九年级电功率单元测试卷附答案

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九年级电功率单元测试卷附答案一、初三物理 电功率 易错压轴题(难)1.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: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R 1(5Ω)、R 2(10Ω)、R 3(15Ω)、R 4(20Ω)、R 5(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2UPR=得,定值电阻接R1和R5时,滑动变阻器消耗的电功率3.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 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.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(25Ω 1A)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=minminUI=0.5V0.1A=5Ω.这时候电路中的总电阻R总=minUI=3V0.1A=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.4.则小灯泡额定功率:()121U U UPR-额=。

在测量小灯泡的电阻的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V.(1)为了测量更精确.电压表应选择的量程是0﹣_______(选填“3”或“15”)V.(2)小明按图甲连接好电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡都不亮,电流表有示数,电压表无示数.则故障原因可能是小灯泡_______(选填“短路”或“断路”)(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,为_______A .(4)接着调节滑动变阻器滑片,让电压逐次下调,使灯丝温度不断降低,小灯泡变暗直至完全不发光,测量数据如下表所示.1234567/V 2.5 2.1 1.7 1.30.90.50.1/A 0.260.240.210.190.160.05U I 实验次数电压 电流综合分析可知,实验中滑动变阻器的滑片逐渐向_______(选填“左”或“右“)端滑动:随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变_______(选填“大”或“小”).(5)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率.已知滑动变阳器R 1的最大阻值为R 0,小灯泡的额定电压为U 额.请完成下列实验步骤:①闭合开关S ,S 1,调节R 1的滑片,使电压表的示数为U 额;②接着_______;③调节R 1的滑片调至最左端,记下电压表示数U 1;将R 1的滑片调至最右端,记下电压表示数为U 2,小灯泡额定功率的表达式:P =_______(用R 0、U 额,U 1、U 2表示)【答案】3 短路 0.3 左 小 保持变阻器R 1的滑片位置不动,断开S 1闭合S 2,移动变阻器R 2使电压表不变 2021U U R (U 1﹣U 2) 【解析】【详解】(1)灯的额定电压为3V ,故为了测量更精确电压表应选择的量程是0﹣3V .(2)若小灯泡短路,灯不亮,电路为通路,电流表有示数,电压表没有示数,符合题意; 若小灯泡断路,则电压表串联在电路中,电流表没有示数,电压表与电源连通测电源电压有示数,不符合题意;所以故障原因可能是小灯泡短路;(3)排除故障后,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V ,此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 ,读数为0.3A ;(4)根据表中数据,电路中的电流越来越小,由欧姆定律,电路的总电阻越来越大,故实验中滑动变阻器的滑片逐渐向左端滑动; 根据由欧姆定律的变形式U R I,计算灯的电阻分别为8.3Ω、8.1Ω、7.1Ω……2.0Ω,所以随着灯丝温度降低,小灯泡的电阻值变小;(5)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率.已知滑动变阳器R 1的最大阻值为R 0,小灯泡的额定电压为U 额.请完成下列实验步骤:①闭合开关S ,S 1,调节R 1的滑片,使电压表的示数为U 额;②接着,保持变阻器R 1的滑片位置不动,再断开S 1闭合S 2,移动变阻器R 2使电压表示数不变;根据等效替代的原理知,此时R 2=R L ;③将R 1的滑片P 调至最左端,记下电压表的示数为U 1;再将R 1的滑片P 调至最右端,记下电压表的示数为U 2,在③中,将R 1的滑片P 调至最左端,R 1连入电路中的电阻为0,电压表的示数为U 1即为电源电压;再将R 1的滑片P 调至最右端,此时两变阻器串联,电压表的示数为U 2,即为R 2的电压,根据串联电路电流相等和欧姆定律可得:21220U U U R R -=, 解得: 22012U R R U U ; 根据2U P R=得小灯泡额定功率的表达式: ()222122220012==U U U P U U U R U R R U U =--额额额. 【点睛】5.P 额=U L I =5V×0.3A=1.5W .小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中,使用的小灯泡额定电压为2.5V .(1)在检查实验仪器时,发见电流表指针如图乙所示,则应对电流表进行____; (2)图甲是他未连接好的实验电路,用笔画线代替导线帮他连接好实验电路.(要求滑动变阻器滑片P 向右滑动时灯泡变亮)____(3)检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数.则小灯泡不亮的原因可能是____.(4)问题解决后,继续进行实验,闭合开关,发现电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向____(选填“C“或“D“”)端滑动,直至电压表示数为____V ,若此时电流表的示数为0.30A ,则小灯泡的额定功率为____W .(5)若两个额定电压为220V 的白炽灯L 1和L 2的电压U 与电流I 的关系曲线如图丁所示,由图可知,L 2的额定电流为____A ,额定功率为____W ;如果将L 1和L 2串联后接在220V 的电源上,则L 2的实际功率为____W .【答案】调零滑动变阻器阻值接入电路的阻值过大 D2.5 0.75 0.5 110 24【解析】【分析】【详解】(1)由图乙知道,电流表指针没有指在零刻度线上,所以在使用该电流表之前应对电流表进行机械调零,使指针指在零刻度线上;(2)由图甲知道,电路图中只有滑动变阻器没有接入电路,由于要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,即此过程连入电路的电阻变小,电路的电流变大,所以,根据“一上一下”的原则,应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图:(3)根据题意知道,闭合开关,电压表与电流表都有示数,则说明电路不存在断路,灯泡也没有发生短路,灯泡不发光的缘故应是:闭合开关时,滑片置于阻值最大处,没有调节,使接入电路的阻值过大,电路电流过小,灯泡由于实际功率过小而不发光.(4)由图丙知道,电压表选用的是小量程0-3V,分度值是0.1V,所以示数是1.2V,因为灯在额定电压是2.5V,所以,应增大灯的电压,由分压原理知道,应通过减小变阻器连入电路中的电阻大小,使变阻器分得的电压减小,所以滑片向D移动,直到电压表示数为2.5V;灯泡正常发光时,若电流表的示数为0.30A,则由P=UI知道,小灯泡的额度功率是:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;(5)由题意和图丁知道,当电压为220V时,L2的额定电流是0.5A,由P=UI知道,L2的额定功率是:P=UI2 =220V×0.5A=110W;若两电阻串联时,则流过两电阻的电流相等,且总电压应为220V,由U-I图象知道,当I1=I2=0.3A时,L1的电压为140V,L2的电压为80V,符合串联电路的电压特点,所以串联后接在220V的电源上时,电流应是0.3A,此时L2的实际功率是:P=U2I2′=80V×0.3A=24W.【点睛】6.第六空.实验中发现,灯丝烧断后,小彩灯并没有导通,其原因可能是没有达到一定的电压,金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿,故没有导通。