云南师范大学附属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．小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”和开关各一个、导线若干。
(1)小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现______（填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线；______
(2)解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P向______（填左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持______V不变，再次读取电流表的示数；
(3)把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于______V。由实验得出的结论是：当电压一定时，______；
(4)小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U﹣I图象如图丙所示，该图象不是直线的原因是______；
(5)同组的小同学还想测量额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，利用小伟用过的小灯泡L1和绘制的图象，设计了如图丁所示的电路（电源电压为U），测出了小灯泡L2的额定功率。请将她的实验步骤补充完整：
①闭合开关S．将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为______，此时L2正常发光。
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P______（填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”）此时电流表的示数为I1，根据L1的U-I图象可知，当电流为I1时，对应的电压为U1；，则滑动变阻器接入电路的阻值R＝______； ③小灯泡L2的额定功率P额＝______（用U、I额、R表示）
【答案】电压表 右 2 2.5 电流与电阻成反
比 灯的电阻随温度的变化而变化 I额 保持不动 【解析】 【分析】 【详解】
U?U1 (U﹣I额×R )×I额 I1(1)[1]原电路中，电压表与电阻短路了，只有电流表与变阻器连入电路中，故电压表没有示数。
[2]电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如图所示
(2)[3][4]小伟先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片在某位置时，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，由欧姆定律，电压表示数为
U=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，即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，再次读取电流表的示数。
(3)[5][6]假设控制为UV，根据串联电路电压的规律和分压原理
U?UVR滑? UVR
左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值也应最大，此时变阻器器分得的电压最大，电压表的示数最小，即
4.5V?UV20Ω?
UV25Ω解得UV=2.5V，为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于2.5V；由实验得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比。
(4)[7]绘制了L1的U-I图像如图丙所示，该图像不是直线的原因是灯的电阻随温度的变化而变化。
(5)[8][9][10][11]实验步骤：
①闭合开关S，将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I额，此时L2正常发光；
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P保持不动，此时电流表的示数为I1，根据L1的（U-I图像可知，当电流为I1时，对应的电压为U1）；
在①中，L1短路，L2与变阻器串联；在②中，L2短路，L1与变阻器串联，因电流为I1，由图丙知，L1对应的电压为U1，由串联电路的规律和欧姆定律，则滑动变阻器接入电路的阻值
R?在①中，由欧姆定律，变阻器的电压为
U?U1 I1U滑=I额×R=I额×R
根据串联电路电压的规律，L2的额定电压为
U额=U-U滑=U-I额×R
小灯泡L2的额定功率
2．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? ?I0.4A
④[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
U滑2U滑211:P?:?:?5:1小青在测量小灯泡的额定功率实验中。选用的小3．P15R1R55?25?灯泡标有2.5V字样。
(1)如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整（______）；
(2)连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电压表有示数，接下来应进行的操作是______ （选填标号）；
A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路
(3)实验时，电压表的示数如图乙所示。则应将滑片向______（选填A或B）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5 A，则小灯泡的额定功率为______W；
(4)完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案。如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作∶①连接好电路，闭合开关S。将开关S1拨到触点______（选填A或B）。移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点。读出电压表的示数U2；③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=______。
【答案】
C A 1.25W A U1U2?U1 R0【解析】
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