2021-2022学年度人教版初中九年级物理随堂达标训练
——18.3测量小灯泡的电功率
【知识点提炼】
测量小灯泡的电功率
1.原理:
(伏安法)
需要测量的物理量有:小灯泡两端的
和通过小灯泡的
测量这些物理量的电表有:
,
,
2.实验电路图:?
3.实验器材:
,
,
,导线,开关,电源,小灯泡;
4.实验步骤:
①按电路图连接好电路,注意根据小灯泡的
和
选取适当的量程,开关处于
状态.
②检查电路连接无误后,调节滑动变阻器的滑片,使连入的阻值
,从而使它处于使电路中电流
的位置;
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的
,记录下两表的示数;
(④调节滑动变阻器使电压表的示数略高于或略低于小灯泡的额定电压把测量的数据记录下来,
⑤代入公式
计算出小灯泡的实际功率。
【达标训练】
1..在测量小灯泡的电功率的实验中,把标有“2.5V”的灯泡L与滑动变阻器R串联起来接在电压是5V的电源上,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,测得小灯泡的功率为0.5W,以下说法中不正确的是
A.
电流表的读数为0.2A,变阻器两端电压是5V
B.
滑动变阻器连入电路中的电阻R=12.5Ω
C.
相等时间内,电流对L和R所做的功相等
D.
灯泡L和滑动变阻器消耗的总电功率相等
2.(2021自贡模拟)标有“220
V 40
W”“110
V 40
W”和“36
V 40
W”的三盏灯并联在36
V的电路中,则它们发光时的亮度( )
A.“220
V 40
W”最亮
B.“110
V 40
W”最亮
C.“36
V 40
W”最亮
D.一样亮
3.(2021深圳模拟)如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,当滑动变阻器的滑片P位于最下端时,闭合开关S。下列说法正确的是(??
)
A.?此时电压表的示数为10V?????????????????????????????
???B.?当滑片P向上移动时,电压表示数变大
C.?滑动变阻器接入电路的阻值不能小于10Ω???????D.?R1消耗的最大电功率为3.6W
4.(2021广安模拟)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.(2021泗洪模拟)某煤气检测电路如图甲所示,电源电压恒定,Ro为定值电阻,气敏元件R的阻值随煤气浓度变化而改变.改变煤气浓度,电流表的示数与煤气浓度c变化的关系如图乙所示,则下列描述电压表的示数U、电路消耗的总功率P随煤气浓度c变化的关系图线中,可能正确的是
(
)
6.(2021岫岩模拟)如图所示,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变大
B.电流表A1的示数不变,电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值不变
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变大
7.用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒定为8V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,灯泡L标有“6V
0.5A”字样,不考虑灯丝电阻的变化,电路中各元件都在安全的条件下,下列说法正确的是
A.灯泡L工作时的最小功率是0.7W
B.电流表示数的变化范围是0.25~0.55A
C.滑动变阻器允许的取值范围是2~20Ω
D.电压表示数的变化范围是3~6V
8.(2021贵阳模拟)如图所示,电源电压保持12
V不变,小灯泡L上标有“6
V 3
W”字样,滑动变阻器最大阻值R=60
Ω。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是(
)
A.开关S断开时,电压表没有示数
B.开关S闭合后移动滑片P,当电压表的示数减少1
V时,滑动变阻器两端的电压就增加1
V
C.开关S闭合后,灯泡L的最小电功率约为0.48
W
D.灯泡L正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为6
W
9.(2021福建模拟)如图所示的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,定值电阻R的功率________,电压表与电流表示数的比值________.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
10.(2021河北模拟)小林家5月底电能表示数如图所示为
kW?h,6月底电能表示数为82.0kW?h,那么6月份他家消耗了
kW?h的电能。小林发现1分钟内,转盘转过了50转,表示此段时间内他家用了
度电。接在电能表后的用电器的电功率是
W。
11.(2021广安模拟)如图所示,图甲是测量额定电压为2.5
V的小灯泡电功率的实验电路图.
(1)(2分)请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连接.
(2)(1分)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端.
