上海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．P小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中，连接电路，额?U额IL?3V?0.2A?0.6W如图甲所示．可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω．
（1）请你用笔划线代替导线，把图甲所示的电路补充完整，并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大_____．
（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是_____（写出一种即可）．故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为_____A．
（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为_____V止，记录电流表的示数．
（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U
额
．他又找来一个阻值为R0的定值电阻，设计了电路图丙．请补全实验步骤并写出表达式
①只闭合开关S和_____（选填“S1”或“S2”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为_____，此时小灯泡正常发光．
②只闭合开关S和_____（选填“S1”或“S2”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I．
③小灯泡额定功率的表达式是P额=_____．（用已知量和所测物理量符号表示）
【答案】
电阻（或电压表）短路 0.4 右 2 S2 v
（I?S1 U额【解析】 【分析】 【详解】
U额R0）
（1）要使滑片向右移动时连入电路中的阻值变大，故连接滑动变阻器的左下接线柱与电阻
串联，如图：
（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，电路中的故障可能是电阻短路，或电压表短路；
电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A； （3）由欧姆定律的变形公式，电压表示数：
UV?IR?0.4A?5Ω?2V，
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V；
（4）①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为v，此时小灯泡正常发光．
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I． ③在①中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律的变形公式，U=IR，定值电阻的电压为
U额?R0?U额， R0根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与定值电阻并联的总电流，根据并联电路电流的规律灯的额定电流为：
I额?I?可得，小灯泡额定功率的表达式是：
U额， R0
2．PL＝UL′I′＝4.5V×0.3A＝1.35W。在探究“电流与电阻的关系”实验中，小硕选用如下器材：电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表电压表，开关和若干导线
（1）如图甲所示为小硕连接的实验电路，闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确． （_________）
（2）改正错误后，用开关试触，发现电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动．小硕分析可能是定值电阻发生了_____故障．
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，其示数为_____V．断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关，应将滑片向_____（填“左”或“右”）移动，使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为_____．
（4）在探究过程中，小硕发现，为了保持定值电阻两端电压不变，只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为_____即可．
（5）多次实验后，根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____．
（6）小硕利用如图丙所示电路测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率，已知定值电阻R0的阻值为10Ω，电源电压未知且大于小灯泡的额定电压．
①开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，则电源电压为_____V．
②开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_____A，此时小灯泡正常发光．
③开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片_____（填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”），电流表示数为0.3A． ④小灯泡额定功率P额＝_____W．
【答案】 断路 2 右 0.2A 3：2 反比 6 0.2 保持不
动 0.8 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：
(2)[2]用开关试触，电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动，可能是定值电
阻发生了断路；
(3)[3]排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2V；
[4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不变； [5]由欧姆定律，电流表示数应为：
UV2V=I＝＝0.2A； R定10Ω(4)[6]实验中保持定值电阻两端电压不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：
U滑=5V﹣2V＝3V，
由分压原理，滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为
U滑:U定=3V:2V=3:2；
(5)[7]根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比； (6)①[8]开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，为定值电阻的简单电路，由欧姆定律，则电源电压为：
U＝I1R0＝0.6A×10Ω＝6V；
②[9]开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2A，此时小灯泡正常发光．
③[10]开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片保持不动，电流表示数为0.3A． ④[11]在③中，变阻器与定值电阻串联，由欧姆定律，定值电阻的电压；
U0＝I′R0＝0.3A×10Ω＝3V，
变阻器的电压为
6V﹣3V＝3V，
由分压原理，变阻器连入的电阻为：R滑＝10Ω； 在②中，由欧姆定律，变阻器的电压：
U滑＝IR滑＝0.2A×10Ω＝2V，
根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为：
U额＝6V﹣2V＝4V，
小灯泡额定功率：
3．第六空．实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿，故没有导通。科技小组要测量额定电压为5V的小灯泡的电功率，可用的器材有：一个电压表和一个电流表（只有0~0.6A量程可用）．电源两端的电压恒定．
（1）按如图甲所示电路图确连接电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到______端（选填“左”或“右”）．
（2）闭合开关，记录电压表、电流表示数：调节滑动变阻器并记录多组数据．当电流表示数为0.6A时，电压表示数低于5V．根据数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图乙所示，由图像可知，灯丝电阻随温度的升高而______。
（3）为测量小灯泡的额定功率，小组同学拆除电流表后再接通电路，调节滑动变阻器直至电压表示数为5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关，将电压表替换AB间导线接入电路，闭合开关，电压表小数为5.4V，则此时小灯泡亮度比正常发光时______：将滑动变阻器的滑片移到最左端，电压表示数变为7.2V．则小灯泡的额定功率为______W． 【答案】右 变大 暗 4 【解析】 【详解】
第一空．开始实验前，为保护电路，滑动变阻器接入电路的阻值应该为最大值，如图所示的电路图中，当滑动变阻器移动到最右端时，电阻最大；
I1的数值，即电阻的倒数，由图像可知，斜率
RU在逐渐减小，所以电阻的倒数逐渐减小，所以电阻逐渐变大；
第二空．在I-U图像中，图像的斜率表示
第三空．当电压表示数为5V时，滑动变阻器一部分接入电路，当电压表代替导线AB接入电路时，由于电压表相当于断路，所以此时滑动变阻器全部阻值都接入电路，接入电路的总电阻变大，根据串联电路分压的特点，滑动变阻器两端的电压变大，所以小灯泡两端的电压减小，小于5V，小于正常发光时的电压，故亮度变暗；
第四空．由乙图可知，当电压表示数为1.8V时，电路的电流最小，所以此时滑动变阻器全部接入电路，由题意可知，当取下电压表放在AB两点间时，由于电压表相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的方式发生了变化，由左端接入变成了全部接入电路，当滑动变阻器全部接入电路时，滑动变阻器两边的电压为7.2V，所以电源电压为9V．如下等效电路图：
上海物理电功率单元测试卷(解析版)
