第十八章电功率专题训练测量小灯泡的电功率2021—2022学年人教版九年级物理全一册（含答案）

第十八章
专题训练
测量小灯泡的电功率
1．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样，电源为两节新干电池，图甲是连接的实物图。
（1）图甲实物图中有根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将其改正。（________）
（2）排除故障后闭合开关，移动滑片至某位置，电压表的示数如图乙，示数为______V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（左/右）端移动。
（3）小明想设计了一个用于记录数据及现象的表格，表头中的项目除了电压表示数、电流表示数以外还应该______（填写一个即可）。图丙是绘制出的小灯泡电流随它两端电压变化关系图像，分析图像可知；小灯泡的额定功率为______W。
（4）实验中灯泡突然熄灭，经初步检查后分析：可能是灯泡断路，也可能是滑动变阻器断路。假如只用一根导线，让导线直接连接在电路中来判断故障，则将它并联在______（灯泡/滑动变阻器）两侧较为合理；也能根据电压表示数来判断，若表有示数，则______断路。
（5）从丙图的图线上任取一点，过该点分别作横轴和纵轴的垂线，这两条垂线和两条坐标轴围成一下矩形，则矩形的面积表示的物理含义是______。
2．在测量小灯泡额定功率的实验中，提供的是恒为5V的学生电源。已知小灯泡的额定电压为2.5V（灯正常发光时电阻约为12Ω）。如图甲是设计的实验电路图，图乙是已连接完整的实验电路：
（1）小安同学在检查图乙的电路连接时发现其中有一根导线接错了，请你在图乙中错误的那根导线上打一个“×”，然后用一根笔画线代替导线使电路连接正确______；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮。她将滑片由最右端向左端移动过程中，开始一段时间灯泡仍然不亮，两表均无示数，但当滑片移动到滑动变阻器的线圈某点M时，灯突然发光，电压表、电流表均有示数，他立即断开开关，查找原因，你认为出现以上现象的原因可能是______；
A．滑动变阻器被短路
B．滑动变阻器线圈在M点右侧附近有断路
C．滑动变阻器线圈在M点左侧附近有断路
D．滑动变阻器最大阻值太大
（3）更换了一个“8Ω
0.5A”的滑动变阻器后，重新连接电路继续实验，但闭合开关后，无论怎样移动滑片，电压表的示数始终大于2.5V，如手边只有一个标有“10 的定值电阻R1和一个20 的定值电阻R2可选用，为了完成实验，接下来的操作是：断开开关，将______（选填“R1”、“R2”或“R1与R2一起”）串联在原电路中；
（4）小安重新按要求正确连接好电路并规范操作，闭合开关，缓慢移动标有“80
5A”的滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图丙，则灯泡的额定功率为______W，此时标有“8
0.5A”的滑动变阻器消耗的功率______W。
3．如图在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器规格为“40Ω，12A”。
（1）小明同学连接了如图甲所示的部分实物电路，还有一根导线未连接，请你用笔画线代替导线，将导线连入电路___________；
（2）正确连接电路后，闭合开关，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___________；（只有一处故障）
（3）排除故障后，调节滑片使灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是___________W；
（4）该组同学又将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω定值电阻探究电流与电阻的关系，为了使所有定值电阻都能够参与实验，定值电阻两端电压最小值为___________V。
4．如图所示是小明测量小灯泡的电功率的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）在连接电路时，开关闭合前滑动变阻器的滑片P应滑到______（选填“a”或“b”）端。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W。
（3）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压的关系图象如图丙所示，发现图象是弯曲的，其主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）小灯泡两端的电压是1.25V时，它的实际功率______0.15W（选填“＞”、“＜”或“＝”）
（5）当这个小灯泡与一个阻值是10Ω的定值电阻并联在某一电路中时，干路电流是0.4A，则此时小灯泡两端电压是______V。
5．在测量小灯泡的电功率实验中，可选择的器材有：两端电压恒为4.5V，额定电压为2.5V的小灯泡，电流表（0-0.6A，0-3A），电压表（0-3V，0-15V），“20Ω
1A”的滑动变阻器R1和“5Ω
2A”的滑动变阻器R2，开关和导线若干，实验步骤如下：
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求滑片向右移动时小灯泡变亮___________；
（2）连接好电路，正确操作，移动滑动变阻器的滑片P，小明发现灯泡忽亮忽灭，则故障可能是___________；
A．滑动变阻器滑片接触不良
B．小灯泡短路
C．滑动变阻器短路
D．滑动变阻器断路
