专题3.6-3　电能测定小灯泡的功率（原卷版）

第3章能量的转化与守恒3.63电能——测定小灯泡的功率目录TOC\o"13"\h\z\u 1 1 3 4【基础巩固练】 4【发散思维练】 7【核心素养练】 9【中考提分练】 101.电学实验的基本操作（1）连接电路时：开关处于断开状态；滑动变阻器的滑片处于阻值最大处。调节滑动变阻器的过程中，首先要明白向什么方向移动滑片可以使变阻器连入电路阻值变大或变小，使小灯泡两端电压变大或变小。（2）正确使用电流表和电压表：恰当选择电流表和电压表的量程。根据小灯泡的额定电压来确定电源电压及电压表的量程，然后估测小灯泡正常工作时的电流，再确定电流表的量程。如何测量白炽灯泡的功率：利用电能表、停表分别测出白炽灯消耗的电能和所用时间，根据P＝W/t获得功率。2.实验室测定小灯泡的功率(1)原理：P=UI。只有在灯泡两端的电压等于额定电压时，灯泡才能正常发光，此时的功率为额定功率。(2)实验器材：小灯泡、电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、导线。(3)实验记录表格(4)实验步骤：①按电路图连接好电路；②闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，并记录此时电流表和电压表的示数；③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数(注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)；④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数；⑤根据P＝UI，计算出三种情况下小灯泡的电功率；⑥断开电路，整理器材。(5)结论：通过实验发现，用电器两端的电压不同，电功率就不同，小灯泡两端电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。(6)实验注意事项：①选择的器材规格要合适。电流表的量程要大于小灯泡的额定电流，电压表的量程要大于小灯泡的额定电压。滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流。②连接电路时开关应处于断开状态，滑动变阻器调到阻值最大处。③在使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡。【点拨】对于多次实验测得的功率值不能像伏安法测电阻一样求平均值，因为小灯泡的电阻随温度的改变而改变。灯泡亮暗的判断(1)若灯泡都正常发光，则额定功率大的亮，因为灯泡在各自的额定电压下工作时，实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡，实际功率就大，灯泡就亮。(2)若灯泡串联且不正常发光，电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮，它的实际功率就越大，在串联电路中，由于各处电流都相等，根据P=I2R知，灯泡的电阻越大，灯泡的实际功率就越大，而灯泡的电阻可由P额和U额进行比较，根据知，当U额相同时，P额越小，R越大；当P额相同时，U额越大，R越大。(3)若灯泡是并联的且不正常发光，电阻小的灯泡较亮。在并联电路中，由于各支路两端的电压相等，根据，灯泡的电阻越小，灯泡的实际功率就越大，灯泡就越亮，灯泡电阻的比较方法同上。两灯的额定功率和电阻的大小，还可以根据灯丝的粗细长短来比较。细而长的电阻大，额定功率小；粗而短的电阻小，额定功率大。【常考】知道测定小灯泡的功率的实验方法【例1】在“测定小灯泡电功率”的实验中，小明选取了一个标有‘2.5V”的小灯泡和必要的实验器材，连接的实物电路如图甲所示。(1)闭合开关前，老师发现图甲中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“x”，并用笔画线代替导线将实物电路连接正确(只改动一根导线)。(2)闭合开关S后，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障原因可能是。(3)排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示为，则小灯泡的额定功率为。【例2】某同学为了测量一个额定电压为2.5V、额定功率估计为1W的小灯泡的实际功率，准备了如下实验器材：电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、两节干电池、待测的小灯泡、开关和一些导线。(1)为完成实验，还需要一个。(2)此次实验中，电流表应使用的量程，电压表应使用的量程。(3)实验记录的数据如下表所示，其中根据第次测得的数据计算得出的结果是小灯泡的额定功率；第次的实验数据是电流表的示数读错了；第3次测得的小灯泡的实际功率为W。【基础巩固练】1.在今年的实验技能考试中，实验桌上准备的器材有：学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干。在做测量小灯泡的电功率实验时，小明在连接电路的过程中，由于疏忽，把两表的位置颠倒了，其他连接正确无误，当开关闭合后，所产生的现象是（）A.电流表将被烧坏B.电压表将被烧坏C.电压表有读数，电流表的读数几乎为零D.电流表有读数，电压表的读数几乎为零2.在测定小灯泡电功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表。分析数据得到的下列结论，正确的是（）A.灯丝的电阻随电压增大而减小B.小灯泡的额定功率为0.8WC.小灯泡的额定功率为四次电功率的平均值D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比3.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示，下列说法中正确的是(设灯丝电阻不变)（）A.甲灯的实际功率一定是25WB.将乙灯接人110V电路中，它的实际功率为50WC.两灯均正常发光时，乙灯消耗的电能较多D.两灯均正常发光时，甲灯灯丝电阻较大4.研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（）A.该电路所示实验可研究电功率与电压的关系B.该实验能得出电流相同时电功率与电压成正比C.小灯泡电功率的大小可通过灯泡的亮度来比较D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同5.(舟山中考)在探究小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验中，小组同学猜想：小灯泡的电功率可能与电压、电流有关，于是他们设计了如图所示的三个电路图：(1)你认为图电路可以研究小灯泡的电功率与电压的关系，理由是。(2)小组同学经过分析讨论，选择正确的电路进行实验，得出了小灯泡的电功率与电压关系的正确实验结论，支持该结论的实验现象是。6.如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，滑动变阻器有A规格“10Ω2A”B规格“50Ω1A”可选。(1)本实验应该选择规格的滑动变阻器，连接电路时，开关应。