初中物理粤沪版九年级上册15.1 电能与电功当堂达标检测题

2023年中考物理实验探究题专项训练：电能与电功

一、实验探究题

1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3伏，小灯泡的额定电压为2.5伏。

（1）请你用笔画线代替导线连接将图中电路连接完整，并画出相对应的电路图；

（2）断开开关S连接电路，在闭合开关通电之前要先将滑动变阻器的滑片移动到　     　端，并检查电路无误后方能通电。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针有较小偏转，电压表示数为0，产生故障的原因可能是　                   　；

（3）排除故障后，实验得到的数据如下表，在第1次实验中，小灯泡两端的电压为2V时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为　     　A，此时小灯泡的实际功率为　     　W；

（4）由上表可知，小灯泡的额定功率为　     　W；小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　     　。

2．如图所示是探究“电流通过导体产生热量多少与什么因素有关”的实验装置，甲乙丙三个透明容器是装着等质量空气的密封容器。

（1）实验中通过比较　                    　来比较电阻产生热量的多少；

（2）选择甲丙两容器可研究电热与　     　的关系；

（3）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”的现象，该现象可用　     　和　     　两容器实验得到的结论解释。

3．在测量小灯泡的电功率时，电源电压为6V，小灯泡上标有“2.5V”字样。

（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是　             　；

（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整；

（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是______； 

A．小灯泡短路 B．小灯泡开路 C．变阻器短路 D．变阻器开路

（4）小军通过调节滑动变阻器，改变使小灯泡两端电压和流过的电流，并观察小灯泡的亮度，记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压关系图像，则小灯泡的额定功率是　     　W。

4．小杨在“测量小灯泡额定功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）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，则可能的原因是　           　。

（2）排除故障后，闭合开关，发现此时电压表的示数为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向　     　（选填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为　     　V，此时电流表示数如图乙所示，其值为　     　A，则小灯泡的额定功率为　     　W。

5．小华、小军同学做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2.5V”字样）。

（1）小华按如图甲所示实物连接图连接实验电路，接入电流表和电压表时应选用较大的量程进行　     　；

（2）小华电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大。接下来应进行的操作是　     　、　     　；（两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）

A．更换电池或小灯泡               B．检查电路是否短路

C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置    D．断开电路开关

（3）小华电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是____；

A．更换小灯泡　

B．检查电路是否断路　

C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光

（4）小军换了实验器材又做了一次实验，实验过程中，电压表示数为　     　V时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示为　     　A，该灯泡额定功率为　     　W；

（5）分析表中实验数据可知，小军所用电源电压约为　     　V；

（6）若小军手边有“1.5A   50”和“2.0A     20”两种规格的滑动变阻器，“0~3V”和“0~15V”两个量程的电压表，上面第二次实验中他应选用的滑动变阻器规格为　        　，选用电压表量程为　     　。

6．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω，实验器材如图甲所示．

（1）在图甲中，请你用笔画线代替导线将电路连接完整（导线不得交叉）；

（2）在连接电路时开关应　     　 ，滑动变阻器的滑片应放在　     　（选填“A”或“B”）端；

（3）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片P发现电流表示数变大时，灯变亮，而电压表示数在变小，其原因可能是　                           　

（4）小明正确连接好电路后，某次实验中，电压表读数为l.8V，电流表示数为0.24A．要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向　     　（选填“A”或“B”）端滑动，小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　     　 W．

（5）小明认为利用该实验还可以测出灯泡的灯丝电阻，于是他根据以上测得的两组电压和电流计算出灯丝电阻后发现两次测量的灯丝电阻相差较大，其原因是　                             　 ．

7．小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω1A）、以及符合实验要求的电压表和电流表、开关和导线。如图（甲）是小亮同学没有连接完整的电路。

（1）请你用笔画线代替导线，将图（甲）所示的电路连接完整。  

（2）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是　               　。  

（3）小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应观察     （选填序号）。  

A．小灯泡亮度 B．电压表示数

C．电流表示数 D．滑动变阻器滑片

（4）小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率时，应将滑片P向　     　端移动（选填“A”或“B“）．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，则小灯泡的额定功率是　     　W。  

