电功率中考真题汇编[解析版]一、初三物理 电功率 易错压轴题(难)1.P 额=U 额I 1=22()U U U U U U R R--⋅=额额额额利用如图所示的电路探究电流跟电压的关系,电源电压为6V 不变.(1)按图甲,在图乙中把接错的一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上. (_____)(2)正确连接电路后,再闭合开关,移动滑片,发现电压表和电流表的示数均为0;继续移动滑片,当两电表指针刚好偏转且稳定时,其示数见序号3,继续实验,数据见序号4和序号5. 数据序号1 2 3 4 5 电压/V0 0 1 2 3 电流/A 0 0 0.1 0.2 0.3①根据第5组数据,在图丙中用“↑”标出电流表指针所在的位置.(_____)②由序号1、2两组数据可判断,该电流故障为________(选填“R 1接触不良”、“R 2断路”或“R 2短路”).③序号3、4、5三组数据表明:在导体的________一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.④根据表中数据计算,滑动变阻器接入电路的最大阻值为________Ω,滑动变阻器消耗的功率变化了________W .【答案】R1接触不良电阻500.4【解析】【分析】(1)测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压,即与定值电阻并联,电流表测定值电阻电流与其串联。
(2)①图丙中电流表接的是0.6A量程,分度值为0.02A,第5组数据中电流为0.3A,电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置;②由序号1、2两组数据中电流表示数为0,电压表也为0,可判断电路为断路;③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的,所以导体电阻没有变化,通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;④依据串联分压原理,定值电阻R2电压最小时,滑阻分的电压最大,此时滑阻R1阻值最大,也就是说第三组数据时滑阻R1阻值最大。
从电源电压6V里减去定值电阻R2的电压,得到滑阻R1电压,由于R2与R1串联,电流相等为0.1A,根据欧姆定律可计算滑阻阻值,利用公式P=I2R可计算滑阻电流在0.1A和0.3A时的功率,然后大功率减去小功率就是功率变化值。
【详解】(1)测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压,即与定值电阻并联,电流表测定值电阻电流与其串联,由图可知,电压表与定值电阻串联,电流表与定值电阻并联了,只改一根导线,应将定值电阻右侧连接电流表的导线接到电压表的左侧接线柱上即可;(2)①图丙中电流表接的是0.6A量程,分度值为0.02A,第5组数据中电流为0.3A,电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置;②由序号1、2两组数据中电流表示数为0,可判断电路为断路,电压表也为0,说明不是和电压表并联的电阻断路,和电压表并联的电阻断路时电压表示数应该接近电源电压,所以是“R1接触不良”;③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的,所以导体电阻没有变化,通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;④根据串联电路分压特点得:U1=U-U2=6V-1V=5VR1最大为:115V50Ω0.1AURI===;此时最小功率:P1=I2R1=(0.1A)2×50Ω=0.5W当第5次时,滑阻电压为:U′=6V-3V=3V此时电流为:I=0.3A最大功率为:P1′=U′×I=3V×0.3A=0.9W滑动变阻器消耗的功率变化了:P1′-P1=0.9W-.5W=0.4W。
2.由第(4)问可知,小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.3A,将电压表并联在电池组两端,其测量滑动变阻器和灯泡的总电压U′=2.55V,则电池电阻两端的电压:U r=U-U′=3V-2.55V=0.45V,所以,所用电池组的电阻:r=0.45V0.3ArUI==1.5Ω。
在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是_______,经分析有一根导线链接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路.(_________)(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U 图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是____W.由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而______,滑动变阻器的规格应选择_______.A .10Ω 1AB .15Ω 1AC .25Ω 1AD .30Ω 1A(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法_____( 选填“合理”或“不合理” ),理由是_____.【答案】电压表串联在电路中0.625 增大 C 或(25Ω1A ) 不合理 灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比【解析】【分析】本题考查测量小灯泡功率的实验.【详解】(1)根据题图,电压表串联在电路中,所以出现了连接电路后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数.改正时需要把电压表由串联改成并联在灯泡两端,把滑动变阻器由并联在灯泡两端改成串联在电路中;图如下.(2)由图中可以看到,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V 时,通过灯泡的电流为0.25A ,所以小灯泡的额定功率P =UI =2.5V×0.25A=0.625W .由图可知,小灯泡的实际功率随电压的增大而增大.由图可以看出,电路中电流的最小值为0.1A ,这时小灯泡灯丝的阻值为R =min min U I =0.5V 0.1A =5Ω.这时候电路中的总电阻R 总=min U I =3V 0.1A=30Ω.这时候连入电路的是滑动变阻器的最大阻值,R max =R 总-R =30Ω-5Ω=25Ω,所以滑动变阻器的规格应选择C .3.(3)灯丝的电阻随着电压的变化而变化,所以不能得出导体中电流和导体两端电压成正比的结论,该同学的说法不合理.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6V)、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L (电阻约为10Ω)、滑动变阻器两个(R甲:“10Ω 1A”;R乙:“50Ω 0.5A”)、开关S、导线若干。
