专题训练：伏安法和特殊法测量小灯泡的电功率 2021-2022学年教科版物理九年级上册（含答案）

伏安法和特殊法测量小灯泡的电功率
1.某同学设计了以下四种电路，其中电源两端电压不变且未知，R0是阻值已知的定值电阻。不拆改电路的情况下，下列能够测量出未知电阻Rx阻值的电路是(
)
A．只有①
B．只有②③
C．只有①②③
D．①②③④都可以
2.某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。
（1）他连接了如图1所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，这个元件是　
　。
（2）改正（1）中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，测量的数据如表所示：
电压U/V
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.18
0.22
0.24
0.26
0.28
请完成下列问题：
①小灯泡L正常发光时的电阻RL＝　
　Ω。（结果保一位小数）
②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图2所示。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8V，则电流表的示数为　
　A。
3.小艳同学在测量定值电阻Rx（大约几十欧）实验中，实验室只有如下器材：电源、开关、导线若干、定值电阻R=15Ω、两个电压表和、滑动变阻器。她设计的电路图如下图所示，物理孙老师检查后，认为不完整。
（1）请你将正确完整的电路图画出来；
（2）闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应滑至__________（选填“最左端”或“最右端”或“任意位置”）；
（3）她经过这次实验后，自己进一步设计出没有电压表，只有两个电流表的实验电路图三个，若已知电流表的电阻，你认为_______种设计测量更精确（选填“A”“B”或“C”）。
4.如图甲为伏安法测电阻的实验电路图。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于__
_(填“a”或“b”)端；
（2）小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小，产生该现象的原因可能是__
__；
(3)电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙，则此时被测电阻两端的电压为__
__V，该电阻的阻值为___
_Ω。
5.某同学釆用“伏安法”测量某定值电阻Rx的阻值。
（1）按图甲连接电路时，应先__
__开关，并将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处。
（2）闭合开关后，发现向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变大、电压表的示数变小，你认为电路连接中存在的错误是__
_
_。
（3）排除故障后，闭合开关，改变电阻Rx两端的电压，进行了三次测量。在第三次测量中电流表的示数如图乙所示，其示数为__
__A。
实验次数
1
2
3
电压U/V
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.31
0.40
电阻Rx/Ω
4.8
5.0
Rx的平均值/Ω
（4）根据三次实验数据可得，定值电阻Rx的阻值为__
__Ω。(结果保留一位小数)
（5）将电阻Rx换成小灯泡，重复上述实验，发现几次实验中，所测小灯泡的电阻值相差较大，原因可能是
。
6.在测小灯泡电功率实验中，小杨同学选用的器材有：额定电压为2.5
V的灯泡、电流表、电压表开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等。
（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）；
（2）连接电路时，开关S必须
，滑动变阻器的滑片
P应调到最____阻值处；
（3）正确连接电路后，闭合开关S，发现电压表无示数，电流表有示数，原因是灯泡_________（其它部分均完好）；
（4）故障排除后，滑片移至某处，电压表表盘如图丙所示，其读数为U1=
V，再读出电流表的示数I1，由此算出此时灯泡电功率P=______（用字母表示）；
（5）小杨同学继续移动滑片P
，将两电表对应的示数记录到下表中
实验序号
1
2
3
4
5
电压表示数/V
U1
1.0
1.5
2.0
2.5
电流表示数/A
I1
0.14
0.18
0.20
0.24
则灯泡的额定功率为_____W，
他分析表中数据，发现灯泡的电阻也在变化，主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而________。
7.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源
（电压恒为6V）、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L（电阻约为10Ω）、
滑动变阻器两个（R甲：“10Ω
1A“；R乙：“50Ω
0.5A“）、开关S、导线若干。
（1）该实验的原理是电功率P＝　
　；
（2）实验中，应选用的滑动变阻器是　
　（选填“R甲”或“R乙”）；
（3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并画在图甲的虚线框内；
（4）某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况，如图乙所示，完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为　
