2023年上海市中考物理复习-专题8 测小灯泡电功率 题型1 正确连接类、故障类

经典例题经典例题题型一：利用“正确连接电路，实验步骤正确”求电源电压和滑动变阻器电阻例1.例1.（★★★）某同学利用电源、电流表、电压表、电键、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压为3.8伏。该同学正确连接电路，实验步骤正确，实验数据记录在下表中。当电键刚闭合时，电流表和电压表的示数分别为0.2安、2伏，此时小灯泡较暗。当滑动变阻器的滑片恰好在中点上(即变阻器连入电路的电阻为10欧)，小灯正常发光。他继续移动变阻器的滑片到端点时，电流表的示数为0.3安，小灯比正常发光时要亮。请将下表填写完整，并计算出小灯的功率和电阻。【考点】测小灯泡的电功率【解析】由“正确连接电路，实验步骤正确”可知，实验前滑动变阻器处于最大阻值处，且滑动变阻器与灯泡串联，根据欧姆定律先求出滑动变阻器两端的电压，电源的电压和小灯泡的电阻，利用P=UI求出此时小灯泡的电功率；当滑动变阻器的滑片恰好在中点上时，小灯泡正常工作，可知此时滑动变阻器接入电路的阻值和小灯泡两端的电压，求出此时滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，再求出小灯泡的电功率和电阻值；当移动变阻器的滑片到端点时，电路中只有小灯泡自己工作，可知小灯泡两端的电压和电源的电压相等，电流表测通过小灯泡的电流，求出小灯泡的电功率和电阻值。【答案】0.4；10；3.8；0.22；0.836；17.3；6；0.3；1.8；20【教学建议】本题难度不高，基本思路与伏安法测电阻一样，求出电源电压是很重要的一步和桥梁，之后的电压和电流示数就不难求出了。例2.例2.（★★★）某同学在做“测小灯泡电功率”的实验中，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，灯泡上所标“2.2V”字样清晰可见，他按图所示的电路图正确连接电路进行实验。闭合电键S。该同学在移动滑动变阻器的滑片的过程中，发现滑片P移到某位置时，灯泡发光正常，此时电表的示数如图所示，则小灯泡的额定电流为安，又通过分析可知电压表V2的示数伏，根据测得的数据求得小灯泡的额定功率是瓦。【考点】测小灯泡的电功率【解析】先分析电路结构：灯泡和滑动变阻器串联，电压表V2测量电源电压，电压表V1测量灯泡两端电压，电流表测量电路中的电流；具体解题思路：根据灯泡正常发光时，灯泡两端电压为2.2V，从电压表中选出示数为2.2V的电压表，即电压表V1，则另一个为电压表V2；再根据电压表V2为的示数大于2.2V确定其量程和示数；从电流表接线柱确定电流表量程，并从电流表中读出额定电流，最后利用P=UI求出灯泡的额定功率。【答案】0.24；5；0.528【教学建议】本题中两个电压表，要根据电压表的测量对象确定量程，要牢记各用电器两端电压之和为电源电压；且灯泡正常发光时的电流、电压均为额定值。题型二：利用电路故障求电源电压和滑动变阻器电阻例3.例3.（★★★）小王同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有额定电压为“2.5伏”、“2.2伏”的小灯各一个。他选取一个小灯并正确连接电路，刚闭合电键时，观察到电压表、电流表的示数分别为1伏和0.14安。他移动变阻器的滑片，观察到小灯逐渐变亮。突然，小灯熄灭，无论他怎样移动变阻器的滑片，小灯都不亮，电压表的示数始终如图（a）所示，则电源电压为________伏，变阻器的最大阻值为________欧。他将另一小灯接入该电路中，重新进行实验，发现当此小灯正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器的中点上，电压表的示数如图（b）所示，则此小灯的额定电压为________伏，额定功率为________瓦。【考点】测小灯泡的电功率【解析】此题重点是要准确判断电压表的量程。