專項(xiàng)09 測(cè)電功率

專項(xiàng)（九）測(cè)電功率類型一常規(guī)類測(cè)電功率1.，（2023北京東城東直門中學(xué)一模）某物理興趣小組在做“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，選取的電源為三節(jié)新干電池，使用的小燈泡額定電壓為2.5V。 （1）電路連接完成后，閉合開關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表沒有示數(shù)，電流表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，他們分析電路故障原因可能是（）A.小燈泡斷路 B.小燈泡短路 C.滑動(dòng)變阻器斷路（2）故障排除后重新閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)小燈泡兩端電壓為V；

（3）在（2）的基礎(chǔ)上，若要使小燈泡正常發(fā)光，他們應(yīng)將圖甲中滑片P向（選填“A”或“B”）端移動(dòng)；（4）他們移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的圖像，根據(jù)圖像信息，可知小燈泡的額定功率是W；

（5）一位小組成員將圖甲中的小燈泡更換成定值電阻，電路其他部分不改變，他還可以完成的探究實(shí)驗(yàn)是（）A.探究電流與電壓的關(guān)系 B.探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系類型二補(bǔ)充類測(cè)電功率2.（2023北京東城景山學(xué)校期中）實(shí)驗(yàn)桌上有如下器材:符合實(shí)驗(yàn)要求的電源一個(gè)、電流表和電壓表各一只、開關(guān)、電阻箱（符號(hào)）、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，導(dǎo)線若干。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：在串聯(lián)電路中電流一定時(shí)，電阻消耗的電功率與該電阻的阻值成正比。要求：（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）完成下面實(shí)驗(yàn)步驟：①將電壓表電流表調(diào)零，斷開開關(guān)，按照電路圖連接電路；滑動(dòng)變阻器滑片P置于阻值最大端。②將電阻箱阻值調(diào)為R1，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P至某一位置，使電流表示數(shù)為I，讀出電壓表示數(shù)U1，將R1、I、U1的數(shù)據(jù)記錄在表格中。③，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)U2，分別記錄R2、U2在表格中；

④仿照步驟③再做4次實(shí)驗(yàn)，分別記錄電阻箱的阻值、電壓表的示數(shù)。⑤根據(jù)公式計(jì)算出每次電阻箱消耗的功率P并記錄在表格中。

（3）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。類型三特殊方法測(cè)電功率類3.，（2023北京海淀期末）小海想要測(cè)量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，他選用電壓恒定的電源、已調(diào)零的電壓表、滑動(dòng)變阻器R、已知阻值為R0的定值電阻各一個(gè)，開關(guān)若干和足夠多的導(dǎo)線連接了如圖所示的電路。（1）請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整:①斷開所有開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值最大；②只閉合開關(guān)S和，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示U1=2.5V，記錄U1；

③保持滑片的位置不變，只閉合開關(guān)S和，讀出電壓表的示數(shù)U2，記錄U2；

（2）該小燈泡的額定功率PL=（用測(cè)量量和已知量的符號(hào)表示）。

類型四設(shè)計(jì)類測(cè)電功率4.（2023北京石景山期末）某次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)后，小敏猜想:當(dāng)通過電阻的電流保持不變時(shí)，電阻的阻值越大，電阻的電功率也越大。為了驗(yàn)證猜想，她找來如下器材:滿足實(shí)驗(yàn)要求的學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器RP、電壓表、電流表、開關(guān)各一個(gè)，各種阻值不同且已知的定值電阻和若干導(dǎo)線。請(qǐng)從上述器材中選擇必要的器材，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，幫助小敏驗(yàn)證她的猜想。（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（2）寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟。（3）畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。5.（2022北京豐臺(tái)二模）某同學(xué)想探究“當(dāng)通過電熱絲的電流一定時(shí)，電熱絲消耗的電功率跟電熱絲電阻的關(guān)系”，他利用電源、電流表、電壓表、多個(gè)阻值不同且已知的定值電阻、開關(guān)及導(dǎo)線，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。實(shí)驗(yàn)中，他將定值電阻R接入電路中，讀出相應(yīng)的電流表的示數(shù)并觀察電壓表的示數(shù)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將R換為不同阻值的另一個(gè)電阻后，他觀察到電流表的示數(shù)改變了。他意識(shí)到自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能實(shí)現(xiàn)探究目的。（1）請(qǐng)你寫出他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能實(shí)現(xiàn)探究目的的原因：；（2）請(qǐng)你畫出能夠?qū)崿F(xiàn)探究目的的電路圖（可以添加適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材）；（3）依據(jù)你設(shè)計(jì)的電路圖，針對(duì)他不能實(shí)現(xiàn)探究目的的原因，寫出操作的方法。

