苏科版初中九年级物理第十五章电功和电热二电功率第二课时测量小灯泡的电功率课件

第十五章电功和电热第二课时测量小灯泡的电功率二、电功率基础过关全练重点实验测量小灯泡的电功率1.(2023江苏南京鼓楼期末)下列各组仪器中,可以用来测量电功率的是

(

)①电能表和秒表

②电能表和电压表③电能表和电流表④电流表和电压表A.①②

B.③④

C.①④

D.②③④C解析用电压表测出用电器两端的电压,用电流表测出流过

用电器的电流,由电功率公式P=UI可以求出用电器的电功

率,因此用④可以测出电功率;用电能表测出用电器消耗的电

能,用秒表测出用电器工作时间,由公式P=

求出用电器的电功率,因此用①可以测出电功率。2.(2023江苏南京雨花台期末)“伏安法测电阻”和“伏安法

测小灯泡的电功率”是电学中两个重要的实验,小聪同学对

两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是

(

)A.两个实验的原理相同B.滑动变阻器在两个实验中的作用仅是保护电路C.两个实验进行多次测量的目的不同D.两个实验都采用了控制变量法C解析“伏安法测电阻”的原理为R=

,“伏安法测小灯泡的电功率”的原理为P=UI,故A错误;滑动变阻器在两个实验

中的作用除了保护电路外,还可以改变定值电阻和小灯泡两

端的电压、改变通过小灯泡和定值电阻的电流,故B错误;

“伏安法测电阻”的实验中,多次测量的目的是减小误差,

“伏安法测小灯泡的电功率”的实验中,多次测量的目的是

得出实际电压低于(或等于、高于)额定电压时实际功率和额定功率的关系,故C正确;“伏安法测电阻”和“伏安法测

小灯泡的电功率”两个实验都没有采用控制变量法,故D错误。3.(新考法·分析论证)(新独家原创)小明在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时所观察和记录的结果如表所示。小灯泡两端的电压U/V0.51.01.52.02.53.0通过小灯泡的电流

I/A0.120.160.190.230.250.28小灯泡的亮度暗→亮正常发光过亮分析实验记录数据,小灯泡的额定功率为

W,小灯泡的

实际功率越大,亮度

;小灯泡的电阻随其两端电压的升

高而

,实质上这是由于灯丝电阻随灯丝温度升高而

。若将阻值为2Ω的定值电阻和小灯泡串联接在电压为

3V的电源两端,灯泡

(选填“能”或“不能”)正常发

光。能0.625越亮增大增大解析灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由表中

数据知,此时通过灯泡的电流为0.25A,则灯泡的额定功率P=

UI=2.5V×0.25A=0.625W;由表中数据知,灯泡的实际功率

越大,小灯泡越亮;由R=

计算可得,各次实验灯泡电阻分别为4.17Ω、6.25Ω、7.89Ω、8.70Ω、10Ω、10.71Ω,所以小

灯泡的电阻随其两端电压的升高而增大,其根本原因是灯丝

电阻随灯丝温度升高而增大;小灯泡和阻值为2Ω的定值电

阻串联接在电压为3V的电源两端,由表中数据知,当灯泡正

常发光时其额定电压为2.5V,通过小灯泡的电流为0.25A,此时定值电阻两端的电压UR=IR=0.25A×2Ω=0.5V,恰好满足

电源电压U总=UR+U=0.5V+2.5V=3V,所以灯泡能正常发光。4.(跨学科·数学)(2024北京房山期末,9, )如图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,只闭合S1时,电流表的示数为0.2A。电源电压保持不变,闭合开能力提升全练甲

乙关S1、S2,下列说法中正确的是

(

)A.小灯泡L的电阻为2ΩB.小灯泡L的功率为0.8WC.若将电源电压改为8V,电路各元件仍能工作,则电阻R的功

率为3.2WD.若将电源电压改为8V,电路各元件仍能工作,此时通过小

灯泡的电流为1AC解析由图乙可知,只闭合S1时,只有R接入电路中,电流表的

示数为0.2A,则通过R的电流为0.2A时,由图甲可知,R两端的

电压为4V,由此知电源电压为4V;当S1、S2闭合时,L和R并

联,UL=UR=U=4V,由图甲可知,此时通过L的电流为0.5A,则

小灯泡L的电阻为RL=

=

=8Ω,故A错误;此时L的电功率为PL=ULIL=4V×0.5A=2W,故B错误;由图甲可知,当R两端

的电压为4V时,通过它的电流为0.2A,则R的电阻为R=

=

=20Ω,当电源电压为8V时,则电阻R两端的电压也为8V,则电阻R消耗的电功率为PR'=

=

=3.2W,故C正确;因为小灯泡的电阻受温度影响,且温度越高,其电阻值越大,

因此当其两端电压为8V时,其电阻值要大于其两端电压为4

V时的电阻10Ω,故C正确,D错误,故选C。5.(新考法·分析论证)(2023江苏无锡中考,12, )用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L的额定功率,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为4Ω。闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,保持滑片P的位置不变,闭合开关S2,断开开关S1,此时电压表示数为1.6V,断开开关S,调节电阻箱R,A.1.0W

