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文档简介
专题16测量电功率测量电阻实验题
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CO,一、计算题
1.(2022・上海•中考真题)在如图所示的电路中,电阻R/的阻值为10Q,电流表的示数为
1.2A«
(1)求电源电压u;
(2)若在电路中接入一个电阻R2,使得接入前后电流表的示数变化了0.4A,求电阻R2的
阻值。
【答案】(1)12V:(2)5c或30c
【解析】解:(1)电源电压
[/=/,7?,=1.2AxlOQ=12V(2)若串联一个电阻,总电阻变大,则电流变小,则此时电路中
的电流为
I2=/1-A/=1.2A-0.4A=0.8A则此时的总电阻为
U12V
R
&=—=TTT=15。电阻R2的限值
i2U.oA
%=/?总喝=15Q-10Q=5Q若并联一个电阻,则电流表测量干路电流,则通过R2的电流为0.4A,
则电阻R2的阻值为
凡'=名=罢=30。答:⑴电源电压为12V;
A/0.4A
(2)电阻&的阻值为5c或者30C。
2.(2021・上海•中考真题)在图所示电路中,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R2
允许通过最大电流为3A。电流表A、Ai的表盘均如图所示。变阻器滑片P位于最大阻值
处,闭合开关S,电流表Ai示数为0.3A。两电流表指针偏离零刻度线角度相同。
(1)求电阻R/的阻值;
(2)求此时经过变阻器&的电流岳
(3)移动变阻器滑片P,在电路安全工作的前提下,求变阻器后消耗的最小电功率与最
大电功率之比Qmin:Pzmax。
【答案】(1)20C;
0.63
(2)1.2A;(3)4:9
【解析】解:由电路图可知,Q与&并联,电流表A测干路电流,电流表A\测量通过Ri
的电流。
(1)电阻Q的阻值
U6V
R尸7T屈=2。。
(2)干路电流表和Ai偏角相同,且干路电流大于支路电流,故干路电流为L5A;通过
汽2的电流
/2=/-A=1.5A-0.3A=1.2A
(3)滑动变阻器的最小电流为1.2A;最大电流为
/龙;『3A-0.3A=2.7A
最小功率和最大功率的比值为
P锻小:P最最小:U1最存1最小:/鹿x=L2A:2.7A=4:9
答:(1)电阻R/的阻值是20C;
(2)求此时经过变阻器Ri的电流是1.2A;
(3)变阻器R2消耗的最小电功率与最大电功率之比是4:9。3.(2020.上海.中考真题)
在如图所示的电路中,电源电压为3伏保持不变,滑动变阻器R2标有“20欧2安”字样。只
闭合开关Si,电流表示数为0.3安。
①求电阻R/的阻值;
②求通电10秒钟,电流通过电阻Q所做的功W;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R/和&消耗的总功率最小,求此最小总功率P
最小Q
Ri
【答案】①10C;②9J;③1.35W
R2
Si
【解析】①只闭合开关,,电路为R/的简单电路,电阻Q的阻值
u3V
R\=T=7T?r=10Q②通电1。秒钟,电流通过电阻R/所做的功
W=u"=3VX0.3Axios=9J③闭合开关S2,R/&并联,要使和&消耗的总功率最小,
即电路中总电阻最大,即滑动变阻器滑片P移至最右端,通过的&电流
/最小=人+〃jft,h=O.3A+0.15A=0.45A则最小总功率
&,J、=UGJ、=3VXO.45A=1.35W答:①电阻R/的阻值为10C;
②通电10秒钟,电流通过电阻R/所做的功W为9J;
③闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,使R/和&消耗的总功率最小,此最小总功率
/为1.35W,
4.(2019・上海•中考真题)在图所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电阻R/的阻
值为10欧,滑动变阻器&上标有“1A”字样.电键S闭合后,电压表V的示数为5伏.求:
-WP।
①通过电阻R/的电流//.
②电路正常工作10秒后,电流通过电阻R/做的功W/.移动滑动变阻器的滑片P,电源电
压和电压表示数的比值最大为3,求电压表示数的最大值和最小值的差值.
【答案】(I)0.5A(2)25J6V
【解析】①.根据电路图可知,电压表测量R/两端的电压,又因为R/=10C,所以通过电
阻幻的电流为:
5V
h=4=0.5A:
《WQ
②.电路正常工作10秒后,电流通过电阻以做的功为:
M=U〃//=5Vx0.5Ax10s=25J;
12V
电源电压和电压表示数的比值最大为3,即7尸=3,
此时应为电压表示数必'最小,为U/=4V;
根据串联电路分压规律,电压表示数最大值应是滑动变阻器电压最小时,则要滑动变阻器阻
值最小,即电流最大(1A)时.所以由欧姆定律可得:
12V12V
1
A-R]+R2=I0C+A'
解得:
&'=2C,
此时Ri的电压最大为:
U/"=/'R/=lAxl()C=10V,
所以电压表示数的最大值和最小值的差值为:
△U=Ui"-t//=10V-4V=6V.
