（北京课改版）九年级物理09-专项素养综合全练（九）9

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专项素养综合全练(九)测电功率类型一　常规类测电功率1.【实验探究·分析论证】(2023北京东城东直门中学一模)某物理兴趣小组在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选取的电源为三节新干电池，使用的小灯泡额定电压为2.5 V。　　(1)电路连接完成后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电压表没有示数，电流表指针有明显的偏转，他们分析电路故障原因可能是 (　　)A.小灯泡断路B.小灯泡短路C.滑动变阻器断路(2)故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为　　　　V； (3)在(2)的基础上，若要使小灯泡正常发光，他们应将图甲中滑片P向　　　　(选填“A”或“B”)端移动； (4)他们移动滑片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图像，根据图像信息，可知小灯泡的额定功率是　　　　W； (5)一位小组成员将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，电路其他部分不改变，他还可以完成的探究实验是 (　　)A.探究电流与电压的关系B.探究电流产生的热量与电阻的关系类型二　补充类测电功率2.【实验探究·分析论证】(2023北京东城景山学校期中)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、电阻箱(符号)、滑动变阻器各一个，导线若干。请设计一个实验证明:在串联电路中电流一定时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比。要求:(1)画出实验电路图；(2)完成下面实验步骤:①将电压表电流表调零，断开开关，按照电路图连接电路；滑动变阻器滑片P置于阻值最大端。②将电阻箱阻值调为R1，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至某一位置，使电流表示数为I，读出电压表示数U1，将R1、I、U1的数据记录在表格中。③　　　　　　　　，读出此时电压表的示数U2，分别记录R2、U2在表格中； ④仿照步骤③再做4次实验，分别记录电阻箱的阻值、电压表的示数。⑤根据公式　　　　　计算出每次电阻箱消耗的功率P并记录在表格中。 (3)画出实验数据记录表格。类型三　特殊方法测电功率类3.【实验探究·分析论证】(2023北京海淀期末)小海想要测量一只额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，他选用电压恒定的电源、已调零的电压表、滑动变阻器R、已知阻值为R0的定值电阻各一个，开关若干和足够多的导线连接了如图所示的电路。(1)请将实验步骤补充完整:①断开所有开关，调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值最大；②只闭合开关S和　　　　，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示U1=2.5 V，记录U1； ③保持滑片的位置不变，只闭合开关S和　　　　，读出电压表的示数U2，记录U2； (2)该小灯泡的额定功率PL=　　　　　　(用测量量和已知量的符号表示)。 类型四　设计类测电功率4.【实验探究·设计实验】(2023北京石景山期末)某次实验活动后，小敏猜想:当通过电阻的电流保持不变时，电阻的阻值越大，电阻的电功率也越大。为了验证猜想，她找来如下器材:满足实验要求的学生电源、滑动变阻器RP、电压表、电流表、开关各一个，各种阻值不同且已知的定值电阻和若干导线。请从上述器材中选择必要的器材，并设计实验，帮助小敏验证她的猜想。(1)画出实验电路图。(2)写出主要的实验步骤。(3)画出实验数据记录表。5.【实验探究·设计实验】(2022北京丰台二模)某同学想探究“当通过电热丝的电流一定时，电热丝消耗的电功率跟电热丝电阻的关系”，他利用电源、电流表、电压表、多个阻值不同且已知的定值电阻、开关及导线，设计了如图所示的电路。实验中，他将定值电阻R接入电路中，读出相应的电流表的示数并观察电压表的示数，记录实验数据。将R换为不同阻值的另一个电阻后，他观察到电流表的示数改变了。他意识到自己的实验设计不能实现探究目的。