初三 电工与电功率讲义及训练题.docx
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初三电工与电功率讲义及训练题
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21.电功和电功率3
（电功率实验）
学生姓名：
上课时间：
专题分类
专题一：
测电功率（基础）
专题二：
测电功率（提高）
专题三：
看规律，写表达式
专题四：
多状态，写表达式
专题五：
证伪题
专题六：
实验设计
专题一：
测电功率（基础）
【题1】
小光在实验室测量小灯泡的电功率．小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流如图所示，此时通过小灯泡的电流为_____A，灯泡两端电压为____V，小灯泡的电功率为______W．
【题2】
小阳在实验室测量小灯泡的电功率．当小灯泡两端电压为3V时，
电流表的示数如图所示，此时通过小灯泡的电流为_____A，则
小灯泡的电功率为_____W．
【题3】
通过甲、乙两个电阻的电流I随其两端电压U变化的情况如图所示．由图可知，电阻值比较大的是____．把它们串联在电路中，当甲消耗的电功率为0.2W时，乙消耗的电功率为________W．
【题4】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V．
（1）电压表的两个量程分别为0～3V和0～15V，我们应选择_______量程．
（2）下表为其中某小组的实验记录分析表：
老师认为该小组数据处理过程有误，你认为该小组的错误是________________．
老师建议同学仔细研究实验所得的数据，还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻_____（选填“变大”、“不变”或“变小”），你认为产生此现象的原因是__________________．
专题二：
测电功率（提高）
【题1】
同学们根据图19所示的电路图连接电路，测定额定电压为2.5V、阻值约10Ω的小灯泡L的额定功率．下表是同学们在实验中遇到的现象，请你在表中分别写出造成这些现象的具体原因．
现象
原因
开关闭合，电流表指针就反偏
移动滑动变阻器的滑片时，电压表的示数增大，电流表的示数减小
【题2】小云同学所在的实验小组利用图22甲所示电路进行如下的实验研究．
（1）断开开关S3，闭合开关S1和S2，通过多次调节滑动变阻器，读出相应的电压表和电流表数据，根据测量数据绘制成如图乙的U-I关系图像．由图像分析，可计算出定值电阻R=_______Ω；
（2）断开开关S2，闭合开关S1、S3，通过多次调节滑动变阻器，测量相应的灯L两端的电压和通过的电流，根据测量数据绘制成如图丙的U-I关系图像．若灯L的额定电压为2.5V，由图像分析，可计算出灯L的额定电功率为_________W；（精确到0.1）
【题3】某学习小组在测定“小灯泡的电功率”的实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10欧．
（1）请你用笔划线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）某次实验时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端的电压为______V；如果要使灯泡正常发光，应该向____．（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片．
（3）小菁同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I-U图象．根据图象信息，可计算出小灯泡的额定电功率是________W．
【题4】小明同学在“测定小灯泡的功率”的实验中，连接的部分电路实物图如图23所示．
（1）请你用笔画线代替导线，将图23所示的实物图连接完整．
（2）闭合开关，测得某次实验数据如图24所示，此时电流表的示数为_____A，电压表的示数为_______V．
（3）小刚在做同样的实验时，他连接好电路，并按正确的顺序操作，但闭合开关后灯不亮，小刚猜想有下面四种可能：
A．可能是灯丝断了B．可能是变阻器断路
C．可能是小灯泡短路D．可能是电流表断路
小刚在验证自己的猜想时，将相应的电压表、电流表示数情况填入下表，请你帮他填写表中空格部分的内容：
猜想
电流表的读数
电压表的读数
如果A成立
接近电源电压
如果C成立
较大
【题5】用下图所示的实验电路，测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率．
（1）请在虚线框内画出与图13对应的电路图．
（2）闭合开关后，电流表和电压表的示数都较小，小灯泡不发光，其原因是：
．
（3）经过调整后，小灯泡发光，但如何使小灯泡正常发光呢？
你的措施是：
______________
．
（4）爱探究的小强用另一只电流表A2和一个5的定值电阻R，连接了如上左图所示的电路，同样测出了小灯泡的额定功率．具体操作是：
闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A2的示数为A，小灯泡正常发光．此时电流表A1的示数如上右图所示，则小灯泡的额定功率为W．
【题6】调光台灯上有一个相当于滑动变阻器的旋钮，调节旋钮可改变台灯的明暗．为了研究电功率的变化规律，小文设计了如图所示的电路，用标有“3V”的小灯泡L接在电源电压为4.5V的电路中进行实验研究，实验数据填入下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
接入电路的变阻器阻值（Ω）
1
3
5
7
9
11
13
15
电压表的示数（V）
0.45
1.14
1.60
1.96
2.25
2.48
2.66
2.81
电流表的示数（A）
0.45
0.38
0.32
0.28
0.25
0.23
0.20
0.19
电路的总功率（W）
2.03
1.71
1.44
1.26
1.13
1.01
0.92
0.84
变阻器的功率（W）
0.20
0.43
0.51
0.55
0.57
0.55
0.53
0.52
（1）根据表中的数据可知，实验时变阻器滑片P的滑动方向是（向左、向右）．当加额定电压时，通过灯泡L的电流如上图所示，灯泡的额定功率是__________W．
（2）研究发现当变阻器的电阻调大时整个电路消耗的电功率__________．（增大、减小）．