(2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。(3)闭合开关后，小刚发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是。(4)当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为V。要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向(选填“A”或“B”)端移动，使电压表示数为2.5V。7．在一次测量小灯泡额定功率的实验中，（电源由三节新干电池串联组成）聪明而粗心的小刚连接了如图（A）所示的电路。同组的小明发现电路连接有错。问：（1）如果闭合图示电路中的开关，电压表的读数约为V，电流表的读数约为A，小灯泡发光情况为。（正常发光/可以发光/亮度较暗/不发光）（2）小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小刚眼珠一转，在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。在图（A）中画出小刚改动的那条导线。（3）小灯泡上标有“2.5V”字样（灯泡额定功率约为1W），则实验时，在闭合开关S之前应该将。闭合开关后，发现电压表示数如图（B）所示，则应该将滑动变阻器的滑片P向移动（左/右），将电压表的示数调整到V。如果此时电流表的示数如图（C）所示，则该小灯泡的额定功率是W，该小灯泡的电阻是Ω。8．同学在测标有“2.5V”字样的小灯泡功率实验时，他的电路已经连成如下图甲所示．（1）请你用笔画线代替导线，帮他把电压表正确连入电路，连线不能交叉。在连接好电路后，要先将滑动变阻器滑片P移至端（选填“A”或“B”）后，开关才能闭合。（2）如果用干电池作电源，他至少要用节。（3）图乙是根据实验数据绘制成的IU图象。当P在某位置时，电压表示数为1.5V，灯泡电阻为Ω，灯泡发光较暗，要使灯正常发光，应将滑片P向端（选填“A”或“B”）移动，灯泡的额定功率为W。【发散思维练】9.某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是()A．闭合开关前，滑片P应滑到B端B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率D．小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮10．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接入电路的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是()A．电压表的正、负接线柱接反了B．电压表的量程选择不合适C．电压表坏了D．电压表与滑动变阻器并联11.如图所示，电源电压为6V，一只标有“3V3W”的小灯泡与一个最大阻值为9Ω的滑动变阻器串联，在保证电路安全工作的前提下，电路消耗的最大功率和滑动变阻器两端的最大电压分别为()A．6W4.5VB．4.5W6VC．6W6VD．9W4.5V12.小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则()A．小灯泡额定功率为7.5WB．在5V电压下小灯泡的功率为7.5WC．在1V电压下小灯泡的功率为7.5WD．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W13.某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用小灯泡是额定电压为“2.5V”和“4.5V”中的一个。他正确连接电路，实验步骤正确。闭合开关S，观察到电压表、电流表的示数分别为2V和0.2A。过了一会儿，小灯泡突然熄灭，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表的示数始终为V，则电源电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为，他换用一个相同规格的小灯泡接入电路，重新进行实验，当小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在滑动变阻器的中点上，电压表的示数如图所示，则小灯泡的额定电压为V，额定功率为W。14.在测量“小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，选用电压恒为6V的电源，额定电压3.8V的小灯泡，滑动变阻器“20Ω，1A”。(1)请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。(要求：滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗，连线不能交叉)(2)若实验时，上述电路中电压表上标有“15V”的接线柱已损坏，且暂无条件修复，在不更换、不损坏器材的情况下，为了能继续完成实验，你的方法及完整操作是。(3)爱探究的小强用另一只电流表A2和一个10Ω的定值电阻R，连接了如图丙所示的电路，同样测出了额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。具体操作是：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光。此时电流表A2的示数如图乙所示，电流表A1的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为W。【核心素养练】15.(科学思维)在“测量小灯泡额定功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：小灯泡(额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。若实验室只有：R1(10Ω1A)、R2(50Ω0.2A)、R3(100Ω0.5A)三种规格的滑动变阻器可供选择。(1)请在虚线框内画出实验电路图。(2)通过估算，滑动变阻器应选择(选填“R1”“R2”或“R3”)。(3)同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图甲所示，造成这种现象的原因是。(4)同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是。为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是，读出并记录电流表的示数。(5)当小灯泡正常发光时，电流表的示数(如图乙所示)为，则小灯泡的额定功率为。【中考提分练】16.（湖州中考）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)。(1)为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用________(选填“A”或“B”)。A.“10Ω5A”的滑动变阻器B.“50Ω0.5A”的滑动变阻器(2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是______。(