答:①.通过电阻R/的电流为0.5A;②.工作10秒后,电流通过电阻Q做的功为25J;
电压表示数的最大值和最小值的差值为6V.
5.(2018・上海•中考真题)在图甲所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R2的阻值为30
欧.闭合电键S,电流表的示数为0.4安.当S和&都闭合时,电流表示数如图乙所示,求:
(2)求通过电阻Rj的电流L.
(3)求总电阻R的阻值.
【答案】(1)12V.(2)0.8A;(3)10Q.
【分析】(1)分析电路的连接,根据欧姆定律求R2的电压,由并联电路电压的规律可知电
源电压;
(2)根据并联电路电流的规律求通过电阻Ri的电流h.
(3)根据欧姆定律求出总电阻R的阻值.
【解析】(1)闭合电键S后,电路为R?的简单电路,通过电阻R2的电流/z=0.4A,根据欧
姆定律和并联电路的电压特点可得,电源电压:t/=i/2=/2T?2=0.4Ax30Q=12V;
(2)当S和Si都闭合时,由图乙可知,电流表的示数可能为0.24A或1.2A;当S和Si都
闭合时,两电阻并联,电流表测量的是干路电流;由并联电路的特点可知,通过R2的电流
仍然为,2=04A,则干路电流一定大于0.4A,所以总电流/=1.2A,根据并联电路电流的规
律可知,通过Ri的电流:/1=/-4=1.2A-0.4A=0.8A;
(3)由欧姆定律可得总电阻R的阻值:10。.
/1.2A
答:(1)电源电压U是12V.
(2)通过电阻Ri的电流L是0.8A;
(3)总电阻R的阻值是10Q.
【点睛】本题考查电流、电阻和电压的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白
电路的连接方式,知道并联电路电流和电压的规律.
尸、实验题
1.(2022•上海长宁•二模)小明做“测定小灯泡的电功率”实验,实验器材有:由若干节干电
池组成的电源、电压表、电流表、开关各一个,标有“5C2A”和“20。2A”字样的滑动变
阻器、标有“3.8V0.3A”和“4.5V0.3A”字样的小灯泡各一个,以及导线若干。他选择其中
一个小灯泡、一个滑动变阻器以及其它器材进行实验。小明正确连接电路,将滑片移到阻值
最大处,闭合开关,此时电压表的示数为4.0伏,电流表的示数为0.32安。小明发现无法继
续进行实验,于是他仅更换了另一个滑动变阻器,并将滑片移到阻值最大处,再次闭合开关,
移动滑片,当电压表示数为3伏时,电流表的示数如图所示。
①实验中,小明判断小灯泡正常发光的依据是;
②电源电压为伏;
③写出图中电流表的示数并说明理由
④小灯泡的额定功率为瓦。
电流表示数为0.3安时,小灯正常发
光5.6见解析1.14
【解析】①⑴由题意知,小灯泡的正常工作电流为0.3A,电流表与灯泡串联,所以小明判
断小灯泡正常发光的依据是当电流表示数为0.3A,小灯正常发光。
②⑵小明正确连接电路,将滑片移到阻值最大处,闭合开关,此时电压表的示数为4.0V,
电流表的示数为0.32A,超过小灯泡的额定电流,说明所用滑动变阻器的最大值较小为标有
“5C2A”由串联电路电压特点和欧姆定律得,电源电压为
U=Ut+IlRl=4.0V+0.32Ax5c=5.6V③[3]小灯两端的电压为3V小于前一次小灯两端的电
压4.0V,所以通过小灯的电流也应小于前一次通过小灯的电流0.32A,因此电流表为小量程
0-0.6A,图中电流表的分度值为0.02A,所以此时示数为0.26A。
④[4]第一次电压表的示数为4.0V,电流表的示数为0.32A,可知电路的灯泡为“3.8V0.3A”,
故额定功率为
4=4%=3.8VX0.3A=1.14W2.(2022•上海市晋元高级中学附属学校西校模拟预测)小
红做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压有2、4、6、8、10、12伏六档)、电流
表、电压表、开关、滑动变阻器(标有“20欧,2安”字样)、待测小灯泡(标有“0.2安”字
样,额定功率在03瓦~0.9瓦之间)、导线若干,所有器材均完好。小红正确连接电路,将
滑片置于滑动变阻器一端,闭合电键,发现小灯较暗,她继续移动滑片,发现滑片置于滑动
变阻器中点时,小灯正常发光。
(1)请在方框内画出小红同学的实验电路图;()
(2)判断小灯正常发光的的方法是:;
(3)通过计算说明小红实验时所选的电源电压;(写出具体过程)()
(4)通过计算求出小灯的额定功率。(写出具体过程)()
【答案】当电流表示数等于0.2A时,小灯泡正常
发光
【解析】(1)”]由于小红做“测定小灯泡的电功率”实验,由尸=U/知道,需要测量灯泡两
端的电压,和通过灯泡的电流,所以,电流表、变阻器与灯串联在电路中,电压表并联在灯
的两端,故电路连接如下(2)[2]由于待测小灯泡标有“0.2
安”字样,所以,判断小灯正常发光的方法是:当电流表示数等于0.2A时,小灯泡正常发光。