（3）根据如图曲线可知，变阻器消耗的功率与变阻器阻值变化规律是：
__________________________________________________．
【题7】在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω．
（1）某同学连接的电路如左图所示，请指出其中的两处错误或不妥：
①____________________________________________________；
②____________________________________________________．
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是___________________________________．
（3）实验时，调节滑动变阻器，当电压表的示数为______V时，灯泡正常发光，此时电流表的示数如乙图所示，读数为___A，该灯泡的额定功率为_______W．
（4）该实验还可以测定小灯泡的电阻，根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为______Ω．
【题8】如图是小红同学在“测量小灯泡的电功率”实验中连接的实验电路，小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压为6V．
（1）当开关闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数______，电压表示数___________．（填“变大”“变小”或“不变”）
（2）同组的小刚同学发现接线中有一处错误，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就会符合实验要求．请你在需要改动的导线上打上“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线．
（3）电路连接正确后，他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中．若第二次测量时电流表的示数如图2所示，则此时电流为_____A，小灯泡的额定功率为_________W．
实验次数
1
2
3
电压U/V
3.0
3.8
4.5
电流I/A
0.34
0.42
（4）假设电压表的0～15V量程已损坏，只有0～3V量程能正常使用．若利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请在虚线框中画出你设计的电路
【题9】在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器上标有“10Ω1A”的字样．
（1）图甲是晓岑同学没有连接完的电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（2）连接电路后，晓岑闭合开关，发现电流表有示数但小灯泡不亮，电压表读数为零，故障的原因可能是____________．（写出一种）
（3）故障排除后，晓岑再次闭合开关测量小灯泡的额定功率，但是发现电压表的示数为1V，此时应将滑动变阻器的滑片向____________（选填“左”或“右”）滑动，直到______________时为止，此时电流表读数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_________________________W．
（4）晓岑根据测得的几组数据做出了图丙所示的U-I图象，发现电流与电压__________（选填“成”或“不成”）正比，原因是______________________．从图象中还可以发现，灯泡的实际功率随实际电压的增大而________________．
【题10】
按图示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：
标有“3.8Ｖ”字样的待测小电灯、电压恒为6Ｖ的电源、标有“20Ω1Ａ”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6Ａ、0～3Ａ）、电压表（量程为0～3Ｖ、0～15Ｖ）、开关及导线若干．
（1）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成______．（填选项前的字
母）
A．电流表烧坏 B．电压表烧坏
C．小电灯烧坏 D．小电灯不亮
（2）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：
____________．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：
____________．
（3）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合
开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．
电压表的示数U／Ｖ
电流表的示数I／Ａ
小电灯的功率P／Ｗ
2.0
0.20
2.5
0.22
3.0
0.25
3.8
0.30
4.5
0.32
①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为____________Ｗ，还可得出关于灯丝电阻的结论是：
_____
_______；
②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为____________Ω．
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6Ｖ电源的两端，两灯消耗的总功率为____Ｗ．
（4）若电压表的0～15Ｖ量程
已损坏，只能使用0～3Ｖ量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？
①在虚线框中画出测量电路图；
②若小电灯两端最大可加4．5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为____Ω～_____Ω
【题11】
张伟同学要利用“伏安法”测量额定电压为3.6V的小灯泡（其正常发光时的电阻值接近10Ω）的额定功率．图是他尚未连接完成的实验电路．
（1）请你用笔画线代替导线，帮助张伟完成电路连接．
