15章電能與電功率（電功率測量較難）1．有一阻值恒定的電阻元件，額定功率P額=6W，額定電壓在10V～19V之間．若要正確使用該元件，應先知道其額定電壓．實驗室里有如下器材：一個蓄電池（電壓約為6V）、一個電流表（量程：0～0.6A和0～3A）、一個定值電阻R0=10Ω，兩個單刀開關、導線若干．請你用上述器材測出該元件的額定電壓．（1）猜想與假設：根據(jù)歐姆定律I=U/R，電功率P=UI，只要我們測出元件電阻的阻值，進而就可計算出其額定電壓．（2）設計實驗：a．該元件的額定電流不超過___A．為提高測量的精確度，電流表應選量程_____A．b．根據(jù)實驗器材請把你設計的電路圖畫在方框中．___________（3）進行實驗：請按照你設計的電路圖補全以下實驗步驟，并寫出測量的物理量及其對應的符號．a．連接電路；b．_______________________；c．_______________________________；d．斷開開關，整理器材．（4）用測量的物理量和已知物理量的符號表示出額定電壓：U額=_________________．2．為了測定額定電壓為“2.5V”小燈泡的電功率，小明同學設計了如圖甲所示的電路圖，實驗中各元件完好，電源電壓保持不變．（1）連接電路的過程中開關應，請你在圖乙中用筆畫線代替導線，幫小明同學將電路連接完整（連線不得交叉）．（2）小明同學閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來他首先應進行的操作是．A、檢查電路是否斷路B、更換小燈泡C、移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（3）為了測量小燈泡的額定功率，應調節(jié)滑動變阻器，當電壓表的示數(shù)為V時，燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過小燈泡的電流為A，該燈泡的額定功率為W．3．在學習電學時，小夏利用如圖丁所示的電路圖，做了不少實驗，其中電阻R可選用阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻。電阻R/Ω102030電流I/A0.30.20.15（1）在做“探究電流與電阻的關系”的實驗時，小夏先把10Ω的電阻連入電路，閉合開關，把電流表的讀數(shù)填在表格中，然后把10Ω電阻分別換成20Ω、30Ω電阻，將相應的電流值記錄到表格中。小夏的錯誤做法是_____（2）在做“伏安法”測電阻的實驗時，小夏根據(jù)電路圖連接的電路如圖甲所示，圖中尚有一根導線未連接，請用筆畫線代替導線完成電路連接，要求滑動變阻器連入電路中的阻值最大。（3）實驗中小夏測得的結果如下表。由此可以判斷，小夏同學選用的定值電阻的阻值為_____Ω。實驗序號電壓表示數(shù)/V電流表示數(shù)/A11.50.1622.50.2533.50.34（4）在做“測量小燈泡額定功率”的實驗時，小夏用額定電壓為“3V”的小燈泡代替電路圖中的電阻R，連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電流表的讀數(shù)是_____A，小燈泡的額定功率為_____W。4．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）。⑴為了能夠順利完成實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應選用___________A．“10Ω0.5A”的滑動變阻器B．“50Ω0.5A”的滑動變阻器⑵用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整__________。⑶閉合開關前，應將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到____________（選填“A”或“B”）端。⑷閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障原因是_____________。⑸排除故障后，閉合開關，移動滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是______V；為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向______（選填“A”或“B”）端移動。⑹根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖像（如圖丙所示）。分析圖像可知：①小燈泡的額定功率為______________W。②小燈泡燈絲電阻是變化的，主要是受____________變化的影響。③實驗中觀察到：當小燈泡兩端的電壓低于0.5V時，小燈泡不發(fā)光，根據(jù)圖像分析其原因是____________。⑺完成上述實驗后，小華在缺少電壓表的情況下，根據(jù)繪制出的小燈泡電流與電壓關系圖像，設計出了一個測未知定值電阻的電路，如圖丁所示。請根據(jù)電路圖寫出其中一次測量的實驗步驟：①________________________________②________________________________表達式：Rx＝___________________5．小明用如圖甲所示的電路圖，測量未知定值電阻Rx的阻值．乙乙02640.20.40.6U/VI/A甲0－0.6A丙（1）實驗開始前，滑動變阻器的滑片P應置于_______（填“A”或“B”）端．