(1)请你写出他的实验设计不能实现探究目的的原因:　　　　　　　　　； (2)请你画出能够实现探究目的的电路图(可以添加适当的实验器材)；(3)依据你设计的电路图，针对他不能实现探究目的的原因，写出操作的方法。答案全解全析1.答案　(1)B　(2)2.4　(3)B　(4)0.5　(5)A解析　(1)如果小灯泡断路，则电流表示数为零，故A不符合题意；如果小灯泡短路，电流表有示数，与灯泡并联的电压表示数为零，故B符合题意；如果滑动变阻器断路，则电流表、电压表示数均为零，故C不符合题意。(2)由图乙可知，电压表的量程为0~3 V，分度值为0.1 V，示数为2.4 V。(3)小灯泡电压达到额定电压时正常发光，由(2)知小灯泡电压低于额定电压，根据串联电路的分压规律可知，应减小变阻器连入电路的阻值，即将滑片P向B端滑动；(4)由图丙可知小灯泡两端电压为2.5 V时，通过小灯泡的电流为0.2 A，所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W；(5)把小灯泡换成定值电阻后，电阻阻值R已知，由电压表可测出电阻两端的电压U，电流表可测流过电阻的电流，因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”实验，故选A。2.解析　(1)根据实验要求，应该用电压表测电阻箱两端电压，用电流表测通过电阻箱的电流，用滑动变阻器控制电路中电流不变，则实验电路如图所示。(2)实验步骤:①将电压表电流表调零，断开开关，按照电路图连接电路；滑动变阻器滑片P置于阻值最大端；②将电阻箱阻值调为R1，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P至某一位置，使电流表示数为I，读出电压表示数U1，将R1、I、U1的数据记录在表格中；③调节电阻箱的阻值为R2，同时调节滑动变阻器的滑片到适当位置，使电流表示数仍为I，读出此时电压表的示数U2，分别记录R2、U2在表格中；④仿照步骤③再做4次实验，分别记录电阻箱的阻值、电压表的示数；⑤根据公式P=UI计算出每次电阻箱消耗的功率P并记录在表格中；(3)根据实验步骤画出的实验数据记录表如表所示。3.答案　(1)②S1　③S2　(2)U1(U2-U1)R0解析　(1)②由电路图知，只闭合开关S和S1时，小灯泡、R0、滑动变阻器串联在电路中。调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5 V，即此时小灯泡正常工作，电压表测量小灯泡两端的电压U1；③保持滑片位置不变，只闭合开关S和S2，电压表测小灯泡和R0两端的总电压U2。此时R0两端的电压U0=U2-U1，电路中的电流I0=U0R0=U2-U1R0。(2)小灯泡的额定功率PL=U1I0=U1(U2-U1)R0。4.解析　(1)各电阻串联后与电流表串联，电压表并联在待测电阻两端，电路图如图所示。(2)实验步骤:①按电路图连接电路。将R1、R2、R3、R4、R5和R6这六个电阻的阻值记录在表格中。②闭合开关S，用电流表测量电路中的电流I，将测量数据记录在表格中。③断开开关S，把电压表依次并联在电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6两端，闭合开关S，用电压表依次测量它们两端的电压U1、U2、U3、U4、U5和U6，将测量数据记录在表格中。④利用公式P=UI和测量数据，分别计算出6个电阻消耗的电功率P1、P2、P3、P4、P5和P6，将计算结果记录在表格中。(3)实验数据记录表如表所示。5.解析　(1)探究“当通过电热丝的电流一定时，电热丝消耗的电功率跟电热丝电阻的关系”时，应控制通过电热丝的电流和通电时间一定；由题意可知，将R换为不同阻值的另一个电阻后，他观察到电流表的示数改变了，所以他的实验设计不能实现探究目的的原因是没有控制通过电阻的电流不变。(2)要能够实现探究目的，需要在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片使通过定值电阻的电流保持不变，电路图如图所示。(3)①开关断开，将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，电压表和电流表调零，按电路图连接电路；②闭合开关，移动滑动变阻器到适当位置，读出电压表和电流表的示数，把U1、I和R1记录到表格中，再根据P=UI计算出电功率P1；③断开开关，更换不同阻值的定值电阻，将滑动变阻器调至阻值最大处，闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表的示数仍为I，记录U2、R2，再根据P=UI计算出电功率P2；④仿照步骤③再做几次实验，把电压表示数、电阻、电功率记录在表格中。实验次数R/ΩI/AU/VP/W123456R/ΩI/AU/VP/W