移动变阻器的滑片，观察到小灯逐渐变亮，小灯泡两端电压逐渐增大，小灯熄灭是由于电流过大，灯丝被烧断，此时电压表示数为电源电压应大于额定电压，故示数为8伏；滑动变阻器最大阻值为7V÷0.14A=50Ω；换用另一个灯，额定电压为电压表示数2.5伏，额定电流5.5V÷25Ω=0.22A，额定功率=2.5V×0.22A=0.55W。【答案】8；50；2.5；0.55【教学建议】本题最重要的是对故障现象作出准确的判断，并由此得到电源电压和变阻器最大阻值，教师应该把这个思路告诉学生，这是一个最常用的解题思路。例4.例4.（★★★）在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源的电压为45伏。小灯泡L标有“3.8V”字样，滑动变阻器标有“1A20Ω”字样。（1）小王设计的电路如图所示，其中还有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连接。（2）小张同学按图正确连接电路，闭合电键时，观察到灯泡L闪亮一下后立即熄灭，原因可能是_______________________________________。（3）小徐同学正确连接电路，实验操作规范。闭合电键后移动滑片，发现小灯亮度增加、电流表示数增大、电压表示数始终为零的现象。经教师检测发现该电压表的“15V”一档量程已损坏，“3V”一档量程完好。经小组同学讨论后，大家认为只要在测量过程中稍作调整，利用这些器材和这个电路，也能测出小灯的额定功率等。你认为他们调整的方法是___________________________________。（4）小吴同学正确连接电路，实验操作规范。闭合电键后，记录的电压表示数和电流表示数如上表所示。由上表可知，灯泡L的额定功率为________瓦。【考点】测小灯泡的电功率【解析】连线时注意滑动变阻器接入电路的是最大阻值，同时要一上一下的去接；闭合电键，灯闪亮了一下，说明此时电流过大，随后熄灭，则灯泡被烧坏，原因可能是因为滑动变阻器的阻值没有调到最大处，导致电路中的电阻较小，电流过大；小灯泡的额定电压为3.8伏，电压表的“15V”一档量程已损坏，若使用“3V”一档量程，则将电压表并联在滑动变阻器两端即可，当电压表示数为0.7伏时灯正常发光；额定功率根据公式即可得出，要注意表格中的数据是电压表示数，不是灯泡的额定电压。【答案】（1）（略）（2）（3）先将电压表并联接在小灯两端，闭合电键移动滑片，当电压表示数达（1.5伏～3伏）时，打开电键，将电压表换接到滑动变阻器两端，继续移动滑片，直到电压表示数为降到0.7伏为止（4）1.14【教学建议】本题第二问中，小灯泡闪亮了一下又熄灭，说明电路中电流过大，原因是滑动变阻器未接入最大阻值；第三问中发现小灯亮度增加、电流表示数增大、电压表示数始终为零说明电压表有故障，这个可以单独出故障题，教师要提醒学生对积累相关的知识点，故障并不一定只发生在灯泡和滑动变阻器上。例5.例5.（★★★）某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用电源由若干节普通新干电池串联组成，滑动变阻器上标有“50欧2安”字样，待测小灯上标有“0.2安”字样，其额定功率大于0.5瓦。他正确连接电路并按正确的步骤进行实验操作。当他闭合电键时，观察到电流表示数为0.12安，但小灯却不发光，电压表也无示数。(1)若电路中只有一处故障，且只发生在滑动变阻器或小灯上，则电路发生故障是___________________。实验所用电源由____________节干电池串联组成。(2)该同学用规格相同的元件换下发生故障的元件后重新进行实验。当调节滑动变阻器的滑片最终使小灯正常发光时，发现电路中两个电表的指针偏离零刻度线的角度恰好相同。①该同学判断小灯正常发光的依据是观察到______________。②请根据相关信息计算出小灯泡的电功率为____________瓦。【考点】测小灯泡的电功率【解析】闭合电键时，观察到电流表示数为0.12安，但小灯却不发光，电压表也无示数，说明灯泡短路；此时滑动变阻器的电阻为最大值，电源电压为0.12A×50Ω=6V，由四节干电池组成；当小灯泡两端电压达到额定电压或者电流达到额定电流时，灯泡正常发光，电流表示数为0.2A，而电路中两个电表的指针偏离零刻度线的角度恰好相同，且由