(3)(1分)闭合开关,调节滑动变阻器,改变小灯泡两端电压,同时读出通过小灯泡的电流,记录下每次电压和电流的测量值,并依据记录的实验数据,以电压为横坐标,电流为纵坐标,建立直角坐标系,用描点法得到小灯泡的I-U图象如图丙所示,该图象不是一条直线的原因是________________________.
(4)(2分)该小灯泡正常发光时的电流为0.48
A,则其额定功率为________.
12.(2021宜宾模拟)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6
V,小灯泡的额定电压为2.5
V,正常发光时灯丝电阻约为10
Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40
Ω.
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接.
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路中发生的故障可能是________________(选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”).
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8
V,要使小灯泡正常发光,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片.当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W.
(4)某同学还想“探究电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2
V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数.在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于_____Ω.
13.(2021贵阳模拟)如图所示是小明做“测量小灯泡额定电功率”的实验连接的电路图,电源电压恒为6
V,小灯泡额定电压U额=2.5
V,正常发光的电阻约为10
Ω,有两个规格分别为“10
Ω 2
A”“50
Ω 1
A”的滑动变阻器。
(1)本实验应选择规格为___的滑动变阻器。
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,可能是导线____(选填“a”“b”或“c”)断了。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为2.5
V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W。
(4)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0,小灯泡的额定电压为U额。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S、S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额;
②接着保持变阻器R1的滑片位置不动,断开S1、闭合S2,移动变阻器R2使电压表示数不变;
③将R1的滑片移至最左端,记下电压表示数U1;将R1的滑片移至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡额定功率的表达式:P=____(用R0、U额、U1、U2表示)。
14.在用电流表、电压表测小灯泡电功率的实验时,灯泡上标有“3.8V”字样,小灯泡的电阻大约为10Ω,小红连接的部分实验电路如图甲所示.
(1)请帮助小红完成实验电路的连接.
(2)连接电路时开关要________;
(3)闭合开关前应将滑动变阻器滑片的位置调到________端(选填“左”或“右”);
(4)实验时小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,读数为________?A,则小灯泡的额定功率为________?W.
(5)若电压表0~15V量程已损坏,0~3V量程能正常使用,电源电压为6V且恒定不变,仍利用现有的器材完成实验:
请你在以上虚线框内画出所设计的电路图;
(6)连接电路后,调节滑动变阻器使电压表示数为________V,此时小灯泡正常发光,读出电流值并计算额定功率.
15.(2021攀枝花模拟)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6
V,小灯泡的额定电压为2.5
V,正常发光时灯丝电阻约为10
Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40
Ω.
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接.
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是________________(选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”).
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8
V,要使小灯泡正常发光,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W.
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2
V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数.在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于________Ω.
16.(2021岳阳模拟)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“”的字样,电源电压恒定不变。
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片向左移动时灯泡变亮。
闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是______。
排除故障后,开始实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为,此时电流表的示数为,则灯泡的额定功率为______W。
完成上述实验后,小红又找来了一个阻值为的定值电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤:
闭合开关______,移动滑片,当电压表的示数为时,停止移动滑片;
保持滑片的位置不动,______,读出此时电压表的示数为U;
灯泡额定功率的表达式为P额______用已知量和测量量表示。
17.(2021岫岩模拟)在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不许交叉)。
(2)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示为
V。为使小灯泡正常发光,应将滑片向
(填“左”或“右”)移动。
(3)根据实验数据绘制出了小灯泡的“I﹣U”关系图像(如图丙所示)。分析图像可知,小灯泡的额定功率是
W。小灯泡灯丝电阻是变化的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随
升高而增大。
(4)完成上述实验后,小敏设计了如图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①按电路图连接电路。
②只闭合开关
,移动R1滑片,使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
③只闭合开关
,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。
④保持
滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=
。(用I额、I1、I2、R1表示)。
18.(2021昭阳模拟)在“测量小灯泡电功率”的实验中,器材有“”的小灯泡、“”的滑动变阻器、四节新干电池电压为等。
请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
小明在实验时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,发现电压表示数为3V,此时应将滑片向________填“左”或“右”端移动,直至电压表的示数为,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_______W.