(3)[3]因为待测小灯泡标有“0.2安”字样,额定功率在“0.3瓦~0.9瓦之间”,即最大功率是
0.9W,由P="知道,灯的额定电压最大为
U大=3=粤=4.5丫灯的额定电压最小电压为
天10.2A
。小=?=需=L5V根据题意知道,滑片置于滑动变阻器中点时•,小灯正常发光,由于滑
动变阻器标有“20欧,2安”字样,所以,此时滑动变阻器接入电路的电阻是
底=等=10。由欧姆定律知道,此时滑动变阻器两端的电压
4t=R,J=10Cx0.2A=2V由串联电路电压的特点知道,电源电压范围
2V+1.5V<U<2V+4.5V即
3.5V<U<6.5V故小红实验中选择的电源电压挡位为4V和6V。
(4)[4]如果选择的电源电压为4V,则此时灯泡的额定电压为
5=U-U滑=4V-2V=2V此时灯泡额定功率为
勺=U"=2VxO.2A=0.4W如果选择的电源电压为6V,则此时灯泡的额定电压为
U?=U'-U滑=6V-2V=4V此时灯泡额定功率为
P2=u2l=4VX0.2A=0.8W所以灯泡的额定功率可能为0.4W或0.8W。
3.(2022•上海崇明•二模)小梦同学做“测定小灯泡额定功率”实验,所用的电源是新的干电
池,小灯的额定电压模糊不清,可能3.5伏也可能2.5伏,估计小灯的额定功率在0.5瓦至
0.9瓦之间。
该同学选了两节干电池串联并正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键,观察到电压表和电
流表的示数分别为1伏和0」安,移动滑动变阻器的滑片,小灯亮度有变化,但始终偏暗,
不能正常发光。该同学经过思考发现了问题,对实验器材进行了适当的调整,然后重新实验,
闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点位置时,小灯正常发光。
根据以上信息完成下列问题:
(1)在答题卡规定位置上画出该同学的实验电路图;()
(2)调整实验器材前小灯不能正常发光的原因是;
(3)小灯的额定电压为伏,小灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为
___________欧;
(4)小灯的额定功率为瓦。
【答案】电源电压太小3.5100.875
【解析】(1)[1]要测量小灯泡的额定功率,需要将开关、滑动变阻器、灯泡和电流表一起
串联接入电路,最后将电压表并联在灯泡两端,如图所示:
(2)[2]因为移动滑动变阻器的滑片,小灯亮度有变化,但始终偏暗,可
知此时灯泡不能正常发光是由于灯泡两端电压太小,即电源电压太小造成的。
(3)[3]据此可知两节干电池即3V不能使得灯泡正常发光,所以小灯泡的额定电压一定是
3.5V。
[4]若此时电源用三节干电池作为电源,故电源电压是4.5V。当接入两节干电池时,闭合电
键,观察到电压表和电流表的示数分别为1伏和0」安可知,此时电压表并联在灯泡两端,
故此时灯泡的电阻是%=学u=米iv=10。
且变阻器和灯泡串联,故此时变阻器的电压是q=3V-1V=2V
通过灯泡的电流是0.1A,所以变阻器的总电阻是
氏=牛=5二=200对实验器材进行了适当的调整,然后重新实验,闭合电键,移动滑动
I0.1A
变阻器的滑片,发现滑片在中点位置时,即小灯正常发光时,变阻器连入电路的电阻为
/?,=1x20Q=10Q(4)[5]此时灯泡两端的电压为3.5V,变阻器两端的电压为
(72=4.5V-3.5V=1V则电路中的电流为
6=(=盖=°/A故灯泡的额定功率是
A|1
6=qj/=3.5Vx0.1A=0.35W而已知灯泡功率在0.5瓦至0.9瓦之间,所以电源电压是四节
干电池提供的,灯泡正常发光,即此时灯泡两端的电压为3.5V,变阻器两端的电压为
/=6V-3.5V=2.5V则电路中的电流为
U25V
4=寸=优T=S25A故灯泡的额定功率是
鸟=。灯/2=3.5丫、0.25人=().875\¥4.(2022.上海普陀.二模)小李做“测定小灯泡的电功率”
实验。现有电源(电压保持不变)、电压表、电流表、待测小灯(标有“0.3A”字样)、滑动变
阻器(标有“20C,2A”字样)、开关及导线若干。他正确连接电路,将滑片P移到变阻器的
一端,然后闭合开关,此时电流表示数为0.2安,电压表示数如图(a)所示,小灯发光较
暗。小李经过思考,调整电表量程,然后继续移动滑片至小灯正常发光,此时电压表的示数
如图(b)所示。
①小李判断小灯正常发光的依据是;
②请根据相关信息计算出电源电压U和小灯的额定功率0;
③请写出实验中需要调整量程的电表,及其对应的原因_____O
(a)⑸
【答案】见解析6V,1.35W见解析
【解析】①山因待测小灯上标有0.3A是小灯的额定电流,则当通过小灯的电流为0.3A时,
表示小灯正常发光。
②⑵由题知,他正确连接电路,即电压表测小灯两端的电压,电流表测串联电路的电流,
闭合开关前变阻器接入电路的阻值最大。刚闭合开关时,电流表的示数为0.2A,小灯发光
