2024年物理中考复习-第15讲 小灯光电功率的探究（思维训练）（原卷版）

2024年物理中考复习—小灯泡电功率的探究（思维训练）2024年物理中考复习—小灯泡电功率的探究（思维训练）课标解读测小灯泡的功率.在实验教学中,启发学生猜想:小灯泡的发光跟哪些因素有关?进一步思考:①测小灯泡的功率需测出哪些物理量?②需要哪些实验器材?③实验电路图怎样连接?④要记录什么数据?⑤什么情况下测出的功率才是小灯泡的额定功率?在实验后要联系生活、生产实际,提出问题:①小灯泡在什么条件下正常发光?小灯泡太亮或太暗是什么原因造成的?②傍晚的电灯偏暗,这是什么原因引起的?通过边实验边思考,帮助学生巩固对电功率、额定功率和实际功率的认识和理解.课标解读测小灯泡的功率.在实验教学中,启发学生猜想:小灯泡的发光跟哪些因素有关?进一步思考:①测小灯泡的功率需测出哪些物理量?②需要哪些实验器材?③实验电路图怎样连接?④要记录什么数据?⑤什么情况下测出的功率才是小灯泡的额定功率?在实验后要联系生活、生产实际,提出问题:①小灯泡在什么条件下正常发光?小灯泡太亮或太暗是什么原因造成的?②傍晚的电灯偏暗,这是什么原因引起的?通过边实验边思考,帮助学生巩固对电功率、额定功率和实际功率的认识和理解.思维方法思维方法思维方法思维方法实验中的故障判断方法如图是常用的“伏安法”测小灯泡功率的电路图.故障1:闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数.判断:电源、电流表、开关或变阻器损坏;接线柱接触不良;连接导线断裂.故障2:闭合开关,灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转.判断:电压表和电流表的位置接反.故障3:电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转.判断:电流表和电压表的“+”“一”接线柱接反.当电流从电表的“一”负线柱接入时,指针的偏转方向相反,甚至出现撞弯指针,损坏电表的情况.故障4:电流表与电压表指针偏转角度很小.判断:故障4:电流表与电压表指针偏转角度很小.判断:可能电压表与电流表量程都选择过大;电源电压不高.要说明的是:实验中若电表指针偏转角度太小,估读电流或电压时造成的相对误差将增大,为了减小实验误差,选量程时,既不能使电表指针超过最大刻度,又要考虑到每次测量时应使电表指针都偏过刻度盘中线.故障5:电表指针超过最大刻度.判断:可能量程选择过小;电路中出现短路.故障6:滑动变阻器滑片滑动时,电表示数及灯泡亮度无变化.判断:变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使变阻器接成了定值电阻或导线.故障7:无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压.判断:电源电压过低，需更换电源.问题解决典例1.在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。

(1)请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整(导线不得交叉)。

(2)实验时，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是______。

(3)故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移至某处时，电压表示数如图甲所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向______端(选填“左”或“右”)移动，直到电压表的示数为2.5V。此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。

(4)在该实验结束后，将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究______的关系(选填“A”或“B”)。

A.电流与电阻 B.电流与电压思维点拨思维点拨(1)本实验中，电压表应该并联在小灯泡两端；

(2)电流表有示数，小灯泡始终不亮，说明电路是通路，电压表无示数，电压表并联的电路短路；

(3)根据电压表量程和分度值读出示数，若小于额定电压，需减小滑动变阻器的电阻从而增大小灯泡的电压；

根据电流表量程和分度值读出示数，即额定电流，根据P=UI计算则小灯泡的额定功率；

(4)探究电流与电压关系，需要控制定值电阻阻值不变。典例2.两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2，仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。(1)图甲是小明测量小灯泡L1①图中有一根线连接错误，请在这根线上打“✕”，并在图中改正。②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于____(选填“A”或“B”)端。

③闭合开关，电流表示数为0.1A，移动滑片P，通过观察____表的示数来判断小灯泡是否正常发光。小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为____W。(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率。请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R(阻值已知)这三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便。典例3.某兴趣小组在进行“测定小灯泡额定功率”实验时，可用的实验器材有：标有“0.2A”字样的小灯泡、3节新干电池、标有“10Ω 1A”和“5Ω 1A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线若干，所有器材均完好。

