18.3 测量小灯泡的电功率（分层作业）-九年级物理全一册同步备课系列（人教版）【解析版】

18.3测量小灯泡的电功率一、测量小灯泡的电功率1．灯泡的亮度决定于（）A．灯泡的电阻 B．灯泡的额定功率C．灯泡的实际功率 D．灯泡的额定电压【答案】C【详解】灯泡只有在额定电压下，灯的实际功率才等于额定功率，灯的亮度取决于灯的实际功率，故选C.【点睛】灯泡工作时，消耗电能转化为光能，比较灯的亮度就是要比较在一定时间内消耗电能的多少，即实际电功率的大小，从中选答案。2．关于标有“12V6W”的小灯泡，下列说法中正确的是（）A．小灯泡的额定电压是6V B．小灯泡的实际电压是12VC．小灯泡的实际功率是6W D．小灯泡正常发光时的功率是6W【答案】D【分析】“12V6W”表示灯泡的额定电压是12V，额定功率是6W。【详解】“12V6W”表示灯泡的额定电压是12V，额定功率是6W，灯泡正常发光时，灯泡的实际功率等于额定功率，故D正确。3．小明同学有两个外形一模一样的小灯泡，上面分别标有“3.8V”和“2.5V”的字样，小明认为小灯泡正常发光时，一定是“3.8V”的灯泡较亮，小明的观点______（选填“正确”或“不正确”），理由是______。【答案】不正确；灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，不是由额定电压决定。【详解】灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，不是由额定电压决定的。灯泡正常发光时，灯泡的实际功率等于额定功率，因不知道灯泡的额定功率，所以无法比较亮度，所以小明的观点不正确。4．测量小灯泡的电功率实验原理____________，连接电路时开关应该________，滑动变阻器的滑片应调到________处，滑动变阻器在实验中作用________、________。【答案】P=UI；断开；阻值最大；保护电路，控制灯泡两端电压。【详解】测量小灯泡的电功率实验原理P=UI测量小灯泡的电功率实验时，连接电路过程中开关应该断开，滑动变阻器的滑片位于阻值最大处，该实验中滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。5．做“测定小灯泡的电功率”实验时，应使电流从电流表______(选填“正”或“负”)接线柱流进，电压表_______(选填“串联”或“并联”)在待测小灯泡两端，闭合电键前，要将滑动变阻器的滑片移至电阻_______的位置，该实验依据的原理是___________。【答案】正；并联；最大值；P=UI。【详解】电流表的连接是电流从正接线柱进，负接线柱出；测量小灯泡电功率实验需要测量灯泡两端的电压，所以电压表应该并联在待测小灯泡两端；连接电路时，开关闭合之前，滑动变阻器的滑片移至电阻阻值最大的位置；测量小灯泡电功率的实验原理是P=UI。6.我们在进行物理实验操作时，往往需要手、眼并用，张红同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当她用手移动变阻器滑片时，她的眼睛首先应观察______（选填“灯泡的发光情况”、“电压表的示数”或“电流表的示数”）。【答案】电压表的示数。【详解】在“额定电压下测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示数，使灯泡两端的电压达到额定电压，并读出此时通过灯泡的电流值，最后根据功率的计算公式，计算灯泡的额定功率。7．进行测量时，一般要分别测量小灯泡过暗、_______发光、过亮时三次的电功率，但不能用求平均值的方法计算电功率，只能用小灯泡正常发光时的电功率。（1）U实_____U额时、P实_____P额，用电器处于正常工作状态；（2）U实_____U额时、P实_____P额，用电器不能正常工作；（3）U实_____U额时、P实_____P额，用电器寿命减短，且容易烧坏。‍‍【答案】正常；（1）等于，等于；（1）小于，小于；（3）大于，大于。【详解】测量小灯泡的电功率时，一般要分别测量小灯泡过暗、正常发光、过亮时三次的功率。（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作。（2）当U实＜U额时，P实＜P额，用电器不能正常工作。（3）当U实＞U额时，P实＞P额，用电器不能正常工作，容易烧坏。8．学习小组想探究当小灯泡两端的电压增大时，其实际功率和亮度的变化情况。图甲是实验电路图，实验提供的小灯泡的额定电压为。（1）按图甲在图乙中正确连接实物，要求滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻值变小；