较暗,电压表示数如图(a)所示;调整电表量程后移动滑片,小灯正常发光,此时小灯两
端的电压应变大,而图(b)电压表指针的偏转幅度没有图(a)大,则说明图(a)电压表
选用的是0~3V的小量程,其示数为2V;图(b)电压表选用的是0~15V的大量程,示数为
4.5V。已知变阻器的最大阻值为20C,刚闭合开关时,电流表的示数为0.2A,则由串联电
路的电压规律和欧姆定律可得电源电压
U=Ui.+UrUi+IR的产2V+0.2Ax20C=6V
小灯正常发光时的额定电压为4.5V,额定电流为0.3A,则小灯的额定功率
P=U幽/您=4.5VxO.3A=1.35W
③⑶实验中小灯正常发光的电流为O.3A,小于电流表0~0.6A的量程,则电流表选用小量程
后不需调整量程;电压表第一次测量的值为2V,选用的是0~3V量程,第二次让小灯正常
发光时的电压为4.5V,则电压表需更换到0~15V量程上。
5.(2022.上海嘉定.二模)小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验,所用器材齐全且完好,其中
电源电压为4.5V保持不变,滑动变阻器有“5。3A”和TO。1A”两种规格可选,待测小灯
泡上标有“2.5V”字样,已知其额定功率在0.8W以上。小嘉正确连接电路,实验步骤正确。
闭合开关后,他观察到电压表示数如图(a)所示。
①图(a)中电压表的示数为V;
②请判断小嘉所选用的滑动变阻器规格,并说明理由;()
③小嘉思考后,他利用现有器材对实验电路进行了调整,并重新正确连接电路实验。实验中,
他观察到小灯泡正常发光时,电流表的示数如图(b)所示。请计算小灯泡的额定功率尸版。
(a)(b)
【答案】2.710Q1A0.85W
【解析】①⑴由题意可知,电压表接的是小量程,分度值为01V,所以电压表示数为2.7V。
②⑵由(b)图可知,电流表接的是小量程,分度值为0.02A,小灯泡的额定电流为0.34A,
此时滑动变阻器两端的电压为
U沪U-t4=4.5V—2.5V=2V
滑动变阻器接入的电阻为
U部2V
/?布=黄=7^^'"5.9。所以应选10。1A的滑动变阻器。
,颔U.34A
③⑶灯泡正常工作时的额定功率为
Pf-U^I诉2.5VX0.34A=0.85W
6.(2022•上海市向明初级中学模拟预测)小华和小红做“测定小灯泡的电功率”实验,所用
电源电压为2伏的整数倍的电源两个(两个电源电压不同)、有三个待测小灯泡分别标有
“2.2V0.3A"、“3.8V0.3A”、“6.3V0.3A'\电流表、电压表、开关各两个,滑动变阻器
两种规格(A:“10欧2安”、B:“50欧2安”)各一个以及导线若干。他们各自挑选好器
材,正确串联电路,将电压表并联在电路中。闭合开关后,他们各自移动变阻器的滑片,并
在表格中分别记录了两组数据。
表一小华
物理量
电压表示数(伏)电流表示数(安)
序号
11.50.26
23.00.32
表二小红
物理
旦
里电压表示数(伏)电流表示数(安)
序号
12.50.32
24.20.28
(1)小华判断小灯正常发光的方法是
(2)小华所选小灯的额定功率为瓦:
(3)求小红所用滑动变阻器的规格()、电源电压()以及小灯的额
定功率(),并计算说明理由。
【答案】电压表的示数为2.2伏时,小灯泡正常发光0.6650欧2安10V1.89W
【解析】(1)[11两个实验中,灯与变阻器串联,电流表串联在电路中测电路的电流。小华
的实验中,若电流变大时,根据U=/R,灯的电压应变大,由串联电路电压的规律,变阻器
的电压应变小。根据小华的实验数据可知,电压表并联在灯的两端。而小红的实验中,电流
随电压的变大而变小,故可知电压表并联在滑动变阻器的两端。实验中所有灯的额定电流均
为0.3A,根据小华的实验数据可知,当电流为0.32A时,此时灯的实际电压一定大于灯的
额定电压,根据已知条件,故小华的实验中,所用灯的额定电压一定小于3V,即所用灯的
规格为“2.2V0.3A”,灯在额定电压下正常发光,故当电压表的示数为2.2伏时,小灯泡正
常发光。
(2)[2]小华所选小灯的额定功率为
p行。3/=2.2VxO.3A=O.66W
(3)[3]小红的实验中,电压表测变阻器的电压,由第2次实验数据结合欧姆定律,变阻器
连入电路的电阻为
入42V
%=券=77==15。故滑动变阻器的规格为“50欧2安”。[4]小红的实验中,若选用灯的
/消,U.ZbA
规格为“3.8V0.3A”,当电流为0.28A(小于0.3A)时,此时灯的实际电压一定小于灯的额
定电压,根据已知条件和串联电路电压的规律,所用的电源电压一定小于
U//=3.8V+4.2V=8V
当电流为0.32A(大于0.3A)时,此时灯的实际电压一定大于灯的额定电压,根据已知条件,
故小华的实验中,所用的电源电压一定大于
。旗2=3.8V+2.5V=6.3V
不符合所用电源电压为2伏的整数倍,故小红的实验中,不可能选用“3.8V0.3A”的灯,
