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文档简介
专题37测量小灯泡的电功率
【核心考点讲解】
测量小灯泡的电功率
1、实验原理:P=UI
2、实验电路图:
3、实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5V)、开关、导线若干。
4、实验步骤
(1)按照电路图连接实物电路,连接过程中开关处于断开状态。
(2)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为U1,读出电流表的示数为II,灯泡
亮度较暗。
(3)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为U2,读出电流表的示数为12,灯泡
正常发光。
(4)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为U3,读出电流表的示数为13,灯泡
亮度较亮。
5、实验结论
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光;
当U实〈U额时,P实<P额,小灯泡发光较暗;
当U实>U额时,P实〉P额,小灯泡发光较亮;
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率,实
际功率越大,亮度越亮。
【必刷题型精练】
1.(2021•陕西中考)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
0
L
七
图1图2
(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“X”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/W
11.50.28
22.5
33.00.38
(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L5V时,小灯泡的亮度比正常发光
时O
2.(2021•威海中考)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小灯
泡和滑动变阻器、L5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10。1A”,请用笔画
线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝
断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想是错误的;
又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想是正确的。(两空均选填“①”、"②”或“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表的指针如图乙所示,小
灯泡的额定功率为Wo
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关,保证小灯泡发光的情
况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对实验器材进行调整,下列措施可行的
是:、o(填字母代号)
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
3.(2021•镇江中考)某小灯泡的额定电流为0.3A,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
甲乙丙
(1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)闭合开关进行实验时,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为
V、电流表的示数为A。
(3)小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为Wo
(4)为测量该小灯泡的额定功率,小强设计了图丙所示实验电路,所用电源电压恒定,Ri、R2均为电阻箱(0〜
999.9。)。
①实验步骤如下:
第1步;仅闭合Si,R2调至5。时,电流表的示数为0.3A。
第2步:仅闭合S2、Ri、R2分别调至6。和9。时,电流表的示数为0.3A。
则小灯泡正常发光时的电阻为。,额定功率为Wo
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整,其中仍能完成测量的有。
A.将Ri换成导线
B.将R2换成导线
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2
4.(2021•资阳中考)小明所在实验小组要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的实验器材如下:
A.待测小灯泡一个(额定电压2.5V,电阻约为10Q)
B.电源一个(电压6V)
C.电流表一■个(量程0〜0.6A和。〜3A)
D.电压表一个(量程0〜3V和0〜15V)
E.滑动变阻器Ri(最大阻值10。,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值50。,额定电流0.5A)
G开关一个,导线若干
(1)实验前选择实验器材时,为了实验结果尽可能准确,小明他们应该选用的滑动变阻器是(选填仪
器前的字母代号)。
(2)经过讨论,实验小组设计了图甲所示的实验电路,并根据图甲完成了部分实验器材的连接,如图乙所示;
请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现小灯泡不发光、电压表无示数,但电流表有示数,造成这一现象的原
因口」能是O
(4)排除故障后重新开始实验,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片使电压表读数U=2.5V、小灯泡正常发光时,
电流表示数如图丙所示,则可以求得小灯泡的额定功率Po=W„
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,能否测出小灯泡额定功率呢?实验小组经过讨论,设计了如图丁所
示的实验电路,他们向实验老师要了一只Ro=5C的定值电阻,并利用原有器材,进行了如下实验操作:
T
①按照图丁所示电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数11=A时,小灯泡正常发光;
③断开开关,保持不变,将电流表改接在小灯泡所在支路中,再闭合开关S,读出电流表示数12;
④写出小灯泡额定功率的测量式:Po=(用11、12、Ro等字母表示)。
5.(2021•鞍山中考)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻
器的规格为“20。1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打
“义”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,
应将滑片适当向(选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为W;
