计了电路,如图丁,已知电源电压为 U 保持 不变,R 0 为阻值已知的定值电阻,连接好电路后进行如下操作: 将单刀双掷开关 S 与接线柱 1 相连接,闭合开关 S1,移动滑动变阻器滑片 P,使电压表示数 为 V。 保持滑动变阻器滑片 P 位置不变,将单刀双掷开关 S 与接线柱 2 相连接,读出电压表示数 1 为 U1。 则小灯泡的额定电功率表达式为 P= 。 2.(2019 河南濮阳)如图甲所示,是测定小灯泡额定功率的实物图,其中电源是三节新的干电 池,灯泡的额定电压是 3.8 V,其灯丝电阻约为 10 ,滑动变阻器上标有“10 1 A”的 字样。 (1)请你用笔画线代替导线将电路中未连接好的部分连好,使它成为完整的实验电路。(滑片 右移时,灯泡变亮) (2)小刚正确连好电路,但闭合开关后,发现灯泡不亮,小刚做出如下猜想: 猜想 1:可能是灯丝断了; 猜想 2:可能是电流表断路; 猜想 3:可能是小灯泡短路; 猜想 4:可能是滑动变阻器断路; 猜想 5:可能是开关断路。 若电流表读数为 0,电压表读数为 4.5 V,请你判定猜想 是正确的。 (3)假如电压表 015 V 量程已损坏,小刚仍想测出小灯泡的额定功率,请你帮助小刚设计电 路图,并画在图乙方框内。 (4)按新设计的电路图,调节滑动变阻器,使电压表示数达到 V 时,小灯泡就正常发 光。此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。 3.(2019 湖北武汉)某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持 2 不变,小灯泡的额定电压是 2.5 V。 (1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“”,并补画出正确的那根导线。 (2)正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转。故 障原因可能是 (填“电流表”“滑动变阻器”或“小灯泡”)断路。 (3)排除故障后,按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则 小灯泡的额定功率是 W,此时小灯泡的电阻是 (结果保留两位小数)。 (4)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内, 若 小灯泡电阻变化量的绝对值是 R1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是 R2,则 R 1 和 R 2 大小关系正确的是 (填字母标号)。 A.R1R 2 B.R1=R 2 C.R1R 2 B.R1=R 2 C.R1R 2 D.无法比较 【答案】(1)电路连接如图所示: (2)小灯泡 (3)0.65 9.62 (4)C 【解析】(1)分析连接的实物图可知,小灯泡因被短路不发光,修改后电路如答案图所示。 (2)电压表有示数,电流表无示数,说明电压表的正接线柱到电源的正极和电压表的负接线 柱到电源的负极都没有发生断路,由此可知应该是小灯泡断路。 (3)根据图乙可知,电流表的示数为 0.26 A,小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5 V0.26 A=0.65 W; 小灯泡的电阻为 R= = 9.62 。 (4)移动滑动变阻器的滑片,灯泡变暗,说明电路中的电流变小,根据 R= 可知,电路的总电阻 变大,因此滑动变阻器接入电路的电阻增加的值大于灯泡电阻减小的值。 4.(2019 四川遂宁)在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:两节新干电池、电流表、 电压表、额定电压 2.5 V 的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干,部分实物电路如图甲所 示。 14 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片 P 向右移动时小灯泡变 亮)。 (2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 3 V。断开开关,经检查,各元件完 好,电路连接正确,则实验中操作错误之处是 。 (3)改正错误后进行实验,移动滑动变阻器的滑片到某一位置, 电压表的示数如图乙所示; 若要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片 P 应向 (选填“A”或“B”)端移动。 (4)图丙是由实验数据描出的小灯泡的 I-U 图象,则小灯泡额定功率是 W。 (5)根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同,原因是灯丝电阻随 的变化而变化。 (6)若用第(3)小问中所测得数据算出灯泡的电阻 RL,再根据 P= 计算灯泡的额定功率。按此 方案算出灯泡的额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。 【答案】(1)如图所示 (2)滑动变阻器的滑片在最右端 (3)B (4)0.625 (5)温度 (6) 偏大 15 【解析】(1)滑片 P 向右移动时小灯泡变亮,说明电路中总电阻减小,电流变大,故应连接滑 动变阻器右下方接线柱与开关;(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 3 V,电压表示数等于电源电压,且各元件完好,电路连接正确,则实验中操作错误之处是:滑动 变阻器的滑片没有调到阻值最大处,而在阻值最小处,即最右端;(3)由图乙可知,电压表的 量程为 03 V,分度值为 0.1 V,示数为 2 V,若要测量小灯泡的额定功率,应使电压表的示数 达到 2.5 V,由串联电路的分压特点可知,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,即滑片 P 应 向 B 端移动;(4)由图丙可知,电压表的示数为 2.5 V 时,通过的电流为 0.25 A,则小灯泡额定 功率 P=UI=2.5 V0.25 A=0.625 W;(5)根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻 值不同,原因是灯丝电阻随温度的变化而变化;(6)由图丙可知,灯泡两端的电压为 2 V 时,通 过的电流为 0.225 A,由 R= 可得,灯泡两端的电压为 2 V、2.5 V 时的电阻分别为 8.9 、 10 ,若用第(3)小问中所测得数据算出灯泡的电阻 RL,再根据 P= 计算灯泡的额定功率, 按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。 