九年级物理下册电功率同步单元检测（Word版含答案）一、初三物理电功率易错压轴题（难）1．小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源（4.5V），定值电阻四个（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”和开关各一个、导线若干。
(1)小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现______（填“电流表”或“电压表”）无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的那根导线上画“×”，并画出正确的连线；______(2)解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。
调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P 向______（填左”或“右”）端移动，使电压表的示数保持______V不变，再次读取电流表的示数；(3)把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。
为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于______V。
由实验得出的结论是：当电压一定时，______；(4)小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。
并绘制了L1的U﹣I图象如图丙所示，该图象不是直线的原因是______；(5)同组的小同学还想测量额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，利用小伟用过的小灯泡L1和绘制的图象，设计了如图丁所示的电路（电源电压为U），测出了小灯泡L2的额定功率。
请将她的实验步骤补充完整：①闭合开关S．将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为______，此时L2正常发光。
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P______（填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”）此时电流表的示数为I1，根据L1的U-I图象可知，当电流为I1时，对应的电压为U1；，则滑动变阻器接入电路的阻值R＝______；③小灯泡L2的额定功率P额＝______（用U、I额、R表示）【答案】电压表右 2 2.5 电流与电阻成反比灯的电阻随温度的变化而变化I额保持不动11U UI-(U﹣I额×R )×I额【解析】【分析】【详解】(1)[1]原电路中，电压表与电阻短路了，只有电流表与变阻器连入电路中，故电压表没有示数。
[2]电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如图所示(2)[3][4]小伟先将5Ω的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.4A，由欧姆定律，电压表示数为U=IR=0.4A×5Ω=2V根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V，再次读取电流表的示数。
(3)[5][6]假设控制为U V，根据串联电路电压的规律和分压原理VVRU UU R-=滑左边为一定值，右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值也应最大，此时变阻器器分得的电压最大，电压表的示数最小，即VV4.5V20Ω25ΩUU-=解得U V=2.5V，为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于2.5V；由实验得出的结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比。
(4)[7]绘制了L1的U-I图像如图丙所示，该图像不是直线的原因是灯的电阻随温度的变化而变化。
(5)[8][9][10][11]实验步骤：①闭合开关S，将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为I额，此时L2正常发光；②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P保持不动，此时电流表的示数为I1，根据L1的（U-I图像可知，当电流为I1时，对应的电压为U1）；在①中，L1短路，L2与变阻器串联；在②中，L2短路，L1与变阻器串联，因电流为I1，由图丙知，L1对应的电压为U1，由串联电路的规律和欧姆定律，则滑动变阻器接入电路的阻值11U URI-=在①中，由欧姆定律，变阻器的电压为U滑=I额×R=I额×R根据串联电路电压的规律，L2的额定电压为U额=U-U滑=U-I额×R小灯泡L2的额定功率2．(4)[7][8]实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U-I图像应为图3中的虚线①，选择的依据是“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”。
在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V，五个定值电阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），标有“50Ω1A”的滑动变阻器R、电压表（可用量程：0～3V、0～15V）、电流表（0～0.6A）、开关各1只，导线若干。
(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S，发现电流表有示数，电压表无示数。
若电路故障只出现在R 1和R 上，则电路故障是______；(2)排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P 移到最______端，闭合开关，调节滑片P ，使电压表的示数为2.5V 时，电流表的示数应为______A ；(3)分别用定值电阻R 2、R 3、R 4、R 5依次替换R 1，重复(2)的实验步骤。
根据实验所得的五组数据绘制出I -R 图象，如图乙所示，由图象可得出的结论是：______；(4)完成步骤(2)后，若保持滑片P 位置不变，断开开关，用R 2替换R 1，闭合开关，发现电压表示数______2.5V （选填“大于”或“小于”），应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P 才能达到实验要求；(5)为完成该实验探究，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______Ω；(6)在使用电阻R 1、R 5完成实验的过程中，当电压表示数为2.5V 时，滑动变阻器R 消耗的电功率分别为P 1、P 5，则15:P P =______。
