专题37 测量小灯泡的电功率（难）2023-2024学年初中物理中考专项复习

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测量小灯泡的电功率
1、实验原理：P＝UI
2、实验电路图：
3、实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）、开关、导线若干。
4、实验步骤
（1）按照电路图连接实物电路，连接过程中开关处于断开状态。
（2）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U1，读出电流表的示数为I1，灯泡亮度较暗。
（3）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U2，读出电流表的示数为I2，灯泡正常发光。
（4）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U3，读出电流表的示数为I3，灯泡亮度较亮。
5、实验结论
当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光；
当U实当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮；
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越亮。
1.小红在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“40Ω 1A”，连接电路如图甲所示。
(1)小红所连接电路存在一处错误，请你在错误的导线上面“x”，用笔画线代替导线，画出正确的连线。
(2)正确连接电路后闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是______(选填“灯泡”或“电压表”)断路。
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，此时电流表的示数为______A，小灯泡的功率为______W。
(4)若使小灯泡正常发光，应将滑片向______(选填“左”或“右”)移动至电压表示数为______V。
(5)小红想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将小灯泡换成阻值不同的定值电阻，实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，则更换的定值电阻的阻值不能大于______Ω。
(6)老师又拿来一个额定电流为Im的小灯泡，来测量小灯泡的额定功率。设计了如图丙所示电路，电源电压未知、电阻的阻值为R0.请你将实验步骤补充完整。
①只闭合开关______(选填“S1”或“S2”)，将滑动变阻器的滑片移至最左端，读出电压表V1的示数为U1；
②只闭合开关______(选填“S1”或“S2”)，再次调节滑片，直到电压表V2的示数为______，此时小灯泡正常发光，电压表V1的示数为U2；
③小灯泡额定功率的表达式是P额=______。
2.某学习小组在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，小灯泡正常发光时的电阻约为10 Ω．
(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：当滑动变阻器的滑片向B端移动时灯泡变亮，连线不得交叉)
(2)连好电路闭合开关前，检查电路时发现电流表的指针如图乙所示，其原因是__________．
(3)调整好后，闭合开关，移动滑片P，多次测量小灯泡两端的电压及对应的电流值，并绘制了如图丙所示的I−U图像，根据图像可得小灯泡的额定功率为______W.继续分析I−U图像发现，图像是向下弯曲的，主要原因是________________________________________．
(4)完成上述实验后，小明又找到了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，并借助部分现有的实验器材设计了如图丁所示的电路，也测量出了该小灯泡的额定功率．实验主要操作步骤如下：
①先闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为____时，小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，____________________________，读出电流表的示数I；
③小灯泡的额定功率为P额=__________(用已知量和测量量表示)．
3.如图，在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。

(1)图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正(导线不许交叉)。
(2)正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障。将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是______ 。
(3)排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为______ V。
(4)根据实验记录绘制I−U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是______ W。
(5)完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：(电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①按电路图连接电路。
②闭合开关______ ，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③闭合开关______ ，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，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、R1表示)
4..小明同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，如图所示，用到以下器材：额定电压为2.5V的待测小灯泡L1、滑动变阻器R1“50Ω 5A”、R2“100Ω 1A”、R3“800Ω 1.5A”各一个、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0～3V、0～15V)、学生电源(电压恒为6V)、开关、导线若干。

