寒假训练11 实验:测量小灯泡的电功率-【寒假分层训练】2024年九年级物理寒假培优练(人教版)
展开作业11 实验:测量小灯泡的电功率
伏安法测小灯泡的功率
【实验目的】探究小灯泡的发光情况与小灯泡实际功率的关系。
【实验原理】
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验步骤】
① 画出电路图(见右图);
② 按电路图连接实物。注意开关断开,滑动变阻器的滑片移到阻值最大端。
③ 检查无误后,试触,无异常后闭合开关。移动滑片,使小灯泡在额定电压下发光,然后使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,接下来使小灯泡两端的电压小于额定电压,每次都要观察小灯泡的亮度,测出小灯泡的功率。
④ 根据分别算出小灯泡的额定功率、电压为额定电压的1.2倍时的实际功率、电压低于额定电压时的实际功率。
1.(2023·山东聊城·统考中考真题)如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10 Ω,电源电压为6 V;
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉);
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5 V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 (选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5 V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的;
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是 。
2.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)小明利用4节新干电池,阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω的定值电阻,铭牌上标有“2 0Ω 1 A”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。
(1)小明连接好如图甲所示的电路,检查时发现电路中有一处连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)电路改接正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最 (选填“左”或“右”)端;
(3)小明将10 Ω的定值电阻接入电路中,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端电压为4 V,读出并记录电流表示数;保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10 Ω的定值电阻换成20 Ω的定值电阻后,直接闭合开关,电压表的示数将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)4 V,此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 (选填“左”或“右”)端移动,直到电压表的示数再次达到4 V,记录电流表的示数;
(4)当小明将50 Ω定值电阻接入电路时,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都无法使定值电阻两端电压为4 V,则原因可能是 (写出一条即可);
(5)完成实验探究后,小明得出结论:当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成 ;
(6)完成上述实验后,小明又利用原实验器材,设计了如图乙所示的电路,测出了额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整:
①闭合开关S、S1和S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光;
②闭合开关S、S1,断开S2,保持滑片位置不变,读出电压表示数为2.5 V;
③闭合开关S、S2,断开S1,读出电压表的示数为4 V;
④小灯泡的额定功率 W。
3.(2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题)小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压约为4.5V且恒定不变,小灯泡上标有“3.8V”的字样,电压表只有0~3V量程可用。
(1)连接电路时开关需要 。
(2)图甲的电路还差最后一根导线,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整,连好就通电实验。
(3)接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率,实验步骤如下:
①调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3 V,然后断开开关,将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动,再次闭合开关后,观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数 ,读出此时电流表示数如图乙所示,此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
4.(2023·黑龙江大庆·统考中考真题)现有L1、L2、L3三只额定电压 U额均为2.5V,电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。
(1)图甲电路中, 实验操作如下:
①闭合开关S, 调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为 A;
③小灯泡 L1的额定功率为P额1= W;
(2)图乙电路中,定值电阻的阻值为R0=12.5Ω,实验操作如下:
①闭合开关S, 调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额;
②读出电流表的示数为I=0.60 A,计算出通过R0的电流为 A;
③小灯泡L2的额定功率为P额2= W;
(3)图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为10 Ω,实验操作如下:
①保持开关S2断开,同时闭合开关S和S1,调节R2的滑片,使电压表的示数为U额;
②断开开关S1,同时闭合开关S和S2,保持 (填“R1”或“R2”)的滑片位置不变,调节 (填“R1”或“R2”)的滑片,使电压表示数仍为U额;
③仅将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1=3.00V,再仅将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2=1.00 V, 则小灯泡L3的额定功率P额3= W;
(4)通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡 、L1和L2在额定电压工作时电阻之比为 。
1.(2023·辽宁丹东·统考中考真题)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,小潘选用的小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)小潘设计了如图甲所示的电路图,连接好电路后,闭合开关S,发现电流表的指针向左偏转,如图乙所示,其原因是 ;
(2)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时,电压表示数如图丙所示,为 V,要测量小灯泡L的额定功率,滑片P应向 (选填“左”或“右”)移动,使电压表示数为2.5 V,此时电流表示数为0.24 A,则小灯泡L的额定功率为 W;
(3)实验结束后,小潘认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源(电压恒为8 V)、一个额定电压为6 V的小灯泡L1和一个阻值为20 Ω的定值电阻R0等器材,设计了如图丁所示的电路,并完成了实验。实验过程如下:
①断开开关S1,闭合开关S、S2,移动滑动变阻器R的滑片P,使电压表的示数为 V,小灯泡L1正常发光;
②断开开关S2,闭合开关S、S1,保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,读出电压表的示数为1.6V;
③小灯泡L1的额定功率为 W。
2.(2023·湖南湘潭·统考中考真题)利用图所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为 2.5V。
(1)用笔画线代替导线,将图中所示的器材连接成完整电路;
(2)连接电路时开关应处于 (选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动(选填“A”或“B”),使灯逐渐变亮;
(3)某次实验时,电流表的示数如图所示,则通过灯L的电流为 A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为 W;
(4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在没有电流表的情况下,用如图所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S₁,调节滑片,使电压表示数为U额;
②保持滑片位置不变,只闭合开关 S、S2,此时电压表的示数为 U;
可知小灯泡的额定功率 P额 = (用U额、U和 R表示); 若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= (用U0、U额、U和R表示)。
