2023年中考物理压轴题专项训练 压轴题04 测量电功率实验题 （试题+答案）

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压轴题04 测量电功率实验题（含测电阻）


综合近几年中考对于电功和电功率的考察形式，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。预测2023年中考试题中，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。

测定小灯泡的电功率
1.实验原理：
2.实验器材：电源、电灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
3.电路图： 　
4.实验步骤
（1）按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为Ie、Ue，记录小灯泡的亮度；
（3）调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为I1，U1，记录小灯泡的亮度；
（4）调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压，观察电流表和电压表的示数，记录为I2，U2，记录小灯泡的亮度；
（5）重复步骤4两次，观察电流表和电压表的示数，记录为I3、U3，I4、U4，记录小灯泡的亮度；
（6）根据P=UI，算出小灯泡的额定功率Pe和实际功率的电功率P1……P4；
（7）分析数据，整理器材。
　5.实验结论：
　　小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；
　　当小灯泡的两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光；
　　当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；
　　当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下暗。
解析技巧：
1.电源：电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如：U额=2.5V，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。
2.电压表的量程应大于U额，电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如U额=2.5V的小灯泡电压表量程选0—3V，电流表选0—0.6A的量程。
3.滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显。


一、实验题
1．（2022·广东江门·江门市第二中学校考二模）辉煌和灿烂同学在做“测量小灯泡的额定功率”实验，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整___________；（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）
（2）连接好电路后，闭合开关进行试触，发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表的指针迅速偏转到最大刻度线处。若电路只有一处故障，则电路中的故障是___________；
（3）辉煌排除故障后再次闭合开关并移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为___________A，则小灯泡的额定功率为___________W；再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率___________（选填“大于”“小于”或“等于”）1.08W；
（4）灿烂同学准备测量另一个小灯泡的额定功率，其额定电压为U额，但她发现电压表坏了，于是她找来了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利完成了实验。
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为：___________；
②保持滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率P额=___________（用U额、R0、I表示）。
2．（2023·辽宁抚顺·统考二模）小明利用如图甲所示的器材测量“小灯泡的额定电功率”，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡电阻约为10Ω左右。
（1）经检查发现图甲所示的电路连线中有一根导线连接有误，请在这根导线上打“×并补画出正确的那根导线；______；

（2）当他连接最后一根线时，小灯泡立即发光，他连接电路时错误的操作是_____
A．开关没有断开                        B．将小灯泡短路了
C．滑动变阻器连接错误               D．电压表与电流表位置接反了
（3）故障排除后，小明开始进行实验，当电压表示数如图乙所示时，为使灯泡正常发光，应向_____（选填“左”或“右”）端移动滑片；小明经多次实验绘制了如图丙所示的灯泡I－U图像，由图像可知灯泡的额定电功率为_____W；小灯泡灯丝电阻随电压增大而_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了表格你认为这张表格的设计______（选填“是”或“不”）合理的；
次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
平均电功率P/W
1




2



3



（5）小明完成实验后设计了如图丁所示的电路图，测量另一个小灯泡的额定功率。已知电源电压为 U，小灯泡正常工作时的电流为 I额 。请完成实验步骤：
①闭合开关S1，断开开关S2，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表的示数为______；
②闭合开关S2，断开开关S1，只调节滑动变阻器______的滑片，使电流表示数为I额 ，再将另一个滑动变阻器的滑片移到最左端，读出此时电流表的示数I0；
③小灯泡额定功率的表达式：P额＝______（用已知量和测量量的符号表示）。
3．（2023·重庆·重庆八中校考一模）悦悦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2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。