（3）故障排除后，小明移动滑片P，当电压表的示数如图乙所示为___________V，若要使电压表的示数为额定电压，滑动变阻器滑片应向___________（选填左或右）移动；
（4）小明根据实验中获得的数据绘制的小灯泡I-U图像如图丙所示，则小灯泡的额定电功率为___________W；本实验中小明选用的滑动变阻器是___________（选填，R1或R2）；
（5）小明查阅有关资料后得知，电压表工作时，其实内部有微弱电流通过，据此分析，所测量的额定功率偏___________（选填大或小），善于思考的小明把电流表和电压表按照如图的方式进行连接，他认为可以减小因电压表内部有微弱电流带来的误差，但是老师又告诉他，电流表也有电阻，因此，当被测用电器的电阻___________（选填远大于、远小于或接近）电流表的电阻时才采用这种方法。
6．为了测量2.5V的小灯泡的额定功率：
(1)小明连接的实验电路如图甲所示，闭合开关前，应将变阻器的滑片移至______（选填“A”或“B”）端；
(2)闭合开关后移动变阻器滑片到某一位置，电压表示数如图乙所示，若想测量2.5V小灯泡的额定功率，则接下来的操作是∶______（要求写出滑片
P移动的方向）；
(3)小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率，用一只5Ω的定值电阻替换图甲中的电流表后，按照如下的步骤操作：
①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为2.5V；
②保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”，记下此时电压表示数为U；
③则该灯泡的额定功率为______。
7．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡L的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整______。
（2）连好电路，闭合开关S，发现灯泡L不亮，电压表示数为零。小明同学借用另一实验小组的电压表进行故障检测，他将借来的电压表分别并联在接线柱AB、AC、AD两端，发现UAB=UAC=0，UAD>0，若电路故障只有一处，则电路发生的故障是__（填“AB”、“BC”或“CD”）段______（填“断路”或“短路”）了。
（3）故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为___V。若他想测量出小灯泡L的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向___（填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5
V。
（4）小明同学移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是______W。
（5）实验结束后，如果把小灯泡L换成一个定值电阻，还可探究_（填“A”或“B”）。
A．电流与电阻的关系
B．电流与电压的关系
8．如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物图连接完整___（要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗）。
（2）某小组连接好电路后，检查连线正确，但闭合开关后发现小灯泡发光很亮且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是___。排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某处，电压表的示数如乙图所示，为_____V，若要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片P向_____（选填“A”或“B”）端移动直到电压表的示数为2.5V。
（3）根据实验得到了如图丙所示的I-U图象则小灯泡的额定功率为_____W。
（4）如果没有电压表，用如图丁所示的电路也可测小灯泡的额定功率。其中，定值电阻的阻值为R0。先断开开关S2，同时闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R，使电流表的示数为，再保持变阻器R滑片的位置不变，只断开开关S1，闭合其他开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额____（用R0、U额、I的代数式表示）。
9．利用图中所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整______，要求导线不得交叉，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大；
（2）连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不会发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是______；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，小灯泡正常发光，电流表的示数如图1中乙所示，此时通过小灯泡的电流为______A，小灯泡的额定功率为______W；
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，记下了多组电压值和电流值，并绘制了如图1中丙所示的图像。根据图像可知，小灯泡的电阻是变化的，原因是______；
（5）利用图所示电路，测出额定电压为U额的小灯泡的额定功率（定值电阻R0阻值已知，电源电压未知）；