故只能选用“6.3V0.3A“。小红的实验中,当电流为0.28A(小于0.3A)时,此时灯的实际
电压•定小于灯的额定电压,根据已知条件,故小华的实验中,所用的电源电压一定小于
U戒j=6.3V+4.2V=10.5V
当电流为0.32A(大于0.3A)时,此时灯的实际电压一定大于灯的额定电压,根据已知条件,
故小华的实验中,所用的电源电压一定大于
。做=“6.3V+2.5V=8.8V
因所用电源电压为2伏的整数倍,故电源电压为10V。
⑷小灯的额定功率为
PkU威I凝=6.3VxO.3A=1.89W
7.(2022•上海闵行•二模)小闵做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电压为4.5伏的电源1
个、滑动变阻器2个(甲标有“10Q1A”字样、乙标有“20C2A”字样),标有“0.3A”字样的小
灯、电压表、电流表、开关各1个和若干导线。他选取某个变阻器进行实验,正确连接电路,
操作步骤正确,闭合开关,电流表示数如图所示。他继续移动滑片直到小灯正常发光时,发
现电压表示数的变化量为0.6伏。
②实验中选用的变阻器是(选填“甲”或"乙”),请说明理由___________;③小
灯的额定电压为伏。
【答案】电流表示数为0.3A甲见解析2.5
【解析】①[1]由题意可知,小灯泡的额定电流为0.3A,故小灯泡正常发光时,流过小灯泡
的电流为0.3A,小闵判定该小灯正常发光的方法是电流表示数为0.3A。
②⑵⑶为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,若选用的是滑
动变阻器乙,由题意可知,滑动变阻器乙的最大阻值为/?乙=20。,由图中可知,闭合开关时,
此时电路中电流为〃=0.26A,故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器两端电压为
U沪LR乙=0.26Ax20c=5.2V
此时滑动变阻器两端电压大于电源电压,不符合题意,故可知实验中选用的变阻器是甲。
③[4]由题意可知,闭合开关时,滑动变阻器的阻值为Rk10Q此时电路中电流为//=0.26A,
故由欧姆定律可得,此时滑动变阻器两端电压为
Ulfj=hR〃尸0.26Axl0C=2.6V
由串联电路的电压规律可得,此时小灯泡两端电压为
Ui=U-UZ//=4.5V-2.6V=1.9V
要使小灯泡正常发光,应增大电路中电流,则应减小滑动变阻器接入电路中阻值,此时小灯
泡两端电压变大,当小灯泡正常发光时,设此时小灯泡两端电压为必,因电压表示数变化
量为0.6V,即
S-U/=0.6V
解得小灯泡正常发光时的电压为
t/2=t//+0.6V=1.9V+0.6V=2.5V
即小灯泡的额定电压为2.5V。
8.(2022・上海金山・二模)小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压为2伏的整
数倍且保持不变)、待测小灯泡(标有“0.3A”字样,额定功率小于0.7瓦)、电流表、电压表、
滑动变阻器、开关及导线若干。他连接电路,移动变阻器滑片P至最大阻值处,闭合开关,
观察到电压表示数为2.4伏,小灯泡发光较暗。然后移动变阻器滑片使小灯正常发光,此过
程中电压表指针偏转了6小格。
①画出小华实验时的电路图
②当观察到电流表示数为安时,小灯正常发光:
③请根据相关信息,求电源电压及小灯的额定功率。(需写出计算过程)【答
0.3A0.66W
①口]因为
P=<0.7W
由公式P=U/变形可知
0.7W
U额V即
0.3A
UEV2.3V
由题意可知当移动变阻器滑片P至最大阻值处,闭合开关,观察到电压表示数为2.4伏,所
以电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,据此可知小华实验时的电路图为
②⑵灯泡要正常发光,那么灯泡两端的电压为灯泡的额定电压,通过灯
泡的电流为额定电流,由题可知,灯泡的额定电流为0.3A,所以当观察到电流表示数为0.3A
安时,小灯正常发光。
③[3]因为
尸标0.7W
由公式尸="变形可知
UM2.3V
。后S+U2V2.3V+2.4V
即
U〈4.8V
又因为电源电压为2伏的整数倍,所以
Ue=4V因为电源电压为4V,所以电压表量程为。〜15V,分度值为0.1V,滑动变阻器阻值
减小,电压表示数就减小,当灯泡正常发光时,电压表指针偏转了6小格,所以电压表示数
就减小了0.6V,所以根据串联电路中电压的规律可知
U.«=U-U,^4V-(2.4V-0.6V)=2.2V
根据公式尸=”可知,小灯的额定功率为
P种U翅/—2.2Vx0.3V=0.66W
9.(2022•上海华旭双语学校模拟预测)小宁同学先后进行了“用电流表、电压表测电阻”和“测
定小灯泡的电功率”实验,实验器材齐全且完好,电源电压为L5伏的整数倍且保持不变,
待测小灯L可能标有“2.5V”或“3.8V”字样,滑动变阻器标有“20。2A”字样.