（2）小明閉合開關后，電流表和電壓表都有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片時，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)都保持不變，可能的原因是_______．（3）故障排除后，閉合開關，移動滑片P到不同位置時，分別測出通過電阻Rx的電流和對應的電壓值，作出了如圖乙所示的“U－I”圖像，由圖像可得Rx＝_______Ω．（4）同組的小華將定值電阻Rx換成額定電壓為3.8V的小燈泡來“測小燈泡的額定功率”．于是他調節(jié)滑動變阻器的滑片P使燈泡兩端的電壓為3.8V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，則電路電流是_______A，小燈泡的額定功率是_______W．（5）小華在實驗過程中還發(fā)現(xiàn)，當小燈泡兩端的電壓逐漸增大時，通過它的電流也隨之增大，燈泡的亮度變亮，這說明燈泡的亮度取決于它的_______．（6）完成實驗后，小華還想探究“導體中的電流與導體電阻”的關系，他選用兩個電阻R1、R2（R1≠R2），設計的電路圖如圖所示．小華分別用電壓表測出了R1、R2兩端的電壓．請你判斷：通過以上操作，他能探究出“導體中的電流與導體電阻”的關系嗎？___________（填“能”或“不能”），你判斷的依據(jù)是：_______．6．在“測定小燈泡的額定功率”實驗中，小明同學用一個電壓表、一個電流表、一個開關、電壓為恒為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個標有“20Ω1.5A”的滑動變阻器，小燈泡的額定功率小于2W，設計的電路如圖甲所示的電路.（1）實驗原理；連接電路時開關應處于(閉合/斷開)狀態(tài).（2）（3）電路接好后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大．電路連接無誤，接下來應進行的操作是，(兩空按操作步驟先后順序填寫字母代號);A．更換電池或小燈泡B．檢查電路是否短路C．移動滑動變阻器滑片至最大值位置D．斷開電路開關（4）在實驗中，若電壓表示數(shù)為2V，為了使燈兩端電壓達到3.8V,必須將滑片向(左/右)調節(jié)；當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖丙，則燈泡的額定功率為W；（5）完成上述實驗后，小明把小燈泡更換成定值電阻(如圖丁)，利用原電路繼續(xù)探究“電流與電阻”的關系：實驗時，小明先阻接入電路，調節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)2V，記下對應的電流；再電阻更換電阻，將滑動變阻器適當向（左/右）移動，使電壓表示數(shù)仍為2V；當小明再換阻時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器，都不能使電壓表示數(shù)為2V，分析其可能的原因（答出一種情況即可）.請你在不增減器材的條件下幫小明解決這個問題，完成實驗，你的方法是:（6）測量結束后，應斷開開關，先拆除兩端的導線，再拆除其他導線．7．在測3.8V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．（1）．（2）若在連接電路時，有A(5Ω1A)、B(10Ω0.5A)和C（15Ω0.2A）三個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器（A/B/C）連入電路，才能保證實驗順利進行．（3）小明合理地連接好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮．小明分析后發(fā)現(xiàn)是燈泡的故障．請你依據(jù)表一中電流表、電壓表示數(shù)出現(xiàn)的幾種情況，幫小明判斷故障原因，并將其填寫在表中對應的空格中．（4）表二為某小組的實驗記錄：老師認為該小組數(shù)據(jù)處理過程有誤，你認為錯誤之處是：，正確測量結果P額=W；在科學探究過程中，經(jīng)常需要多次實驗．如在本實驗中，綜合分析實驗數(shù)據(jù)，你能發(fā)現(xiàn)，可見這里的多次實驗是為了發(fā)現(xiàn)不同現(xiàn)象背后的共同規(guī)律；有的多次實驗是為了求平均值以減小實驗誤差，如：（填實驗名稱）．（6）在某次實驗時，電壓表出現(xiàn)了故障不能使用，小明向老師借了一只定值電阻R0（R0值已知），設計了如圖乙所示的電路，繼續(xù)測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。測量時，應先閉合開關S和S1，調節(jié)滑動變阻器，當電流表的示數(shù)為時，小燈泡正常工作.接著將S1斷開、S2閉合，讀出電流表的示數(shù)為I，則小燈泡的額定功率P額=(用I、U額和R0表示)．8．在“測定小燈泡功率”的實驗中，已知電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為9Ω，滑動變阻器上標有“20Ω，1A”字樣。圖甲是小明同學連接的實物電路圖（1）在連接電路時，開關要置于______狀態(tài)，閉合開關前要將滑片置于__________位置，（2）請觀察實物電路中的電流表、電壓表及滑動變阻器的連接是否有錯誤及不恰當之處，如有請具體寫出：A．__________________________B．________________________C．__________________________（3）小明同學及時糾正了電路連接的錯誤及不恰當處后（電路元件連接正確處不動），閉合開關，移動滑動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表示數(shù)為3V，電流表示數(shù)為0，故障的原因可能是______。