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为U额；
②保持滑动变阻器的滑片不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表的示数为U1；
③则小灯泡的额定功率P额=______（用U额、U1、R0表示）。
10．在“探究电流与电阻的关系”实验中，小明选用如下器材：电压恒为4V的电源，阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，规格为“30Ω
1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关和若干导线。
甲
乙
丙
（1）甲图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；______
（2）改正后，闭合开关并调节滑动变阻器滑片，使电压表示数如图乙所示，记下此时电流表示数。接着断开开关，保持滑片位置不动，将20Ω电阻换成10Ω电阻，再闭合开关，应将滑片向______移动，使电压表示数与第一次实验相同，此时电流表示数应为______A；
（3）将10Ω换成5Ω后重复上述实验，分析数据得出结论；
（4）实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请将实验步骤补充完整；
①开关S1断开，S、S2闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，______（填三个开关的状态），记录电压表示数为U滑；
③小灯泡额定功率的表达式P额=______。（用U、U额、U滑、R0表示）
11．如图所示，图甲为“测量小灯泡的额定功率”的电路图，电源电压U恒为6V，小灯泡标有“3.8V”字样，它正常发光时通过的电流约为0.28A，滑动变阻器铭牌模糊不清，但其最大阻值约为18Ω。
（1）小明按图甲进行电路连接，当接好最后一根导线时，小灯泡立即发出耀眼的光，接着小灯泡烧坏。请你写出连接电路时的错误操作可能的原因（写出2条）；______、______
（2）小明更换了一个同型号的新灯泡，正确连接电路，闭合开关，移动滑片P，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为多少；______
（3）实验中测得许多组灯泡的电流值和电压值，绘制了如图丁所示的图象，计算出灯泡的电阻不是一个定值，小明得出结论：灯泡的电阻随电压的增大而增大。请你判断小明的说法是否正确，并说明电阻增大的原因；______
（4）小明还想用已有实验器材测量未知电阻R1（约1.5Ω）的阻值。当他用电阻R1替换小灯泡后，发现电压表已损坏，于是设计了图丙所示电路图实验步骤设计如下：
①按图示丙电路图连接电路，只闭合S1，移动滑片P至某一位置，读取电流表示数为I1；
②保持滑片位置不变，闭合开关S1和S2，读取电流表示数I2；
③请你写出未知电阻R1的表达式（用U、I1、I2表示）。______
12．小明在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用额定电压为2.5
V的小灯泡、电阻箱（阻值范围0～9
999
Ω）。电压恒定为4
V的电源以及其他相关器材按图甲连接电路，进行实验。
（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正______。
（2）接通电路后，灯不亮，电流表、电压表都没有示数，小明再次检查电路的连接，确认电路没有出现断路的现象，出现上述现象的原因是________；
（3）在实验过程中，小明调节电阻箱，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线a，如图乙可知该小灯泡额定功率为________W。此电路的数据________（选填“能”或“不能”）研究导体中的电流与电压的关系.
（4）小明在图乙中还画出了本实验中电阻箱的电流随电压变化的曲线b，老师据图指出该曲线中明显可以看出有一处是错误的，你认为这一处的错误是________。
（5）实验完成后，小明还想测量另一个额定电压为U额的小灯泡的电功率，但电压表出现故障不能使用，于是他设计了如图丙所示的电路，已知定值电阻的阻值为R0，请你将下列实验步骤补充完整。
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，__________；
②闭合S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不动，记录电流表的示数为I；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝____________（用U额、I和R0表示）。
参考答案
1．
1.7
左
灯泡的电功率和灯泡的亮度
0.5
滑动变阻器
灯泡
灯泡的实际功率
2．
B
R1
0.5
0.1
3．
小灯泡断路
0.6
2
4．b
0.75
增大
＞
1.5
5．
A
2.7
左
0.75
R1
大
远大于
6．B
向A端移动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V
7．
CD
断路
2
右
0.75
B
8．
闭合开关前滑动阻器的滑片未调到最大阻值处
1.8
A
0.5
或
9．
小灯泡开路
0.26
0.65
灯丝电阻随温度变化而变化
10．
左
0.2
U-U额
闭合
S、S1，断开S2
11．连接电路时开关没有断开
滑动变阻器没有调到最大阻值处
1.14W
不正确，原因是灯泡在不同电压下发光时灯丝的温度不同，温度越高，电阻越大，不是电压引起的
12．
电阻箱的阻值过大
0.75
不能
使电流表示数为
U额×(I-)