在“用电流表、电压表测电阻”的实验中,小宁同学正确连接电路,实验步骤正确.闭合电键
S,当他把滑片P移动到滑动变阻器的中点和最大阻值之间时,电流表、电压表的示数如图
(a)、(b)所示,根据记录的数据,他计算得出了待测电阻凡的阻值.
然后,小宁继续“测定小灯泡的电功率”实验.他将小灯L与滑动变阻器串联接入电路中后,
将电压表并联在某个元件的两端.闭合电键S,当他把滑片P移动到某位置时,小灯L正常
发光,电流表、电压表示数如图(a)、(c)所示.
的阻值为欧(计算结果精确到01欧),测量电阻的实验过
程中存在的不足之处是.
②请在答题纸的方框内出小宁同学“测定小灯泡的电功率”实验的电路图.
()
③根据相关信息,通过计算得出电源电压U及小灯L的额定功率%.
【答案】6.1未多次测量,可能会导致实验误差过大电压表并联在滑动变阻器两
端4.5V0.684W
【解析】①图(a)知道,电流表的量程为0〜0.6A,分度值为0.02A,示数为0.18A,由图
(b)知道,电压表的量程为。〜3V,分度值为0.1V,示数为1.IV,由欧姆定律知道,待测
电阻R的阻值是:R=g=±L=6.1C;测量电阻的实验过程中存在的不足之处是:未多
次测量,可能会导致实验误差过大;
②由于待测小灯L可能标有“2.5V”或“3.8V”字样,而当他把滑片P移动到某位置时,小灯L
正常发光,电流表、电压表示数如图(a)、(c)所示,无论电压表选择哪一个量程,由(c)
知道,都不是灯泡的额定电压,所以,说明电压表是并联在滑动变阻器两端的,故“测定小
灯泡的电功率”实验的电路图如下:
(b)的示数是1.1V,又因
为滑动变阻器标有“20C2A”字样,此时滑片P移动到滑动变阻器的中点和最大阻值之间
时,所以,电源电压的最小值是:t/=//?=l.1V+0.18Ax15Q=1.1V+2.7V=3.8V,所以电源电压
应是4.5V,由此可知电压表的量程应是0-3V,所以,当小灯L正常发光时,电压表示数应
是0.7V,即此时灯泡的电压是4.5V-0.7V=3.8V,4]P=UI知道,此时灯泡的额定功率是:
P=W=3.8Vx0.18A=0.684W
10.(2022・上海黄浦・二模)小明同学做“测定小时泡的电功率”实验,实验器材齐全且完好电
源电压为2伏的整数倍保持不变,滑动变阻器上标有“20欧2安”,小灯泡的额定电流为
0.3安,额定电压可能“2.5伏”或“3.5伏”。
他正确串联实验器材,将滑片移到变阻器的一端,然后将电压表并联在电路中。闭合开关后,
电压表示数如图(“)所示,接着移动变阻器的滑片,观察到电压表示数逐渐变小,直至为
零。
①判断小灯正常发光的依据是观察到;
②请画出小明刚闭合开关时的实验电路图;()
③在上述移动变阻器滑片的过程中,发现滑片在中点位置靠右时,如图(6)所示,小灯泡
正常发光。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。()
(b)
【答案】电流表示数为0.3A见详解P额=0.75W
【解析】(1)[II由题意可知,小灯泡的额定电流为0.3A,则判断小灯正常发光的依据是观
察到电流表示数为0.3A。
(2)[2]小明刚闭合开关时,滑动变阻器应该位于阻值最大处,接着移动变阻器的滑片,观
察到电压表示数逐渐变小,直至为零,可以确定电压表应当并联在滑动变阻器两端,电路图
如图所示:
(3)[3]在上述移动变阻器滑片的过程中,发现滑片在中点位置靠右
时,如图(力)所示,小灯泡正常发光。滑动变阻器上标有“20欧2安”,若滑片在中点位
置,小灯泡正常发光时,此时滑动变阻器两端电压
%=/额勺=O.3AxlOC=3V则可以确定此时滑动变阻器阻值大于ioc,则当小灯泡正常发光
时,滑动变阻器两端的电压大于3V,若
U,,=2.5VU=UL+U^>5.5V电源电压为2伏的整数倍保持不变,则电源电压为6V,此时灯
泡的额定功率为
。额=(7J颔=2.5VxO.3A=O.75W若U%=3.5V
卅>6.5V乂电源电压为2伏的整数倍保持不变,则电源电压为8V,闭合开关后,
电压表示数为4V,为滑动变阻器的最大电压,故当力=3.5V不符合题意,舍去,故灯泡的
额定功率为。颔=。・75亚。
11.(2022.上海市进才实验中学模拟预测)小华做“测定小灯泡的电功率”实验,现实验室提
供有电源(电压可调且始终为2V整数倍)两种规格的灯泡(其中一个标有“3.8V0.3A”,
另一个标有“2.5V0.3A")、两种规格滑动变阻器(“10。1A“、“20C2A"),电流表、
电压表、开关和导线若干,他选择其中一个小灯泡正确连接电路且规范操作,闭合开关时,
电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示。