他们第一次选择3节新干电池和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器及其它相关器材进行实验，实验电路连接正确、实验步骤规范，但在实验过程中发现无法完成实验。接着，他们改用2节新干电池(其它器材不变)，重新进行了第二次实验，但发现依旧无法完成实验。经过协商，他们选择3节新干电池和标有“10Ω 1A”的滑动变阻器(其它器材不变)，进行了第三次实验，并最终顺利完成了实验。

①请分析第一次实验时无法完成实验的可能原因：______。

②请分析第二次实验时无法完成实验的可能原因：______。

③根据相关信息，试判断小灯泡的额定功率应介于______瓦至______瓦之间(需写出必要的计算过程)。思维点拨思维点拨(1)根据“5Ω 1A”的滑动变阻器，滑动变阻器的最大阻值过小分析；

(3)根据用2节新干电池，电压电压过小分析；

(3)根据前2次实验不能完成的实验灯的额定电压的取值范围，根据对器材又做了一定的调整后的电路组成，由串联电路的规律和欧姆定律确定额定电电压的最大值，根据P=UI求灯的额定功率的取值范围。典例4.有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：

(1)他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是______(选填字母)；

A.拧紧开关两端的接线柱B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱

(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是______(填公式)，图甲中______(填仪器名称)的量程选择不合理；

(3)排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为______V，小灯泡的额定功率为______W；

(4)小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：

①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为______；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；

③则小灯泡的额定功率表达式P额=思维点拨思维点拨(1)若电流表示数为0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的部分断路了；

(2)测量小灯泡额定功率的实验原理是：P=UI，根据灯的额定电流为0.5A，电流表应选用小量程；

(3)根据电压表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；

(4)已知灯的额定电流，根据P=I2R，测量出灯正常发光的电阻是关键：

先将灯与变阻器串联，通过移动变阻器的滑片，使电流表示数为I1，灯正常发光；

根据开关的转换思维方法天地思维方法天地一、实验探究题1.如图1是“测量小灯泡电功率”的实验电路图，电源电压恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V．

(1)本实验中测量小灯泡电功率的实验原理是______。

(2)闭合开关前滑片P应移至______(选填“a”或“b”)端．如图2为根据电路图所连接的实物电路，其中有一根导线连接不合理，请你在这根导线上画“×”并改正。

(3)连接好电路，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡都不发光，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压，出现这种现象的原因可能是小灯泡______。

排除故障后进行实验，并将实验数据记录在如表中。实验序号电压U/V电流I/A电功率P/W11.50.2822.533.00.38(4)移动滑片P使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图3所示为______A。

(5)分析实验数据，小灯泡的额定功率为______W。当电压表示数为1.5V时，小灯泡的亮度比正常发光时______。2.小明设计了如图甲所示的电路图，用来测定额定电压为“2.5V”的小灯泡的电功率。各元件都完好，电源电压保持不变。(1)小明将各元件连接成如图乙所示的电路，请指出其中的错误：_____________。(2)电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到__________时，表明小灯泡正常发光，此时电流表的示数(选择量程为0.6A)如图丙所示，则小灯泡正常发光时灯丝的电阻是______Ω(保留一位小数)。(3)为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系，小明继续调节滑动变阻器的滑片，并记录数据如下表，发现第3次实验小灯泡最亮，此时小灯泡的实际电功率为__W。实验次数123电压表示数/伏2.02.42.8电流表示数/安0.240.270.353.小刚在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，电源电压恒为3 V，小灯泡上标有“2.5 V”字样。(1)请用笔画线代替导线，将下图中的实物电路连接完整。(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端。滑动变阻器的作用除保护电路外，还有________________________________。(3)闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是________________。(4)排除故障后继续实验，小刚进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是________________________________。实验次数电压U/V电流I/A实际电功率P/W小灯泡亮度10.50.120.06不亮21.50.200.30偏亮32.50.30正常42.80.320.90更亮(5)分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为________W。实验得出的结论是小灯泡的实际电功率越________________，灯泡越亮。4.小侨同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中，找来了电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡(电阻约10Ω)，电流表、电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，导线若干，组装电路。

(1)如图甲所示，检查时发现有一条导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并只移动一条导线，用笔画线代替导线将电路图连接正确。

(2)小侨同学共进行了4次测量，并将相关数据记录在表格中，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表示数把表格补充完整。实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电功率P/W灯泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.5______7.1______较暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮(3)小侨同学根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而变______(选填“亮”或“暗”)；小侨______(选填“能”或“不能”)将小灯泡的电阻求平均值。