8．小华观察家中手电筒，发现里面只有一个LED灯，其额定电压为1.5V．他想测出该LED灯的额定功率． 

（1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接． 

（2）连接电路时，开关应处于　     　（选填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器的滑片应处于最　     　（选填“左”或“右”）端． 

（3）连好电路后闭合开关，发现LED灯不发光，电流表示数几乎为0，电压表示数约为3V，则该电路的故障可能是LED灯　     　（选填“短路”或“断路”）． 

（4）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表： 

第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为　     　A，则该LED灯的额定功率为　     　W，当灯的两端的实际电压小于额定电压时，实际功率　     　额定功率．

（5）进一步分析发现，当LED灯两端的电压增大时，其电阻将　     　． 

9．图甲是在物理实验室测量小灯泡额定功率的实验装置，小灯泡上标有2.5V的字样，采用两节新的干电池做电源．

（1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应　     　；图中有一根导线还没有连好，应该把它接在电压表　     　（选填“0”、“3”或“15”）接线柱上．

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至　     　（选填“C”或“D”）端；闭合开关后，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向　     　（选填“C”或“D”）端滑动，直到电压表示数为2.5V时为止．

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　                                                                                                 　．

（4）利用所测数据也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为　                                                                      　（保留到整数位）．

（5）他通过调节滑动变阻器的滑片，测出了三组实验数据，如表所示．经过计算发现小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，而且电阻也不同，你认为造成电阻不同的原因是　                                                                       　．

10．小徐在“测定小灯泡的电功率”实验中，选用的器材有电源（4伏、6伏、8伏、10伏）、待测小灯标有“2.2V”字样、电压表、电流表、滑动变阻器（有“50Ω 2A”和“20Ω 2A”两种规格）、开关以及导线若干。他正确连接电路，操作无误。闭合开关后，移动变阻器的滑片，小灯正常发光时，滑片在中点附近位置时（即变阻器连入电路的电阻约为最大阻值的一半），电流表示数如图所示。

（1）该同学判定小灯泡正常发光的依据　                                                　；  

（2）小灯泡正常发光的电流为　     　安；  

（3）电源电压为　     　伏，所用滑动变阻器规格为　            　；  

（4）请根据相关信息计算出小灯的额定功率　     　瓦。  

11．小明做“测定小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线．图1甲是小明没有连接完的实物电路． 

（1）请你用笔画线代替导线，帮小明将实物图1甲的电路连接完整； 

（2）小明连好电路闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是　     　（选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）出现断路； 

（3）小明排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数如图1乙所示为　     　V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　     　端滑动（选填“左”或“右”）； 

（4）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了图2所示的U﹣I图象．根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是　     　W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是　     　Ω． 

12．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。

（1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整.

（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）  

A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了

C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了

（3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为　     　A，小灯泡的额定功率为　     　W。

（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向　     　（选填“左”或“右”）端滑动。

（5）测量小灯泡的电功率　     　（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是　                         　。

（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　     　（选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的。

13．如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内部都盛有质量和初温均相等的液体，其中，A、B烧瓶中装的是煤油，C瓶中装的是水，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC，且RA＜RB=RC．（假设实验中没有任何热损失）

（1）小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较　     　两瓶中温度计的示数变化情况，其中　     　瓶中的液体温度升高得更快一些．

（2）小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较　     　、C两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少是通过　         　来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．该实验中装有　     　（选填“水”或“煤油”）的烧瓶中温度计示数变化较大．

14．小亮利用以下器材：电源（电压恒为6V）、滑动变阻器、开关各一个，电压表、电流表各一只，三个定值电阻R1、R2、R3，大小分别为10Ω、15Ω、20Ω，导线若干，来探究“电流与电阻的关系”． 

（1）图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线． 

（2）电路连接正确后，闭合开关后，移动滑片，使与电阻（20Ω）并联的电压表示数为4V，读出电流表示数，再分别改接15Ω、10Ω的电阻，重复上述实验，收集的实验数据如表所示．老师告诉小明有一组数据误差较大，便找来一个5Ω的电阻让他再测一组数据．当他把5Ω的电阻接入电路时，要使电压表示数仍为4V，实验不能继续进行，其原因　                       　．改变连接后，当电压表示数仍为4V时，电流表示数为　     　A（如图乙所示）．综合分析数据可得：电压一定时，　                               　． 