（2）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移至_____端（填“A”或“B”）．
（3）检查电路连接正确后，闭合开关S，发现电压表和电流表的示数都比较小，灯泡L不发光．这时应该进行的操作是______________________________________，使灯泡L正常发光．
（4）灯泡L正常发光时，电流表的示数如图所示．此时通过滑动变阻器的电流的大小为_____A；灯泡L的额定功率为____W；灯泡L正常发光时的电阻值为______Ω．
（5）已知通过灯泡L灯丝的电流变大时，灯泡灯丝的温度会升高，其电阻值也会变大．当灯泡L两端的实际电压U′=1.1U额时，灯泡L的实际功率P′______1.21P额（填“＞”、“＜”或“=”）．
【题12】小张在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，所用小灯泡上标有“3.5V”字样．
（1）请你在如图1中用笔画线连好最后一根导线．
（2）请观察如图1，小张连好电路后，接下来应将___________________________才能保证实验时不损坏仪表．
（3）若闭合开关时，发现电压表的指针快速转动到左边无刻度处，这是由于电压表_______________________．
（4）检查连接无误后小张测出了下表三组数据，
次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
1
3.0
0.36
偏暗
2
3.5
0.40
正常
3
4.5
0.42
偏亮
由表中数据可知，小灯泡的额定功率为____________．
（5）若在实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则电压表的示数_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（6）假如电源电压恒为6V，但伏特表0～15V档已坏，小张将现在的电路作了改动也能测出小灯泡的额定功率，请在如图2的虚线方框内画出改动后的电路图．
专题三：
看规律，写表达式
【题1】小宣在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时，记录的实验数据如下表所示．请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系式：
_______________________．
R/Ω
10
20
30
50
60
70
I/A
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
U/V
3
6
9
15
18
21
P/W
0.9
1.8
2.7
4.5
5.4
6.3
【题2】下表是小军在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据．请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻阻值之间的关系式：
_________________
R/Ω
10
20
30
40
50
60
I/A
1.2
0.6
0.4
0.3
0.24
0.2
U/V
12
12
12
12
12
12
P/W
14.4
7.2
4.8
3.6
2.88
2.4
【题3】实验桌上有如下器材：
符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关若干、各种阻值已知的定值电阻和导线若干．要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：
“当通过电阻的电压保持不变时，研究电阻消耗的电功率与该电阻的阻值的关系”．
（1）请画出实验电路图．
（2）如图表格是某同学研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出电功率与电阻的关系：
__________________________．
【题4】下表是某同学研究“定值电阻消耗的电功率与该电阻两端的电压之间的关系”时记录的实验数据，请你对表格中的数据进行分析，归纳出定值电阻消耗的电功率与该电阻两端的电压之间的关系式：
_____________________________________________________．
U/V
1
2
3
4
5
6
R/Ω
10
10
10
10
10
10
P/W
0.1
0.4
0.9
1.6
2.5
3.6
专题四：
多状态，写表达式
【题1】小芳家有一小灯泡，灯泡铭牌只有2.5V依稀可见，为了测出它的额定功率，小芳向实验室的老师借出以下器材：
电源、滑动变阻器、开关各一个，电压表一块、导线若干，以及一个阻值为10Ω的定值电阻．请你将她实验的缺少部分完成：
（1）小芳按她设计的电路图连好电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当并联在灯L两端的电压表读数为_______V时，小灯泡L正常发光；再将电压表拆下并联在定值电阻两端，电压表的示数为3V，则灯L的额定功率__________
（2）滑动变阻器在此实验中的作用是_______________________________，在连接电路时，应使滑动变阻器连入电路的阻值__________________
（3）画出小芳实验的电路图
【题2】
用图所示的电路来测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率，其中R0是阻值已知的定值电阻，R是滑动变阻器．请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤：
（1）闭合开关S和S1，断开S2_________________________，并记录电流表的求数为I1；
（2）_________________________________________________________________________；
（3）则灯泡L的额定功率P＝_______．（用已知量和实验中所测物理量的字线表示）
【题3】某课外实验小组在测定小灯泡额定功率的实验中，实验桌上已经备有下列器材：
额定电压为2.5V的小灯泡、电压未知的电源（两端电压不变）、一个已知阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个单刀单掷开关、导线若干．