小明测量完小灯泡的额定功率后,又闭合开关,移动滑片,记录电流表和电压表示数,进行多次实验,绘制出小灯泡电功率P与小灯泡两端电压的平方的关系图象,如图丙的四个图象中可能正确的是__________,理由是____________________.
在某两次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的阻值变化了,根据灯的电阻变化规律可知__________,选填“”、“”或“”.
小明还想探究电流与电阻的关系,他将电路中的小灯泡换成了定值电阻,阻值分别为、、、,根据现有器材,为了使这四个电阻都能为实验所用,应控制定值电阻两端的电压不低于_________V.
19.(2021乐东模拟)为培养同学们的探究能力,某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。现取“6V
6W”和“6V
3W”的小灯泡L1和L2各一个,标有“50Ω
1A”字样的滑动变阻器一个,量程为0~0.6A的电流表和量程为0~3V的电压表各一个,根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象,如图甲所示。求:
(1)小灯泡L2的额定电流。
(2)将两灯并联接在电压为6V的电源两端,10min内电路消耗的电能。
(3)将小灯泡L2与滑动变阻器R串联接在电压为12V的电源两端,如图乙所示。闭合开关S,调节滑动变阻器,为了保证电路元件安全,求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。
20.(2021河北模拟)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V
1.6W“的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.求:
(1)小灯泡正工作时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?
(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图像如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
21.(2021江西模拟)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡上标有“6
V
3
W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),R0=24
Ω,滑动变阻器的规格为“18
Ω
1
.5A”.当开关
S1、S2
都闭合,将滑动变阻器的滑片P移至a端时,灯L正常发光.
(1)求电源电压;
(2)求此时电压表与电流表的示数;
(3)若将开关
S1
闭合、S2
断开,滑动变阻器的滑片
P移至
b端,求此时电压表的示数与灯
L
消耗的功率.
22.(2021广安模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是阻值为8
Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6
V 3.6
W”字样.当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,定值电阻R0在1
min内消耗的电能为750
J.不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)求小灯泡L的电阻.
(2)求电源电压.
(3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,小灯泡的电功率为1.6
W,求此时滑动变阻器的电功率.
23.实验小组的同学设计了如图所示的电路,已知电源电压不变,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图所示的两条U-I图线。其中利用电压表和电流表的数据描绘出甲图线,利用电压表和电流表的数据描绘出乙图线。
求:(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值;
(3)R2消耗的最大功率。
2021-2022学年度人教版初中九年级物理随堂达标训练
——18.3测量小灯泡的电功率参考答案
【知识点提炼】
测量小灯泡的电功率
1.原理:
(伏安法)
需要测量的物理量有:小灯泡两端的
和通过小灯泡的
测量这些物理量的电表有:
,
,
【答案】P=UI;电压;电流;电压表
;电流表
2.实验电路图:?
【答案】
3.实验器材:
,
,
,导线,开关,电源,小灯泡;
【答案】电流表;电压表;滑动变阻器
4.实验步骤:
①按电路图连接好电路,注意根据小灯泡的
和
选取适当的量程,开关处于
状态.
②检查电路连接无误后,调节滑动变阻器的滑片,使连入的阻值
,从而使它处于使电路中电流
的位置;
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的
,记录下两表的示数;
(④调节滑动变阻器使电压表的示数略高于或略低于小灯泡的额定电压把测量的数据记录下来,
⑤代入公式
计算出小灯泡的实际功率。
【答案】额定电压;额定电流;断开;最大;最小;额定电压;P=UI
【达标训练】
1..在测量小灯泡的电功率的实验中,把标有“2.5V”的灯泡L与滑动变阻器R串联起来接在电压是5V的电源上,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,测得小灯泡的功率为0.5W,以下说法中不正确的是
A.
电流表的读数为0.2A,变阻器两端电压是5V
B.
滑动变阻器连入电路中的电阻R=12.5Ω
C.
相等时间内,电流对L和R所做的功相等
D.
