专题21测小灯泡的电功率-2019年中考物理必考22个实验考学练(解析版)

1、实验二十一、测小灯泡的电功率【实验原理】P=UI【实验器材】：电源、电灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。【实验电路】A r* B S【实验步骤】：按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为Ie、ue,记录小灯泡的亮度；调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为Il,Ui,记录小灯泡的亮度；调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压，观察电流表和电压表的示数，记录为I2, U2,记录小灯泡的亮度；重复步骤4两次，观察电流表和电压

2、表的示数，记录为|3、U, |4、5 记录小灯泡的亮度；根据P=UI,算出小灯泡的额定功率 Pe和实际功率的电功率 PiP4；分析数据，整理器材。【实验结论】：小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；当小灯泡的两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光；当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下 暗。【考点方向】1、电源：电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如： 4=2.5，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。2、电压

3、表的量程应大于 4 ,电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如 =2.57的小灯泡电压表量程选03V,电流表选0 0.6A的量程。3、滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，名便调节效果明显。4、滑动变阻器的作用： 保护电路；将小灯泡两端电压调成额定电压。5、实验多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下的电功率，并进行比较。6、相同电压下 LED灯比小灯泡亮的原因是：LED灯的电能转化光能的效率比白炽灯的高7、为什么不能通过求平均值求小灯泡的额定功率?额定功率是小灯泡额定电压下的

4、功率，多次测量算出的功率不是额定功率。【经典例题】 例题：（2018遂宁）为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Q,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“ 10a 1A”的Ri和 “20Q 1A” 的 R2。（1）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是。（选填"1"或"2"）（2）请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）（3）电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮,电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一-现

5、象的原因可能是。（选填字母）A.电流表断路B .小灯泡短路C .小灯泡灯丝断了D .滑动变阻器短路(4)排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0-15V'量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W(5)根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是。.R 2 (2).(3). C (4). 右(5). 0.65 (

6、6).灯的电阻随温度的升高而变大【解析】.、一， 一，.，,、一， I；L 2.5 V灯的额定电压为 2.5V,小灯泡电阻约为10，由欧姆定律，灯的额定电流约为：=_ = 0今5A，r ion j电源电压6V,当灯正常发光时，由串联电路的规律和欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：L -UL 6 V-2 5VR咨=1 = 二_= 14Q 选用的滑动变阻器“ 20a 1A”的 R2O:旧 I 0.25A(2)滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中与灯串联，如下所示:(3) A.若电流表断路，整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意;B.若小灯泡短路，则电

7、压表示数为0,电流表有示数，不符合题意；C.若小灯泡灯丝断了，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针明显偏转，符合题意；D.若滑动变阻器短路，电流表有示数，电压表有示数，不符合题意，故选C;(4)灯在额定电压下正常发光，排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0-15V'量程的刻度线看出指针停在 10V处，则对应小量程的 2V,小于灯的额定电压 2.5V,应增大灯的电压，根据 串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量

8、程，分度彳1为0.02A,电流大小为0.26A,则小灯泡的额定功率是：P = UI = 2,5V x O.26A = 0.65W;(5)灯的实际功率越大，灯越亮，灯的温度越高，因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻越大，由欧姆定律，灯两端的电压与电流的比值即为灯的电阻，故不一样。练习1: (2018盐城)小明用两节干电池测小灯泡的功率，电路如图甲所示，小灯泡额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“ 20 a 2A”。(1)在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整。(2)连接电路时，开关必须,滑动变阻器的滑片应移到最 (左/右)端。(3)当电压表的示数达到 2V时，电流表的示数如图乙所示，其读

9、数为 A,此时，灯泡的功率为上W为使灯泡正常发光，应将滑片向(左/右)移动。(4)当电压表示数达到 2.5V时，无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大。为了用该灯泡继续完成实验，你的做法是。(5)解决了(4)中问题后，测出电压略大于2.5V时的灯泡功率。为比较灯泡在不同电压下的功率关系，(需要/不需要)重新测量前两次实验数据。【答案】(1)如下图；(2)断开， 左；(3) 0.24 0.48 右；(4)换用阻值较小的滑动变阻器不需要【解析】(1)如图所示：连接灯泡的左接线柱到电流表的0.6A接线柱，则电路完整。(2)根据保护电路的原则，连接电路时，开关必须断开；同时滑动变阻器的滑片应移到

10、最大端。(3)量程是00.6A,所以示数是0.24A;此时电灯泡的电功率为 P=UI=2.5VX 0.24A=0.6W;增大灯泡电压, 应该减小滑动变阻器电阻，所以向右移动。(4)当电压表示数达到 2.5V时，无论怎么调节滑动变阻器滑片都无法使得电压表示数变大，说明电源能 够提供的电压最大为 2.5V,所以为了用该灯泡继续完成实验，做法是：换用两节新的干电池进行实验，或 使用三节电池完成实验。(5)不需要重新测量前两次数据，因为灯泡的灯丝电阻是随温度而变化的，所以只要能得出电压越高，实 际功率越大的结论即可，而多次测量时因为灯丝电阻的变化，意义不大。练习2: (2018眉山)2018年4月，某

11、同学参加我市中考物理实验操作考试时，为“测量小灯泡的额定电功率”，实验室备有以下实验器材：额定电压为2.5V的小灯泡、规格为“ 20a 1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干。(1)图甲是该同学连接好的电路实物图，其中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“X(2)闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移到最 (填“左”或“右”)端。P使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发(3)经修正后电路连接无误，各元件均完好。闭合开关，移动滑片光，电流表示数如图乙所示，电流表的读数为 A,则小灯泡的额定功率是 W ，2，一 一(4)测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压

12、调为额定电压的一，发现测得的实际功率不等于其额定功率的请你帮他分析出现这种现象的原因是。g(1)如上所示；(2)左；(3) 0.26 ; 0.65 ; (4)灯的电阻随温度的变化而变化。【解析】(1)原电路中，灯被短路，修改后如下所示:(2)为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处，即最左端。0.02A,电流表的读数为0.26AA,则小灯泡的(3)经修正后电路连接无误，各元件均完好。闭合开关，移动滑片P使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为额定功率是：P=UI=2.5VX 0.26A=0.65皿(4)根据P=L,若电阻R不变，

13、则电功率与电压的平方成正比，但灯的电流随电压的减小而变小，根据 RP=UI,灯的功率变小，灯丝的温度变小，灯丝的电阻变小，故意电功率与电压的平方不成正比,发现测得的实际功率不等于其额测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的 定功率的-；，请你帮他分析出现这种现象的原因是：灯的电阻随温度的变化而变化。练习3: (2018攀枝花)小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。pBS1(1)为了保护电路，闭合开关 Si前，应将滑片P移到动变阻器的("A” 或 “B”)端。(2)闭合开关将单刀双掷开关 S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱

14、的阻值使电流表的示数为I 1,如图乙所示，IA；(3)将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I 1,此时R=5jQ;则步骤(2)中小灯泡的电阻 R二Q,测量小灯泡电阻的方法是(选填“控制变量法”或“等效替代法”)(4)步骤(2)小灯泡的实际功率Pi =(5)若小灯泡的额定电流为I 0=211,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是A. Po=2PiB. P0=3P C . P0=4PiD. Po=5Pi(1) B; (2) 0.2; (3) 5;等效替代法；(4) 0.2; (5) D。(1)为了保护电路，闭合开关 Si前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端。I 1，(2)闭合开关将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A, I1=0.2A;R,使电流表的示数仍为(3)将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值I 1,此时R=5)Q;