（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮）；___________
（2）悦悦正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，接下来应该___________；
A．更换阻值更小的滑动变阻器        B．更换两节新干电池        C．重新连接电路
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为___________W；
（4）悦悦进行了三次实验，将三次不同电压下的电功率求平均值，她的做法是___________（选填“正确”或“错误”）的。这是因为灯丝电阻随温度的升高而___________。
（5）小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；
（6）欣欣也想测小灯泡电功率，她更换了所有器材，她的器材有：两个小灯泡（分别标有“2.2V  0.3A”“3.8V  0.3A”字样），她选择其中一个小灯泡与电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、电流表、滑动变阻器、开关串联，然后将电压表并联在电路中，移动变阻器滑片P至最大阻值处，欣欣闭合开关，观察到电压表示数如图所示，然后移动变阻器滑片P至某位置，使小灯泡正常发光，此过程中电压表指针向左偏转了6小格。请你分析：欣欣将电压表并在了___________（选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）两端，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为___________W。
4．（2022·江苏扬州·校考三模）在“测量小灯泡的功率”的实验中。

（1）图甲中的实线是小华已连好的导线，她正准备接入最后一根导线（图中的虚线），请指出小华在连接电路时存在的不妥之处是______；
序号
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡亮度
1
1.2

暗
2
2.5
0.3
正常发光
3
6
0
不发光
（2）小华改正后并进行正确操作，闭合开关，电流表示数如图乙所示，电流表示数为_______A，再读出电压示数并观察灯的发光情况，在表中记下第1组数据；移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，在表中记下第2组数据；再移动滑片到端点时，灯泡闪了一下后熄灭，在表中记下第3组数据；根据三组数据可知：小灯泡的额定功率是_______W，电源电压是_______V，滑动变阻器最大阻值是______Ω；
（3）小华根据滑片P从阻值最大位置A移至阻值最小位置B的实验数据，描出灯泡的I-U图象如图丙，任取图象上一点C构成图丙中阴影部分的矩形，则矩形的面积表示的物理含义是______；
（4）完成实验后，爱动脑筋的小明又想了一种测量小灯泡的额定功率的方法，他运用图甲中的部分器材，灯泡的额定电压和电源电压都与第（2）步相同，增加了一只已知阻值为R0的定值电阻和一只单刀双掷开关，设计了如图所示的电路，请将以下实验步骤补充完整。

①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为_______V；
②保持滑片位置不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；
③计算小灯泡的额定功率P额=_______（用U额、U0、 R0表示）。
若实验步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率与真实值相比_______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
5．（2022·江苏镇江·统考二模）用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡电功率时，电源电压约为3V，电流表量程”0~0.6A”，电压表量程”0~3V”。

（1）闭合开关，将滑片P向________（选填”a”或”b”）端移动，使电压表的示数为________V；
（2）图乙是小灯泡正常发光时电流表的示数，则小灯泡的额定电流为________A，小灯泡的额定功率为________W；
（3）小明用图丙电路测量该小灯泡额定功率：电阻箱R1和R2的规格是”0～999.9Ω”；
①实验步骤如下：
第1步：闭合开关S、S1，断开S2，先调节电阻箱R1阻值为12.5Ω，再调节电阻箱R2直至电流表示数I1=________A时，小灯泡正常发光；
第2步：保持电阻箱R1、R2阻值不变，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
②小灯泡的额定功率P额=_________（用U额、I1、I2表示）；
③若第1步中，调节电阻箱R2时I1偏大，其它操作正确，则灯泡额定功率测量值比真实值偏_________（选填”大”或”小”）。
（4）小华对图丙电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的是______。
A．第1步中调节电阻箱R1阻值为5Ω
B．第1步中调节电阻箱R1阻值为500Ω
C．用适当规格的滑动变阻器替换R2
D．在实验操作时，先闭合的开关是S1、S2
6．（2022·江苏南京·统考二模）有两个小灯泡L1、L2，分别标有“2.5V”和“3.8V”字样，两个定值电阻R0、Rx（约为10Ω），要求测出灯泡的额定功率和定值电阻的阻值。
（1）图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图，电源电压恒定；

