专题37 电功率测量实验探究问题决战中考物理压轴题高频题高分值题解题技巧解析版.docx

专题37 电功率测量实验探究问题决战中考物理压轴题高频题高分值题解题技巧解析版.docx

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专题37电功率测量实验探究问题决战中考物理压轴题高频题高分值题解题技巧解析版

考点扫描☆名师点拨

一、考点解析

电功与电功率是电学主要内容，也是学生初学电学重点和难点。

在中考试题中，本部分内容是难题的主要考察点，也是拉开卷面分值的考察内容。

本部分主要内容有：

电能及单位、电能表及使用、电功、电功率、电功率的计算、测量小灯泡的电功率、焦耳定律及应用等知识。

中考考纲对本部分的要求是：

一、知道电能、电功率的单位；会使用家庭电能表，观察体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系；二、理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算；通过测量，体验额定功率和实际功率的区别；理解额定电压和额定功率；三、知道在电流一定时，电能转化成热能时的电功率与导体的电阻成正比；四、通过实验探究电流的热效应跟电阻大小的关系；五、知道利用和防止电热的方法。

这也表明了电功率在教学和中考中的地位是十分重要的。

中考试题中，题型主要以选择题、实验题、计算题和综合题出现。

选择题主要考查考试对电功和电功率知识的理解程度，属于基础知识类题目；实验探究题主要考察学生科学的实验方法以及对本部分实验基础的实践能力；计算题主要考察学生的计算能力和利用所学知识解决生活中的实际问题的能力。

所以，对本部分内容的考查题型灵活，题目有简单，也有较难和难度较大的，且分值也较大。

考生要重点复习：

通过电能表转数求实际功率；通过额定电压、额定功率求电阻；电路中电功率的计算；热量的计算；电热结合求热效率，探究小灯泡功率或额定功率的测量等。

本部分内容的考查应该是难易结合，小分题在选择题、填空题较多，也属于较容易解答的类型。

中等难度的题型一般在计算题出现的机会较多。

从所占分值看，本部分一般在5-10分之间，所以，在复习过程中，希望考试能抓住重点，做到有的放矢。

电功率测量实验探究问题

伏安法测灯泡的额定功率：

①原理：

P=UI；选择和连接实物时须注意：

滑动变阻器接入电路时要变阻，且调到最大值，根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

测量家用电器的电功率：

器材：

电能表秒表原理：

P=W/t。

二、考点复习

电功率测量及其实验探究问题

（1）伏安法测灯泡的额定功率：

①原理：

P=UI；②电路图：

如图。

③选择和连接实物时须注意：

滑动变阻器：

接入电路时要变阻，且调到最大值，根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

（2）测量家用电器的电功率：

器材：

电能表秒表原理：

P=W/t。

考点剖析☆聚焦高频

高频考点：

电功率测量实验探究问题

【典例】（2017•泰安）有一个小灯泡标有5.0V字样，要测定它的额定功率，已知小灯泡正常发光时的电阻值约10Ω，电源电压为6V。

（1）请你用笔画线代替导线，连接完成实验电路。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应该在　　端（选填“a”或“b”）。

（3）某次连接线路后，闭合开关灯不亮，电流表有示数，电压表没有示数，猜想以下3种故障，其中可能的是　　。

A．可能是灯丝断了；B．可能是开关接线处断路；C．可能是小灯泡的灯座短路

为避免出现上述故障时损坏电流表，选择的滑动变阻器的最大阻值应不小于　　Ω。

（4）排除故障后，移动变阻器滑片，观察当　　表示数为　　时，再记录另一个电表的示数，可以计算小灯泡的额定功率。

【考查角度】电功率的测量实验。

（3）电流表有示数，说明电路出现了短路，电压表无示数，灯泡不发光，说明与电压表的灯泡短路了；故选C；

电源电压为6V，电流表的最大值为0.6A，则滑动变阻器的最小阻值为：

；

（4）因为灯泡的额定电压为5V，所以在实验过程中，眼睛应注意观察电压表当电压表示数是5V时，表明灯正常发光，记下此时电流表的示数。

故答案为：

（1）如图；

（2）a；（3）C、10；（4）电压、5V。

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考点过关☆专项突破

类型：

电功率测量实验探究问题

1.（2017·广东）小明探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，现有实验器材：

稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱（符号为

）、开关及若干导线。

图

（1）

图

（2）

图（3）

（1）为了完成此探究实验，请你在题图

（1）的虚线框内将实验电路图补充完整；若连接电路后，闭合开关，发现电压表的指针偏转如题图

（2）所示，其原因可能是。

（2）实验中利用公式计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率，实验过程需要记录的物理量有：

电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和。

（3）在实验中，小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量，每改变一次阻值，都必须移动滑动变阻器的滑片来控制，多次改变电阻箱阻值的目的是

