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测量小灯泡的电功率
基础夯实
1.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察( )
A.电流表的示数
B.电压表的示数
C.灯泡的发光情况
D.变阻器滑片的位置
答案 B
解析在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,当手移动变阻器滑片时,眼睛应观察电压表的示数,使
电压表的示数等于额定电压,这样测出的功率等于灯泡的额定电功率。
2.
研究电功率与电压、电流的关系时,连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法,不合
理的是( )
A.该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B.该实验能得出电流相同时,电功率与电压成正比
C.小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
答案 B
解析从图可知两灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的
关系,故 A 正确;根据本实验的现象和数据,可以得出“电流相同时,电压越大,用电器的电功率越2
大”;由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,所以无法得出“电流相同时,电功率跟电压成
正比”这个结论,故 B 错误;为了判断灯泡的功率大小,我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功
率的大小,灯泡越亮灯泡的功率越大,故 C 正确;两灯泡串联,流过它们的电流相同,L1、L2 规格不同,
则灯泡两端的电压不同,因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系,故 D 正确。
3.(2019·内蒙古包头中考改编)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为 3 V,小灯泡上标有“2.5
V”字样。
(1)在如图甲所示的电路中,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 图象如图
乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。由图可知,滑动变阻器的规格应选择 。
A.10 Ω 1 A B.15 Ω 1 A
C.25 Ω 1 A D.30 Ω 1 A
(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,小明认为这种方法不
合理,理由是 。
答案(1)如图所示
(2)0.625 C3
(3)灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比
解析(1)灯泡与变阻器并联,电压表串联在电路中是错误的,灯泡与变阻器串联,电压表与灯泡并联;
(2)根据小灯泡的 I-U 图象知,灯在额定电压下的电流为 0.25 A,小灯泡的额定功率是
P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W;由图知,当电压表示数为 0.5 V 时,电路中的最小电流为 0.1 A,由串
联电路的规律及欧姆定律,滑动变阻器的最大电阻为 R 滑= =25 Ω,故变阻器规格
应选择 C;
(3)探究出导体中电流和导体两端电压关系时,要控制电阻阻值不变,因灯丝电阻是变化的,无
法得到电流与电压成正比,这种说法不合理。
4.(2019·四川遂宁中考改编)在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有两节新干电池、电流
表、电压表、额定电压 2.5 V 的小灯泡,滑动变阻器、开关、导线若干,部分实物电路如图甲所
示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片 P 向右移动时小灯泡变亮)。
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 3 V。断开开关,经检查,各元件完好,电
路连接正确,则实验中操作错误之处是 。
(3)图乙是由实验数据描出的小灯泡的 I-U 图象,则小灯泡额定功率是 W。
(4)若用图乙中所测得数据算出灯泡的平均电阻 RL,再根据 P= 计算灯泡的额定功率。按此方案算
出灯泡的额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
答案(1)如图所示4
(2)滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处
(3)0.625 (4)偏大
解析(1)滑动变阻器的右下方接线柱与开关相连时,滑片 P 向右移动时小灯泡变亮,如答案图所示;
(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 3 V,且各元件完好,电路连接正确,
则实验中操作错误之处是滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处;
(3)由图乙可知,电压表的示数为 2.5 V 时,通过的电流为 0.25 A,则小灯泡额定功率是
P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W;
(4)由图乙可知,灯泡两端的电压为 2 V 时,通过的电流为 0.225 A,由 I= 的变形式 R= 可得,
灯泡两端的电压为 2 V、2.5 V 时的电阻分别为 8.9 Ω、10 Ω,若用图乙中所测得数据算出灯泡的
平均电阻 RL,RL 小于小灯泡正常发光时的电阻,再根据 P= 计算灯泡的额定功率,按此方案算出灯
泡的额定功率比真实值偏大。
5.(2019·江苏徐州中考)小明要测量额定电压为 2.5 V 的小灯泡的功率。
(1)如图所示,电路图中没有标明电流表、电压表,请在相应圆圈内填入字母“A”“V”完成电路
图。
实验序号 ① ② ③
电压 U/V 2.0 2.5 2.8
电流 I/A 0.220.240.265
(2)连接电路时,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 端。
(3)小明测量的数据如上表所示,三次测量比较,小灯泡亮度变化情况是 。
A.变亮 B.变暗 C.不变
(4)小灯泡的额定功率为 W。
答案(1)如图所示
(2)b (3)A (4)0.6
解析(1)电流表电阻很小,与电阻串联,电压表电阻很大,与电阻并联,如答案图所示;
(2)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器的滑片应在阻值最大处,即 b 端;
(3)根据 P=UI 算出三次的功率依次是 0.44 W、0.6 W、0.728 W,即随着电压的增大,实际功率
增大,灯泡变亮,故 A 正确;
(4)灯泡的额定电压为 2.5 V,额定电流为 0.24 A,额定功率 P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W。
6.某实验小组的同学用如图甲所示电路图测量小灯泡的电功率。已知电源电压不变,待测灯泡的额
定电压为 3.8 V。6
(1)请将滑动变阻器正确的连入电路,要求滑片向左滑,通过灯泡的电流变小。
(2)闭合开关,同学们发现,电流表没有示数,灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,此时电路发生故
障的仪器以及故障的名称为 。
(3)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则
待测灯泡的额定功率为 。
(4)持续移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图丙所示。由图推