(4)测量小灯泡的电功率(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是;
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小AR1,相应的小灯泡的阻值变化AR2,则
AR1AR2(选填“〈”或“=”);
(6)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V,
定值电阻R的阻值为请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、Si闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,Si断开,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻器的滑片移至最(选
填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡的额定功率为P额=Wo
6.(2021•德州中考)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
甲乙丙
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流表
示数变大,连线不得交叉。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现该状况的原因是o
(填字母序号)
A.电流表内部断路了
B.灯座内部出现了短路
C.灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所
示,其读数为A,小灯泡的额定功率为W»
(4)该实验装置不能完成的实验是o(填字母序号)
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
(5)另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用,老师给她一个已知阻值为Ro的定值电阻,同学们
设计了如图丙所示的电路,并正确测出小灯泡的额定功率,已知电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关S、Si,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额;
②闭合开关S,断开Si,再闭合S2,保持滑动变阻器滑片P位置不动,读出此时电压表的示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额=o(用U额、U、Ro表示)
7.(2021•梧州中考)小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验,所用的小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲为小亮连接的实物电路,请你帮他补充完整:
(2)电路连接正确后,闭合开关前、应将滑动变阻器的滑片移到(选填“左”或“右”)端:闭合开关
后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这种现象的原因是(写出一种合理情况即可);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示为A,
此时计算出小灯泡的实际功率为W;
(4)根据实验数据绘制成了U-I图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是
W,并可归纳出:小灯泡两端的实际电压越,实际功率越大。
(5)完成上述实验后,小亮进一步思考,在没有电流表的情况下,能否测量小灯泡的额定功率?他想利用一个
定值电阻Ro接在原电路电流表的位置,设计的电路图如图丁所示,然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U
额,接着保持滑片位置不变,将电压表点(选填"A”或"B”)的接线改接到C点,观察并记录电压表
示数为U,则小灯泡的额定功率可表示为P额=(用Ro、U额、U等物理量符号表示),所选用的定值电
阻Ro的阻值不得超过0。
8.(2021•宿迁中考)兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,有电流表、电压表各一个,开关、导线若干,
电源的电压恒为6V,小灯泡Li的额定电压为3.8V,正常发光时电阻约为10。,滑动变阻器有规格为“10。L5A”
的R1和规格为“20。1A”的R2O
(1)为了完成实验,选择滑动变阻器R1等器材,进行如图甲所示的电路连接,请用笔画线代替导线,将电路连
接完整,并指出连接电路时的错误之处o
(2)实验时,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表无示数。用导线连接电流表两端,灯泡发光,则故障原
因是电流表。
(3)更换新的电流表,完成测量后,小华将小灯泡Li更换为额定电压2.5V,正常发光时阻值约为8Q的L2。
为了测量它的额定电功率,需用滑动变阻器R2替换电路中的R1,其目的是0
(4)小明认为不用电流表,同样能测量出灯泡L2的额定功率,设计了图乙所示的电路,请你帮他补全实验步骤:
①将滑动变阻器调到最大阻值且保持不变,闭合开关S,将Si拨向触点,调节另一滑动变阻
器的阻值,使电压表的示数为U额。
②再将开关Si拨向另一触点,读出电压表示数为U,滑动变阻器的最大阻值分别为Ri、R2O则灯泡L2的额定
功率表达式为P额=O
9.(2021•丹东中考)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小明设计了如图甲所示的电路图。已知小灯泡的额定电
甲乙丙
(1)小明同学连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中发现,小灯泡变亮时电压表示数反而减小,
小灯泡变暗时电压表示数反而增大,经检查所用器材均完好,你认为原因可能是。
(2)重新正确连接好电路后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,
则小灯泡额定功率为Wo
(3)接下来,小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向(选
填“A”或"B”)端调节。
(4)小明又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1最大阻值为Ro,小灯泡额
定电压为U额(U额小于电源电压)。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关Si、S3,调节滑动变阻器R2滑片,使电压表示数为U额,小灯泡正常发光。
②闭合开关Si、S2,使滑动变阻器R2滑片(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),滑
动变阻器R1滑片(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记下此时电压表示数为Ui。
③闭合开关,滑动变阻器R2滑片(选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记