灯泡L和滑动变阻器消耗的总电功率相等
【答案】A
2.(2021自贡模拟)标有“220
V 40
W”“110
V 40
W”和“36
V 40
W”的三盏灯并联在36
V的电路中,则它们发光时的亮度( )
A.“220
V 40
W”最亮
B.“110
V 40
W”最亮
C.“36
V 40
W”最亮
D.一样亮
【答案】C
3.(2021深圳模拟)如图所示,电源电压恒为12V,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,当滑动变阻器的滑片P位于最下端时,闭合开关S。下列说法正确的是(??
)
A.?此时电压表的示数为10V?????????????????????????????
???B.?当滑片P向上移动时,电压表示数变大
C.?滑动变阻器接入电路的阻值不能小于10Ω???????D.?R1消耗的最大电功率为3.6W
【答案】A,C,D
4.(2021广安模拟)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
【答案】B
5.(2021泗洪模拟)某煤气检测电路如图甲所示,电源电压恒定,Ro为定值电阻,气敏元件R的阻值随煤气浓度变化而改变.改变煤气浓度,电流表的示数与煤气浓度c变化的关系如图乙所示,则下列描述电压表的示数U、电路消耗的总功率P随煤气浓度c变化的关系图线中,可能正确的是
(
)
【答案】D
6.(2021岫岩模拟)如图所示,电源电压保持不变,当闭合开关S,滑动变阻器滑片P向右滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变大
B.电流表A1的示数不变,电流表A2的示数不变
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值不变
D.电压表V的示数与电流表A2的示数的乘积变大
【答案】C。
7.用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒定为8V,电压表量程为0~15V,电流表量程为0~0.6A,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,灯泡L标有“6V
0.5A”字样,不考虑灯丝电阻的变化,电路中各元件都在安全的条件下,下列说法正确的是
A.灯泡L工作时的最小功率是0.7W
B.电流表示数的变化范围是0.25~0.55A
C.滑动变阻器允许的取值范围是2~20Ω
D.电压表示数的变化范围是3~6V
【答案】D
8.(2021贵阳模拟)如图所示,电源电压保持12
V不变,小灯泡L上标有“6
V 3
W”字样,滑动变阻器最大阻值R=60
Ω。不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是(
)
A.开关S断开时,电压表没有示数
B.开关S闭合后移动滑片P,当电压表的示数减少1
V时,滑动变阻器两端的电压就增加1
V
C.开关S闭合后,灯泡L的最小电功率约为0.48
W
D.灯泡L正常发光时,滑动变阻器消耗的电功率为6
W
【答案】B
9.(2021福建模拟)如图所示的电路,电源电压保持不变,R为定值电阻.开关闭合后,滑片P向右移动的过程中,定值电阻R的功率________,电压表与电流表示数的比值________.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】
变小 不变
10.(2021河北模拟)小林家5月底电能表示数如图所示为
kW?h,6月底电能表示数为82.0kW?h,那么6月份他家消耗了
kW?h的电能。小林发现1分钟内,转盘转过了50转,表示此段时间内他家用了
度电。接在电能表后的用电器的电功率是
W。
【答案】32.0;50;0.02;1200。
11.(2021广安模拟)如图所示,图甲是测量额定电压为2.5
V的小灯泡电功率的实验电路图.
(1)(2分)请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连接.
(2)(1分)闭合开关前,需将滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端.
(3)(1分)闭合开关,调节滑动变阻器,改变小灯泡两端电压,同时读出通过小灯泡的电流,记录下每次电压和电流的测量值,并依据记录的实验数据,以电压为横坐标,电流为纵坐标,建立直角坐标系,用描点法得到小灯泡的I-U图象如图丙所示,该图象不是一条直线的原因是________________________.
(4)(2分)该小灯泡正常发光时的电流为0.48
A,则其额定功率为________.
【答案】(1)
(2)左 (3)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(4)1.2
W
12.(2021宜宾模拟)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6
V,小灯泡的额定电压为2.5
V,正常发光时灯丝电阻约为10
Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40
Ω.
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接.
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数且接近电源电压,则电路中发生的故障可能是________________(选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”).
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8
V,要使小灯泡正常发光,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片.当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W.