（1）小亮同学设计的实验电路如图21所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测物理量．按所示连接电路元件
①_____________________________________________________________________，
②_____________________________________________________________________．
（2）本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P＝_________________________________．
（3）若将电流表换为一只电压表而其他器材不变，要再设计一种方案测量小灯泡的额定功率，同组的小刚同学已连接了一部分实验电路（如图22所示），请你设计完成剩余实验电路的连接，并用笔画线代替导线在图22中完成实物电路图其余元件的连接．
【题4】一位同学想要测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：
电源（电压未知不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电压表各一个，三个单刀单掷开关、导线若下．（实验过程中不允许拆改电路）
（1）请你设计实验电路图
（2）简单说明实验步骤（步骤中要用字母标出实验中要测量的物理量）
（3）表达式P＝___________
【题5】一位同学想要测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：
电源（电压未知不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电流表各一个，三个单刀单掷开关、导线若下．（实验过程中不允许拆改电路）
（1）请你设计实验电路图
（2）简单说明实验步骤（步骤中要用字母标出实验中要测量的物理量）
（3）表达式P＝___________
专题五：
证伪题
【题1】学完了额定电功率以后，小刚认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮，给你满足实验要求的电源一个、标有"9V6W"的灯泡L1和标有有“6V4W”的灯泡L2各一个、开关一个，请设计一个实验，说明小刚的说法是错误的．
（1）在右侧虚框中画出实验电路图
（2）根据实验现象简要说明小刚的说法是错误的
【题2】小阳观察家里的台灯（40W）、吸顶灯（60W）和壁灯（15W）亮度都不同，由此现象小阳得出一个错误的推论：
如果将上述用电器串联起来使用，额定功率大的灯比额定功率小的灯亮．请你利用实验室给定的器材设计一个实验，说明小阳的推论是不正确的．实验器材：
符合实验要求的电源、开关、导线和三盏额定电压相同、额定功率不同的小灯泡．
（1）简述实验过程及实验现象：
________________________________________________．
（2）简要说明小阳的结论为什么是不正确的：
____________________________________．
【题3】
小明学习了电学后，认定额定功率大的灯泡一定亮．现有发光原理相同的两个小灯L1“12V40W”和L2“12V15W”，及符合要求的电源一个、开关一个、导线若干，请你设计一个实验说明小明的想法是错误的．
（1）在右侧虚线框中，画出你所设计的实验电路图；
（2）根据实验现象简要说明小明的想法是错误的．
【题4】额定电压为2.5V与3.8V小灯泡各一只，小刚同学认为额定电压低的电阻大，小妍同学认为额定电压高的电阻大，如果忽略温度对灯丝电阻的影响，请你设计简单实验，证明哪一只小灯泡电阻大．要求：
（1）藏出电路图．
（2）写出主要实验步骤．
（3）分析实验现象并得出结论．
【题5】
小丽用伏安法测量标有“2.5V0.5A”的小灯泡I．的电功率，她正确连按如图所示实物电路后，闭合开关S，发现小灯泡L不发光．于是她认为：
小灯泡I．不发光，一定是由于小灯泡己所在电路断路或小灯泡I，短路造成的．经老师检查发现，图中电路元件均无故障，且电路连线完好．请你选用图所示电路中的元件，设计一个实验证明小丽的观点是错误的．请你画出实验电路图，并简述实验步骤和实验现象．
【题6】
小阳同学为了探究小灯泡消耗的电功率与电阻的关系，做了如图所示的实验，图中灯泡L1的电阻为R1，灯泡L2的电阻为R2，且R1＞R2，小阳闭合开关后发现灯泡L2比灯泡L1亮，因此小阳认为，灯泡电阻越小，小灯泡消耗的电功率越大．请你利用图所示的器材，设计一个实验证明小阳的结论是错误的．
（1）在方框内画出实验电路图．
（2）根据实验现象简要说明小阳的结论是错误的．
专题六：
实验设计
【题1】实验桌上有如下器材：
满足实验要求的电源一个、滑动变阻器一个、电阻箱一个（符号）、电压表和电流表各一只、开关一个和导线若干．小文想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：
“当电阻中电流一定时，电阻消耗的电功率和该电阻的阻值成正比”．
（1）请根据上述要求帮助小文在虚框中画出实验电路图
（2）写出实验步骤
（3）画出实验记录表格
【题2】实验桌上有如下实验器材：
满足实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一块、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干．请你利用上述器材设计一个实验证明：
“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”．要求：
⑴画出实验电路图；⑵写出实验步骤；⑶设计出实验数据记录表．
【题3】实验桌上有如下器材：
符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个（电阻箱的符号
）、开关一个、导线若干.要求从实验桌上选取适当器材，设计一个实验证明：
“当电阻两端电压保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成反比.”请画出实验电路图，写出实验步骤，并设计出实验数据记录表．
（1）实验电路图：
（2）实验步骤:
（3）实验数据记录表
【题4】
实验桌上有如下实验器材：
稳压电源（使用时电源电压保持不变）一个、电阻箱一个
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