实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.9
1.5
2.5
3.0
电流I/A
0.18
0.30
0.50
0.60
①请用笔画线代替导线，将图甲电路补充完整；________
②按图甲正确连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最右端，后闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察记录多组数据，给制如图乙所示的U-I图像，则小灯泡的额定功率为_______W；
③断开开关，用定值电阻R0替换小灯泡L1，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。则R0=_______Ω，分析表格中的数据又能得出结论：当电阻一定时，________；
④实验中小明调节滑片时无意中使电路中的电流过大烧坏了电流表，于是他用上述器材和若干开关（电源电压同上），又设计了一种测量小灯泡L2额定功率的电路图（如图丁），操作如下：

a．断开S2，闭合S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为_______V；
b．保持滑片P位置不变，断开S1，闭合S、S2，读出电压表示数为3V；
c．小灯泡L2的额定功率为P额=_______W。
（2）为了测量Rx的阻值，其他小组同学利用已知电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如下图所示的四种电路（电源电压未知且不变），其中可行的是________。
A． B． C． D．
7．（2023·陕西西安·西安市曲江第一中学校考三模）小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。

（1）正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最_______（选填“左”或“右”）端，闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转。则电路出现的故障可能是滑动变阻器_______；
（2）排除故障闭合开关，适当移动滑片，当电压表的示数为2V时，为了测小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值_______（选填“变大”或“变小”）。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示为_______A，小灯泡的额定功率为_______W；
（3）小明用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，如图丙，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤：
①将电流表串联在b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光；
②电流表位置不变，只闭合开关S和S2，滑动变阻器滑片位置_______（选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动”），读出电流表的计数为I；
③小灯泡L2的额定功率表达式为：P额=_______。
8．（2023·陕西西安·校考三模）在“伏安法测电阻”的实验中，实验器材有干电池3节（电源电压4.5V）、电流表和电压表各一个、规格为“20Ω，1A”的滑动变阻器一个、待测电阻一个、开关和导线若干。

（1）小亮连接了如图甲所示电路，若闭合开关，电压表的指针将________（选填“正向偏转”、“反向偏转”或“不动”）。检查电路时发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，画出正确连线________；
（2）排除故障后，闭合开关，小亮多次调节滑动变阻器滑片，记录实验数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.6
2.0
2.4
3.0
电流I/A
0.10

0.18
0.26
0.30
图乙为第2次实验电流表的示数，读数为________A；
（3）老师看完数据后，发现有一次数据不是实际测量得到的，请你分析它是第________次的数据；
（4）利用剩余四次实验数据，算出待测电阻的阻值为________Ω（结果保留整数）；本实验多次测量的目的是________；（选填序号“A．找普遍规律”或“B．减小误差”）
（5）上述实验结束后，小亮和同学们想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，发现电流表已经损坏，于是利用原有的部分器材，又找来一个阻值为30Ω的定值电阻R0和一个电压表，设计了如图丙所示的电路。实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表V1的示数为________V，此时小灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，滑动变阻器滑片________（选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”），读出电压表V2的示数为3V；
③小灯泡的额定功率为________W。
9．（2023·新疆乌鲁木齐·统考一模）小华在做“测量小灯泡电功率”实验时，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为3V），电流表，电压表，开关，规格分别为“10Ω  1A”的滑动变阻器R1和“30Ω  0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。

（1）电路如图所示，闭合开关，发现电流表有示数，而电压表示数为零，灯不发光，则故障原因可能是_________；
（2）排除故障后，按正确操作测得的数据如下表，则小华选用的滑动变阻器为_________（选填“R1”或“R2”）；小灯泡的额定功率为_________W；
实验次数
1
2
3
电压U/V
2.0
2.5
3.0
电流I/A
0.20
0.24
0.26
（3）由表中数据可知，第2次实验与第1次实验相比，滑动变阻器功率的变化量ΔP变与小灯泡功率的变化量ΔP灯相比较，|ΔP变|_________|ΔP灯|（选填“>”、“”“