(4)某同学还想“探究电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2
V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数.在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于_____Ω.
【答案】(1)
(2)小灯泡断路 (3)A 0.6 (4)20
13.(2021贵阳模拟)如图所示是小明做“测量小灯泡额定电功率”的实验连接的电路图,电源电压恒为6
V,小灯泡额定电压U额=2.5
V,正常发光的电阻约为10
Ω,有两个规格分别为“10
Ω 2
A”“50
Ω 1
A”的滑动变阻器。
(1)本实验应选择规格为___的滑动变阻器。
(2)连接好电路后闭合开关,发现小灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,可能是导线____(选填“a”“b”或“c”)断了。
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑片P,当电压表示数为2.5
V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____W。
(4)小明还设计了如图丙所示的电路,测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0,小灯泡的额定电压为U额。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S、S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为U额;
②接着保持变阻器R1的滑片位置不动,断开S1、闭合S2,移动变阻器R2使电压表示数不变;
③将R1的滑片移至最左端,记下电压表示数U1;将R1的滑片移至最右端,记下电压表示数为U2,小灯泡额定功率的表达式:P=____(用R0、U额、U1、U2表示)。
【答案】50Ω
1A;c;0.65;(U1-U2);
14.在用电流表、电压表测小灯泡电功率的实验时,灯泡上标有“3.8V”字样,小灯泡的电阻大约为10Ω,小红连接的部分实验电路如图甲所示.
(1)请帮助小红完成实验电路的连接.
(2)连接电路时开关要________;
(3)闭合开关前应将滑动变阻器滑片的位置调到________端(选填“左”或“右”);
(4)实验时小红调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,读数为________?A,则小灯泡的额定功率为________?W.
(5)若电压表0~15V量程已损坏,0~3V量程能正常使用,电源电压为6V且恒定不变,仍利用现有的器材完成实验:
请你在以上虚线框内画出所设计的电路图;
(6)连接电路后,调节滑动变阻器使电压表示数为________V,此时小灯泡正常发光,读出电流值并计算额定功率.
【答案】(1)
(2)断开
(3)左
(4)0.3;1.14
(5)
(6)2.2
15.(2021攀枝花模拟)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6
V,小灯泡的额定电压为2.5
V,正常发光时灯丝电阻约为10
Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40
Ω.
(1)请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接.
(2)同学们进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是________________(选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”).
(3)某次实验中,同学们看到电压表示数为1.8
V,要使小灯泡正常发光,应向________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片.当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是______W.
(4)某同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2
V不变,多次更换阻值不同的定值电阻,记录各次电流表的示数.在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻的阻值不能大于________Ω.
【答案】(1)
(2)小灯泡断路 (3)A 0.6 (4)20
16.(2021岳阳模拟)在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡上标有“”的字样,电源电压恒定不变。
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片向左移动时灯泡变亮。
闭合开关移动滑动变阻器滑片,发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因可能是______。
排除故障后,开始实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为,此时电流表的示数为,则灯泡的额定功率为______W。
完成上述实验后,小红又找来了一个阻值为的定值电阻和两个开关。并借助部分现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列的实验步骤:
闭合开关______,移动滑片,当电压表的示数为时,停止移动滑片;
保持滑片的位置不动,______,读出此时电压表的示数为U;
灯泡额定功率的表达式为P额______用已知量和测量量表示。
【答案】如图所示:;
小灯泡短路;
;
和;断开,闭合开关;
17.(2021岫岩模拟)在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中。
(1)图甲中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并在图中改正(导线不许交叉)。
(2)排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某一点,电压表示数如图乙所示为
V。为使小灯泡正常发光,应将滑片向
(填“左”或“右”)移动。
(3)根据实验数据绘制出了小灯泡的“I﹣U”关系图像(如图丙所示)。分析图像可知,小灯泡的额定功率是
W。小灯泡灯丝电阻是变化的,造成这一现象的原因是灯丝电阻随
升高而增大。
(4)完成上述实验后,小敏设计了如图丁所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1)
①按电路图连接电路。
②只闭合开关
,移动R1滑片,使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
③只闭合开关
,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额。
④保持
滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=
。(用I额、I1、I2、R1表示)。
【答案】(1);
(2)2.2;左;
(3)0.5;温度;(4)②S1;③S2;④R2;⑤I额2?。
18.(2021昭阳模拟)在“测量小灯泡电功率”的实验中,器材有“”的小灯泡、“”的滑动变阻器、四节新干电池电压为等。
请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.