知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为 P1,小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电
功率为 P2,则 P1 (选填“大于”“小于”或“等于”)P2。
答案(1)如图
(2)灯泡断路 (3)1.14 W (4)大于
解析(1)要求滑片向左滑,通过灯泡的电流变小,即电阻变大,故滑动变阻器右下 B 接线柱连入电路
中,如答案图所示;7
(2)经分析,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电
压,则电路的故障是与电压表并联的电路断路了,电路发生故障的仪器以及故障的名称为灯泡断路;
(3)由图乙知,最小分度值为 0.02 A,则读数为 0.3 A,故小灯泡额定电压下的电流为 0.3 A,则
该小灯泡的额定功率为 P=ULIL=3.8 V×0.3 A=1.14 W;
(4)由图知,小灯泡的实际电压是额定电压一半(1.9 V)时的电流约为 0.22 A,电功率为 P1=1.9
V×0.22 A≈0.42 W;小灯泡的实际电流是额定电流一半时(0.15 A)对应的电压约为 1 V,灯的实际
电功率为 P2=1 V×0.15 A=0.15 W,则 P1 大于 P2。
能力提升
7.在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压 U=2.5 V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 V,此时电流表示数(如图乙)为 A,则小灯泡的额
定功率是 W。 8
(3)如果没有电压表用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。其中,定值电阻的阻值为 R0。先
断开开关 S2、闭合开关 S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为 ;再保持滑动变阻器滑片的位
置不变,只断开开关 、闭合其他开关,读出电流表示数为 I,灯泡额定功率的表达式为 P 额=
(用 R0、U 额、I 的代数式表示)。
答案(1)如图所示
(2)0.28 0.7 (3)S1 U 额 I-
解析(1)将滑动变阻器的左下接线柱连入电路中;
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 V,电流表选用小量程,分度值为 0.02 A,此时电流表
示数(如图乙)为 0.28 A,则小灯泡的额定功率是 P=UI=2.5 V×0.28 A=0.7 W;
(3)先断开开关 S2,闭合开关 S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为 ;再保持变阻器滑片
的位置不变,只断开开关 S1、闭合其他开关,读出电流表示数为 I,此时电流表测灯泡与定值电阻并
联的电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯泡仍正常发光,根据并
联电路电流的规律求出灯泡的额定电流为 I- ;灯泡额定功率的表达式为 P 额=U 额 I- 。
8.(2019·四川眉山中考改编)测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:待测小灯泡(额定电压为
2.5 V)、电源(电压恒为 6 V)、电流表(0~0.6 A、0~3 A)、电压表(0~3 V、0~15 V)、滑动变阻
器、开关各一只,导线若干。9
(1)如图甲所示是某同学开始时连接的电路,仔细观察发现该电路存在连接错误,但只需改动一根
导线,即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接
法。
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作
是 。
A.检查灯泡是否断路
B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好
D.移动滑动变阻器的滑片
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为 I 额的小灯泡的额定功率。电源电压不变,滑
动变阻器 R1 的最大阻值为 R,实验方案如下:
①按电路图连接电路。
②只闭合开关 S1,移动 R1 的滑片,使电流表的示数为 I 额,灯泡正常发光。
③只闭合开关 S2,保持 R1 的滑片位置不动,移动 R2 的滑片,使电流表的示数为 I 额。10
④保持 R2 的滑片位置不动,将 R1 的滑片移到最左端,电流表的示数为 I1,再将 R1 的滑片移到最右端,
电流表的示数为 I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为 P 额= (用 I 额、I1、I2、R 表示)。
答案(1)如图
(2)D (3)0.75 (4)
解析(1)原电路中,电流表与滑动变阻器串联后与小灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,电流
表与滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联;
(2)电路连接正确后,闭合开关,电流表、电压表均有示数,电路为通路,发现小灯泡不亮,说明
电路中的电流过小,故接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察灯的发光情况,选 D;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程分度值为 0.02 A,示数为
0.30 A,小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;
(4)由串联电路特点和欧姆定律可得 U=I1R2=I2(R+R2),解得 R2= ,小灯泡额定功率的表达式
为 P 额= RL= R2= 。
9.小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电源、额定电压为 2.5 V 的小灯泡
(小灯泡的额定功率小于 1 W)、滑动变阻器(50 Ω 1 A)、以及符合实验要求的电表、开关和导
线。11
(1)按照正确的操作连接好电路后,合上开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表均有示数,但示数
较小,则原因可能是 (写一条即可);
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为 2.5 V 时,电流表示数如图乙所示,则电流表示数为
A,小灯泡的额定功率为 W。
(3)实验时某小组学生发现电流表损坏,他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实
验。于是向老师要了一个阻值为 R0 的定值电阻和一个单刀双掷开关(符号为: ),设计了一个电路,
并顺利地测出了 U 额=2.5 V 的灯泡的额定功率。请你在图丙虚线框内完成电路图的设计。
答案(1)滑动变阻器阻值太大 (2)0.24 0.6
(3)如图
解析(1)电流表电压表均有示数,电路是通路,根据电表的示数很小及灯泡不亮,可知,变阻器的阻值
太大,造成了灯泡两端的实际电压太低,实际功率太小造成;
(2)小灯泡的额定功率小于 1 W,则其额定电流 I< =0.4 A,由图乙知,电流表的量程应使用
0~0.6 A,示数为 0.24 A,则额定功率:P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W;4
(3)由题意知,利用单刀双掷开关应能够分别测出灯泡两端的电压及灯泡与定值电阻串联的总
电压,使灯泡两端的电压达到额定电压、灯泡正常发光,根据灯泡与定值电阻串联的总电压求出定
值电阻两端的电压,从而可知通过灯泡的电流,求出电功率。
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