九年级下册物理 电功率单元测试卷（解析版）一、初三物理 电功率 易错压轴题（难）1．=1.5V 0.3A=0.45W P U I =⨯额额额在测量“小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供的实验器材有：A ．电源（电压为4.5V ），B ．电流表A 1（量程为0﹣0.6A ，电阻为0.5Ω）C ．电流表A 2（量程为0﹣3A ，电阻为0.2Ω）D ．电压表V 1（量程为3V ，内阻为3kΩ）E ．电压表V 2（量程为15V ，内阻为1kΩ）F ．滑动变阻器R （阻值0﹣10Ω）G ．定值电阻R 0=800ΩH ．待测小灯泡L （额定电压为3.8V ，额定功率大约是1.2W ）I ．开关S 一个，导线若干实验要求：既要保证电路安全，又要提高测量精确度；为了减小系统误差，测量时电表示数应大于量程的三分之一。
则（1）根据实验要求，电流表应选_______，电压表应选_______（选填器材前的字母代号）。
（2）根据实验要求，在虚线方框内画出实验电路图（其中部分电路已画出）。
________ （3）根据实验电路图，请用笔画线代替导线，将实验器材连接起来使之成为实验电路（其中部分导线已连接好）。
_______（4）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到_______端（选填实物图中“a”或“b”）；正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，仔细检查电路各部分均接触良好，其原因可能是_______。
【答案】 B D b 小灯泡L 断路【解析】【详解】（1）待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率大约是1.2W，由P=UI得，小灯泡的额定电流大约为：，因为小灯泡L的额定电流0.32A小于0.6A，且大于电流表A1量程的三分之一，所以，根据实验要求，电流表应选B。
因为电源电压为4.5V，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，大于V1的量程但小于电压表V2量程的三分之一，为了使偏转角度尽量大，电压表应选D。
（2）为了测量小灯泡的额定功率，应使其两端的电压为3.8V，由于电压表（量程为3V，内阻为3kΩ），因此可将电压表与R0串联后在并联在小灯泡L的两端，电流表接在干路上（即电流表外接法），当灯泡L正常发光时，其两端的电压为U L=3.8V，根据串、并联电路电压规律可知，电压表和R0所在支路电压：串联电路电流相等，所以电压的比等于电阻的比，即电压表V1与定值电阻R0两端的电压之比：联合以上两式可解得：，；所以实验电路图如下：（3）根据实验电路图，按电流的流经顺序将其连接起来，如下图所示：（4）根据保护电路的原则，在闭合开关前，应使电路中的电流最小，即滑动变阻器接入电路的阻值最大，由实验电路可知，滑动变阻器的滑片应滑到b端。
开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路存在断路性故障，电压表有示数，说明电压表两接线柱到电源两极是连通的，则故障应为与电压表并联的部分断路，即小灯泡L断路。
【点睛】2．L 3V 0.2A 0.6WP U I '==⨯=额额小聪在“探究电流和电阻关系”的实验中，连接电路，如图甲所示．可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω．（1）请你用笔划线代替导线，把图甲所示的电路补充完整，并且使滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路中的阻值变大_____．（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是_____（写出一种即可）．故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为_____A ．（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向_____（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为_____V 止，记录电流表的示数．（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U 额．他又找来一个阻值为R 0的定值电阻，设计了电路图丙．请补全实验步骤并写出表达式 ①只闭合开关S 和_____（选填“S 1”或“S 2”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为_____，此时小灯泡正常发光．②只闭合开关S 和_____（选填“S 1”或“S 2”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I ．③小灯泡额定功率的表达式是P 额=_____．（用已知量和所测物理量符号表示）【答案】 电阻（或电压表）短路 0.4 右 2 S 2 vS 1 0I U U R -额额（）【解析】【分析】【详解】 （1）要使滑片向右移动时连入电路中的阻值变大，故连接滑动变阻器的左下接线柱与电阻串联，如图：（2）他把5Ω的电阻连入电路后，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，电路中的故障可能是电阻短路，或电压表短路；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 ；（3）由欧姆定律的变形公式，电压表示数：0.4A 5Ω2V V U IR ==⨯=，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，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 ；（4）①只闭合开关S 和S 2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为v ，此时小灯泡正常发光．②只闭合开关S 和S 1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I ．③在①中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律的变形公式，U =IR ，定值电阻的电压为00U R U R ⨯=额额， 根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；在②中，电流表测灯与定值电阻并联的总电流，根据并联电路电流的规律灯的额定电流为：U I I R =-额额， 可得，小灯泡额定功率的表达式是：3．重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验，难点是最后一问缺少电流表时，结合滑动变阻器R 1的最大阻值，根据最后两次电压表的示数差可知滑动变阻器R 1的的电压，再结合欧姆定律把R 2表示出来，进而得出功率的表达式．体会实验中利用了等效法。
某同学要测量一个额定电压为2.5 V 的小灯泡的额定功率，电路图如图甲所示，使用的电源电压约为6 V ，滑动变阻器的规格是“5 Ω 2 A”．(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至________(填“a”或“b”)端．(2)该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为________V．为了保证小灯泡不被损坏，接下来应该进行的操作是__________________．(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率，请你写出一条改进措施：____________________________．【答案】b 2.9 断开开关更换最大阻值更大的滑动变阻器【解析】【分析】【详解】（1）做电学实验时，为了保护电路，在连接好电路后，闭合开关前，滑动变阻器滑片移动到最大阻值处，即图中的b端．（2）图乙所接量程为电压表的小量程，分度值为0.1V，故电压表读数为2.9V，此时电压高于小灯泡的额定电压2.5V，所以为了保护小灯泡不被损坏，应立即断开开关；（3）为了能测出这个小灯泡的额定功率，就要使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V，具体措施为：电源电压改为3V电压或更换最大阻值较大的滑动变阻器。
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（R1＝5Ω、R2＝10Ω、R3＝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R1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I1。
②用R2替换R1接入电路闭合开关后，接下来的操作是_____，记下电流表的示数I2。
③用R3替换R2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。
解决的办法：换用最大阻值更大的滑动变阻器（或换用电压较低的电源）；④[5]由图乙可知：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比；(4)①[6]当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时，灯泡正常发光；②[7]灯泡额定电压约为U L=1.5W0.3API=5V＞3V，而电压表0～15V量程已经损坏，因此不能用电压表测灯泡电压，可以把电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，实验电路图如图所示：③[8]闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值50Ω，电源电压U＝U V+IR滑最大＝2V+0.2A×50Ω＝12V；灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是25Ω，灯泡两端电压U L′＝U﹣I′R＝12V﹣0.3A×25Ω＝4.5V，灯泡额定功率5．P L＝U L′I′＝4.5V×0.3A＝1.35W。