郑州市实验高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）
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．重点是测量小灯泡电功率的实验，除了掌握通常的实验要求和步骤外，难点是电表的选择和画出电路图，对于电压表的选择采用了扩大量程的方法，即电压表与定值电阻串联后，根据串联电路的特点知，当电压表示数为3V时，电压表与定值电阻串联后总电压为3.8V，正好可以测量灯的定额电压。据此进行分析解答。中考复习时，一学习小组利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R（标有“50Ω 1A”）及其它器材做电学实验．
（1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路．
①将5Ω电阻接入电路，请用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大； （____）
②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录； ③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成__表损坏，正确的操作应该是先__________________________，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；
④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是：电压一定，___________________________________________________________； （2）玉琦同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率． ①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器___；
②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变__（选填“大”或“小”），当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为__W．
（3）张阳同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤．
①闭合开关，先调节滑动变阻器__（选填“R0”或“R”）的滑片到最__端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到__时为止． ②接着_________________________，读出这时电压表的示数为U； ③小灯光的额定功率表达式P=____________（用字母表示）．
【答案】 电压 调节滑动变阻器的滑片P处
于最大阻值处 电流与电阻成反比 断路 小 0.75 R0 左 2.5V 调节变阻器R0的滑片
U?2.5V 到最右端 2.5V×
R0【解析】 【分析】 【详解】
（1）①滑动变阻器的滑片P向右滑电流表示数变大；说明滑动变阻器的滑片P向右滑时滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以应将滑动变阻器的右下方接线柱与开关右侧接线柱相连，如下图所示：
③探究电流与电阻关系应保持电阻两端电压不变，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻时电路中的总电阻变大，由
=
=
可知串联电路电阻越大，分得的电压越大，用10Ω的
电阻替换5Ω的电阻，电阻两端电压会变大，电压表的示数变大，闭合开关，会造成电压表损坏，正确的操作应该是先调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；
④由图象可知，电流与电阻成反比例函数，故可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
（2）①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器断路；
②要测小灯泡的额定功率，应使电压表的示数由2.2V增加到2.5V，滑动变阻器应减小接入电路中的电阻，增大电路中的电流；由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W； （3）实验步骤：
①闭合开关，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到2.5V时为止；
②接着调节变阻器R0的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U； ③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压U0=U﹣2.5V，
3．电路中的电流I=
=
，小灯光的额定功率P=ULI=2.5V×
．在“测定
小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。 （_______）
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是_____。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为_____V。
（4）根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是_____W。
（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1） ①按电路图连接电路。
②闭合开关_____，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。 ③闭合开关_____，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。 ④保持_____滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝_____。（用I额、I1、I2、R1表示）
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