　Ω（保留到小数点后一位）
（5）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）：
①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1。
②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2。
则小灯泡额定功率P额＝　
　（用R0、U1、U2表示）。
8.在用伏安法测量标有“2.5V”灯泡额定功率的实验中，小明发现电流表损坏，其他元件完好。
（1）小明用已有的器材、5Ω电阻R0和另一块电压表，设计了如图所示电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于_____。
（2）小明进行了如下实验，请补充完整。
①连接好电路，将滑动变阻器连入电路的阻值调到_____。
②合上开关，移动滑片，使灯泡两端电压为____V。
③再读出R0两端的电压为1.5V。
（3）若实验操作正确，则灯泡的电功率为__
___W。
9.实验:测量小灯泡的电功率。实验中选择的小灯泡的额定电压为2.5V。
【实验步骤】
（1）请你用笔画线代替导线，把图中的电路连接完整(导线不准交叉)，并要求滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮；
（2）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针不动，但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是________________；
（3）查明原因，排除故障，正确操作，得到下表所示数据请将表中内容补充完整；
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡亮度
1
2.0
0.28
0.56
发光暗淡
2
2.5
0.32
0.80
_______
3
3.0
0.36
1.08
发光强烈
由表中数据可知，该灯的额定电功率为________W。
（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值，请在虚线方框中设计一个记录的表格。
10.在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的是____；
A．小灯泡断路
B．小灯泡两端电压太小
C．滑动变阻器阻值太大
D．电源电压太小
（2）移动滑片，当电压表的示数为____V时，小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为____W；
（3）根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压减小时,小灯泡的电阻___
(选填“增大”“
减小”或“不变”)
；
（4）当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:_____
A.P实≤0.48W
B.0.48W＜P实＜0.6W
C0.6W≤P实＜0.75W
D.
P实≥0.75W
11.测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A、O～3A）、电压表(O～3V、0～15V)、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是___________。
A．检查灯泡是否断路
　　B．检查灯泡是否短路
C．检查开关接触是否良好
D．移动滑动变阻器的滑片
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为___________A，小灯泡的额定功率为___________W，小灯泡正常发光的电阻为___________Ω。
（4）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1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、R表示）
12.在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，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“20Ω
2A“，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为__
_W。
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_____。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0=_____Ω的定值电阻。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，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比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）。
13.小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V），电压表一块，滑动变阻器（10Ω，2A）定值电阻（R0＝5Ω）、开关三个和导线若干。
（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。
（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到　
　（选填“左”或“右”）端。
