上海久隆模范中学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．P2=U额×I额=(U-I额×R)×I额在“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，琪琪和航航设计的电路如图甲所示，电源电压恒为4.5 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。琪琪的实验过程如下：
(1)她调节滑动变阻器，发现当电压表的示数为2.5 V时，小灯泡不能正常发光，而航航发现了问题，于是继续向______（选填“左”或“右”）端调节滑动变阻器，使电压表的示数为______V时，小灯泡才正常发光。若此时通过小灯泡的电流如图乙所示，电流为______A，小灯泡正常发光的电阻为______Ω；
(2)琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端，重新测量小灯泡正常发光的电阻，闭合开关她发现电压表的指针________，原因是____________________；
(3)她俩重新选择实验器材，不用电压表就测出了I额＝0.3 A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丙所示，请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最大阻值为30 Ω）：
①将滑动变阻器的电阻调到最大，开关S闭合，S1________（选填“闭合”或“断开”），读出电流表的示数为0.2 A，则电源电压为________V；
②开关S闭合，S1________（选填“闭合”或“断开”），调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A时，小灯泡正常发光；
③开关S、S1均闭合，滑动变阻器的滑片________，读出电流表的示数为0.4 A； ④小灯泡额定功率P额＝________ W。
【答案】左 2 0.4 6.25 反向偏转 电压表正负接线柱接反 闭合 6 断开 0.3 保持不动 0.45 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]由图可知，电压表接在了滑动变阻器两端，所以当电压表的示数为2.5V时，小灯泡两端实际电压为
UL?U?U滑=4.5V?2.5V=2V
所以不能正常发光，故继续向左移动滑动变阻，使小灯正常发光，则滑动变阻两端电压为
??U?U额=4.5V?2.5V=2V U滑即：使电压表的示数为2V时，小灯泡正常发光。
[3]由图乙可知此时电流表的量程为0 ~0.6A，分度值为0.2A，所以电流表的示数为0.4A。 [4]此时小灯泡正常发光的电阻为
R?U2.5V==6.25Ω I0.4A(2)[5][6]琪琪将导线cd的d端改接到小灯泡a端，则电压表正负接线柱接反，电压表的指针反向偏转。
(3)①[7][8]滑动变阻器的电阻调到最大处，该步骤的实验目的为测电源电压，故S1应当闭合，使灯泡短路，滑动变阻器单独接入电路，此时滑动变阻器的电阻最大，所以电源电压为
U?IR滑max?0.2A?30Ω=6V
②[9][10]该步骤使小灯泡正常发光，所以故S1应当断开，使小灯泡接入电路，为了让小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器使电路中的电流为0.3A。
③[11]开关S、S1均闭合，再次让滑动变阻器再次接入电路，目的是测量步骤②中滑动变阻器接入电路的阻值，所以滑动变阻器的滑片保持不动。 可知此时滑动变阻器的电阻为
??R滑U6V==15? I?0.4A④[12]步骤②③中滑动变阻器阻值不变，则步骤②中，滑动变阻器的电压为
???I??R滑??0.3A?15?=4.5V U滑步骤②中小灯泡电压为
??=6V?4.5V=1.5V UL?U?U滑即小灯泡的额定电压为1.5V，小灯泡的额定功率为
2．点睛：研究欧姆定律的实验中注意控制变量法的应用，即分别控制电阻不变和电压不变，据此分析滑动变阻器滑片的调整方向，最后一问要理解单安法测量功率的原理，即根据图知，灯与电阻并联，两端的电压相等，利用定值电阻和电流可确定灯的额定电压，再结合电流即可求功率，当然也可以求灯的电阻。小聪同学做测量小灯泡的功率的实验，所用器材有电压恒为6 V的电源，额定电压为2.5 V的小灯泡以及符合实验要求的电表，开关和导线．图甲是小聪没有连接完整的电路．
甲 乙
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整_____________ ．
(2)小聪同学连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P发现小灯泡始终不亮．电压表指针明显偏转，电流表指针无偏转，则故障可能是______．
A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
(3)小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W.
(4)老师告诉小聪，与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大，由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率值会_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)．
【答案】B0.7偏大
【解析】 【详解】
(1)电压表应与小灯泡并联，根据“额定电压为2.5 V的小灯泡”，所以连接小灯泡的右端到电压表的“3V”接线柱即可，如图：
(2)小聪同学连接电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P发现小灯泡始终不亮．电流表指针无偏转，说明电路中存在断路性故障，而电压表指针明显偏转，说明电压表两端到电源两极是通的，所以与电压表并联的小灯泡断路，故选B．
(3)小聪同学纠正错误后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表使用小量程，分度值为0.02Ａ,电流为0.28A，则小灯泡的额定功率为:
.
(4)与小灯泡的电阻相比较，电流表的电阻非常小，电压表的电阻非常大;
3．点睛：本题考查的是测量灯的功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电流表读数、功率计算及数据处理与误差分析．在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验器材：两节新干电池，3个定值电阻（R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝20Ω），规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。实验步骤如下：
上海久隆模范中学物理电功率单元测试卷(解析版)
