中考物理二轮四大模块针对集训(全国通用)专题07电功率之多种方法测电功率专题练习(原卷版+解析)

这是一份中考物理二轮四大模块针对集训(全国通用)专题07电功率之多种方法测电功率专题练习(原卷版+解析)，共42页。试卷主要包含了伏安法测小灯泡功率，特殊方法测小灯泡功率等内容，欢迎下载使用。
*知识与方法
一、伏安法测小灯泡功率
1.实验原理：P=UI
2.实验器材：电压表、电流表、已知额定电压的小灯泡、滑动变阻器、电源、开关、导线。
3. 滑动变阻器的作用：
（1）保护电路：闭合开关前，应调节滑动变阻器的滑片至接入电路阻值最大处；
（2）改变小灯泡两端的电压，实现测量小灯泡不同电压值下的实际功率。
4. 电压表和电流表的选择：
(1) 电压表的量程应≥1.2U额；
(2) 电流表的量程应≥
5. 滑动变阻器规格的选择：
（1）允许通过滑动变阻器的最大电流应大于灯泡的额定电流，因为滑动变阻器和灯泡串联，所以滑动变阻器最大阻值最好和灯泡电阻相差不多，这样调节效果更明显；
（2）有时需要根据题目中具体数据，计算滑动变阻器实际接入电路的最大值，最大阻值应大于等于这一最大值。
6.说明：
（1）在移动滑动变阻器的滑片时要注意，灯泡两端的实际电压不能超过额定电压的1:2 倍，同时超过时间不宜过长，否则容易烧坏灯泡；
（2）处理数据时，要注意小灯泡不同电压值下的实际功率不能求平均值，否则没有意义。
二、特殊方法测小灯泡功率
1.伏阻法测小灯泡的额定功率：
器材：待测小灯泡（U额已知）、电压表、已知阻值的定值电阻R0、开关、滑动变阻器。
实验步骤：
（1）如图连接电路，闭合S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额，记入表格；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数U，记入表格；
（3）利用公式P =计算，记入表格。
2.安阻法测小灯泡的额定功率：
器材：待测小灯泡（U额已知）、电流表、已知阻值的定值电阻R0、开关、滑动变阻器。
实验步骤：
（1）如图连接电路，闭合S、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为，记入表格；
（2）断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表的示数I，记入表格；
（3）利用公式P =计算，记入表格。
*针对训练
一、实验题
1．（2023秋·广东深圳·九年级统考期末）如图所示，小明同学做“测量小灯泡电阻”实验，所用电源为两节干电池。
（1）该实验的原理是（用公式表示） _____；
（2）请用笔代替导线，将图乙的实物电路连接完整_____；（要求当滑片向右移动时，灯泡变亮）
（3）小明同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变。导致上述现象的两个原因是：①_____；②_____；
（4）利用此电路，你还可以完成哪些实验？（举一个例子） _____。
2．（2023秋·河南洛阳·九年级统考期末）小明同学利用图甲所示的器材测量小灯泡的额定电功率，实验中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到最______（左/右）端；
（2）闭合开关的瞬间，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针迅速向右偏转，为了保障电路元件的安全，小明迅速断开开关。由此可推断出电路的故障是______；
（3）排除故障后，小明继续进行实验。他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率______W，此时滑动变阻器阻值为______Ω；
（4）同组的小惠同学也设计了一个电路，如图丙所示，测出了该小灯泡的额定功率，其中，定值电阻的阻值是，小灯泡的额定电压为U额，正确的操作过程如下：
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1______A；
②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I2；
③用测量值I1、I2和小灯泡的额定电压U额表示小灯泡的额定功率，P额______。（用已知物理量的符号表
3．（2023秋·河北廊坊·九年级校联考期末）铭铭用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率；
（1）请你用笔画线代替导线，帮铭铭把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮___________；
（2）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是 ___________；
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V。此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ___________W；
（4）完成实验后，铭铭又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请将实验步骤补充完整；
①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ___________，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合S、S1，断开S2，记录电压表示数为U滑；
③小灯泡额定功率的表达式P额=___________（用已知量和所测物理量符号表示）。
4．（2023秋·山东济宁·九年级统考期末）如图1为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路，电源电压恒为3V不变。
(1)用笔画线代替导线，将图1中的实物图连接完整，连接导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处______；
(2)小玲同学连好电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，但小灯泡不亮。接下来应进行的操作是______；（选填“A”“B”“C”或“D”）
A．检查电路是否出现断路 B．检查电路是否出现短路
C．断开开关，更换小灯泡 D．移动滑动变阻器的滑片继续观察
