07-专项综合全练(七)　测量小灯泡的电功率

初中物理·沪科版·九年级全一册——专项综合全练(七)

测量小灯泡的电功率

一、选择题

1.(2020甘肃兰州中考)图16-6-1是“测量小灯泡电功率”的实验电路,正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表指针稍有偏转,电压表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是              (　　)

图16-6-1

A.灯泡断路

B.滑动变阻器接入电路的阻值过大

C.灯丝电阻值过大

D.滑动变阻器短路

2.(2020江苏无锡中考)在测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。

分析实验记录,她得出了以下结论

①灯泡的额定功率为0.625 W

②小灯泡的实际功率越大,亮度越亮

③小灯泡的电阻随两端电压的升高而增大

④小灯泡和阻值为2 Ω的定值电阻串联接在电压为3 V的电源两端时,能正常发光

其中正确的是 (　　)

A.只有①

B.只有①②

C.只有①②③

D.①②③④

二、实验探究题

3.(2020江苏泰州中考)本题有两小题。

(1)如图16-6-2甲是小红测量小灯泡额定功率的电路图,灯泡额定电压U额=3.8 V。

图16-6-2

①闭合开关,移动滑动变阻器滑片至图甲所示位置,电压表示数为2 V,为测量灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向　　　　端(选填“A”或“B”)移动; 

②当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定电流I额=　　　　A,额定功率P额=　　　　W。 

(2)小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表已经损坏。聪明的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压和测得的额定电流,设计了如图丙所示的电路,测出了电阻Rx的阻值。请你帮助小明补全实验步骤:

①闭合开关S,将单刀双掷开关S1拨向触点　　　,移动滑动变阻器滑片,　　　　　　　　; 

②开关S仍闭合,再将单刀双掷开关S1拨向另一触点,应　　　　　　　　　　(填滑动变阻器滑片位置的变化情况),读出电压表示数为U; 

③写出Rx的表达式:Rx=　　　　(用所测物理量和已知量的符号表示)。 

4.(2020辽宁鞍山中考)小刚同学在“测量小灯泡额定功率”的实验中,选用如图16-6-3甲所示的器材和电路。其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω　1 A”字样。

图16-6-3

(1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)

(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障是　　　　　　　　。 

(3)排除故障后再次闭合开关,移动滑片直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如图乙所示,为　　　　A,小灯泡的额定功率为　　　　W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3 V,小灯泡强烈发光,此时小灯泡的实际功率　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)1.08 W。 

(4)同组的小红同学还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω的定值电阻,其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图像。

①由图像可知小红将定值电阻R两端的电压控制为　　　　V不变。当定值电阻由5 Ω换为10 Ω时,为达到实验要求,滑动变阻器连入电路的阻值应　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 

②实验结论是电压一定时,　　　　　　　　　　　　。 

③实验结束后,小红问老师保持该电压不变的情况下,能否更换50 Ω的定值电阻继续进行此实验,老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

5.(2020湖北荆州中考)小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5 V”字样。

(1)如图16-6-4甲是小青测量小灯泡额定功率未连接完整的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。

图16-6-4

(2)连接好电路后闭合开关,小青发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,接下来应进行的操作是　　　　(选填字母序号)。 

A.更换小灯泡

B.检查开关是否闭合

C.移动滑动变阻器的滑片

D.检查电压表是否断路

(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向　　　　(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5 A,则小灯泡的额定功率为　　　　W。 

(4)完成上述实验后,小青又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示。R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:

①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点　　　　(选填“a”或“b”),移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1; 

②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,此时电压表的示数为U2;

③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式为P=　　　　。 

1.答案　B　如果灯泡断路,电压表示数应接近电源电压,故A不符合题意。若滑动变阻器连入电路的阻值过大,电路中电流很小,电压表示数很小,故B符合题意;若小灯泡的灯丝电阻过大,电压表的指针不可能几乎不动,故C不符合题意。如果滑动变阻器短路,电压表示数应为电源电压,电路中电流较大,电流表指针不可能只是稍有偏转,D不符合题意。故选B。

