2024年中考物理专题训练——电功率的实验题
一、实验题
1．如图所示的电路中电源电压为U=6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω．我们在图中的M、N之间接入不同的待测电阻和小灯泡．进行了下列实验探究．请完成下列填空
（1）利用该电路探究电流与电阻关系时，仅将M、N之间的电阻由10Ω替换成5Ω，闭合开关S，电流表示数将 （选填“增大”或“减小”），要使电压表示数不变，应将滑片向 （选填“a”或“b”）端滑动到一定位置．
（2）若在M、N之间接入额定电压为3.6V的小灯泡L，调节滑片P使灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为 A，灯泡的额定功率是 W．保持滑动变阻器滑片现在的位置不动，将灯泡L换成看不清标识的电阻箱，只调节电阻箱，将电压表的示数调为3.6V时，此时电阻箱接入电路的阻值为 Ω．
（3）为探究串联电路总电阻的阻值与各串联电阻的阻值之间的关系，他们将5Ω和10Ω的定值电阻串联后接入M、N之间，滑动滑片P，读得电压表和电流表的示数分别如下：当U1=2.92V时，I1=0.20A，当U2=4.44V，I2=0.30A，分析两组数据可得到两点组串联后总电阻阻值的测量值是 Ω．
2．如图所示的装置中，滑动变阻器标有“20 Ω 0.5 A”字样，连接情况如图所示．
(1)闭合开关前，应将滑片移动到 端(填“A”或“B”)．
(2)闭合开关，当滑片向左移动时，灯会变 ，电流表的示数会变 (填“大”或“小”)．
(3)如果将滑动变阻器的电阻线拆下来时，电阻线的电阻会 (填“变大”“变小”或“不变”)．
3．小刚和小军在探究“电流与电压、电阻的关系”实验中，老师提供的实验器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一个，开关一个，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），滑动变阻器（规格为“20Ω 2A”），导线若干。
（1）小刚探究“电流与电压的关系”，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其作用主要是 。
（2）实验中，所测的数据如表一所示。由表一数据可得： 。
表一：
R1=10Ω 电压U/V 1 2 3
电流I/A 0.1 0.2 0.3
表二：
U=3V 电阻R1/Ω 5 10 15
电流I/A 0.6 0.3 0.2
（3）小军探究“电流与电阻的关系”，所测的数据如表二所示。
①请依据表格中的数据和电路图分析，将电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关进行实验时，应向 （填“左”或“右”）移动滑片P，使电压表的示数保持 V不变，记录电流值。
②当将20Ω的电阻接入电路，记录第四组数据时，R1与R2的电功率之比是 。
4．某同学按照如图所示的电路图测量额定电压为2．5V灯泡的电阻．
（1）开关闭合前，滑片应置于 （选填“A”或“B”）端．
（2）开关闭合后，逐渐移动滑片，并依次记下灯泡的发光情况和电表示数．实验记录如下表：
①表中空格中的数值为 ．
②灯泡的额定功率为 W．
③通过计算发现，灯泡在亮度不同时电阻不同，原因可能是 ．由此可以推断，家庭电路中，在灯泡刚接通瞬间，灯泡的实际功率比额定功率 ，灯泡容易 ．
5．某实验小组在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验时，选用的电源电压为 4.5V，小灯泡的额定电压为 2.5V，实验电路如图甲所示。
(1)在连接实验电路的过程中，开关应 ，滑动变阻器的滑片应移到 （选填“左”或“右”）端；
(2)闭合开关后缓慢移动滑动变阻器的滑片 P，同时观察 （选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为 V；若要测小灯泡正常发光时的电阻，应将滑动变阻器的滑片 P 向 （选填“左”或“右”）端移动；
(3)闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数。小明认为灯不亮的原因是灯丝断了。他的说法是否正确？ ，判断依据是 ；
(4)小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁稍微变黑，灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生 （填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
6．【2016·绵阳卷】小凯和小明为了弄清一个未知电阻的阻值，小凯将未知电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了如图甲所示的电路，小凯正准备闭合开关时，旁边的小明急忙拦住他，说线接错了．
①小是发现只要改接一根导线就可以连接正确，请你检查一下电路，指出改接的是 导线．（选填：a、b、c、d、e、f、g）
②故障排除后，电阻两端的电压表示数如图乙所示，其读数为 V．（保留两位小数）
③小凯在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示；
根据表中数据在图丙中画出电阻R的I—U关系图像 ．
④由③中图像求出该电阻的阻值为 Ω．（保留一位小数）
⑤将图甲所示电路改成如图丁所示电路，电源电压保持不变，已知R1:R2:R3＝2:1:1，测得开关S断开时R2中的电流为I，消耗功率为P；则开关S闭合后，R1中的电流值为 ，R3消耗的功率为 ．
7．小红利用如图所示中的器材探究通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压的关系。已知电源两端的电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请帮助小红将如图所示的电路连接完整；( )
(2)小红认真实验，正常操作，测出以下几组数据；
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0
电流I/A 0.32 0.28 0.22 0.2
(3)分析数据可知：通过小灯泡的电流与小灯泡两端的电压不成正比，其原因是 ，小灯泡正常发光时的电功率为 W。
8．图甲是一种常见的电热水袋，图乙是它的结构示意图．为了使用安全，电热水袋在用电加热到一定温度时温控开关S会自动切断电路，与此同时专用插头上的红色指示灯L会熄灭起提示作用．
（1）电热水袋里面一般用水作储能物质，除了水容易获得、成本低廉的原因外，还有一个重要原因是 .