(3)问题解决后，继续进行实验，某时刻，小玲发现电压表的示数如图2所示，要测量小灯泡的额定功率，她应将滑动变阻器的滑片向______（选填“A”或“B”）端移动，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为______W；
(4)若将小灯泡换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是______；（选填“A”或“B”）
A．探究电流与电阻的关系
B．探究电流与电压的关系
(5)小玲同学实验过程中发现电压表已损坏，她找到一只阻值为5Ω的定值电阻，测量出了小灯泡的额定功率，设计方案如图4所示，实验中调节滑动变阻器滑片，使电流表A2的示数为______A后，再读出电流表A1的示数，从而算出小灯泡的额定功率。
5．（2023秋·陕西榆林·九年级统考期末）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮）；( )
（2）闭合开关前，应将滑片移到 ___________端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关发现灯泡不亮移动滑片灯泡仍不亮，突然小明的文具盒掉到桌上，灯泡亮了，小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 ___________；
A．开关短路 B．灯泡短路 C．电压表断路 D．灯泡接触不良
（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为 ___________V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为 ___________W；
（5）实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于 ___________Ω；
（6）完成实验后，爱动脑筋的小明又设计了一种不用电流表测量小灯泡的额定功率的方案，设计的电路图如图丙所示，请将下列实验步骤补充完整；
①检查电路无误后，闭合开关S和S1，断开开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为U额；
②___________，闭合开关S和S2，断开开关S1，读出电压表的示数U1；
③小灯泡额定功率的表达式：P额=___________（用U额、U1、R0表示）。
6．（2023秋·广东梅州·九年级校考期末）小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整；( )
（2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是______（选填标号）
A．更换小灯泡 B．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路
（3）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向________（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为________W；
（4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点________（选填“A”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=_________。
7．（2023秋·山东泰安·九年级校考期末）某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W 左右。
（1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接，连线时导线不能交叉______；
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是______；
（3）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为______V 时，小灯泡正常发光， 此时电流表示数如图甲所示，则灯泡的额定功率为______W；
（4）另一组的同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处：
①______，②______；
（5）小组的其他同学设计了如图丙所示的电路图，利用它也可以测出上面的小灯泡的额定功率（图中电源电压保持不变，定值电阻的阻值为R），具体操作如下：
①将开关S拨到“2”，闭合开关 S1，接下来的操作是______；
②断开开关S1，将开关S拨到“1”，保持滑动变阻器的滑片位置不动，再闭合开关 S1，记下此时电压表的示数为U；利用上面所测的物理量写出该灯额定功率的表达式 P=______。
8．（2023秋·河南三门峡·九年级统考期末）小冬在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）实验原理是_______；
（2）图甲为小冬连接的电路，其中有一根导线连接错误，请你在连接错误的这根导线上打“×”，并补画正确的连线________；
（3）小冬正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，此时电路_______（选填“一定”或“不一定”）出现了故障；
（4）移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为_______时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，该小灯泡的额定功率为_______W；
（5）该实验中的电路不能用来探究“电流与电压的关系”，原因是灯丝的电阻不是一个定值，其阻值受______的影响；
（6）测量小灯泡的电功率时_______（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是_______。
9．（2023秋·山东淄博·九年级统考期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值40Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路图甲补充完整（导线不能交叉）；______