下此时电压表示数为U2。
④小灯泡额定功率P额=(选用字母Ui、U2、U额、Ro表示)。
10.(2021•营口中考)小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率(电源电压
恒定)。实验步骤如下:
(1)开关闭合前,应将滑片移到变阻器的(选填“最左”或“最右”)端;
(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,电流表有示数,而电压表没有示数,故障的原因可能是小灯泡(选
填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,移动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为IV,此时应将变阻器的滑片向(选
填“左”或“右”)滑动,直到电压表的示数为2.5V时为止,此时电流表的示数如图乙所示,则电流值为A,
小灯泡的额定功率为W„
(4)根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示,该图像不是直线的原因
是。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮,是因为小灯泡的亮度是由它的决定的。
(5)小刚又设计了如图丁所示的电路,测出了只标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定,变
阻器R1的最大阻值为10。,实验操作如下:
①闭合S1,断开S2,移动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.3A;
②闭合S2,断开Si,保持变阻器R1的滑片位置不动,移动变阻器R2的滑片,使电流表的示数仍为0.3A;
③,将变阻器R1的滑片移到最左端,电流表的示数为0.6A,再将变阻器Ri的滑片移到最右端,电流表
的示数为0.2A;
④小灯泡的额定功率为Wo
专题37测量小灯泡的电功率
【核心考点讲解】
测量小灯泡的电功率
1、实验原理:P=UI
2、实验电路图:
3、实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5V)、开关、导
线若干。
4、实验步骤
(1)按照电路图连接实物电路,连接过程中开关处于断开状态。
(2)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为U1,读出电流
表的示数为II,灯泡亮度较暗。
(3)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为U2,读出电流
表的示数为12,灯泡正常发光。
(4)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为U3,读出电流
表的示数为13,灯泡亮度较亮。
5、实验结论
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光;
当U实〈U额时,P实<P额,小灯泡发光较暗;
当U实>U额时,P实〉P额,小灯泡发光较亮;
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;小灯泡的亮度取决于小
灯泡的实际功率,实际功率越大,亮度越亮。
【必刷题型精练】
1.(2021•陕西中考)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P=UI
(2)闭合开关前滑片P应移至b(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“X”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断路。
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/W
11.50.28
22.5
33.00.38
(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0.34A„
(5)分析实验数据,小灯泡的额定功率为0.85W。当电压表示数为1.5V时,小灯
泡的亮度比正常发光时暗。
解:(1)测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI;
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P滑到阻值最大处b端;
由图可知,电源电压为3V,电压表应选。〜3V的量程,如图所示:
图2
(3)小灯泡都不发光,电流表指针几乎不偏转,则电路可能断路,而电压表有示数,说
明电压表与电源连通,则原因可能是与电压表并联的灯泡断路;
(4)由图2和图3可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,流过电阻的电流为0.34A;
(5)因为灯泡的额定电压为2.5V,电流表的示数为0.34A,则灯泡的额定功率:P=UI
=2.5VX0.34A=0.85W;
当电压表示数为1.5V时,小灯泡两端的电压小于额定电压,故小灯泡的亮度比正常发光
时暗。
答案:€1)P=UI;(2)b;如图所示;(3)断路;(4)0.34;(5)0.85;暗。
2.(2021•威海中考)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器
材有:不同规格的小灯泡和滑动变阻器、L5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为
“10Q1A”,请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连
入电路的阻值最大。
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的
原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她再观察,发现电流
表示数为零,由此可判断猜想②是错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确
定猜想①是正确的。(两空均选填“①”、"②”或“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表
的指针如图乙所示,小灯泡的额定功率为1.14Wo
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关,
保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对
实验器材进行调整,下列措施可行的是:B、Co(填字母代号)
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
解:(1)连接电路图,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大,滑动变阻器采用
一上一下的连接方式,故选择右下接线柱,因小灯泡的额定电压为3.8V,选择电压表的
量程为。〜15V,与小灯泡并联连接,连接电路如图所示:
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,电流表示数为零,
