【精品解析】人教版九年级物理第十八章第3节《测量小灯泡的电功率》课时练

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名称 【精品解析】人教版九年级物理第十八章第3节《测量小灯泡的电功率》课时练
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2021-11-16 19:50:11

文档简介

人教版九年级物理第十八章第3节《测量小灯泡的电功率》课时练
一、单选题
1.如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,那么两个电表的量程最好选用(  )
A.电压表选“0-15V”,电流表选“0-3A”
B.电压表选“0-15V”,电流表选“0-0.6A”
C.电压表选“0-3V”,电流表选“0-3A”
D.电压表选“0-3V”,电流表选“0-0.6A”
2.为了测定小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是(  )
A.手移动变阻器的滑片,眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片,眼观电压表
C.手移动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
D.手按开关,眼观电流表
3.在做测量小灯泡的电功率的实验中,所选用的小灯泡的额定电压和电源电压是(  )
A.1.5V,1.5V B.2V,2V C.2.5V,3V D.3V,6V
4.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,原因可能是下述的哪种(  )
A.变阻器总阻值太大 B.电压表量程太大
C.灯泡灯丝断开 D.电源电压太低
5.(2018九上·河南期中)测量灯泡的额定功率的实验中,小明所设计的如图所示电路中(R阻值已知),在无电压表的情况下也能测出已知额定电压灯泡的额定功率的是(  )
A. B.
C. D.
6.(2018九上·香坊期末)图中“+”、“﹣”分别表示电表的正负接线柱,可以测量R消耗的电功率的电路图是(  )
A. B.
C. D.
7.(2017九上·东营期中)如图所示是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是(  )
A. B.
C. D.
8.如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图.在这个实验的具体操作中,手和眼睛最合理的分工应该是(  )
A.手移动变阻器的滑片,眼睛观察变阻器的滑片的位置
B.手移动变阻器的滑片,眼睛观察小灯泡是否发光
C.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数
D.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数
9.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
10.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是(  )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
11.如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,其中小灯泡的铭牌不清,根据此图,可以直接研究的问题是(  )
A.测小灯泡正常发光的电阻 B.测小灯泡的实际电功率
C.测小灯泡消耗的电能 D.测小灯泡产生的热量
12.做伏安法测量小灯泡功率的实验,所测灯泡的额定电压是2.2V.某同学连接的电路如图所示,当他合上开关时发现:灯不亮,电流表指针也不动,但电压表的指针接近满刻度.他尝试移动滑动变阻器的滑动片P,仍不能改变以上现象.你认为是下列哪种原因?(  )
A.灯泡是坏的,或者灯泡与灯座接触不良
B.电流表接线柱没有拧紧,接触不良
C.电路的连接不正确
D.两节电池的电压太小,电路中电流很微弱
二、填空题
13.在测定小灯泡功率的实验中,连接电路时,开关应处于   (填“断开”或“闭合”)状态,闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处在   位置。
14.伏安法测小灯泡电功率的实验原理是   .用   测出小灯泡两端的电压,用   测出通过小灯泡的电流,然后根据公式算出相应的功率;要测小灯泡的额定功率,可以用调节灯泡两端   的电压,使电压表的示数刚好为小灯泡的额定电压,读出此时的电流表的示数,就可以算出额定功率,此时灯泡   (选填“正常”或“不正常”)发光。
15.在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①为了减小误差;②是为了寻找规律.在“测量小灯泡不同电压下的电功率”的实验中,多次测量的目的是   (选填“①”或“②”);在“用电压表和电流表测量导体的电阻”的实验中,多次测量的目的是   (选填“①”或“②”)。
16.如图,是测定小灯泡的额定功率的实验电路图,在实际操作时,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于端   (填“a”或“b”),闭合开关后,应调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的   。
17.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡额定电压为3.8V,灯丝电阻约为8Ω,则电流表(0.6A、3A)应选用的量程为   。电压表(3V、15V)应选用的量程为   。某同学在连接好电路并检查无误后,闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到   值(变阻器与灯串联);要测定小灯泡的额定功率,必须使小灯泡两端电压为   V,并测出通过小灯泡的电流值。
18.在测量小灯泡电功率的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样测出了小灯泡的电功率,原理如图所示.小军读出电流表A1的示数为0.5A,而电流表A2的示数为0.2A,则小灯泡L两端的电压为    V,小灯泡的实际功率为    W.
三、实验探究题
19.(2021·岳池模拟)小明同学在“测定小灯泡电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。则:
(1)电路连接如图1所示,在连接电路时开关应该   ,滑动变阻器的滑片应该调到   (选填“最左端”或者“最右端”)。闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因可能是   。
(2)排除故障后,根据实验数据画出如图2所示的U﹣I图象,小灯泡额定电流为   ,计算出小灯泡的额定功率是   。
(3)完成测量后,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A;换接20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向   (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为   V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