（3）连接完电路后，小明只闭合S、S1时，移动滑片P，电压表示数发生改变；只闭合S、S2时，移动滑片P，小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如表所示，则电路中一定存在的故障是
（填写序号）。
测试元件
灯泡L
开关S2
电压表
无示数
有示数
①灯泡L处断路
②灯泡处短路
③开关S2处断路
（4）排除故障后，小明继续实验。
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为　
　V；
②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V；
③小灯泡的额定功率为　　W。
（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实　
　（选填“＞”“＜”或“＝”）P额。
【拓展】小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它（如图3所示）。于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、S2时，读出电压表示数为2.55V，则小明实验中所用电池组的电阻r是　　Ω。
14.小明要测量定值电阻Rx的阻值(约十几欧)现有器材：电源(6V)、滑动变阻器、电流表、电压表，开关各一个，导线若干。
（1）他设计并连接了如图甲所示电路请用笔画线代替导线，将该电路连接完整；
（2）电路连好后，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至最
端闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时Rx两端的电压为
V。
（3）当小明准备读取电流表示数时，发现两电表示数突然都变为0。他用一条导线检查电路故障，当将该导线两端分别接到a、d接线柱上，发现电流表有示数，电压表示数仍为0；
当将该导线两端分别接到c、f接线柱上，发现电压表有示数，电流表示数仍为0；则由此可以判断故障是：
；
（4）排除故障后继续实验，却不慎将电流表损坏，小明发现桌上有一根标有长度刻度、总长为20.0cm、总阻值为10Ω的均匀电阻丝，还有一根带有鳄鱼业的导线(如图丙所示)查阅资料了解到，均匀电阻丝阻值与长度成正比，经过思考，重新设计了如图丁所示的电路(AB为电阻丝，C为鳄鱼夹)，继续进行实验：
①
根据已知条件判断，电压表量程应选用
V；
②
按照图丁所示电路连接好器材，多次实验测得数据如下表所示：求出第1次实验时电路中的电流I1=
A；利用表中所有数据求出待测电阻Rx=
Ω。
次数
1
2
3
AC长度（cm）
4.0
14.0
20.0
电压表示数（V）
0.8
2.0
2.4
参考答案
1.C。
2.（1）变阻器；（2）①8.9；②0.18。
3.（1）由电路图可知，电压表V1和电阻R0可以测出通过R0的电流，而通过Rx的电流与通过R0电流相等，再用电压表V2测量出待测电阻的电压，就可求出待测电阻的大小，故应将电压表V2与待测电阻并联；也可以用电压表V2测量出两个电阻两端的总电压，再根据分压原理，求出Rx两端的电压，就能求出待测电阻的大小。故答案如下所示：
或
（2）
最右端
（3）C
4.（1）a
（2）电流表量程过大
（3）2.4
10。
5.（1）断开（2）电压表并联在滑动变阻器的两端了
（3）0.48
（4）5.0
（5）灯泡的电阻受温度的影响。
6.（1）测小灯泡电功率实验中，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，又因为向右移动滑片P时电流变小，即滑动变阻器接入的阻值应变大，由图乙知道，应将其左下接线柱接入电路，如图所示：
（2）断开
大
（3）短路
（4）0.7V
U1I1
（5）0.6W
增大
7.（1）UI
（2）R乙
（3）见解析
（4）10.4
（5）。
8.（1）电流表
（2）最大
2.5
（3）0.75。
9.（1）由表中数据可知，小灯泡电流小于0.6A，所以电流表应选小量程；滑动变阻器与应小灯泡串联，且“一上一下”接入电路，由于滑动变阻器的滑片向左移动时，小灯泡会变亮，因此滑动变阻器应接左下接线柱，如图所示：
（2）开关接触不良
（3）正常发光
0.80
（4）伏安法测定值电阻的实验需测量电流、电压，且至少需测量3次，并求平均值减小误差，故表格设计如下（横表竖表均可）：
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
平均电阻R/Ω
1
2
3
10.（1）A
（2）2.5
0.75
（3）减小
（4）B。
11.（1）测量小灯泡电功率的实验中，电源、电流表、滑动变阻器、小灯泡和开关串联，电压表并在小灯泡两端。而原电路中，灯泡与电流表、滑动变阻器并联联，电压表串联接入电路了。通过观察，只需将灯泡左边接线柱上的导线断开，改接到电源负极或电压表负接线柱上，就能满足正确电路的需要了。所以电路如下所示：
（2）D
（3）0.3　　0.75　　8.33　　（4）。　　
12.（1）由电路图可知，电源、电流表、小灯泡、电阻R0、滑动变阻器和开关串联，电压表并在小灯泡两端。由P=UI得，小灯泡最大额定电流约为<0.6A,所以电流表选择0-0.6A的量程，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，故实物图连接情况如下：
（2）1.05
（3）增大
10
（4）①5.5V
③
偏小。
13.（1）由电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压，由于灯泡的额定电压为2.5V＜3V，故只需将电压表的“3”接线柱与开关S1的右接线柱连接即可，如图所示：
（2）右
（3）③
（4）①2.5
②0.75
（5）＞【拓展】1.5。
14.（1）滑动变阻器应“一上一下”接入电路，下面接线柱已接好，再接上面一个接线柱就可以了，作图如下：
（2）左
（3）cd间断路
（4）①0-3V
②0.4
14。