可以判断电路是断路,由此可判断猜想小灯泡短路是错误的;又进一步观察到电压表有
示数,说明电压表与电源之间的电路连接是通路,最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正
确的;
(3)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.3A,此
时小灯泡的电压为额定电压3.8V,根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为:P=UI
=3.8VX0.3A=1.14W;
(4)闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,
说明小灯泡两端的电压较大,应采取措施减小灯泡两端的电压,根据串联电路中电流和
电压规律可知,可以通过增加电路中总电阻的方法,降低电路中的电流,使灯泡两端的
电压减小,故换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法可行,故A错误,B
正确;还可以从电源电压考虑,减小电源电压,即减少电池个数,故C正确,D错误;
故选:BC;
答案:⑴如图所示;⑵②;①;⑶1.14;(4)B;C;
3.(2021•镇江中考)某小灯泡的额定电流为0.3A,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
甲乙丙
(1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)闭合开关进行实验时,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发
现电压表的示数为3V、电流表的示数为0Ao
(3)小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为0.36W,
(4)为测量该小灯泡的额定功率,小强设计了图丙所示实验电路,所用电源电压恒定,
Ri、R2均为电阻箱(0—999.9(1)。
①实验步骤如下:
第1步;仅闭合Si,R2调至5。时,电流表的示数为0.3A。
第2步:仅闭合S2、Ri、R2分别调至6。和9。时,电流表的示数为0.3A。
则小灯泡正常发光时的电阻为10fl,额定功率为0.9Wo
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整,其中仍能完成测量的有ACDo
A.将Ri换成导线
B.将R2换成导线
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器
D.在实验操作时,先闭合的开关是S2
解:(1)实验中,要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压,所以滑动变阻器应与小
灯泡串联,如图甲所示,滑片位于滑动变阻器的右端,要使其接入电路的阻值最大,应
选择左侧下接线柱接入电路,如图所示;
(2)闭合开关,导线M断路时,小灯泡开路,电压表在电路中相当于断开,则电路中
的电流几乎为零,即电流表的示数为0A;电压表相当于测量电源两端电压,即电压表的
示数为3V;
(3)由图甲可知,电压表测量小灯泡两端电压,由图乙可知,电压表所选量程为0〜3V
的量程,分度值为0.1V,示数为:1.5V;电流表所选量程为。〜0.6A的量程,分度值为
0.02A,示数为:0.24A,小灯泡此时的功率为:P=UI=1,5VX0.24A=0.36W;
(4)①在第1步实验中,仅闭合Si,R2调至5。时,R2与L串联,电路中的电流为0.3A,
即通过小灯泡的电流ILI=I额=0.3A,小灯泡正常发光,
电路中的总电阻为:M§=R2+RL;
在第2步实验中,仅闭合S2、R1与R2串联,当电路中的电流仍为0.3A时,电路中的总
电阻为:R总'=R2'+R1;
由欧姆定律可知,在电源电压恒定时,两次电路中的电流相等,则两次电路的总电阻相
等,即R总=Rj,
由此可得:5O+RL=9O+6。,
则小灯泡正常发光的电阻为:RL=10。,
小灯泡的额定功率为:P额=1;额1额=1额2RL=(0.3A)2X10H=0.9W;
②在设定的4种调整中,只要能测出小灯泡正常发光时的电阻,就可利用公式P额=11额
I额=1额2RL求得小灯泡的额定功率。
A、将R1换成导线。当只闭合Si时,L与R2串联,调节R2,使电流表的示数为0.3A,
则小灯泡正常发光,读出电阻箱的阻值为R2;当只闭合S2时,L被短路,调节R2,使
电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱R2的阻值为R2',则小灯泡正常发光的电阻为:
RL=R2'-R2,故A调整仍能完成小灯泡额定功率的测量;
B、将R2换成导线。当只闭合Si时,只有L连入电路,电路中的电流大小不一定刚好为
0.3A,故不能确保小灯泡是否正常发光;若同时闭合Si、S2,L与Ri并联,两者互不影
响,也不能确保L是否正常发光,故B调整不能完成小灯泡额定功率的测量;
C、将R2换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合Si时,L与滑动变阻器串联,调节滑动
变阻器,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光;当只闭合S2时,保持滑动变阻器
的滑片位置不变,调节R1,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的阻值为Ri,则小
灯泡正常发光的电阻为:RL=RI,故C调整仍能完成小灯泡额定功率的测量;
D、在实验操作时,先闭合的开关是S2。如图丙所示,当仅闭合S2时,R1与R2串联,
分别调节两个电阻箱,使电流表的示数为0.3A,
读出两电箱的示数分别为:R1和R2;当仅闭合Si时,L与R2串联,调节R2,使电流表
的示数为0.3A,则小灯泡正常发光,读出电阻箱R2的阻值为R2',
则小灯泡正常发光的电阻为:RL=RI+R2-R2',故D调整仍能完成小灯泡额定功率的
测量;
故选:ACDo
答案:(1)如图所示;(2)3;0;(3)0.36;(4)①10;0.9;②ACD。
4.(2021・资阳中考)小明所在实验小组要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的实验器材
如下:
A.待测小灯泡一个(额定电压2.5V,电阻约为10Q)
B.电源一个(电压6V)
C.电流表一■个(量程0〜0.6A和。〜3A)
D.电压表一个(量程。〜3V和0〜15V)
E.滑动变阻器Ri(最大阻值10Q,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值50Q,额定电流0.5A)
G开关一个,导线若干
(1)实验前选择实验器材时,为了实验结果尽可能准确,小明他们应该选用的滑动变阻
器是(选填仪器前的字母代号)。
(2)经过讨论,实验小组设计了图甲所示的实验电路,并根据图甲完成了部分实验器材
的连接,如图乙所示;请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现小灯泡不发光、电压表无示数,但电流表有示
数,造成这一现象的原因可能是小灯泡短路。
(4)排除故障后重新开始实验,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片使电压表读数U=2.5V、