（2）正确连接电路后，闭合开关，小明发现电流表和电压表的指针都有偏转，灯泡却不亮。可能发生的故障是：___________（填一种即可）；（3）解决以上问题后，继续做实验。小明移动滑动变阻器的滑片，记录电压表示数、电流表示数及灯泡亮度如下表：数据序号电压电流灯泡亮度微微发光偏暗较亮亮很亮忽然烧坏由上表可得，小灯泡两端电压越大，它的实际功率___________（选填“越大”“越小”或“不变”）；小灯泡正常发光时的功率为___________W；（4）小红认为不需要滑动变阻器，只通过增加干电池（每节1.5V）的节数也能记录多组实验数据完成该探究实验，你觉得可行吗？___________。为什么？___________。【答案】（1）见下图；（2）变阻器连入电路中的电阻较大；（3）越大，1.75；（4）不行，增加干电池的节数，电压表的示数成1.5倍的增加，变化有规律，实验没有普遍性。【详解】（1）从电源的正极连接电流表、变阻器、灯泡、开关回到电源的负极，电压表和灯泡并联，由表中数据可知，电流表应选择0～3A的量程，电压表选择0～15V的量程，滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻值变小，滑动变阻器应一上一下串联入电路中，将变阻器右下角接线柱连入电路中，如图所示。（2）闭合开关发现两电表都有示数，说明电路为通路，灯泡却不亮，可能变阻器连入电路中的电阻较大，电路中的电流较小。（3）由表中数据可知，小灯泡两端电压越大，通过它的电流越大，由P=UI可知它的实际功率越大；小灯泡的额定电压是2.5V，由表中数据可知通过它的电流是0.7A，小灯泡正常发光时的功率P=UI=2.5V×0.7A=1.75W（4）实验中，不需要滑动变阻器，增加干电池的节数，电压表的示数成1.5倍的增加，变化有规律，实验没有普遍性，这样不可行。

二、特殊方法测电阻9．在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”实验中，实验室提供了如下器材：电源（电压U恒为8V），滑动变阻器（规格为“20Ω2A”），小灯泡（额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W），定值电阻R0，爱动脑筋的小聪利用上述器材想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整；（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______；（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0；（3）小灯泡的额定功率：P额＝______（用U额、U0、R0表示）若步骤（2）中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率______（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）5.5V；（3）U额U0/R，偏小。【详解】（1）检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为U=U总-U额=8V-2.5V=5.5V此时小灯泡正常发光；（2）滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测定值电阻R0两端的电压，读出电压表示数为U0；（3）在（2）中，由串联电路的电流规律和欧姆定律可知，灯泡的额定电流为I=I0=U0/R则小灯泡的额定功率P额=U额I额=U额U0/R。在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，会使电路中总电阻变大，电流变小，根据P＝UI分析可知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。10．小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。（1）正确连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电压表示数几乎等于电源电压，则可能的故障是_____；（2）故障排除后，移动滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_____；（3）小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法，其电路图（如图丙所示），已知R0＝5Ω，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为_____A时，再读出电流表A1的示数，才能算出小灯泡的额定功率。【答案】（1）灯泡断路；（2）0.75W；（3）0.5.【详解】（1）正确连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能有断路发生，电压表示数等于电源电压，则电压表两接线柱到电源间是通路，说明与其并联的灯泡断路。（2）灯泡两端电压等于2.5V时正常发光，由图乙可知，电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，此时通过灯泡的电流为0.3A，所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（3）由图丙知，R0与L并联再与滑动变阻器串联，两支路各有一个电流表。由题知，R0＝5Ω，为测灯泡的额定功率必须先使灯泡正常发光，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为2.5V/5Ω=0.5A由并联电路电压的规律知，灯泡的两端电压为UL=U0=2.5V再读出电流表A1的示数，由P=UI才能算出小灯泡的额定功率。11．小红做“用滑动变阻器改变小灯泡亮度”的实验，电源电压3V保持不变，小灯泡的规格是“2.5V0.3A”，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片到最右端，小灯泡仍不亮，但电流表示数有变化，则电路故障可能是_______。排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，改变小灯泡的亮度，当电流表示数为____A时，小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为___W。