5.(2019 枣庄)在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:6 V 的电源一个,2.5 V 的 小灯泡(电阻约为 10 )一个,电流表(00.6 A,03 A)和电压表(03 V,015 V)各一个,“50 2 A”的滑动变阻器 A 和“10 1 A”的滑动变阻器 B 各一个,开关一个, 导线若干。 16 (1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是 (选填 “A”或“B”)。 (2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的 连线上画“”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。 (3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,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”)。 (4)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为 2.5 V 时,电流表的示数如图乙所示, 则小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常工作时的电阻是 (小数点后保留 1 位)。 (5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流 I 与电压 U 的关系图线,发现该图线不是一条直线, 如图丙所示,其原因是温度升高,灯丝电阻 (选填“增大”或“减小”)。 【答案】(1)A (2)如图所示 (3)短路 (4)0.75 8.3 (5)增大 【 解 析 】 (1)2.5 V 的小灯泡,电阻约为 10 ,由欧姆定律知,灯泡的额定电流约为 I= = =0.25 A,由串联电路的规律及欧姆定律,灯泡正常发光时变阻器连入电路的电阻 R 17 滑= = =14 ,故选滑动变阻器 A;(2)由图甲可知,灯泡短路了,电压表串联在电路中 是错误的,灯泡与电流表串联,电压表与灯泡并联;(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示 数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路;(4)由图 乙可知,电流表选用小量程,分度值为 0.02 A,电流表示数为 0.3 A,则小灯泡的额定功率 P=ULI1=2.5 V0.3 A=0.75 W,由欧姆定律知,小灯泡正常工作时的电阻 RL= = 8.3 ;(5)小灯泡的电流 I 与电压 U 的关系图线不是一条直线,其原因是温度升高,灯丝电阻增 大。 考点二：伏阻法测电功率 1.（2019 安顺）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电 路，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 12） （1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 （选填“A” 或“B”） A“10 5A”的滑动变阻器 B“50 0.5A”的滑动变阻器 （2）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 。 （3）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象（如图乙所 示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为 W。 （4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为 U 额的小灯泡的额定功率，但发现电 流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电 源电压恒为 U，定值电阻的阻值为 R0，请你完成下面实验步骤： （填写 S、S1、S 2 的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ； 18 （填写 S、S1、S 2 的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为 U1； 灯泡额定功率的表达式为 P 额 。 【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）闭合开关 S、S1；UU 额；闭合开 关 S、S2； 。 2.（2019 宜宾）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源（电压 恒为 6V）、电压表和电流表各一个、额定电压为 2.5V 的待测小灯泡 L（电阻约为 10）、滑 动变阻器两个（R 甲：“10 1A”；R 乙：“50 0.5A”）、开关 S、导线若干。 （1）该实验的原理是电功率 P=_； （2）实验中，应选用的滑动变阻器是_（选填“R 甲或“R 乙” ） ； （3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并 画在图甲的虚线框内； （4）某小组在实验中记录了 3 组小灯泡的电流随电压变化的情况，如图乙所示，完成实验 后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为_（保留到小数点后一位）； （5）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验 室选了一个 10 的电阻 R 0 和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验 （电源电压不变）； 闭合开关 S，S 1 接 b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数 U1。 闭合开关 S，滑动变阻器滑片保持不动，S 1 接