小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则可以求得小灯泡的额定功率Po=0.65
Wo
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,能否测出小灯泡额定功率呢?实验小组经过
讨论,设计了如图丁所示的实验电路,他们向实验老师要了一只Ro=5Q的定值电阻,
并利用原有器材,进行了如下实验操作:
T
①按照图丁所示电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数11=0.5A时,小灯泡正常发光;
③断开开关,保持变阻器滑片P的位置不变,将电流表改接在小灯泡所在支路中,
再闭合开关S,读出电流表示数12;
④写出小灯泡额定功率的测量式:Po=I1I2R0(用11、12、Ro等字母表示)。
解:(1)(2)灯的额定电压2.5V,电阻约为10C,由欧姆定律,灯的电流约为I=EL=
R
区黑=0.25A,故电流表选用小量程与灯串联,
10。
变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联接入电路中,因为小灯泡的额定电压为2.5V,
所以电压表选用小量程与灯泡并联,如下所示:
灯的额定电压为2.5V,由串联电路的电压规律可知;滑动变阻器两端的电压为:
U?»=U-U额=6V-2.5V=3.5V,根据分压原理,=,
滑动变阻器的阻值至少为:RXRL=2i_5V_X10(1=14(1,故应选用F中的R2“50。
2.5V
0.5A”的滑动变阻器;
(3)闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,但小灯泡不发光,而电压表无示数,
则电路中故障可能是小灯泡短路了;
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光,由
图丙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.26A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5VX0.26A=0.65W;
(5)②小明增加了一只5。的定值电阻Ro,因当电流表示数为11=也=区穿_=0.5A
Ro5Q
时,Ro两端的电压一定为2.5V,
根据并联电路电压的特点,灯的电压为2.5V,灯一定正常发光,所以,闭合开关,调节
滑动变阻器滑片,使电流表示数为0.25A时,灯泡正常发光;
③断开开关,保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变,将电流表改接在
所在灯支路中,此时电路的连接关系没有改变,只是电流表由原来测通过R的电流变为
测通过灯的电流12,R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变,灯仍正常发光,通
过灯的电流12即为灯正常发光时的电流大小;
④小灯泡额定功率的表达式为P额=11额I额=Ill2R0。
答案:(1)F;(2)见上图;(3)小灯泡短路;(4)0.65;(5)②0.5;③变阻器滑片P的
位置;④IibRo。
5.(2021•鞍山中考)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定
电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20。1A”。
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有电压表有示数,经检查发现有根导线连
接错误。请在错误导线上打“义”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测
量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向左(选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为
0.625W;
(4)测量小灯泡的电功率不需要(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,
原因是灯泡在不同电压下的功率不同;
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小AR1,相应的小灯
泡的阻值变化AR2,则AR]>AR2(选填“〈”或“=”);
(6)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功
率。已知电源电压为9V,定值电阻R的阻值为10Q。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、Si闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V时,
灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关s、S2闭合,Si断开,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻
器的滑片移至最左(选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡的额定功率为P额=0.9W。
解:
(1)观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误,电压表串联在电路中,所以闭
合开关后,导致电压表测量电源电压,电压表有示数,由于电压表相当于开路,则电流
表的没有示数;要测灯的额定功率,应将电压表并联在灯泡两端,如下图:
(2)图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.8V,小于灯泡的额定电压2.5V,
应增大灯泡的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理
可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动,直到电压表示数为
灯泡的额定电压2.5V;
(3)根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电
流为0.25A,则小灯泡的额定功率是:
P额=U额1额=2.5VX0.25A=0.625W;
(4)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是灯泡在不同电压下的功率不
同;
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,灯泡两端电压增大,
电流也增大,根据欧姆定律可知电路中总电阻变小,
由于灯泡两端电压增大,电流增大,则灯泡的功率变大,由于灯泡电阻受温度的影响,
则灯泡的电阻会变大,
根据R=R滑+R灯可知:只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量AR1大于灯泡的阻值
增加量△R2才会让总电阻变小;
(6)根据上面的分析,具体步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联,电压表测变阻器