(1)小华同学判定小灯泡正常发光的依据是,选择的小灯的额定电压为
___________V:
(2)根据实验相关信息,通过计算说明此时所选用的电源电压和滑动变阻器的规格。
(3)为使该小灯泡正常发光,小华拟对其中某一个实验器材进行了调整,实验过程中小灯
正常发光时滑片恰好在变阻器的中间区域。根据相关信息,通过计算说明小华对相关实验器
【答案】观察到电流表示数为
【解析】(1)口][2]他选择其中一个小灯泡正确连接电路且规范操作,即灯泡与滑动变阻器
串联,电压表测灯的电压,电流表测电路的电流,且滑动变阻器连入电路的电阻最大。闭合
开关时,电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示。图(a)中,电压表选用0〜3V
量程,灯在额定电压下正常发光,因3.8V大于3V,故选用标有“2.5V0.3A”的小灯泡;标有
“2.5V0.3A”灯泡的额定电压为2.5V,故观察到电压表示数为2.5V时小灯正常发光。(2)[3]
如图(a)所示,电压表选用。〜3V量程,分度值为0.1V,此时灯泡两端电压为2.8V;由
图(b),电流表使用。〜0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.32A。因滑动变阻器连入电路
应为其最大值。若选用“10欧2安”的滑动变阻器,由串联电路特点和欧姆定律可得电源电
压
U源尸UL+U沪UL+1R济/=2.8V+0.32AX10C=6V
电源电压是2V的整数倍,符合题意。
若选用“20欧2安”,则有
UMUL+U桁UL+IR滔2=2.8V+0.32Ax2()C=9.2V
电源电压不是2V的整数倍,不符合题意。综上可知,此时所选用的电源电压为6V,滑动
变阻器的规格为“10欧2安”。
(3)[4]①由(1)可知,变阻器的最大电阻连入电路中时,电压表示数仍大于2.5V,故可
能是电源电压过大,或滑动变阻器的最大电阻过小。根据题意,移动变阻器的滑片,小灯泡
正常发光时电流为0.3A,此时滑片恰好在变阻器的中间区域,若还使用的是“10欧2安”的
滑动变阻器,由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压
U旗3=U&+U济尸U+/Q0.5R/=2.5V+0.3Ax0.5x10Q=4V
电源电压是2V的整数倍,符合题意,即小华需要将电源从6V调整为4V。
②若将滑动变阻器改为“20C2A”,根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为
UP=U源/-U=6V-2.5V=3.5V
此时变阻器连入电路的电阻为
U35V
6=黄=大区"11・7。11・7。约为20c的二分之一,恰好在变阻器的中间区域,即小华需
/U.JA
要将将滑动变阻器改为“20。2A”。
12.(2022・上海宝山•二模)现有电源四个(电压分别为3V、4V、6V、7.5V),电流表、电
压表和开关各两个,待测小灯泡(标有“4.5V”字样)、待测电阻R和滑动变阻器(标有“50C、
2A”字样)各一个,以及导线若干。小华、小红两位同学,其中一位同学完成“测电阻”实验,
另一位同学同时要完成“测小灯泡电功率,,实验。两位同学讨论后,各自选取实验器材,连接
电路后进行实验(双方器材不共用)。两位同学分别将实验数据记录在表一、表二中。
请根据实验的相关信息:表一:小华
序号电压(V)电流(A)
16.00.12
24.50.22
33.00.30
表二:小红
序号电压(V)电流(A)
10.58
20.38
30.30
(1)小华完成的是实验(选填“测电阻''或"测小灯泡电功率”),并画出小华的实验电
路图(在答题纸的相应位置作图);()
(2)小华实验所用的电源电压为伏;
(3)请将小红实验数据填写完整;()
(4)待测小灯的额定电功率P桁瓦。
【答案】测小灯泡电功率1.35
【解析】(1)口][2]因电压表示数越大,通过的电流越小,故电压表并没有并联在灯的两端,
而并联在变阻器的两端,根据串联电路电压的规律,与变阻器串联的电压分别为:1.5V、3V、
4.5V,通过的电流分别为,0.12A、0.22A、0.30A,电压与电流之比分别为12.5。、13.6C、
15。,电阻逐渐变大,故与变阻器串联的应该是灯泡,电路图如卜图所示
(2)[3]根据表一中的数据知,电压表最大电压为6V,由第一问的分析
可知,电压表测得是滑动变阻器电压,根据串联电路电压的特点,电源电压应该大于滑动变
阻器的电压,故说明电源的电压为7.5V。
(3)[4]由于只有一个滑动变阻器,所以小红的实验中没有滑动变阻器,利用改变电源电压
研究电流与电压的关系,根据电阻不变时,电流与电压成正比,考虑到误差因素,故表中数