（3）完成上述实验后，小亮还想测定一个U额=2.5V的小灯泡的额定功率，他发现电流表已坏，于是向老师要了一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率．请帮他完成实验步骤： 

①连接好实验电路，　                              　，移动滑片，使电压表示为　     　V．

②保持滑片的位置不动，　     　，读出电压表示数为U．

③小灯泡的额定功率表达式P额=　                                     　．（用物理符号表示）

15．在完成“测量小灯泡功率”的实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？为此，他找来了下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一定值电阻，三个规格分别为“5Ω，1A”、“30Ω，1A”和“35Ω，0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．

实验中小明设计的电路如上图所示，在正确的连接和调节滑片后，他测出的数据如上表：

（1）通过分析表中的数据，你认为小明选择的规格是　            　 　的滑动变阻器．

（2）根据题意，正确完成剩余部分连线，并使滑片向右移动时电流变小

（3）分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况是　                                                               　

（4）以其中一组数据为例，算出定值电阻的阻值为　     　 Ω．（结果取整数）

（5）小李正确连接电路，闭合开关后发现电流表指针不转，电压表示数接近6V，电路的故障是　　               　

16．小明用如图甲所示的电路进行探究电流与电压、电阻的关系实验，图乙是小明未完成连接的实验电路。
 

（1）现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接。

（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是　                                    　。（写出一个即可）

（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示。

小明在实验中所用电阻R的阻值为　     　Ω；当通过的电流为0.3A时，电阻R 消耗的电功率为　     　W。

（4）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行测量小灯泡的额定电功率的实验，则对实验电路还必须进行哪两方面的改动：

①　                                               　；

②　                       　。

答案解析部分

1．【答案】（1）

（2）右；滑动变阻器阻值太大

（3）0.2；0.4

（4）0.55；增大

2．【答案】（1）U型管中液注高度变化

（2）电流

（3）甲；乙

3．【答案】（1）开关没有断开

（2）

（3）D

（4）0.625

4．【答案】（1）小灯泡断路

（2）左；2.5；0.24；0.6

5．【答案】（1）试触

（2）D；B

（3）C

（4）2.5；0.3；0.75

（5）6

（6）1.5A 50；0~15V

6．【答案】（1）灯泡正常发光时电流约为I=≈0.31A，电流表选0～0.6A量程，滑动变阻器、电流表、灯泡、开关串联接入电路，电路图如图所示；故答案为：电路图如图所示．

（2）断开　；B

（3）电压表测滑动变阻器两端电压

（4）A；0.75

（5）灯丝电阻随温度的升高而增大　

7．【答案】（1）解：如图所示： 

（2）小灯泡灯丝断了

（3）B

（4）B；0.5

8．【答案】（1）解：如图所示： 

（2）断开；右

（3）断路

（4）0.58；0.87；小于

（5）减小

9．【答案】（1）断开；3

（2）D；C

（3）由图乙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.36A，则P=UI=2.5V×0.36A=0.9W

（4）R= = ≈7Ω

（5）小灯泡亮度增大时，其电功率也增大，造成灯丝温度升高，所以灯丝电阻变大．

10．【答案】（1）观察到电压表示数为额定电压2.2伏时，小灯正常发光

（2）0.36

（3）6；“20Ω 2A”

（4）0.792

11．【答案】（1）

（2）小灯泡

（3）2.2；右

（4）0.5；10

12．【答案】（1）

（2）B

（3）0.2；0.76

（4）右

（5）不需要；灯在不同电压下的功率不同

（6）电流

13．【答案】（1）A、B；B

（2）B；加热时间；煤油

14．【答案】（1）解：正确的电路图为： 

（2）超过了电流表所选的量程；0.8；导体中的电流跟导体的电阻成反比

（3）闭合开关S1，将开关S2拨到触点2；2.5；S2接1；U额× {#mathmL#}{#/mathmL#}

15．【答案】（1）“30Ω 1A”

（2）

（3）该滑动变阻器消耗的功率先随它接入电路电阻的减小是先增大，后减小

（4）9

（5）滑动变阻器断路

16．【答案】（1）

（2）电阻R处断路（滑动变阻器的阻值为零）

（3）5；0.48

（4）增加一节干电池（换一个电压高于3.8V的学生电源）；电压表换接0～15V的量程