(1)用笔画线代替导线将图甲的实物电路补充完整(要求滑片右移灯泡变暗，且导线不交叉)。
(2)连接好电路，正确操作，移动滑动变阻器的滑片P，小明发现小灯泡始终不亮，电压表、电流表示数均为0，经检查电表完好，则故障可能是______ 。
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.滑动变阻器断路
D.滑动变阻器短路
(3)故障排除后，小明移动滑片P，当电压表的示数为2V时，滑动变阻器应向______ (选填“左”或“右”)移动，使电压表的示数达到额定电压，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______ W。
(4)小明根据实验中获得的6组数据绘制的小灯泡的“I−U”图像如图丙所示，则本实验中小明对滑动变阻器的最佳选择是______ (选填“R1”、“R2”或“R3”)。由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而______ (选填“增大”、“不变”或“减少”)。
(5)若实验时调节灯泡L1正常发光后，小明再用标有“2V？A”的小灯泡L2替换L1，再次调节滑动变阻器让L2正常发光，若前后两次L1与L2的功率差ΔPL与滑动变阻器的功率差ΔP滑相等，则L2的额定功率为______ W。
(6)完成上述试验后，小明仍用原有的部分器材，又找来10Ω、15Ω、20Ω的电阻各一个，重新选择了一个滑动变阻器并设计好电路，准备探究“电流与电阻的关系”的实验，他将定值电阻的控制电压设定为2V，为了完成实验，小明所选滑动变阻器的最大阻值至少为______ Ω。
5.在“探究电流与电阻的关系”实验中，小明选用如下器材：电压恒为5V的电源，阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和30Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关和若干导线。
(1)如图甲所示，小明将阻值为5Ω的电阻接入实验电路，闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误，请在连接错的导线上打上“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)改正错误后，用开关试触，发现电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动，小明分析可能是定值电阻发生了______ 故障。
(3)更换实验器材排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，其示数为______ V。断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关，应将滑片向______ (选填“左”或“右”)移动，使电压表示数与第一次实验示数相同，此时电流表示数应为______ A。
(4)小明将30Ω电阻接入电路后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都达不到所控制的电压值，小明和小组同学讨论后决定，将电源电压调至不大于______ V或换用最大阻值不小于______ Ω的滑动变阻器，就可以满足实验要求。
(5)小明更换滑动变阻器后，将所有电阻接入电路完成探究实验，小明发现，为了保持定值电阻两端电压不变，只要滑动变阻器接入电路的阻值与电路中定值电阻的阻值之比为______ 即可。
(6)多次实验后，根据数据可以得出结论：电压一定时______ ，
(7)完成实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电源电压调至6V不变，定值电阻R0的阻值为10Ω，请将实验步骤补充完整。
① ______ (填三个开关的闭合与断开情况)，______ ，小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S和S1，断开S2，观察到电压表示数为3V。
③小灯泡额定功率的表达式P= ______ W。
6.如图所示，小虎同学准备测一个标有“2.5V”字样的小灯泡L1(阻值约为10Ω)的额定功率和一个阻值未知的定值电阻Rx，实验室有如下器材：电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器R和电阻箱R0各一个，导线若干。
(1)如图甲是小虎测量小灯泡L1额定功率的实物图，请用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求滑片向右移动时，灯泡变亮。
(2)实验中若发现电压表指针偏转情况如图乙所示，则小虎正在进行的操作可能是 (填选项字母)。
A.断开开关
B.拿掉电流表接线柱上的导线
C.拿掉电压表接线柱上的导线
D.拧下小灯泡
(3)确定电路正确后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，作出小灯泡U−I图象如图丙所示，当小灯泡正常发光时，小灯泡L1的额定功率为 W。
(4)小虎同学仍用这些实验器材，继续测未知电阻Rx的阻值，但实验中灯泡烧坏，他重新选取了一个“3V 0.9W”的小灯泡L2，并增加一个单刀双掷开关S2，设计出如图丁所示的电路，以下是他具体的实验步骤：
①首先将Rx接入图丁虚线框 位置中，另一虚线框中接入导线，将开关S2接“1”接线柱，闭合开关S1，调节电阻箱R0为一个合适数值后，仅调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表的示数I= A，读出此时R0的示数为2Ω;
②将开关S2接“2”接线柱，仅调节R0，直至电流表的示数仍与上一次相同，读出此时R0的示数为17Ω;
③则可计算出Rx= Ω。
④若实际测量过程中，步骤 ① ②中电流表的示数相等但均小于I，则所测电阻Rx将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”或“不变”)
7.小伟在做探究“电流与电阻的关系”实验时，准备了以下器材：电源(4.5V)，定值电阻四个(5Ω、10Ω、20Ω、25Ω)，电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω 1A”和开关各一个、导线若干。
(1)小伟连接的电路如图甲所示，闭合开关后，发现______(填“电流表”或“电压表”)无示数，经仔细检查后发现电路中有一根导线连接错误，请在图中错误的根导线上画“x”，并出正确的连线。
(2)解决问题后，小伟先将5Ω的定值电阻接入电路。调节滑动变阻器的滑片在某位置时，电流表的示数如图乙所示；将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，他应将滑动变阻器的滑片P向______(填左”或“右”)端移动，使电压表的示数保持______V不变，再次读取电流表的示数。
(3)把20Ω的电阻接入电路时，小伟发现无论怎样调节滑动变阻器都不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，他应控制电压表的示数不低于V______V.由实验得出的结论是：当电压一定时，______。
(4)小伟将定值电阻换成小灯泡L1，测出了几组电流值和电压值。并绘制了L1的U−I图象如图丙所示，该图象不是直线的原因是______。
(5)同组的同学还想测量额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，利用小伟用过的小灯泡L1和绘制的图象，设计了如图丁所示的电路(电源电压为U)，测出了小灯泡L2的额定功率。请将她的实验步骤补充完整：
①闭合开关S.将开关S0接1、调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为______，此时L2正常发光。
②将开关S0由1改接到2，滑动变阻器的滑片P______(填“移到最左端”“移到最右端”或“保持不动”)此时电流表的示数为I1，根据L1的U−I图象可知，当电流为I1时，对应的电压为U1；，则滑动变阻器接入电路的阻值R=______。
③小灯泡L2的额定功率P额=______(用U、I额、R表示)