的电压,要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压:UL=U额=3V,
根据串联电路电压的规律可得:LT^=U-UL=9V-3V=6V,所以,调节滑动变阻器的
滑片,使电压表的示数为6V,则灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,Si断开,滑动变阻器的全部电阻R'与定值电
阻R串联,电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压,此时电压表示数为U右=4V;
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,所以需要
测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表示数为
滑动变阻器两端的电压,即U'=7V;
③在②中,滑动变阻器的全部电阻R'与定值电阻R串联,
根据串联电路电压的规律可得,R的电压为:
UR=U=U'=9V-7V=2V,
由分压原理可得:
R右u右
所以变阻器滑片右边电阻的阻值:
100=20。;
UR2V
故在①中,灯的额定电流为:
6V
IL===0.3A,
20^
则小灯泡的额定功率:
P额=ULIL=3VX0.3A=0.9W。
答案:(1)电压表;如上所示;(2)左;(3)0.625;(4)不需要;灯泡在不同电压下的
功率不同;(5)>;(6)①6;②左;③0.9。
6.(2021•德州中考)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P
向A端移动时,电流表示数变大,连线不得交叉。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出
现该状况的原因是Bo(填字母序号)
A.电流表内部断路了
B.灯座内部出现了短路
C.灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时
电流表的示数如图乙所示,其读数为0.3A,小灯泡的额定功率为0.75W,
(4)该实验装置不能完成的实验是Co(填字母序号)
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
(5)另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用,老师给她一个已知阻值为
Ro的定值电阻,同学们设计了如图丙所示的电路,并正确测出小灯泡的额定功率,已知
电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关S、Si,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压
U额;
②闭合开关S,断开S1,再闭合S2,保持滑动变阻器滑片P位置不动,读出此时电压表
的示数为U;
U-USK
③小灯泡额定功率的表达式P额=U额X一一一以_。(用U额、U、Ro表示)
P-o一
解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选用小量程,滑动变阻器的滑片P向A端
移动时,电流表示数变大,电阻变小,故左下接线柱应接入电路,如图所示:
(2)A.若电流表内部断路了,则整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意;
B.若灯座内部出现了短路,电压表没有示数,电路为通路,电流表有示数,符合题意;
C.若灯泡的灯丝断了,电流表没有示数,电压表串联在电路中测电源电压,有示数,不
符合题意;
故选:B;
(3)由图乙可知,当电压表的示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数
为0.3A,小灯泡的额定功率为:P=UI=2.5VX0.3A=0.75W;
(4)A.将电流表分别串联在电路中的不同位置,可以测出不同位置的电流,故可探究串
联电路中的电流规律;
B.用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压,故可探究串联电路中的
电压规律;
C.探究电流与电压的关系,要控制电阻大小不变,而灯的电阻随温度的变化而变化,故
不能探究电流与电压的关系;
故选:C;
(5)实验步骤:
①闭合开关S、Si,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;
②不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为
U;
③在①中,电压表测灯的电压,灯正常发光,在②中,电压表测灯与定值电阻的电压,
因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,
根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压:Uo=U-U额,
U-U既
由欧姆定律可得,灯泡的额定电流:IL=IO=——婴,
R。
U-Ugfi
所以小灯泡额定功率的表达式:P额=11额IL=U额X——生。
Ro
U-Ugfi
答案:(1)见解答;(2)B;(3)0,3;0.75;(4)C;(5)U额X-----竺。
R0
7.(2021•梧州中考)小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验,所用的小灯泡额定电压为
2.5V。
(1)图甲为小亮连接的实物电路,请你帮他补充完整:
(2)电路连接正确后,闭合开关前、应将滑动变阻器的滑片移到右(选填“左”
或“右”)端:闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这种
现象的原因是灯泡短路(写出一种合理情况即可);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2V时,电流表示
数如图乙所示为0.16A,此时计算出小灯泡的实际功率为0.32W:
(4)根据实验数据绘制成了U-I图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小
灯泡的额定功率是0.5W,并可归纳出:小灯泡两端的实际电压越大,实际功
率越大。
(5)完成上述实验后,小亮进一步思考,在没有电流表的情况下,能否测量小灯泡的额
定功率?他想利用一个定值电阻Ro接在原电路电流表的位置,设计的电路图如图丁所
示,然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额,接着保持滑片位置不变,将电压表_B
点(选填"A”或"B”)的接线改接到C点,观察并记录电压表示数为U,则小灯泡的
u-u既
额定功率可表示为P堀=U^x——竺一(用Ro、U额、U等物理量符号表示),所选
叫一
用的定值电阻Ro的阻值不得超过2.5。。
(2)电路连接正确后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端;
闭合开关,电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表的示数为0V,产生
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