B.0.75W

C.0.625W

D.0.5W使它接入电路的阻值为14Ω,闭合开关S,此时电压表示数为2.8V。则小灯泡的额定功率为(

)C解析闭合开关S、S2,断开开关S1,滑动变阻器与电阻箱串

联,电压表测电阻箱两端的电压。当电压表示数为1.6V时,

电路中的电流:I=

=

=0.4A,由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压:U=UR+U滑=UR+IR滑=1.6V+0.4A×R滑

①;当电压表示数为2.8V时,电路中的电流:I'=

=

=0.2A,电源电压:U=UR'+U滑'=UR'+I'R滑=2.8V+0.2A×R滑②,由①②

解得:R滑=6Ω,U=4V;只闭合开关S、S1,滑动变阻器与灯泡串

联,电压表测灯泡两端的电压,由串联电路的电压特点可知,当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压:U滑″=U-U额=4V

-2.5V=1.5V,则灯泡的额定电流:I额=I″=

=

=0.25A,灯泡的额定功率:P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W。6.(新课标·科学推理)(2023江苏泰州中考,12, )如图所示为模拟调光灯电路,电源电压恒为9V,滑动变阻器R标有“20Ω

1A”的字样,电流表选用“0~0.6A”的量程,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发光。已知小灯泡上标有“3V

0.9W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)。为保证电路安全,下列选项正确的是

(

)

A.滑动变阻器阻值的变化范围为5~20ΩB.定值电阻的阻值为20ΩC.电流表示数变化的范围为0.225~0.3AD.小灯泡的最小功率为0.675WC解析如图所示,滑动变阻器R、定值电阻R0、小灯泡L串联,

电流表测电路中的电流,小灯泡上标有“3V

0.9W”字样,

故小灯泡额定电流I额=

=

=0.3A,故电路中能够通过的最大电流为0.3A,当滑片P移至中点时,小灯泡恰好正常发

光,此时电流为0.3A,此时滑动变阻器的阻值为能够接入电

路的最小值,已知滑动变阻器规格为“20Ω

1A”,P在中点

时的阻值为10Ω,故滑动变阻器阻值的变化范围为10~20Ω,

故A错误。滑动变阻器滑片P在中点时阻值为10Ω,电路中的电流为0.3A,小灯泡两端的电压为3V,由欧姆定律得滑动变

阻器两端电压为UR=I额R=0.3A×10Ω=3V,又已知电源电压

为9V,故定值电阻R0两端的电压U0=U-UL-UR=9V-3V-3V=3

V,由欧姆定律得R0=

=

=10Ω,故B错误。滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中通过的电流最小,小灯泡的阻

值RL=

=

=10Ω,由欧姆定律得I'=

=

=0.225A,电流最大为灯泡额定电流即0.3A,故电流表示数变

化的范围为0.225~0.3A,故C正确。由P=I2R可知,当电路中通过的电流最小时,小灯泡功率最小,已知最小电流为0.225A,

根据P=I'2RL=(0.225A)2×10Ω=0.50625W,故D错误。7.(跨学科·数学)(2022江苏苏州中考,10, )图甲所示的电路中,电源电压不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。闭合开

关,滑片P移动过程中,电压表示数随滑动变阻器阻值变化的

甲乙关系如图乙所示。下列说法正确的是

(

)A.电源电压为5VB.R的最大阻值为20ΩC.R=10Ω时,其功率最大D.R=15Ω时,电路消耗的功率为1.8WD解析由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压。由

图乙可知,当滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω时,其两端的

电压为3V,通过电路的电流为I1=

=

=0.6A,则电源电压为U=U1+I1R0=3V+0.6A×R0①;当滑动变阻器接入电路的电

阻为10Ω时,其两端的电压为4V,通过电路的电流为I2=

=

=0.4A,则电源电压为U=U2+I2R0=4V+0.4A×R0②;联立①②得,R0=5Ω,U=6V,故A错误;由图乙可知滑动变阻器的最大阻值大于20Ω,故B错误;R0与R串联接入电路,电路的总功率等于各部分功率之和,则R的功率为PR=P-P0=UI-I2R0,即PR=6