（4）小明同學排除故障后，再次閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到某點時，電壓表的示數(shù)為2.2V，為測定小燈泡的額定功率應將滑片向_________移動（選填“左”或“右”）。（5）當電壓表的示數(shù)等于額定電壓時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是__________W。9．小明利用鉛筆芯和鱷魚夾制作了簡易調光燈，裝置如圖甲所示．（1）甲圖中有一處明顯錯誤是；改正后，閉合開關，改變鱷魚夾M、N之間距離，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度會發(fā)生變化，這一現(xiàn)象說明導體的電阻與導體的有關．（2）小明用一個LED燈替換鉛筆芯，與小燈泡串聯(lián)后接入電路（如圖乙）．閉合開關S1，發(fā)現(xiàn)LED燈亮而小燈泡L不亮．針對這種現(xiàn)象，同學們提出了以下猜想：猜想一：小燈泡L處發(fā)生短路猜想二：LED燈電阻很大導致電路電流很小為了驗證猜想，小組同學進行如下實驗：實驗一：將一根導線并聯(lián)在圖乙電路中LED燈的兩端，此時LED燈，小燈泡L（填“亮”或“不亮”）．根據(jù)觀察到的現(xiàn)象說明猜想一是錯誤的．實驗二：利用電流表和電壓表，按圖丙所示的電路對LED燈的電阻進行測量．閉合開關依次移動滑動變阻器的滑片，獲得多組數(shù)據(jù)如下表．實驗次數(shù)電壓（伏）電流（毫安）電阻（歐）11．412116．721．614114．331．816112．5…………實驗二中，某次測量時電壓表示數(shù)如圖丁所示，此時電壓表讀數(shù)為V，實驗時滑動變阻器的滑片逐漸向端移動（填“a”或“b”）．經(jīng)分析，結果支持猜想二，從而導致小燈泡的實際功率太（填“大”或“小”），不足以支持發(fā)光．10．在測量標有“2.5V”字樣小燈泡的電功率的實驗中，實驗室提供的器材有電壓表、電流表、開關、電壓為4.5V的電源和標有“30Ω，0.5A”的滑動變阻器，羅永同學已連接好如圖甲所示的部分實驗電路。（1）請用筆劃線代替導線將電路連接完整，要求閉合開關后，使滑片P向右端移動時小燈泡的亮度變暗__。（2）閉合開關前，應將滑片P置于_____端（選填“C”或“D”），這樣做的目的是_______。（3）連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表的示數(shù)為0，電流表示數(shù)不為0，則出現(xiàn)故障的原因可能是燈泡___________。（4）排除故障后，調節(jié)滑動變阻器，當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖，小燈泡的額定功率為______W；小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的的電阻為______Ω（保留1位小數(shù)）。（5）羅永根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的I﹣U圖象，如圖丙。結合圖象信息，他認為不能利用甲圖電路來探究電流與電壓的關系。你能說出他判斷的理由嗎？他判斷的理由是：________________________________。11．小彤用電壓表、電流表、滑動變阻器、導線、開關及學生電源等實驗器材，測量客定電壓為小燈泡的額定功率．（）小彤連接好如圖甲所示電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電壓表和電流表都沒有示數(shù)．她取下電壓表，分別并聯(lián)在兩點間、兩點間、兩點間時，電壓表都沒有示數(shù)，并聯(lián)在丙點間時電壓表有示數(shù)，上述現(xiàn)象可判斷出電路的故障是__________．A．小燈泡短路B．導線斷路C．導線斷路D．小燈泡斷路（）排除故障后，閉合開關，當滑動變阻器的滑片處于某個位置時電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時電壓表的示數(shù)為__________，為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向__________（選填“A”或“B”）端移動．（）調整滑片使小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖丙所示，此時電流表的示數(shù)為__________，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可知小燈泡的額定功率為__________．12．星期天天氣很熱，小明和小華在開著空調的書房內認真地復習功課。傍晚時分，小明打開燈泡上標有“PZ22040”字樣的臺燈時，發(fā)現(xiàn)臺燈發(fā)光較昨天暗了。小明猜想：主要是燈絲的升華造成的，依據(jù)是由于燈絲升華，燈絲的橫截面積變小，電阻變大，而臺燈兩端電壓不變，由公式P＝可知功率變小，因此燈變暗了；小華猜想：主要是電路的負荷增大造成的，依據(jù)是由于許多家庭開了空調，電路的負荷增大了，總電流變大，輸電線上有電阻，導致臺燈兩端的電壓降低，而燈絲電阻不變，由公式P＝可知功率變小，因此燈變暗了。(1)小明為了驗證自己的猜想，他在爸爸的指導下用新的相同規(guī)格的燈泡替代原來的燈泡，觀察到新的燈泡亮度與原來的那只燈泡亮度基本一樣，說明小明的猜想是________(選填“正確”或“錯誤”)的；(2)請你設計一個方案，驗證小華的猜想是否正確。