。

（4）完成上述实验后，小明又从实验室借了一个额定功率为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了题图（3）所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：

闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表的示数为2.5V；再将开关S2拨到触点l，读出电压表的示数为4.5V，小灯泡额定功率P=W。

【考查角度】功率实验探究。

（3）在实验中，下面需要多次改变电阻箱阻值进行测量，每次都需要移动电阻箱的滑片用来控制电流不变，其目的是多次进行实验，使实验结论更具有普遍性。

（4）实验后，小明从实验室借了一个额定电压为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了图（3）的实验电路，用来测量小灯泡的功率；实验如下：

闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，把电阻箱调到10Ω，刚好使电压表示数为2.5V；再将开关S2拨到触点1，读出电压表示数为4.5V，则通过电路中的电流为：

，小灯泡额定功率为：

。

【答案】

（1）电压表正负接线拄接反；

（2）P=UI、电阻箱的阻值R；（3）电流不变多次进行实验使实验结论更具普遍性（避免偶然性）；（4）0.5W。

2.（2017•襄阳）我市中考实验操作考试时，实验员为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：

额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、规格为“12Ω1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干．

（1）图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×”；

（2）闭合开关前，应将滑片P移到最　　（填“左”或“右”）端；

（3）经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是　　；

（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　W；

（5）测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的

，请你帮助分析出这种现象的原因是　　。

【考查角度】电功率的测量、影响电阻大小的因素。

【答案】

（1）原电路中，灯短路了是错误的，改正电路如图。

（2）闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处即最右端。

（3）根据串联电路电压的规律，当电压表示数为2.5V时，变阻器分得的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器的电压是电阻电压的

倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻：

R滑=1.4×10Ω=14Ω＞12Ω。

故闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是变阻器的最大阻值过小。

（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是：

P=UI=2.5×0.24A=0.6W。

（5）当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，通过灯的电流也减小了，根据P=UI灯的功率减小，灯丝的温度降低，因灯的电阻随温度的降低而减小，根据

，故发现测得的实际功率不等于其额定功率的

。

故答案为：

（1）如图；

（2）右；（3）变阻器的最大阻值过小；（4）0.6；（5）灯的电阻随温度的降低而减小。

3.（2017·深圳市南山区模拟）小金在进行“测定小灯泡电功率”的实验时，电源电压为3V恒定不变，他们设计的实验电路图如图甲所示。

（1）小金实验时使用的小灯泡的额定电压为2.5V。

①根据电路图连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡较暗，移动滑动变阻器金属滑片，小灯泡亮度不变，如果实验中所用的滑动变阻器如图乙所示，你认为造成上述现象的原因是将滑动变阻器的　　（用字母表示）两接线柱接入到电路所引起的。

②断开开关，使滑动变阻器正确接入电路，再次闭合开关，又发现灯不亮，电压表示数、电流表示数为零，出现这种现象的原因可能是　　。

A．灯泡灯丝断了；B．滑动变阻器接线短路；C．滑动变阻器接触不良；D．灯座接线短路。

③排除故障，进行实验，发现电压表示数是2V，应将滑片P向　　端（选填“A”或“B”）移动，直至灯泡正常发光。

④正确连接后，小金通过实验得到的数据如下表，请分析数据并回答：

实验序号

1

2

3

4

5

小灯泡两端的电压U/伏

1.0

1.5

2.0

2.5

2.8

通过小灯泡的电流I/安

0.10

0.14

0.18

0.20

0.22

小灯泡的发光亮度

很暗

较暗

较亮

正常发光

很亮

小灯泡的额定功率为　　瓦；依据表中的数据，可知滑动变阻器的最大阻值至少是　　欧。

【考查角度】电功率的测量。

解答如下：

①根据电路图连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡较暗，说明电路中电流较小，电路的电阻较大，移动滑动变阻器金属滑片，小灯泡亮度不变，即变阻器失去了变阻的作用，造成上述现象的原因是将滑动变阻器的AB两接线柱接入到电路所引起的。

③排除故障，进行实验，发现电压表示数是2V，小于灯的额定电压，根据串联电路电压的规律，应增大灯的电压减小变阻器的电压，根据分压原理应减小变阻器连入电路中的电阻，应将滑片P向A移动，直至灯泡正常发光。