V×I-I2×5Ω,由抛物线的性质可知当I=0.6A时,R的功率最大,

此时电路的总电阻:R总=

=

=10Ω,则滑动变阻器接入电路的电阻为R总-R0=10Ω-5Ω=5Ω,故C错误;当R=15Ω时,电路

中总电阻为R总'=R+R0=15Ω+5Ω=20Ω,则电路消耗的功率为

P=

=

=1.8W,故D正确。8.(跨学科·物理学与工程实践)(2023江苏常州中考,22, )2023年2月,土耳其发生强烈地震,中国救援队携带照明无人

机前往救援。白天,为电池充电,此时电池相当于电路中的

。夜晚,无人机先接通照明系统,再接通动力系统升空,照明系统和动力系统

联。无人机悬停并提供照明时,

电池可释放电能0.5kW·h,动力和照明系统的电功率分别为1

50W和100W,此状态下无人机至多持续工作

h,需要更

换电池。用电器并2解析为电池充电时是电能转化为化学能,在充电过程中,电

池相当于电路中的用电器;无人机先接通照明系统,再接通动

力系统升空,说明二者工作互不影响,所以二者是并联的;P总=

P动+P照=150W+100W=250W=0.25kW;由P=

得t=

=

=2h。9.(新课标·科学推理)(2023四川德阳中考,25, )甲、乙两小灯泡铭牌上分别标有“4V

2W”和“6V

6W”,使用过程中每个小灯泡的电阻均不变,若两灯都正常发光,则

(选填“甲”或“乙”)灯会更亮一些;若把两灯串联在10V的电压下,则

灯会被烧坏。乙甲解析若两灯泡都正常发光,灯泡的亮度取决于实际功率,6W的乙灯泡亮度大于2W的甲灯泡;根据电功率的公式可知,

R甲=

=

=8Ω,R乙=

=

=6Ω,若把两灯泡串联在10V的电压下,根据串联电路的电流、电阻特点及欧姆定律

可知,甲灯泡两端的电压U甲=IR甲=

×8Ω≈5.7V>4V,乙灯泡两端的电压U乙=10V-5.7V=4.3V<6V,故甲灯泡会被

烧坏。10.(2022江苏淮安中考,15, )如图所示,一台家用电器单独接进家庭电路工作10min,电能表的表盘旋转120r。这段

时间用电器消耗的电能为

kW·h,用电器的实际功率是

W。

0.1600解析“1200r/(kW·h)”表示电路中每消耗1kW·h的电能,

电能表的表盘旋转1200r,表盘转动120r,用电器消耗的电

能:W=

kW·h=0.1kW·h;用电器的功率为P=

=

=0.6kW=600W。11.(跨学科·数学)(2023江苏镇江中考,21节选, )在测量小灯泡额定功率的实验中,小兵连接的电路如图1所示。图2中图线a是V与A示数间的关系图线,图线b是一只定值电阻R0的U-I图线。电源电压U恒为3V,小灯泡L的额定电压为2.5V。则:

图1

图2(1)L的额定功率为

W。(2)图线a对应的过程中,R的调节范围为

Ω。(3)若将R替换成R0,则L工作时的阻值为

Ω。60.62525~2解析

(1)由图1可知,灯泡和滑动变阻器串联,电压表并联在

滑动变阻器两端,电流表测量电路中的电流;由图2可知,图线

a是滑动变阻器两端的电压与通过电流的关系图线;当灯泡

两端电压为2.5V时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两

端电压为3V-2.5V=0.5V,由图2可知,此时电路中的电流为0.

25A,根据串联电路的电流特点可知,灯泡额定电流为0.25A,

则灯泡额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W;(2)由图2

可知,当滑动变阻器两端电压为2.5V时,通过滑动变阻器的电流为0.1A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为R滑1=

=

=25Ω,同理,当滑动变阻器两端电压为0.5V时,通过滑动变阻器的电流为0.25A,此时滑动变阻器接入电路的电阻为R

滑2=

=

=2Ω,故图线a对应的过程中,R的调节范围为25~2Ω;(3)若将R替换成R0,由图2中图像交点可知,当电流为0.1

25A时,R0两端电压为2.25V,灯泡与R0两端电压之和等于电

源电压,则灯泡两端电压为U'=3V-2.25V=0.75V,则L工作时的阻值为RL=

=

=6Ω。12.(2021江苏泰州中考,24, )如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图,该电热锅有两挡,分别是高温挡和

保温挡。R1与R2均为电热丝,R1的阻值为66Ω,S1为温控开关,

保温挡时的总功率是440W。求:(1)求保温挡时电路中的电流。(2)求高温挡时的电功率。(3)若该电热锅煲汤时,高温挡工作0.5h,保温挡工作1h,则在

此过程中消耗的电能是多少千瓦时。解析

(1)只闭合开关S,两电阻串联,总电阻较大,根据P=UI=

可知,此时总功率较小,电热锅处于保温挡,根据P=UI可知处于保温挡时电路中的电流I=

=

=2A。(2)电热锅处于保温挡时,电路的总电阻R总=

=

=110Ω,则R2=110Ω-66Ω=44Ω;同时闭合两开关,电路为R2的简单电路,电热锅

处于高温挡,高温挡时的电功率P高温=

=

=1100W。(3)在此过程中消耗的电能W=P高温t1+P保温t2=1.1kW×0.5h+0.44kW×1h=0.99kW·h。13.某班同学用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率。已

知待测小灯泡的额定电压为2.5V。

素养探究全练(1)请你只改动一根导线,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)实验中,分别使小灯泡两端的电压等于、大于和小于小灯

泡的额定电压,

(补充实验步