簡要做法：______________________；如何判斷：___________________________________________________________________。13．小明設計如圖A所示電路測定小燈泡的功率．被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右．實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A0～3A）、電壓表（0～3V0～15V）、開關各一個、導線若干、滑動變阻器三只：R1（20Ω0.5A）、R2（50Ω0.5A）、R3（500Ω1A）．（1）實驗前在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖B所示，則接下來的操作是____________．（2）請你在圖A中補上兩根導線，將電路連接完整__________．（3）正確連接電路后閉合開關，改變滑動變阻器的阻值，多次測量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像（如圖C），則小燈泡的額定功率為____W．在多次測量中，小明還發(fā)現(xiàn)：當電壓表的示數(shù)增大時，電壓表與電流表的示數(shù)之比____．（選填“變大”、“變小”或“不變”）．（4）小明發(fā)現(xiàn)用久了的燈泡在額定電壓下工作時，燈泡亮度明顯偏暗，燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時發(fā)生升華而變細，消耗的實際功率變________的緣故．（5）燈泡的功率測量完畢，小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值電阻更換電路中的燈泡，探究電流跟電阻的關系，得出五組數(shù)據(jù)，描點作圖得到如圖D所示的電流I隨電阻R變化的圖像，則小明應選用滑動變阻器____（選填“R1”、“R2”或“R3”）．在第三次實驗中定值電阻和滑動變阻器消耗的電功率之比為____．14．在測定“額定電壓為2.5V的小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓保持不變．（1）為了完成實驗，請在圖甲中用筆畫線代替導線將實驗電路連接完整（連線不交叉）．（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉如圖乙所示，其原因是______．（3）排除故障后，調節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則通過小燈泡的電流為______A，該小燈泡的額定功率P額＝______W．（4）該實驗同時還發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻時變化的，其原因是______．利用上述電路繼續(xù)進行對比實驗時，當調節(jié)滑動變阻器使得電流表示數(shù)為0.15A時，燈泡的實際電功率P實______(大于/小于/等于)0.25P額．15．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為10Ω）．（1）用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整______．（2）為了能夠順利完成實驗探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應選用（_______）A．“10Ω0.5A”的滑動變阻器B．“50Ω0.5A”的滑動變阻器（3）閉合開關前，應將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到_______（選填“A”或“B”）端．（4）閉合開關，移動滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)是_____V；為了測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片向________（選填“A”或“B”）端移動．（5）根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖象（如圖丙所示）．分析圖象可知：①小燈泡的額定功率為________W．②小燈泡燈絲電阻是變化的，主要是受______變化的影響．③實驗中觀察到：當小燈泡兩端的電壓低于0.5V時，小燈泡不發(fā)光，根據(jù)圖象分析其原因是____________________________．（6）完成上述實驗后，小華在缺少電壓表的情況下，根據(jù)繪制出的小燈泡電流與電壓關系圖象，設計出了一個測未知定值電阻的電路，如圖丁所示．請根據(jù)電路圖將實驗步驟補充完整：①閉合S1，斷開S2，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為0.25A②_________________________________________________________________表達式：Rx=_____________.答案1．0.60～0.6A閉合S1，斷開S2，記下電流表示數(shù)I1閉合S1和S2，記下電流表示數(shù)I22．（1）斷開；電路圖如圖所示：（2）C；（3）2.5；0.28；0.73．沒有控制定值電阻R兩端的電壓不變100.240.724．BA小燈泡斷路2.2B0.625溫度小燈泡實際功率過小