【答案】小灯泡短路；0.3；0.75。【详解】闭合开关，小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路不是断路。移动滑动变阻器的滑片到最右端，小灯泡仍不亮，但电流表示数有变化，只能是小灯泡短路。根据小灯泡的规格是“2.5V0.3A”，可知改变小灯泡的亮度，当电流表示数为0.3A时，小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W12．小明通过如图1所示电路（部分实验器材的规格已标明）来测量小灯泡的额定功率和不在额定电压下的功率，并寻找小灯泡实际功率跟实际电压的关系。（1）请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大；_____（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图2所示位置，则接线柱_____间（填接线柱的数字编号）出现了_____（选填“短路”或“断路”）；（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，并将所有数据通过描点作图，得到小灯泡U﹣I图像如图3所示，则小灯泡的额定功率是_____W，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的_____（选填选项前字母）；A．“5Ω，2A”

B．“15Ω，2A”C．“25Ω，2A”

D．“30Ω，2A”

（4）结合实验目的，分析实验中缺少的证据是_____。【答案】（1）见下图；（2）⑥⑦，断路；（3）0.75，C；（4）见解析.【详解】（1）由图知，要使滑动变阻器连入电路阻值最大，应将左下接线柱连入电路中，如下图：

（2）由图2可知，电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压3V，说明电压表与电源连通，则与电压表两接线柱到电源间的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了，即接线柱⑥⑦间出现了断路。（3）由图3可知，灯两端电压等于额定电压为2.5V时，通过的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，此时电路中电流最小，由图3知，此时灯的电压为0.5V，通过的电流I=0.1A，根据串联电路的规律和欧姆定律，此时滑动变阻器连入电路中的阻值最大故选用“25Ω2A”的滑动变阻器，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。（4）由图3可知，实验中测出了灯泡两端的电压等于额定电压和小于额定电压的数据，但实验没有测出当灯泡两端的电压大于额定电压时的数据，所以实验得出的结论是不可靠的。13．在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源电压为4.5V。

（1）请用笔画线代替导线，将图1的电路连接完整___________；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________（选填“左”或“右”）端；（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为___________V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为___________W。（4）完成上述实验后，某同学设计了如图2所示的电路，仍用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光。②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数。③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，结合题中的数据分析，应选R0=____Ω的定值电阻才能测出小灯泡的额定功率。【答案】（1）见下图；（2）左；（3）2.5，0.75；（4）5.【详解】（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表先用小量程与灯并联，变阻器按“一下一上”连入电路中与灯串联，如图所示：

（2）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的左端。（3）灯在额定电压下正常发光，闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W（4）电源为3节新干电池组成，电源电压为4.5V，灯泡正常发光时电流为I=0.3A，由串联电路的电压特点可知，定值电阻和滑动变阻器两端的总电压U=U总-U额=4.5V-2.5V=2V由欧姆定律可知，定值电阻和滑动变阻器的总电阻6.7Ω<10Ω，因此定值电阻R0应选5Ω能满足测量要求。14．小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为的小灯泡电功率时，电源电压为，若所用器材均能满足实验需要。（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整______；（2）连接电路时，开关要______（选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值______位置；（3）实验过程中，当电压表示数为时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为______A，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω，小灯泡的额定功率为______W；（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的图像如图丙所示，由图像可知LED灯的电阻随电压的增大而______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为，结合图像可得该LED的额定功率为______W。【答案】（1）见下图；（2）断开，最大；（3）0.3，8.33，0.75；（4）减小，0.072.【详解】（1）滑动变阻器串联，一上一下，故用一根导线连接开关的右边接线柱和滑动变阻器下面的接线柱，用一根导线接在滑动变阻器上方的接线柱和电流表的正0.6A的接线柱即可，电压表并联在灯泡上，用一根导线接在灯泡的右端的接线柱，另外一端接在正3接线柱，再用一根导线接在灯泡的左端和电压表负接线柱上，故如下图所示。（2）为了保护电路，需要断开开关；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值最大处。（3）由图乙可知，分度值为0.02A，选择小量程，故读数为0.3A；小灯泡正常发光时的电阻为R=U/I=2.5V/0.3A=8.33Ω小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W（4）当电压为2.5V，电流为8mA，合计为0.008A，则此时的电阻为R=U/I=2.5V/0.008A=312.5Ω当电压为3V时，此时的电流为24mA，此时的电阻为R＇=U/I=2.5V/0.024A=104.2Ω故当电压变大时，电阻变小；结合图像可得该LED的额定功率为P=UI=3V×0.024A=0.072W15．某同学为自己设计了一盏调光灯，其原理如图所示，已知灯L的规格为“6V