（2）如果连接好电路后闭合开关，发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是______（填选项前的字母）；
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 D．更换电源
（3）闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示为______V；若她想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小强同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图像，根据图像信息，计算出小灯泡的额定功率是______W，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω；在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比在增大，造成这一现象的原因是______；
（5）该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有______的作用；
（6）小明同学利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表的示数始终为如图乙所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于______Ω。
10．（2023秋·江苏淮安·九年级统考期末）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干；
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）______；
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是______；
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比______（选填“变大”、“变小”或“不变”），这主要是受______的因素影响；
（4）由图丙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1______P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（5）若把这样的两只灯泡串联接在3V的电源上，则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是______W；
（6）小明打算增加一个已知阻值的电阻R0，只利用一只电流表，来测量这个小灯泡的额定功率；经过小组讨论设计了图丁和图戊两个电路图，你认为能测出灯泡额定功率的电路图是______图。
11．（2023秋·吉林长春·九年级校考期末）学明同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中，电源电压为6V，1个小灯泡额定电压为2.5V（电阻约10Ω），电流表、电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干，按照规范电路图组装电路。
（1）学明共进行4次测量，并在表格中记录相关数据，当电压表为2.5V时，电流表如图甲，小灯泡的额定功率为_______W；
（2）学明根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变______（选填“亮”或“暗”）；
（3）完成上述实验后，学明同学又设计了一种测量额定功率的方案，如图乙，定值电阻 R0=10Ω。完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点_______（选填“A”或者“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V；
②保持滑片的位置不动，再将开关S拨到另一触点，读出电压表的示数为4.5V；
③则小灯泡的额定功率P=_______W。
12．（2023秋·吉林长春·九年级长春市第二实验中学校考期末）由于没有电压表，聪明的小强同学利用电流表A1和已知阻值的定值电阻R0串联起来等效成一个电压表，并利用电流表A2等其他器材设计了如图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率（其中R0的阻值为5Ω，小灯泡的额定电压为2.5V）。
（1）小强连接好电路后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，两个电流表的示数却相同，则该电路的故障可能是__________；
（2）排除电路故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1示数为__________A时，小灯泡就恰能正常发光；此时电流表A2的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为__________W；
（3）小灯泡I-U关系如图丙所示，由图丙可知：缓慢调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为1.25V，请说明：此时小灯泡的实际功率与四分之一倍的额定功率之间的关系__________？（写出必要的文字说明及表达式）
13．（2023秋·河南郑州·九年级校考期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。小丽按照图甲正确连接电路后进行实验。
（1）测量小灯泡电功率的原理是_________（用公式表示）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最_________（选填“左”或“右”）端；
（3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，小灯泡额定功率为_________W；
（4）小丽在实验时调节滑动变阻器的滑片进行了多次测量，测量小灯泡电功率_________（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值；
（5）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为_________。根据其余正确数据发现小灯泡灯丝电阻不是定值，分析原因是_________；