④由表中数据，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×02A=0.5W；

由表中数据，当灯的电压为U1=1V时，通过的电流I1=0.1A，变阻器分得的电压：

U滑=U﹣U1=3V﹣1V=2V，

根据欧姆定律，可知滑动变阻器连入电路中的电阻为：

，即最大阻值至少是20欧。

【答案】①AB；②C；③A；④0.5、20。

4.（2017·无锡）小明和小华测量定额电压为2.5V的小灯泡的额定功率。

（1）①图甲是他们连接的部分电路请用笔画线代替导线将电路连接完整。

②闭合开关前，应将滑动变阻器处在最　　（填写“左”或“右”）端。

③闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，若电路中只有一处故障，且各器材，导线均完好，则电路故障可能是　　。

④排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器，当电压表为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　W。

（2）小明和小华观察电流表和电压表均标有电阻值，请教老师后得知这是电表的电阻，为了在接好的图甲中较准确的测量出小灯泡的电功率，他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究，他们将开关闭合，移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光，不添加器材，请你说出接下来的操作及判断方法。

①操作　　；

②如何判断：

　。

（3）小明和小华重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路，如图丙所示，电源电压保持3.5V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：

1）断开开关S2，闭合开关S和、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V；2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表示数为2.6V；小灯泡的额电功率为　　W（计算结果保留两位小数）。

【考查角度】电功率的测量。

（2）①分析分别将电压表的负接线柱接在C处和D处时，电流表和电压表对测量灯的电流和电压的影响，确定通过比较

和

大小关系，确定是电压表还是电流表对测量的影响大；

②若

，说明电流表的分压较电压表的分流作用大，为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接D处；

若

，说明电压表的分流较电流表的分压作用大，为避免电压表的分流对电流表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接C。

（3）根据变阻器连入电路中电阻大小不变，由第2次操作，由串联电路的规律和欧姆定律可求变阻器连入电路中的电阻大小，在第1次操作中，根据串联电路的规律和欧姆定律，求出通过变阻器的电流即灯的额定电流，根据P=UI求灯的额定功率。

【答案】

（1）①因灯的电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，如下所示：

②闭合开关前，应将滑动变阻器处在阻值最大处即最左端；

③闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，说明电路断路；小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，说明电源负极与C间发生断路，若电路中只有一处故障，则电路故障可能是变阻器断路；

④移动滑动变阻器，当电压表为2.5V时，电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。

（2）在

（1）①图中，分别将电压表的负接线柱接在C处和D处，分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC，UD、ID滑片，接到C时，电流表测量的电流大小等于通过灯的电流，而电压表测灯与电流表串联的电压；

接到D时，电压表测灯的电压是准确的，而电流表测通过电压表与灯的总电流；

②若

，说明电流表的分压较电压表的分流作用大，为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接D处；

若

，说明电压表的分流较电流表的分压作用大，为避免电压表的分流对电流表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接C；

故在第1次操作中，由串联电路的规律和欧姆定律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：

；

故灯的额定功率：

PL=ULIL=2.5V×

A≈0.72W。

故答案为：

（1）①如上所示；②左；③变阻器断路；④0.75。

（2）①分别将电压表的负接线柱接在C处和D处，分别记下电压表的示数和电流表的示数UC、IC，UD、ID滑片，比较

和

的大小；

②若

，说明电流表的分压较电压表的分流作用大，为避免电流表分得的电压对电压表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接D处；

若

，说明电压表的分流较电流表的分压作用大，为避免电压表的分流对电流表测量的影响，要将电压表的负接线柱应该接C。

（3）0.72。

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5.（2017·福建）在“测量小灯泡的电功率“的实验中，电源电压为3V，灯泡额定电压为2.5V。

（1）请根据图甲，将图乙所示的实物电路用笔画线连接完整；

（2）在连接电路时，开关应　　，滑动变阻器的滑片P应置于　　端（选填“A”或“B”）；

（3）移动滑片P，当电压表的示数为1.5V时，电流表的示数如图丙所示，其示数为　　A，小灯泡此时的电功率为　　W。

要测量小灯泡的额定功率，需将滑片P向　　端移动（选填“A”或“B”）直到电压表的示数为2.5V；

（4）实验中，小灯泡突然熄火，电流表示数为零，电压表示数变大，电路中的故障可能是　　。

【考查角度】电功率的测量。

【答案】

（1）“测量小灯泡的电功率“的实验中，电源电压为3V，灯泡额定电压为2.5V。

故电压表的量程选“0～3V”，并联在小灯泡两端，如图。

（2）电路连接过程中，开关应断开，滑片滑到阻值最大处，阻值最大处在B端。

（3）电流表使用0～0.6A量程，分度值为0.02A，电流为0.24A；此时小灯泡的实际功率：

P实际=U实际I实际=1.5V×0.24A=0.36W；

要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从1.5V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向A端移动，使电压表的示数为2.5V为止；

故答案为：

（1）如图；

（2）断开、B；（3）0.24、0.36、A；（4）灯泡断路。