陕西省三年中考两年模拟汇编专题七：电阻和电功率的测量
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一、实验探究题（共11小题）
1、小刘和小强在实验室做实验时，发现某一小灯泡上有“2.5V，***W”的字样，其中额定功率看不清楚，他想要测出该灯泡的额定功率，所用的器材有：电压约为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及滑动变阻器、电压表、电流表、开关和若干导线．
(1)小刘按照甲图正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现电压表、电流表均有较小的示数，但小灯泡不亮，原因可能是 ．
(2)该实验的原理是 ．
(3)小刘通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象．根据图乙所提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W．
(4)若实验室提供的滑动变阻器有A：“10Ω 1.5A”、B：“20Ω 1A”两种规格，则本实验中应选用滑动变阻器的规格为 （填对应符号）．
(5)小强经过仔细思考，觉得利用这个灯泡还可以测量未知电阻Rx的阻值，他设计了如图丙所示的电路进行实验：
a．闭合开关S1 ， 断开S2 ， 读出电流表的示数，记为I1；
b．断开开关S1 ， 闭合S2 ， 读出电流表的示数，记为I2；
c．根据乙图的U﹣I图象，找到灯泡此时对应的电压值，记为U，
则待测电阻的阻值表达式：Rx= （利用题中字母表示）．
(6)小刘观察了小强的实验后，觉得还可以改成图丁的电路测量Rx ， 在小强实验的基础上通过调节滑动变阻器来获得多组数据以减小误差，他的做法是 （选填“正确”“错误”）的，原因是 ．
2、在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压是4.5V，小灯泡额定电压是2.5V，电阻约为10Ω．
(1)连接实验电路的过程中开关应 ．
(2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整 （要求滑片向右移动时灯泡变暗）．
(3)小云同学连好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光且很快熄灭．检查发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：① ，② ．
(4)故障排除后，小云同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某点，电压表的示数如图乙所示，为 V．若她想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P向 （A/B）端移动，使电压表示数为2.5V．
(5)她又移动滑片，记下几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是 W．
(6)在她移动滑片过程中，发现电压表示数要比电流表示数增大的快，这是因为 ．
(7)另一组同学连好同样的电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 （写出一种情况即可）．
3、在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为 
，小灯泡额定电压为 
、电阻约为 
．
，小灯泡额定电压为 、电阻约为 ．
(1)请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整 ．（连线时电流表量程要选择正确）
(2)连接电路时开关应 ，闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片 
应位于 （选填“ 
”或“ 
”）端。
应位于 （选填“ ”或“ ”）端。
(3)小叶同学闭合开关，移动滑片 
到某一点时，电压表示数（如图所示）为 
，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图-1中滑片 
向 （选填“ 
”或“ 
”）端移动，使电压表的示数为 
．
到某一点时，电压表示数（如图所示）为 ，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图-1中滑片 向 （选填“ ”或“ ”）端移动，使电压表的示数为 ．
(4)小向同学移动滑片 
，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图-3所示的 
图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 
．
，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图-3所示的 图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 ．
(5)小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片 
，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 （写出一种即可）。
，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 （写出一种即可）。
(6)实验中他们还发现：灯丝的电阻值随电压升高而增大，可导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么会有这样的结论呢？请你给他们做出合理的解释： ．
4、在一次测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样。小刚连接了如图甲所示的电路。
(1)同组的小明发现该电路连接存在问题，如果闭合图甲所示电路的开关，则电压表的示数约为 V，电流表的示数约为 A。
(2)小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小刚在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置，而后电路就能测量小灯泡的额定功率了。请在需要改动的导线上打“×”，并画出正确的接线。
(3)待改接好电路后闭合开关，小刚同学移动滑片P，测得多组数据并作出通过灯泡的电流与其两端电压的关系图象如图乙，则小灯泡的额定功率为 W；当灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率为P1 ， 当灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率为P2 ， 分析图象发现，P1 P2（选填“大于”、“小于”、“等于”）。
(4)实验中另一小组没有使用电压表，而是用了两个电流表和一个10Ω的定值电阻设计了如图所示的电路，同样测出了该小灯泡的额定功率，具体实验步骤是：
①闭合开关，移动变阻器的滑片，使电流表 （选填“A1”或“A2”）的示数为 A，小灯泡正常发光，并读出此时另一电流表的示数为I；
②计算该灯泡的额定功率为 。
5、在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6 V ，小灯泡的额定电压为2.5
V，正常发光时的电阻约为10Ω。
(1)请在图1中用笔画线代替导线，完成电路连接；
（ ）
(2)实验室里有规格为甲“10Ω 1 A”和乙“50Ω 1 A”的滑动变阻器，为了完成该实验，你认为应该选择 （ 选填“甲”或“乙”）滑动变阻器；
(3)在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，小灯泡不亮，其原因是 。调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，电压表的指针偏转超过最大刻度，你判断故障可能是 ；
(4)故障排除后，开始进行实验。逐步移动滑动变阻器滑片，看到如图2所示的电压表示数，为使灯泡正常发光，应向 （选填 “左”或“右”）端移动滑片，根据测量数据绘制了灯泡的I-U图像，如图3所示。则灯泡的额定功率为 W；
(5)利用如图4所示的电路也可测量小灯泡的额定功率（额定电压为U额）。滑动变阻器R1的最大阻值为R，闭合开关S，将滑动变阻器R1的滑片移至最左端，移动滑动变阻器R2的滑片，使电压表的示数为 ，保持R2的滑片不动，将R1的滑片移至最右端，此时电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率为 （用R、U额 ， U表示）。