2.答案　D　灯泡两端电压等于额定电压2.5 V时正常发光,由表中信息知,此时通过灯泡的电流为0.25 A,所以灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W,故①正确;由表中信息知,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,由P=UI可知,灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,故②正确;由R=计算可得,各次实验灯泡电阻分别为4.17 Ω、6.25 Ω、7.89 Ω、8.70 Ω、10 Ω、10.71 Ω,所以小灯泡的电阻随两端电压升高而增大,故③正确;小灯泡和阻值为2 Ω的定值电阻串联,由表中信息知,当灯泡两端电压为2.5 V,通过小灯泡的电流为0.25 A时,定值电阻两端电压UR=IR=0.25 A×2 Ω=0.5 V,恰好满足电源电压U=UL+UR=2.5 V+0.5 V=3 V,所以灯泡能正常发光,故④正确。故选D。

3.答案　(1)A　0.3　1.14　(2)2　使电压表示数为U额　保持滑片P的位置不动　

解析　(1)①当电压表示数为3.8 V时,灯泡才能正常发光,此时电压表示数为2 V,所以滑动变阻器接入电路的阻值要变小,即滑片P应向A端移动,使电压表示数为3.8 V。②根据电流表指针位置和所接量程可知I额=0.3 A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8 V×0.3 A=1.14 W。(2)①闭合开关S,将S1拨到触点2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为3.8 V,此时小灯泡正常发光,电路中的电流是I额;②再将开关S1拨到另一触点1,保持滑动变阻器滑片P的位置不动,读出电压表的示数为U;③在②中,电压表测灯泡与未知电阻Rx两端的总电压,根据串联电路电压的规律,此时未知电阻Rx两端的电压为Ux=U-U额,此时流过未知电阻Rx的电流为I额,Rx的表达式为Rx=。

4.答案　(1)如图所示

(2)灯泡断路　(3)0.3　0.75　小于　(4)①3　变大　②电流与电阻成反比　③滑动变阻器的最大阻值太小

解析　(1)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,滑动变阻器应串联接入电路中,滑片向右移动时小灯泡变亮,说明滑动变阻器连入电路的阻值变小,应将B接线柱接入电路中;(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表无示数,说明电路中存在断路,电压表有示数,说明电压表与电源两极连通,而电路只有一处故障,则故障是与电压表并联的灯泡断路;(3)由图乙知,电流表使用小量程,分度值0.02 A,则此时通过灯泡的电流为0.3 A,小灯泡的额定功率为P=ULIL=2.5 V×0.3 A=0.75 W;电压表的示数达到3.0 V时,小灯泡两端电压为额定电压的=1.2倍,若灯丝的电阻不变,则灯泡的实际功率为P实=(1.2)2×0.75 W=1.08 W,但因灯丝的电阻随温度的升高而变大,根据P=,此时灯泡的实际功率小于1.08 W;(4)①由图丙可知,当定值电阻R=15 Ω时,通过的电流为0.2 A,所以定值电阻R两端的电压控制为UR=IR=0.2 A×15 Ω=3 V;当定值电阻由5 Ω换为10 Ω时,为了控制定值电阻两端电压不变,由串联电路的分压原理知,应增大滑动变阻器连入电路的阻值;②由图像知,实验结论是电压一定时,电流与电阻成反比;③滑动变阻器最大阻值为20 Ω,当定值电阻为50 Ω时,由串联电路的分压原理可知定值电阻两端最小电压为UR=×6 V= V>3 V,故不能更换50 Ω的定值电阻继续进行实验。

5.答案　(1)如图所示

(2)C　(3)A　1.25　(4)a　

解析　(1)电压表应并联到灯泡的两端,灯泡的额定电压为2.5 V,所以电压表选用的是小量程;(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,闭合开关,小青发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,说明电路是通路,由于滑动变阻器的阻值最大,根据欧姆定律可知,电路中的电流较小,灯泡的实际功率较小,所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,故C正确;(3)电压表选用小量程,分度值为0.1 V,示数为1.9 V;灯泡在额定电压下才能正常发光,电压表示数为1.9 V时,小于灯泡的额定电压2.5 V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器连入电路中的电阻,故滑片应向A端移动,直到电压表示数为2.5 V;灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.5 A=1.25 W;(4)①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点a,移动滑片,当电压表的示数为小灯泡的额定电压U1=2.5 V时,小灯泡正常发光;②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压,电压表的示数为U2;此时R0两端的电压为U0=U2-U1;③此时为串联电路,则电路中的电流为I==,小灯泡的额定功率P=U1I=。