(4)完成上述实验后，小侨同学又设计了一种测量额定功率的方案，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”或者“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，读出电压表的示数U2；

③用U1、U5.如图为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路，电源电压恒为3V不变。

(1)请用笔画线代替导线，将图中的实物图连接完整，连接导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处。

(2)小玲同学连好电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，但小灯泡不亮。接下来应进行的操作是______。(选填“A”“B”“C”或“D”)

A.检查电路是否出现断路B.检查电路是否出现短路

C.断开开关，更换小灯泡D.移动滑动变阻器的滑片继续观察

(3)问题解决后，继续进行实验，某时刻，小玲发现电压表的示数如图所示，要测量小灯泡的额定功率，她应将滑动变阻器的滑片向______(选填“A”或“B”)端移动，当小灯泡正常发光时电流表的示数如图所示，则小灯泡的额定功率为______W。

(4)小玲同学实验过程中发现电压表已损坏，她找到一只阻值为5Ω的定值电阻，测量出了小灯泡的额定功率，设计方案如图所示，实验中调节滑动变阻器滑片，使电流表A2的示数为______A后，再读出电流表A1的示数，从而算出小灯泡的额定功率。

6.在“测量小灯泡额定功率”实验中，所提供的器材有：小灯泡(额定电压3.8 V)、电源(电压U恒为6 V)、滑动变阻器(“20 Ω 1 A”)、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。

(1)根据图甲的实物图将图乙的电路图补充完整。(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端；闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是______________________________(写出一种即可)。(3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为3.8 V时，电流表的示数为0.3 A，则小灯泡的额定功率为________W。(4)如果不用电压表，再增加一个开关，其它器材不变，也能测出另一个已知额定电流为I0①按图丙连接好电路，只闭合开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为I②保持滑动变阻器滑片P的位置不变，然后________________________________。③小灯泡额定功率的表达式：P额=__________(用测量量和已知量的符号表示)7.“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为4.5 V．

(1)用笔画线代替导线，将电路连接完整．(2)连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是___________．(3)问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3 V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向___________(填“左”或“右”)侧移动．(4)当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为___________W．(5)下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为___________．U/V1.01.52.02.53.0I/A0.20.250.280.37(6)要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为___________Ω．(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10 Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R08.有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：

(1)他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是______(选填字母)；

A.拧紧开关两端的接线柱B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱

(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是______(填公式)，图甲中______(填仪器名称)的量程选择不合理；

(3)排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为______V，小灯泡的额定功率为______W；

(4)小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：

①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为______；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；

③则小灯泡的额定功率表达式P9.小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)的待测小灯泡，电流表(0～0.6A,0～3A)，电压表(0～3V,0～15V)，开关和导线若干，另有标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2。

(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接。

(2)为了能够顺利完成实验探究，应选择的滑动变阻器是

(选填“R1”或“R2”)。

(3)小华同学闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向

(选填“A”或“B”)端移动。

(4)根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象如图丙所示，分析图象可知，小灯泡的额定功率为

W。

(5)小华继续实验，设计了下列四种测量额定电压为2.5V10.小明在“测小灯泡额定功率”的实验中，电源电压值恒为6 V，小灯泡的额定电压为3.8 V．

(1)用笔画线代替导线，补全图甲所示实验电路，要求滑动变阻器滑片P滑到A处时接入电路的电阻最大．(2)连接完电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有明显的示数，电压表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是_______________________________．(3)正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为_____________V，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为_____________W；灯泡正常发光时的电阻是_____________Ω．(4)若电压表0～15 V的量程已坏，而0～3 V的量程正常．在忽略导线电阻的情况下，可通过改变接法，测定小灯泡额定功率．请在图丙的虚线框内画出实验电路图(11.如图所示，是测量小灯泡额定功率的实物元件图，其中电源是由两只蓄电池组成，小灯泡额定电压是3.8V，其灯泡电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω，1A”字样，电流表(0～0.6A,0～3A)，电压表(0～3V、0～15V)。

(1)本实验的原理是：______。

(2)请用笔画线代替导线，把图中的电路元件连接实验电路(要求：滑片P向左移时灯变亮，且连线不得交叉)。

(3)实际测量过程中小刚才发现电压表0～15V量程已损坏(另量程完好)，但他仍想利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请你帮小刚重新设计新的电路图。

(4)小刚按重新设计的电路图继续实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为______V12..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ΔPL13.小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)．(1)图1是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①___________________________________________________________________