小明在实验时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,发现电压表示数为3V,此时应将滑片向________填“左”或“右”端移动,直至电压表的示数为,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_______W.
小明测量完小灯泡的额定功率后,又闭合开关,移动滑片,记录电流表和电压表示数,进行多次实验,绘制出小灯泡电功率P与小灯泡两端电压的平方的关系图象,如图丙的四个图象中可能正确的是__________,理由是____________________.
在某两次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的阻值变化了,根据灯的电阻变化规律可知__________,选填“”、“”或“”.
小明还想探究电流与电阻的关系,他将电路中的小灯泡换成了定值电阻,阻值分别为、、、,根据现有器材,为了使这四个电阻都能为实验所用,应控制定值电阻两端的电压不低于_________V.
【答案】
如图:;
右;;
;小灯泡的电阻随温度的升高而增大;;
19.(2021乐东模拟)为培养同学们的探究能力,某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。现取“6V
6W”和“6V
3W”的小灯泡L1和L2各一个,标有“50Ω
1A”字样的滑动变阻器一个,量程为0~0.6A的电流表和量程为0~3V的电压表各一个,根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图象,如图甲所示。求:
(1)小灯泡L2的额定电流。
(2)将两灯并联接在电压为6V的电源两端,10min内电路消耗的电能。
(3)将小灯泡L2与滑动变阻器R串联接在电压为12V的电源两端,如图乙所示。闭合开关S,调节滑动变阻器,为了保证电路元件安全,求滑动变阻器允许接入电路的最小阻值。
【答案】解:(1)由P=UI可得,小灯泡L2的额定电流I2额===0.5A;
(2)将L1和L2并联接在6V电源两端时,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,
所以,电路的总功率:
P=P1+P2=6W+3W=9W,
由P=可得10min内电路消耗的电能:
W=Pt=9W×10×60s=5400J;
(3)由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,
为了保证电路元件安全,电压表的示数为3V时,电路中电流最大,
由I=可知,滑动变阻器接入电路的最小阻值:R滑最小====30Ω。
答:(1)小灯泡L2的额定电流为0.5A。
(2)将两灯并联接在电压为6V的电源两端,10min内电路消耗的电能为5400J。
(3)滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为30Ω。
20.(2021河北模拟)如图甲所示的电路,电源电压保持不变。小灯泡L标有“4V
1.6W“的字样,滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω,定值电阻R2=20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V.求:
(1)小灯泡正工作时的电阻是多少?
(2)只闭合开关S、S2和S3移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,R2消耗的电功率为1.25W.此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是多少?
(3)只闭合开关S和S1,移动滑动变阻器R1的滑片P,小灯泡L的I﹣U图像如图乙所示,在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是多少?