据为
序号电压(V)电流(A)
160.58
240.38
330.30
(4)[5]待测小灯泡标有“4.5V”字样,表明灯的额定电压为4.5V,由表一数据知,根据串联
电路电压的规律,当电压表示数为3.0V时,灯的电压为AS=U_UR=7.5V_3.0V=4.5V
灯正常发光,其额定电流为0.30A,则待测小灯泡的额定功率为
4=4/颔=4.5VxO.30A=1.35W所以小灯泡额定功率为1.35W。
13.(2022•上海徐汇•二模)小慧做“测定小灯泡的电功率”实验,现有电源(电压保持不变)、
电流表、电压表、开关和待测小灯(标有“3.8V”字样)各一个,滑动变阻器A、B两个(A
标有“5欧2安”,B标有“10欧1安”字样),以及导线若干。她选择一个变阻器进行实验,
将数据和现象记录在表一中,其中序号2中电压表示数如图所示。完成两次测量后,发现无
法判断小灯是否正常发光,因此她调整了电表位置后,按正确步骤进行操作,实验数据和现
象记录在表二中。
表一
实验序小灯亮
电压电流
号度
14.50.32明亮
20.28略暗
表二
实验序小灯亮
电压电流
.^3.度
32.20.30较亮
41.50.32明亮
(1)图中电压表示数为伏,小慧选用的变阻器是(选填"A”或"B”);
(2)调整电表位置前,无法判断小灯是否正常发光的原因是。
(3)根据实验相关信息,求出小灯额定功率(需写出计算过程)。
【解析】(1)口]图中电压表的量程是0~15V,分度值是0.5V,电压表的示数是3.5V。
⑵表二中,电压表的示数变大,电流表的示数变小,由串联分压可知,变阻器连入电路的
电阻较大,说明电压表并联在变阻器两端,当电压是2.2V时,电流是0.30A,变阻器连入
电路的电阻
U22V
%=广=7m=7.3。>5C选择B滑动变阻器。
(2)[3]第一次实验时,电压表接大量程,分度值是0.5V,所以无法读出3.8V,无法判断
小灯是否正常发光。
(3)[4]调整了电表位置后,说明电压表测量变阻器两端的电压,由表中数据可知,第1次
和第4次电流都是0.32A,第1次变阻器的电压是4.5V,第4次灯泡的电压是1.5V,可以
得到电源电压
U=1.5V+4.5V=6V灯泡的额定电压是3.8V,所以变阻器两端的电压是
U布U-t4=6V-3.8V=2.2V
由表中数据可知当变阻器两端的电压是2.2V,通过电路的电流是0.30A,所以灯泡的额定电
流是0.30A,灯泡的额定功率为
P/=U//,=3.8Vx0.30A=1.14W
14.(2022・上海徐汇•一模)某同学做“用电流表、电压表测电阻”实验,现有电源(电压为2
伏的整数倍且保持不变)、一个待测电阻(、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若
干。他连接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程
中,发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安,电压表示数相应的变化范围为4.0~。伏,
当移动变阻器滑片到某个位置时,电压表、电流表的示数分别如图(a)、(b)所示。
①他连接电路时,开关应处于______状
(«)3)
态,电流表串联在电路中时应使电流从电流表的接线柱流入,图(b)所示电流表的
示数为安。
②求变阻器的最大阻值
③计算说明实验中的电源电压______
④计算待测电阻段的阻值(精确到0」欧)
【答案】断开正0.420c6V10.1Q
【解析】①⑴他连接电路时,为保护电路,开关应处于断开状态。
⑵用电流表测量电流时,必须让电流从“+”接线柱流进,从接线柱流出,否则,电流表指
针反向偏转。即电流表串联在电路中时应使电流从电流表的正接线柱流入。
[3]闭合开关后,在移动变阻器滑片的过程中,发现电流表示数的变化范围为0.20~0.58安,
图(b)所示电流表,若选用大量程,分度值为0.1A,电流表示数为2A,大于0.58A,不符
合题意,故电流表只能选用小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.4A.
②[4]电压表可能并联在电源两端或变阻器的两端或待测电阻的两端,已知在移动变阻器滑
片的过程中,电压表示数相应的变化范围为4。~0伏,即电压表示数为0,故可确定电压表
只能并联在滑动变阻器的两端(此时变阻器连入电路的电阻为0),在第一次操作中,他连
接电路,使变阻器接入电路中的电阻最大,这时电路的电流应最小,为0.20安,电压表示
数为最大,即变阻器的电压为4V,根据串联电
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