（6）小丽忽然想起之前用两个完好的小灯泡，按照图乙所示的电路图进行实验探究时出现的实验现象：闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2不亮。当时小丽还以为是L2的灯丝断了。通过对表格中内容的分析，小丽明白了灯L2不亮的原因是_________；
（7）小明设计了如图丁所示的电路，用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2额定功率，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b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为_________，灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置和电流表位置保持不动，读出电流表示数是I；
③小灯泡L2的额定功率表达式为：P额＝_________（用字母U额、I、R0表示）。
14．（2023秋·重庆·九年级校考期末）花花同学在“测小灯泡额定电功率”的实验中，根据提供的器材：电压恒为5V的电源，额定电压为2.5V的待测小灯泡L1，电流表，电压表，开关和导线若干，另有标有“30Ω，2A”的滑动变阻器R1和标有“5Ω，1A”的滑动变阻器R2，完成以下实验：
（1）检查电路，花花发现一根导线连接错误，请将图甲中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确______；
（2）本实验选择的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；
（3）改正所有问题并正确完成实验，当电压表示数为1.5V时，为使灯正常发光，滑片P应向______移动（选填“左”或“右”）。花花根据实验数据绘制出如图乙的I-U图像，由图像可知小灯泡的额定功率为______W，她还发现图像是曲线，原因是小灯泡灯丝的电阻随______的升高而变大；
（4）老师说：虽然电压表的内阻很大，但电路接通后仍有微小电流流过电压表；虽然电流表的内阻很小，但是电路接通后电流表的两端仍有微小的电压，请你根据这一事实并结合改正后实物图分析判断，该电路引起测量的小灯泡电功率偏______（选填“大”或“小”）；
（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实______P额（选填“>”“”“ L1 BD
【解析】（1）[1]甲图中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，灯应与电流表串联，电压表与灯并联，改正后如下所示：
（2）[2]由图乙可知，灯的电压为额定电压2.5V时，通过灯的电流为0.25A，根据串联电路的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻
本实验选择的滑动变阻器是R1。
（3）[3]灯在额定电压下正常发光，当电压表示数为1.5V时， 小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故P应向右移动，直到电压表示数为小灯泡的额定电压。
[4]根据（2），可知小灯泡的额定功率为P=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
[5]她还发现图像是曲线，说明电流与电压不成正比，灯的电阻是变化的，原因是小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大。
（4）[6]根据改正后实物图可知，电压表测灯的电压是准确的，电流表测灯与电压表并联的总电流，由并联电路电流的规律可知，电流表示数大于通过灯的实际电流，根据P=UI可知，该电路引起测量的小灯泡电功率偏大。
（5）[7]当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率
但是随着电压的减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率
（6）[8]小灯泡L2灯丝材料、长度和额定电压与实验用灯泡L1均相同，L2比L1的灯丝粗，根据影响电阻大小的因素，则灯泡L2的电阻比灯泡L1的电阻小，将两灯泡串联到电路中，根据串联电路分压原理可得灯泡L2两端的电压小于L1两端的电压，因两灯泡额定电压相等，故闭合开关，可能损坏的是灯泡L1。
（7） [9]A．S1闭合，S接b时，若电压表能测量出灯的电压，则与b相连的为电压表的正接线柱；与电压表下面的导线相连的为电压表的负接线柱，S接a时，则电流从电压表负接线柱流入了，故电压表不能测量出定值电阻的电压，无法求出灯的额定电流，故A不符合题意；
B．只闭合S3、S1，灯与定值电阻并联再与变阻器串联，电流表测定值电阻的电流，通过移动变阻器的滑片，使电流表示数为
此时定值电阻的电压为灯的额定电压2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；保持滑片的位置不动，闭合S2、断开S3，电路的连接关系没有变化，通过灯与定值电阻的电流保持不变，电流表测灯与定值电阻的总电流，根据并联电路电流的规律可得出通过灯的电流，即灯的额定电流，根据P=UI可得出灯的额定功率，故B符合题意；
C．S1闭合，S接a时，定值电阻与变阻器串联，电流表测电路的电流，移动变阻器的滑片，可使电流表示数为
定值电阻的电压为2.5V，但S接b时，灯与变阻器串联，因灯的电阻与定值电阻的阻值不同，由分压原理可知，此时灯的电压不是2.5V，无法使灯正常发光，故C不符合题意；
D． S1闭合，S接a时，灯与定值电阻串联后再与变阻器串联，电压表测灯的电压，移动变阻器的滑片，使电压表示数为额定电压，灯正常发光；控制滑片的位置不变，S接b，电压表测量灯与定值电阻的总电压，根据串联电路电压的规律可得出定值电阻的电压，从而得出通过定值电阻的电流，即灯的额定电流，根据P=UI可得出灯的额定功率，故D符合题意。
故选BD。
序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电功率P/W
灯泡亮度
1
0.5
0.16
3.1
0.08
不亮
2
1.5
0.24
6.25
0.36
较暗
3
2.5
正常
4
3.0
0.30
10.0
0.90
很亮
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.38
小灯泡亮度
由暗到亮