上海天山初级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）
22U额U额(U?U')=1．P下面是小溪所做的电学实验： 额=RBU'R0
（一）探究电流与电阻的关系。
(1)小溪用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω四个电阻、电压恒为4.5V的电源、“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材连接成部分实验电路，实验过程中控制电阻两端的电压2V不变。请用笔画线代替导线把电路补充完整；______
(2)正确连接电路后开始实验。小溪发现换上______Ω的电阻后，移动滑片，电压表示数始终不能达到需要控制的电压值，不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应该适当______（填“增大”或“减小”）控制的电压值；通过实验数据可以得出的结论是：______一定时，导体中电流与电阻成______。 （二）测量小灯泡的额定功率。
(3)小溪按乙图连接电路，测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率，她使用了电压表的小量程，调节变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出此时电流表的示数为0.2A，求出小灯泡的电阻为______Ω，并利用公式P额?2U额R求出了小灯泡的额定功率。然后她又换用电压表的
大量程，调节变阻器滑片，使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异，根本原因是______；
(4)小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。电路如图丁所示（电源电压为6V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”）。请把下面的实验步骤补充完整： ①只闭合开关S和S2，调节变阻器的滑片，使电压表V2的示数为______V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关______，保持滑片P的位置不动，此时V1的示数为1V，V2的示数为2V； ③该灯泡的额定功率P额＝______W。
【答案】见解析 20 增大 电压 反比 10 0.3 1.14 灯的电阻随温度的变化而变化 3 S和S1 0.6 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]电压表测量电阻两端的电压，由于实验过程中控制电阻两端的电压为2V不变，则电压表接小量程，如图所示
(2)[2]当接入20Ω的电阻时，移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入阻值最大，此时滑动变阻器两端电压最大，定值电阻两端电压最小，由于滑动变阻器的最大阻值与电阻的阻值相等，则它们两端电压相等，此时电阻两端最小电压为
Umin?U4.5V??2.25V 22所以小溪发现换上20Ω的电阻后，移动滑片，电压表示数始终不能达到需要控制的电压值，不能完成实验。
[3]为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，根据I?应该适当增大控制的电压值。
[4][5]通过多次实验得到的数据以及实验现象可以得出的结论：当电压一定时，导体中电流与电阻成反比。
(3)[6]调节滑动变阻器滑片，是电压表示数为2V，读出此时电流表的示数为0.2A，由
U以及串联分压的特点可知，他RI?U可得小灯泡的电阻 RR?U2V??10Ω I0.2A[7]调节变阻器滑片，使电压表示数为3.8V时，电流表如图丙所示选择的分度值为0.02A的小量程，示数为0.3A。 [8]小灯泡的额定功率
P?ULIL?3.8V?0.3A?1.14W
[9]根据公式P额?2U额R求出小灯泡的额定功率，小溪发现两次得到的额定功率值有较大差
异，根本原因是灯的电阻随温度的变化而变化。 (4)[10][11][12]实验步骤：
①只闭合开关S和S2，调节变阻器的滑片，使电压表V2的示数为3V，此时小灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S1，保持滑片P的位置不动，此时V1的示数为1V，V2的示数为2V； ③在①中电压表V2测灯的电压，在①中电压表V1测滑片以左电阻R左的电压由串联电压规律可得滑片以右电阻R右的电压
U右?6V?1V?2V?3V
因滑动变阻器的最大阻值为20Ω，根据串联电流规律，通过变阻器滑片以左和以右的电流相等，根据I?U有 RU右U左= R右R左即
3V1V1=? R右R左20Ω?R右解得：R右=15Ω，故在第1次操作中，由串联电路电压规律可知变阻器的电压
U滑?6V?3V?3V
电路中电流即灯的额定电流
IL??所以灯泡的额定功率
U滑3V??0.2A R右15Ω
2．P额＝U0I额＝R0(I?I额)I额小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路．
（1）为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到动变阻器的_____（“A”或“B”）端．
（2）闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，I1＝_____A；
（3）将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R＝5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R1＝_____Ω，测量小灯泡电阻的方法是_____（选填“控制变量法”或“等效替代法”）； （4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1＝_____W；
（5）若小灯泡的额定电流为I0＝2I1，以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是_____．
A．P0＝2P1 B．P0＝3P1 C．P0＝4P1 D．P0＝5P1 【答案】B 0.2 5 等效替代法 0.2 D 【解析】
【分析】
（1）为了保护电路，闭合开关S2前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处； （2）根据电流表选用的小量定分度值读数； （3）根据等效替代法求电阻大小； （4）根据P1＝I12RL求小灯泡的实际功率；
（5）由于灯泡的阻值不是定值，会随温度的升高而变大，所以，根据P＝I2R分析额定功率P0的变化． 【详解】
（1）为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端．（2）闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，I1＝0.2A；（3）将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R＝5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R1＝5Ω，测量小灯泡电阻的方法是等效替代法；
（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1＝I12RL＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W；
3．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
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