專項(xiàng)（九）測(cè)電功率答案全解全析1.答案（1）B（2）2.4（3）B（4）0.5（5）A解析（1）如果小燈泡斷路，則電流表示數(shù)為零，故A不符合題意；如果小燈泡短路，電流表有示數(shù)，與燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零，故B符合題意；如果滑動(dòng)變阻器斷路，則電流表、電壓表示數(shù)均為零，故C不符合題意。（2）由圖乙可知，電壓表的量程為0~3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V。（3）小燈泡電壓達(dá)到額定電壓時(shí)正常發(fā)光，由（2）知小燈泡電壓低于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，應(yīng)減小變阻器連入電路的阻值，即將滑片P向B端滑動(dòng)；（4）由圖丙可知小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過小燈泡的電流為0.2A，所以小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（5）把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R已知，由電壓表可測(cè)出電阻兩端的電壓U，電流表可測(cè)流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，故選A。2.解析（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)該用電壓表測(cè)電阻箱兩端電壓，用電流表測(cè)通過電阻箱的電流，用滑動(dòng)變阻器控制電路中電流不變，則實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。（2）實(shí)驗(yàn)步驟:①將電壓表電流表調(diào)零，斷開開關(guān)，按照電路圖連接電路；滑動(dòng)變阻器滑片P置于阻值最大端；②將電阻箱阻值調(diào)為R1，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P至某一位置，使電流表示數(shù)為I，讀出電壓表示數(shù)U1，將R1、I、U1的數(shù)據(jù)記錄在表格中；③調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，同時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，使電流表示數(shù)仍為I，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)U2，分別記錄R2、U2在表格中；④仿照步驟③再做4次實(shí)驗(yàn)，分別記錄電阻箱的阻值、電壓表的示數(shù)；⑤根據(jù)公式P=UI計(jì)算出每次電阻箱消耗的功率P并記錄在表格中；（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟畫出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如表所示。實(shí)驗(yàn)次數(shù)R/ΩI/AU/VP/W1234563.答案（1）②S1③S2（2）U解析（1）②由電路圖知，只閉合開關(guān)S和S1時(shí)，小燈泡、R0、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V，即此時(shí)小燈泡正常工作，電壓表測(cè)量小燈泡兩端的電壓U1；③保持滑片位置不變，只閉合開關(guān)S和S2，電壓表測(cè)小燈泡和R0兩端的總電壓U2。此時(shí)R0兩端的電壓U0=U2-U1，電路中的電流I0=U0R0=U2?U1R0。（2）4.解析（1）各電阻串聯(lián)后與電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻兩端，電路圖如圖所示。（2）實(shí)驗(yàn)步驟:①按電路圖連接電路。將R1、R2、R3、R4、R5和R6這六個(gè)電阻的阻值記錄在表格中。②閉合開關(guān)S，用電流表測(cè)量電路中的電流I，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中。③斷開開關(guān)S，把電壓表依次并聯(lián)在電阻R1、R2、R3、R4、R5和R6兩端，閉合開關(guān)S，用電壓表依次測(cè)量它們兩端的電壓U1、U2、U3、U4、U5和U6，將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在表格中。④利用公式P=UI和測(cè)量數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出6個(gè)電阻消耗的電功率P1、P2、P3、P4、P5和P6，將計(jì)算結(jié)果記錄在表格中。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表如表所示。R/ΩI/AU/VP/W5.解析（1）探究“當(dāng)通過電熱絲的電流一定時(shí)，電熱絲消耗的電功率跟電熱絲電阻的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)控制通過電熱絲的電流和通電時(shí)間一定；由題意可知，將R換為不同阻值的另一個(gè)電阻后，他觀察到電流表的示數(shù)改變了，所以他的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能實(shí)現(xiàn)探究目的的原因是沒有控制通過電阻的電流不變。（2）要能夠?qū)崿F(xiàn)探究目的，需要在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，通過移動(dòng)滑片使通過定值電阻的電流保持不變，電路圖如圖所示。（3）①開關(guān)斷開，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至阻值最大處，電壓表和電流表調(diào)零，按電路圖連接電路；②閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變