6、小明为了探究小灯泡的功率与电压的关系，找来一个标有“2.5V”字样的小灯泡，连接了如图甲所示的电路图：
(1)小明同学连接的电路中，开关闭合后，电压表示数为 ，于是他发现电路连接存在明显错误，请你在图中将改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线在图甲中画出正确的接法 ；
(2)改正错误后，闭合开关，小明将变阻器的滑片P向右移动，小灯泡会 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”），记录多种情况下的电压表、电流表示数和小灯泡的亮暗，根据你的实验经验：电压表示数 ，电流表示数 ，灯泡越亮，功率越大；
(3)小明根据实验数据画出如图乙所示I—U图像，发现小灯泡的电流与电压 （选填“成”或“不成”）正比，其原因是 ；
(4)小明在测小灯泡额定电功率时发现电流表出现了故障，无法使用，于是他们又找来了一个已知阻值的定值电阻R0和一个单刀双掷开关S2 ， 设计了如图丙所示实验电路，实验步骤如下所示：
①闭合开关S1 ， 将S2拨到 （选填“1”或“2”）上，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V；
②只将S2拨到另一个位置上，记录电压表的示数U；
③小灯泡的额定功率的表达式：P=2.5V× （用已知量和测量量表示）。
7、如图1是小明测量未知电阻R1阻值的实物图。
(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最 （选填左或右）端；
(2)某次实验中，移动滑片使电压表示数为2.0V，此时电流表的指针位置如图2所示，则电流表的示数为 A，本次测得R1的阻值为 Ω；
(3)现有另一个未知电阻R2（阻值约为400Ω），若仅将图1中的R1替换为R2 ， 其它器材和电路连接不变，则不能测出R2的阻值，其原因是实验中 表无法读数。
8、某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率，电源电压恒为4.5V，待测小灯泡L的额定电压为2.5V，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
(1)连接电路前，开关应处于 状态；
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于B端的原因是 。电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是 ；（填字母）
A．电流表断路 B．滑动变阻器短路 C．小灯泡灯丝断了 D．小灯泡短路
(3)排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关，移动滑片P，使小灯泡L发光，测出小灯泡L的相关物理量，记录和计算结果如表，则小灯泡的额定功率为 W；
|
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
电压U/V |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
|
电流I/A |
0.14 |
0.18 |
0.22 |
0.26 |
0.30 |
|
实际功率P/W |
0.14 |
0.27 |
0.44 |
0.90 |
|
|
灯泡亮度 |
逐渐变亮 |
||||
(4)另一小组用相同器材实验时，发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻R0 ， 设计了如图乙所示的电路图，并进行如下实验操作：
①按图乙连接电路，检查无误后，闭合开关S，S1 ， 调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V；
②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1 ， 闭合S2 ， 读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额= （用U额、U0、R0表示）。
9、在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小雨同学用一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为3V 的电源，额定电压为2.5V 的小灯泡和一个标有“20Ω、1.5A”的滑动变阻器。
(1)如果小灯泡的额定功率小于1W，电流表的量程应选 为宜。
(2)请用笔画线代替导线，将如图甲的实物电路连接完整（连线不得交叉）。要求当滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数增大。
(3)改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，小雨画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图像（如图乙），根据图像提供的信息，计算出小灯泡的额定功率为 W，小灯泡灯丝电阻随电压的增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
(4)另一组的同学按同电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出实验中操作不当之处 （写出一种即可）。
10、一只小灯泡的额定电压为2V（正常发光时的电阻约为8Ω），小明想准确测量这个小灯泡正常发光时的电阻，实验室中有如下器材：一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为6V的电源，滑动变阻器，导线若干。
(1)若滑动变阻器有A规格：“10Ω，2A”、B规格：“30Ω，1A”可选。本实验应该选择 （选填“A”或“B”）规格的滑动变阻器。
(2)请用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整（要求滑片向左滑动时变阻器阻值变小）。
(3)小明在连接好电路的最后一根导线时。发现电压表指针立刻偏到最大刻度处，小灯泡却不亮，且电流表也没有示数，上述现象反映他在操作中存在的不规范之处是 ，出现上述故障的原因可能是 。
(4)排除故障后，小明检查各器材都正常开始进行测量，调节滑动变阻器滑片位置直到电压表读数为2.0V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，为 A．则该小灯泡正常发光时的电阻为 。（结果保留两位有效数字）
(5)若（3）中将电压表损坏了，经过思考，小明用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了小灯泡正常发光时的电阻，请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1 ， 将S2拨到触点“1”，移动滑片，使电流表的示数为 ；
②再将开关S2拔到触点“2”，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I；
③小灯泡正常发光时的电阻为R1＝ 。（用已知量和测量量表示）
11、小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如下实验，小灯泡标有“2.5V”的字样。
(1)图甲是小明连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正；
(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表有示数，则可能的故障是 ；
(3)排除故障后，小明进行了4次实验，并将有关数据及现象记录在如下表格中，当电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。
|
实验序号 |
电压U/V |
电流I/A |
电阻R/Ω |
电功率P/W |
灯泡的亮度 |
|
1 |
0.5 |
0.16 |
3.1 |
0.08 |
不亮 |
|
2 |
1.7 |
|
|
较暗 |
|
|
3 |
2.5 |
0.28 |
8.9 |
0.70 |
正常 |
|
4 |
3.0 |
0.30 |
10.0 |
0.90 |
很亮 |
(4)根据实验目的的分析实验数据及现象，可得出的结论是 ；
(5)实验中小灯泡灯丝电阻变化的特点是 。