（2）温控开关s的内部结构如图丙所示：双金属片由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同，金属层膨胀，达到一定温度时，双金属片向上拱起，从而切断电路．如果温控开关失灵，水温超过预定温度而不切断电源，热水袋会因内部压强过高而爆炸．为了更加安全，有的电热水器里使用双重温控开关保护，也就是把两个温控开关 起来使用．（填“串联”或“并联）
（3）某电热水袋的性能指标如表，当热水袋中水原来的温度是10℃时，在额定电压下加热10min指示灯就熄灭了，试求该电热水袋的效率 ．[c水=4.2×103J/（kg ℃）, Q=cm△t]
额定电压 额定加热功率 指示灯功率 袋内充水 自动断电温度
220V 700W ≤0.2W 1L 80℃
9．小宇探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图甲所示。电源电压不变， R1为定值电阻，电流表A选用0~0.6A量程，电压表V1选用0~3.V量程，电压表V2选用0~15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙所示的实验电路连接完整；
（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在 （选填“A”或“B”）端；
（3）产生图丙现象的原因一定不会以下的 ；
A．电流表选择量程较小 B．滑动变阻器短路 C．定值电阻断路
（4）实验中，小宇记录电流表A与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I-U2图象，如图所示，则电源电压是 V。在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于 Ω；
（5）将R1换作额定电压为2.5V的小灯泡L，调节滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常工作时电流表示数如图所示 A，则通过小灯泡的额定功率为 W；
（6）空闲之余，小宇在图甲的基础上，拆下两个电压表，换用另一未知电压的新电源，保持滑动变阻器滑片在某一位置不变时，将R1换成不同的值，又做了几次实验，得到下表数据，分析数据小刚有了新的发现：可以将电流表改成直接读出电阻值的欧姆表，请你帮他刻出0.06A处可标为 Ω。
次数 1 2 3 4 5
电阻R1/Ω 5 10 15 20
电流表示数I/A 0.40 0.30 0.24 0.20 0.06
10．爱米利用如图甲所示的电路测定小灯泡正常工作时的电阻。所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电池组（2节干灯泡串联，电压为3V），电压表1块，滑动变阻器（10Ω，2A）、定值电阻（R0=5Ω）、开关3个和导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路按照图甲所示的电路图连接完整。
（2）闭合开关前，应将变阻器的滑片滑到 （选填“左”或“右”）端。
（3）连接完电路后，爱米只闭合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。于是爱米用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在小灯泡两端时无示数，把电压表并联在开关S2两端时有示数。则电路中一定在的故障是 。（填写序号）
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，爱米继续实验。
①只闭合S、S2移动滑片P，使电压表的示数为 V；
②只闭合S、S1保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V；
③小灯泡正常工作时的电阻RL= Ω。
（5）当加在小灯泡两或的电压为额定电压的一半时，小灯泡的实际功率P实 （选填“>”、“＜”或“=”）。
11．小明想测一下玩具汽车上电动机的额定功率，他发现电动机上标明额定电压为12V。他设计的实验电路如图甲，正确连接好电路后，根据记录的电动机两端的电压和通过电动机的电流，画出的I—U图像如图乙。在电压0~4V段时，电动机不转，电压大于4V后电动机开始转动，图像显示0~4V段图像为直线。
(1)从图像显示的数据分析可知，小明在实验时电压表选择的量程是 ，电流表选择的量程是 ；
(2)根据小明设计的电路图，在丙图中完成实物连线 ；
(3)小电动机的额定功率为 W；
(4)小明通过自主学习得知：电动机内部的线圈电阻，通电后，电动机不转时就相当于一个定值电阻，电动机转动时可以看成定值电阻和一个纯机械输出装置的串联电路。