(1)该实验的原理是电功率P=________;(2)实验中,应选用的滑动变阻器是________(选填“R甲’或“R乙”);(3)选用滑动变阻器后,请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图,并画在图甲的虚线框内;(_____)(4)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如图乙所示,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω(保留到小数点后一位);(5)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变);①闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1。
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。
则小灯泡额定功率P额=________(用R0、U1、U2表示)。
【答案】UI R乙10.4()121U U U PR-额=【解析】【详解】(1)该实验的原理是电功率P=UI;(2)电源(电压恒为6V)、额定电压为2.5V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω),由欧姆定律,灯的额定电流为:2.5V0.25A10ΩLUIR===,根据串联电路的规律及欧姆定律,变阻器连入电路的电阻:6V 2.5V14Ω0.25ALU URI--===滑;故选用滑动变阻器R乙;(3)滑动变阻器、小灯泡、电流表串联,电压表与小灯泡串联,测量小灯泡电功率的实验电路图如下所示:(4)由欧姆定律,求得该小灯泡正常发光时的电阻为: 2.5V10.4Ω0.24AU R I ==≈; (5)①闭合开关S ,S 1接b ,调节滑动变阻器R 使小灯泡正常发光,记录电压表示数U 1。
②闭合开关S ,滑动变阻器滑片保持不动,S 1接a ,读出此时电压表示数为U 2。
在②中,电压表测灯与定值电阻的电压,因保持滑片位置不动,各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为U 2﹣U 1;由欧姆定律灯的额定电流:210U U I R -=;4.点睛:本题考查的是测量灯的功率的实验,考查了电路连接、故障分析、电流表读数、功率计算及数据处理与误差分析.在探究“电流与电阻关系”的实验中,实验器材:两节新干电池,3个定值电阻(R 1=5Ω、R 2=10Ω、R 3=20Ω),规格为“15Ω 1A ”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干。
实验步骤如下:(1)连接电路时,开关应处于_____(填“闭合”或“断开”)状态。
(2)小明连接了图甲所示的部分电路,请用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,要求滑片向左移动时电流变小。
(______)(3)连好电路后,按下列步骤进行实验。
①将R 1接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为1.5V ,记下电流表的示数I 1。
②用R 2替换R 1接入电路闭合开关后,接下来的操作是_____,记下电流表的示数I 2。
③用R 3替换R 2接入电路,发现无论怎样移动滑片,电压表的示数始终大于1.5V ,请写出一种使电压表示数能达到1.5V 的办法:_____。
④问题解决后,小明绘制如图乙所示的I ﹣R 图象,得出结论:电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成_____比。
(4)探究完电流与电阻的关系后,小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率,选取的小灯泡上标有“0.3A ”字样,估计它的额定功率为1.5W ,电流表的“0~0.6A ”和“0~3A”量程完好,电压表的“0~3V”量程完好,“0~15V”量程已损坏,滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”字样。
连接电路时,小明实验操作正确,闭合开关时,电流表和电压表的示数分别为0.2A和2V;接着他边思考边实验,改进电路后,当将滑动变阻器的滑片P移至中点(连入电路中的电阻为25Ω)时,灯泡正常发光。
小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。
根据以上的叙述回答下列问题。
①该同学判断小灯泡正常发光的依据是_____。
②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。
(______)③小灯泡的额定功率是_____W。
【答案】断开移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V 详见解析反电流表的示数为0.3A 1.35【解析】【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开;(2)[2]滑片向左移动时电流变小,说明变阻器连入电路的电阻增大,滑动变阻器接右下接线柱,与定值电阻串联;因为电源电压为2节新电池,电源电压为3V,电路的最小电阻为5Ω,电路的最大电流为:I=3V5ΩUR=0.6A,所以电流表选用0﹣0.6A的量程,且电流表串联在电路中,如下图所示:(3)①当电路中接入的电阻为R1时,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为1.5V,读出电流表的示数I1;②[3]用R2替换R1接入电路,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为1.5V,读出电流表的示数I2;③[4]用R3替换R2接入电路时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都无法使电压表的示数达到1.5V,可能是滑动变阻器最大阻值太小,滑动变阻器分压太小,使电阻R两端的电压过大造成的;或是由于控制的定值电阻两端的电压太小造成的;或是电源电压太大。