【答案】R 1短路 右 0.5 当导体两端的电压保持不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比 大于 右 4 5:1【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图可知，电阻R 1和滑动变阻器R 串联，电压表测R 1两端的电压，电流表测电路中的电流。
闭合开关时，电流表有示数，则电路中出现短路，而电压表无示数，那么是电阻R 1短路了。
(2)[2]在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处，即最右端。
[3]由图乙知，电压表示数为2.5V ，R 1=5Ω时，电路中的电流为0.5A 。
(3)[4]由图乙知，当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。
(4)[5][6]用R 2=10Ω代替R 1后，若滑动变阻器接入电路的阻值不变，据串联电路的分压特点知，R 2分去的电压变大，即电压表的示数大于2.5V ，要使R 2两端的电压保持为2.5V ，应让变阻器接入电路的阻值变大，以分去更多电压，所以应向右移动滑片。
(5)[7]实验中，定值电阻两端的电压保持不变，那么变阻器两端的电压也保持不变，当定值电阻更换的阻值越小，据串联电路的特点，变阻器接入电路的阻值也越小。
所以，当R 1=5Ω时，变阻器接入电路的电阻最小，此时电路中的电流I =0.5A ，那么最小电阻1min 4.5V 2.5V 4Ω0.5AU U U R I I --====滑 (6)[8]据2U P R=得，定值电阻接R 1和R 5时，滑动变阻器消耗的电功率3．（5）若小灯泡的额定电流为I 0＝2I 1，假设灯泡的阻值不变，则P 额＝I 02R ＝（2I 1）2R ＝4I 12R ＝4P 1．由于灯泡的阻值不是定值，且灯泡的阻值会随温度的升高而变大，所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，则额定功率P 0＞P 额＝4P 1，所以最有可能的额定功率值为P 0＝5P 1．故选D ．小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。
所用器材：额定电压为2.5V 的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V ）、电压表一块、滑动变阻器（10Ω 2A ）、定值电阻（R 0=5Ω）、开关三个和导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。
（_____________）（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到____________（选填“左”或“右”）。
（3）连接完电路后，小明只闭合S、S1时，移动滑片P，电压表示数发生改变：只闭合S、S2时，移动滑片P，小灯泡不发光。
于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如下表所示。
则电路中一定存在的故障是____________。
（填写序号）测试元件灯泡L 开关S2电压表无示数有示数①灯泡L处断路②灯泡L处短路③开关S2处断路（4）排除故障后，小明继续实验。
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为____________V②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V③小灯泡的额定功率为____________W.（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的际功率P实____________（选填“>”、“>”或“=”）14P额（拓展）小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它（如图所示）于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、S2时，读出电压表示数为2.55V，则小明实验中所用电池组的电阻r是____________Ω。
【答案】 右 ③ 2.5 0.75 ＞ 1.5【解析】【详解】（1）由电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压，由于灯泡的额定电压为2.5V ＜3V ，故只需将电压表的“3”接线柱与开关S1的右接线柱连接即可，如图所示：（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即滑到右端； （3）①若灯泡L 处断路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表有示数且接近电源电压，故①不符合题意；②若灯泡L 处短路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表无示数，将电压表与开关S 2并联，只闭合S 、S 2时，则电压表仍然无示数，故②不符合题意；③若开关S 2处断路，将电压表与灯泡L 并联，只闭合S 、S 2时，则电压表无示数，将电压表与开关S 2并联，只闭合S 、S 2时，则电压表有示数且接近电源电压，故③符合题意； （4）①只闭合S 、S 2，R 与L 串联，电压表测L 两端的电压，移动滑片P ，使电压表示数U 额=2.5V ，此时灯泡L 正常发光；②只闭合S 、S 1，R 与R 0串联，此时电压表测R 0两端的电压U 0=2.25V ，则有：000U U U R R -=滑，即：2.25V 3V-2.25V =5ΩR 滑，解得：R 滑=53Ω； ③灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U 滑′=U -U 额=3V-2.5V=0.5V ，由欧姆定律和串联电路电流规律得到此时电路中的电流：I = I 滑=0.5V=5Ω3U R '滑滑=0.3A ， 则小灯泡的额定功率：P 额=U 额I =2.5V×0.3A=0.75W ；（5）当电阻不变时，由P=2UR可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，功率减小，电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，由P=2UR可知，小灯泡的实际功率P实＞14P额。