（a）小明的电动机内部线圈电阻的阻值为 Ω；
（b）将电动机接到3V的电源上，它消耗的实际功率为 W；
（c）电动机正常工作时，1min内产生的热量为 J。
12．小慧用如图甲所示的装置做“探究导体的电流跟电阻的关系”的实验。
(1)图甲中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线 ；
(2)正确连接并规范操作后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时无示数，接在开关两端时有示数，则电路的故障是 ；
A．电阻断路
B．电流表断路
C．滑动变阻器短路
D．开关断路
(3)排除故障后进行实验，通过实验得到如图乙所示的电流I随电阻R变化的图象可得出结论：电压一定时，电流与导体的电阻成 比；
(4)小谷用一个小灯泡替换图中的定值电阻来测量小灯泡的电功率，若两次测得小灯泡的电功率分别为P1和P2，且P1=4P2，则两次对应的小灯泡的电压为U1和U2的大小关系最有可能的是 。
A．U1=U2 B．U1=2U2 C．U1=3U2 D．U1=4U2
13．小丽学了功率之后，对家里的电饭煲煮饭时间进行记录，发现与铭牌上的时间有所偏差，决定利用家中的器材测量电饭煲加热的实际功率。请你帮助小丽完成实验设计。
（1）所需器材： ；
（2）测量步骤： ；
（3）表达式：P= 。（利用测量步骤中的物理量表示）
14．星期天天气很热，小明和小华在开着空调的书房内认真地复习功课．傍晚时分，小明打开灯泡上标有“PZ220 40”字样的台灯时，发现台灯发光较昨天暗了．
小明猜想：主要是灯丝的升华造成的，依据是由于灯丝升华，灯丝的横截面积变小，电阻变大，而台灯两端电压不变，由公式P＝可知功率变小，因此灯变暗了；
小华猜想：主要是电路的负荷增大造成的，依据是由于许多家庭开了空调，电路的负荷增大了，总电流变大，输电线上有电阻，导致台灯两端的电压降低，而灯丝电阻不变，由公式P＝可知功率变小，因此灯变暗了．
(1)小明为了验证自己的猜想，他在爸爸的指导下用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡，观察到新的灯泡亮度与原来的那只灯泡亮度基本一样，说明小明的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的；
(2)请你设计一个方案，验证小华的猜想是否正确．简要做法： ；如何判断： ．
15．为了研究通过导体的电流与导体两端电压的关系，小明设计了如图甲所示的电路。电源电压恒为6V，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。
(1)连接电路，闭合开关后，移动滑片P，发现电压表始终为电源电压，已知R1正常，可能的原因是将滑动变阻器的 （填字母）两个接线柱接入了电路；
(2)改正错误后，小明继续实验，将有关实验数据记在图乙上。根据图乙中的数据，可总结出：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与这段导体的两端的电压成 比；
(3)分析图乙中数据可知，小明实验中所选择的滑动变阻器的规格是 （选填字母）；
A．10Ω、 B．25Ω、 C． 25Ω、
(4)图乙中，阴影部分的面积大小表示电流为时的 （选填“电阻”或“电功率”）；
(5)以下实验与“电流与导体两端电压的关系”进行多次测量的目的不相同的是 。（选填字母）
A．探究重力大小与质量的关系
B．探究杠杆的平衡条件
C．刻度尺测物体的长度
试卷第1页，共3页
参考答案：
1． 增大 b 0.24 0.864 15 14.7
2． B 亮 大 不变
3． 改变定值电阻两端的电压 电阻一定时，电流和电压成正比 右 3 2：1
4． B 2 0.7 灯丝电阻随温度的升高而增大了 大 烧坏
5． 断开 左 电压表 1.8 右 不正确 电流表有示数说明电路是通路，如果灯丝断了，那么电路为断路，电流表不可能有示数 升华 变小
6． d 1.40 5.0
7． 小灯泡的温度改变时灯丝电阻发生改变 0.8
8． 水的比热大 串联 70%
9． B C 6 10 0.3 0.75 90
10． 右 ③ 2.5 8.3 >
11． 3A 36 2 4.5 1080
12． D 反 C
13． 电能表；秒表；电饭煲 先记录电能表的铭牌参数，关闭家里的其他用电器，只让电饭煲单独工作，记录所用时间th和电能表铝盘转过的圈数nr
14． 错误 关闭家里空调等大功率用电器 观察台灯亮度是否变化 若台灯亮度变亮，则小华的猜想是正确的；若台灯亮度不变，则小华的猜想是错误的
15． CD 正 B 电功率 C
答案第1页，共2页