【答案】解:(1)灯泡L标有“4V,1.6W”字样表示灯的额定电压为4V,额定功率为1.6W,根据P=UI=可得:
灯泡的电阻RL===10Ω;
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,由于变阻器和R2并联,则电流表测总电流I=0.5A,
根据P=UI=得电源电压:
U===5V;
则通过R2的电流,
I2===0.25A;
由并联电路电流的规律,通过动变阻器R1的电流:
I1=0.5A﹣0.25A=0.25A,
由I=可得R1接入电路中的阻值为:
R1===20Ω;
(3)只闭合开关S和S1,灯与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,根据P=UI,灯正常工作时的电流:
IL===0.4A,
电流表量程为0~0.6A,根据串联电路电流的规律,电路中的最大电流为I最大=0.4A,此时灯正常发光,由欧姆定律和电阻的串联规律,变阻器有最小阻值;
由串联电路电压的规律和欧姆定律,滑动变阻器R1的最小阻值:
R滑小=﹣RL=﹣10Ω=2.5Ω;
因电压表的量程为0~3V,电压表的最大示数为U最大=3V时,变阻器连入电路中的电阻最大,
根据串联电路两端的电压等于各电阻两端的电压之和可知:
灯泡两端的最小电压UL最小=5V﹣3V=2V,
由图乙可知,此时通过灯的电流为电路中的最小电流,则I最小=0.25A,
由欧姆定律和串联电路电流的规律,变阻器连入电路中的最大电阻:
R滑大===12Ω,
故滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。
答:(1)小灯泡正常工作时的电阻是10Ω;
(2)只闭合开关S、S2和S3,移动滑动变阻器R1的滑片P使电流表示数为0.5A时,此时滑动变阻器R1接入电路中的阻值是20Ω;
(3)在保证各元件安全工作的情况下,滑动变阻器R1允许的取值范围是2.5Ω﹣12Ω。
21.(2021江西模拟)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,小灯泡上标有“6
V
3
W”的字样(不考虑温度对小灯泡电阻的影响),R0=24
Ω,滑动变阻器的规格为“18
Ω
1
.5A”.当开关
S1、S2
都闭合,将滑动变阻器的滑片P移至a端时,灯L正常发光.
(1)求电源电压;
(2)求此时电压表与电流表的示数;
(3)若将开关
S1
闭合、S2
断开,滑动变阻器的滑片
P移至
b端,求此时电压表的示数与灯
L
消耗的功率.
【答案】(1)因为当开关S1、S2都闭合,将滑动变阻器的滑片P移至a端时,小灯泡L与电阻R0并联,所以小灯泡两端的电压正好为电源电压,又因为此时灯L正常发光,
电源电压为:U=U额=6V;
(2)因为此时电压表相当于接在一根导线两端,所以电压表示数为0V,
此时通过小灯泡的电流为:
通过电阻R0的电流为:
所以干路电流为I=IL+I0=0.5A+0.25A=0.75A;
(3)因为将开关S1闭合、S2断开,滑动变阻器的滑片P移至b端时,小灯泡与滑动变阻器串联,且滑动变阻器的最大阻值接入电路,灯泡L的电阻为:
RL=U/IL=6V/0.5A=12Ω,
电路中的总电阻为:R总=RL+R=12Ω+18Ω=30Ω,
电路中的电流为:I串=U/R总=6V/30Ω=0.2A,
滑动变阻器两端的电压为:U滑=I串R=0.2A×18Ω=3.6V,此时电压表的示数为3.6V,
灯L消耗的功率为,PL=I2串RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W.
22.(2021广安模拟)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0是阻值为8
Ω的定值电阻,小灯泡L上标有“6
V 3.6
W”字样.当单刀双掷开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,定值电阻R0在1
min内消耗的电能为750
J.不考虑温度对灯丝电阻的影响.
(1)求小灯泡L的电阻.
(2)求电源电压.
(3)当单刀双掷开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,小灯泡的电功率为1.6
W,求此时滑动变阻器的电功率.
【答案】(1)由P=可得小灯泡的电阻RL===10
Ω. (2)当开关S接1,滑动变阻器的滑片P位于b端时,电路为R0的简单电路.由W=t得电源的电压U===10
V. (3)当开关S接2,移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时,灯泡与滑动变阻器串联.由P=I2R可得电路中的电流I===0.4
A,小灯泡两端的电压UL=IRL=0.4
A×10
Ω=4
V,滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=10
V-4
V=6
V,滑动变阻器的电功率P滑=U滑I=6
V×0.4
A=2.4
W.
23.实验小组的同学设计了如图所示的电路,已知电源电压不变,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P的位置,根据电路中电压表和电流表的数据描绘了如图所示的两条U-I图线。其中利用电压表和电流表的数据描绘出甲图线,利用电压表和电流表的数据描绘出乙图线。
求:(1)定值电阻R2的阻值;
(2)电源电压的大小及定值电阻R1的阻值;
(3)R2消耗的最大功率。
【答案】(1)2Ω(2)1.5V
1Ω(3)0.5W