3.(2023·内蒙古通辽·统考中考真题)小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率,已知电源电压3V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请在图甲中用笔画线代替导线,将实物图连接完整(要求:滑片P向右端移动时,灯变亮);
(2)闭合开关后,小华发现小灯泡不发光,电流表示数几乎为零,电压表示数接近3V,则电路故障可能是 ;
(3)排除电路故障后,重新开始实验,小华从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)测出小灯泡的额定功率后,小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”),原因是 ;
(5)实验中,有甲“15Ω 2A”、乙“25Ω 2A”、丙“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器供选择,小华在该实验中选用的是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
4.(2023·吉林·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为3V,电源是两节新的干电池。
(1)按照甲图正确连接电路,闭合开关,将滑片调至滑动变阻器的 端时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如乙图,小灯泡的额定功率是 W。
(2)若忽略小灯泡电阻随温度的变化,当滑片调节至某位置时,电流表的示数是0.24A,此时小灯泡的实际功率是 W。
1.(2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡(灯丝电阻约为),电流表、电压表、开关各一个,导线若干,三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填“R1”“ R2”或“R3”)。选择合适变阻器后,请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求:变阻器的滑片P向B端移动时,灯泡变暗;
(2)滑片P置于阻值最大处,闭合开关试触时,发现电压表示数很大,电流表几乎无示数,出现的电路故障原因可能是 ;
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示为 ;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动。根据图丙图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是 。
2.(2023·山东泰安·统考中考真题)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5 V、6 V),规格为“20 Ω 2 A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5 V,额定功率小于0.75 W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为 V,小灯泡的额定功率为 W;
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为 V,此时小灯泡的电阻为 Ω;
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率 。
3.(2023·甘肃武威·统考中考真题)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)连接电路过程中,开关应该 (选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路的故障可能是 ;(填选项符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 A;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表的示数为2.0V,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组I-U数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W;
(7)小丽根据小灯泡的I-U图像(如图丙所示),分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”),你认为原因是 。
1.(2023·四川自贡·统考中考真题)小周利用如图甲所示电路,测量标有“2.5V”字样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物图连接完整;
(2)连接电路后,闭合开关S,发现灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表示数为零,产生这种现象的原因可能是: ;
(3)排除故障后进行实验,闭合开关S,发现电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电压达到额定电压,应向 端(选填“A”或“B”)移动滑动变阻器的滑片P,直到观察到电压表示数为2.5V。此时,电流表示数如图乙所示,电流表示数为 A,则灯泡L正常发光时的电阻为 Ω,电功率为 W。
2.(2023·重庆·统考中考真题)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小华准备了以下器材:电源、标有“”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题:
(1)如图甲,请用笔画线代替导线,正确连接电路;
(2)在开关S闭合前,应将滑片P移到 端(选填“A”或“B”);
(3)闭合开关S,发现灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,该电路故障可能是小灯泡 ;
(4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察 表的示数,直到示数为 V时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表示数;
(5)继续移动滑片,让电压表示数低于,某时刻电流表示数如图乙为 A,观察灯泡亮度并记录电表示数:继续缓慢移动滑片,让电压表示数高出少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的图像,如图丙,则小灯泡额定功率为 W;
(6)根据小灯泡图像和亮度变化,还可以发现 。
3.(2023·四川达州·统考中考真题)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8 V。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮;
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是 (选填字母);
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,同时眼睛注意观察 (选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光;
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 W;
(5)若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是 (选填字母);
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
(6)小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻Rx的阻值,于是他设计了如图丁所示的电路图,操作步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器滑片,使电压表的示数为3V;
②保持滑动变阻器的滑片位置不动,闭合S、S2,断开S1,电压表示数为4.5V;则Rx= Ω。
4.(2023·陕西·统考中考真题)如图-1,是“测量小灯泡的电功率”的实验电路,电源电压为4.5V且保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5 V。
(1)连接如图1所示电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于最 (选填“左”或“右”)端。
(2)闭合开关S,观察到小灯泡L不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不偏转,移动滑动变阻器的滑片P,两表的示数均无变化,则故障原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息,回答下列问题。
①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图-2所示,则电流表示数为 A,小灯泡L的额定功率为 W。
②第1次实验中,小灯泡L不亮的原因可能是 。
③分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因可能是 。
(4)本次实验所选用的滑动变阻器的规格是 。
A.10Ω 2A B.20Ω 1A
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
0.90
实验次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
电功率P/W
1
0.5
0.20
不亮
0.10
2
1.0
0.24
暗
0.24
3
2.0
0.32
较暗
0.64
4
2.5
正常亮
5
3.0
0.38
很亮
1.14
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