2W”（不考虑灯丝电阻的变化），滑动变阻器R的阻值范围为0～12Ω，电源电压恒为6V。求：（1）当S闭合，滑片滑至最左端后，灯丝中的电流；（2）灯L正常工作5min所消耗的电能；（3）闭合S，再将滑片从右向左移动，灯L发光最暗时的实际功率。【答案】（1）0.33A；（2）600J；（3）0.72W【详解】（1）已知灯L的规格为“6V

2W”（不考虑灯丝电阻的变化），电阻为当S闭合，滑片滑至最左端后，电路中只有灯泡（2）灯正常工作5分钟所消耗的电能W=Pt=2W×5×60s=600J（3）闭合S，再将滑片从右向左移动，当滑片移到最右端时，电路电阻最大，电流最小则灯泡最小功率P=I小2R=(0.2A)2×18Ω=0.72W16．（2023·广西·统考中考真题）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因可能是白炽灯的（）A．额定电压变大B．实际电压变大 C．额定功率变小 D．实际电压变小【答案】B【详解】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小明发现家里的白炽灯突然变亮，说明白炽灯的实际功率变大，根据公式P=UI=U2/R可知，在灯泡电阻不变时，是因为白炽灯的实际电压变大了，白炽灯额定电压和额定功率保持不变，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。17．（2023·四川泸州·统考中考真题）如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω1A”，电流表量程为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值RL=____Ω。当开关S1、S2同时闭合，改变滑动变阻器的接入电阻，小灯泡的亮度将____（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）；保持开关S1始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P1，最小功率为P2，则P1︰P2=_________。

【答案】10；不变；26∶3。【详解】由P=UI可知，小灯泡的额定电流由欧姆定律可知，小灯泡正常发光时阻值当开关S1、S2同时闭合，灯泡与滑动变阻器并联，由并联电路的特点可知，改变滑动变阻器的接入电阻时，灯泡所在支路不受影响，因此此时小灯泡的亮度将不变。由P=UI可知，电源电压一定时，电路中电流最小时，电路消耗的电功率最小，电路中电流最大时，电流消耗的电功率最大，由并联电路的特点可知，当开关S1始终闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由欧姆定律可知，电路中的最小电流灯泡允许通过的最大电流为IL大=I额=0.3A滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0~3A，由并联电路的电流特点可知，电路中的最大电流I大=IL大+IR=0.3A+1A=1.3A由P=UI可知18．（2022·四川巴中·中考真题）为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图甲所示的电路。（1）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最_____端（选填“左”或“右”）。（2）调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为______A。（3）要测得小灯泡的额定电功率，他还应继续将滑动变阻器的滑片向___（选填“左”或“右”）端移动一段距离，使电压表示数为2.5V，若此时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定电功率为____W。【答案】（1）右；（2）0.42；（3）左，1.25。【详解】（1）为了保护电路，所以闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值的最大处，即置于滑动变阻器的最右端。（2）电压表连接的是小量程，即（0~0.6A），一个大格代表0.2A，一大格又分了10个小格，一小格代表0.02A，所以此时电流表的示数为0.42A。（3）为了测得小灯泡的额定电功率，应调节滑片使电压表的示数为额定电压为2.5V，此时电压表的示数为2V，小于额定电压，根据串联电路的电压规律，要想让灯两端的电压达到额定电压2.5V，使串联的滑动变阻器两端的电压减小，即滑动变阻器的电阻变小，所以滑片向左移动。灯的额定电压为2.5V，此时电流表示数为0.5A，根据P=UI得P=UI=2.5V×0.5A=1.25W19．（2022·辽宁阜新·统考中考真题）做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额＝2.5V，灯丝电阻阻值不变）。（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了______两个接线柱。（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为______W。（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R＝25Ω，正确操作步骤如下：①只闭合开关S和______，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1＝______A；②闭合开关S和____，断开开关____，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；③小灯泡的额定电功率表达式为P额＝_____。（用物理量符号表示）【答案】（1）下面；（2）0.75；（3）①S2，0.1；②S1，S2；③U额（I2﹣I1）【详解】（1）连接好电路，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路；若小灯泡较暗，说明电路的电流较小，电路的电阻较大，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，说明变阻器没有了“变阻”的作用，造成这一现象的原因可能是：滑动变阻器接了下面的两个接线柱。（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，即灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（3）①只闭合开关S和S2，此时灯泡L和定值电阻R并联，电流表测定值电阻的电流；要使灯泡正常发光，应调节滑动变阻器的滑片，使灯泡两端的电压为额定电压，定值电阻R两端的电压也等于灯泡L的额定电压2.5V，故此时电流表