20.(2020九上·包河期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为3.8V (其电阻约为10Ω),电源电压为6V且保持不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整;
(2)如果连接好实物电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都很暗,且两电表示数保持不变,出现上述故障的原因可能是:   ;
(3)排除故障后,再次闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率是   ;
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图像,根据图像分析,可以得到的信息或结论是:   (写出一条信息或结论即可)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】小灯泡标有2.5V,即额定电压为2.5V,故电压表应选取0-3V的,可以保证准确;
而小灯泡的电流较小,如选取0-3A的电流表,则测量误差较大,故应选取0-0.6A的。故选D
【分析】本题从电表选取的两个原则:安全性和准确性进行分析。
2.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由于滑动变阻器的作用是调节小灯泡两端的电压,故在用手调节滑动变阻器的滑片时,眼睛应观察电压表示数的变化,当电压表示数达到小灯泡的额定电压时,再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。故选B
【分析】用手调节滑片时,眼要观察电压表的示数,伏安法测功率考查的重点在实验的原理、电路图、实物图、电表读数及额定功率的计算这几个方面。
3.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在实验中为了测得小灯泡的功率,应让其达到额定功率,因在实际电路中要用到滑动变阻器,故分到小灯泡上的电压比电源电压要小一些,故电源电压应稍大于小灯泡的额定电压,但如果大太多,容易烧坏小灯泡.所以最符合的就是2.5V,3V。故选C
【分析】从实验原理和电路图中可以得到正确的电压值。
4.【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】A、如果其它元件规格符合要求的情况下,滑动变阻器总阻值太大,当滑动变阻器阻值变小时,电压表示数能达到灯泡的额定电压值,不符合题意;B、电压表量程太大,只是指针偏转角度小,能使电压表达到灯泡的额定电压,不符合题意;C、小灯泡灯丝断开,电路开路灯泡不发光,不符合题意;D、如果电源电压太低,低于灯泡的额定电压,即使滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电压表示数也不会达到灯泡额定电压,符合题意。故选D
【分析】首先确定这里的电路连接是正确的,不是连接故障问题,而是器材的规格问题,从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。影响电压表的示数的原因只有两个,一是电源电压的大小,二是变阻器的阻值,因此,在阻值调节后仍不能达到额定电压,就说明电源电压可能太低了。
5.【答案】C
【知识点】电功率的测量;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】根据已知电阻和灯泡的额定电压计算出灯泡正常发光时通过R的电流,根据 便可计算出灯泡的额定电功率;
C、当干路开关和灯泡支路开关闭合时,灯泡和R并联,电流表测量通过R的电流,移动滑片使得电流表的示数 ,此时灯两端的电压即为额定电压,灯正常发光;当干路开关和竖向放置的开关闭合时,灯和R并联,电流表测量干路电流I,则通过灯的电流 ,根据 即可求出灯泡的额定功率,C符合题意;
ABD、无论三个开关如何组合,都无法确定灯泡是否正常发光,ABD不能测量灯泡的额度功率,ABD不符合题意。
故答案为:C.
【分析】测量用电器的电功率时,当只有电流表时,利用并联电路的电压相等的规律获得电压值,并计算电功率的大小。
6.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】要测量R消耗的电功率就要分别测出通过R的电流和R两端的电压,最后用公式P=UI进行计算。测电流要用到电流表,测电压要用到电压表,故本题主要考查电 流表和电压表的正确使用,要注意电流表要与R串联,电压表与R并联,且要让电流“+”进“-”出.
分析电路图可以看出:B 符合题意 ,A图中电流表与R并 联,电压表与R串联,A不符合题意;C图中电流表和电压表的正负都接反了,C不符合题意;D图中电压表串联在电路中,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】根据测功率的原理P=UI分析解答;实验中应保证电流由电表的正接线柱流入由负接线柱流出,并且电流表要串联在电路中,而电压表并联在电源两端,分析电表的连接即可得出正确电路.
7.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由图示可知,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小,但不会为零,根据四个选项可知只有C的电压不为零,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查了学生对电路的分析和图像的理解,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小.
8.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:按电路图连接电路,闭合开关之前,为保护电路,要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处,闭合开关时,电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压,此时要通过调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于其额定电压,用手调节滑片,眼睛看着电压表的示数.
故选C.
【分析】小灯泡在额定电压下的功率叫额定功率,调节滑动变阻器的滑片,可以改变小灯泡两端的电压.
9.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、从图可知两灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系;故A正确;
B、根据本实验的现象和数据,可以得出“电流相同时,电压越大,用电器的电功率越大”;由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,所以无法得出“电流相同时,电功率跟电压成正比”这个结论,故B错误;
C、为了判断灯泡的功率大小,我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小,灯泡越亮灯泡的功率越大.故C正确;
D、两灯泡串联,流过它们的电流相同,LI、L2规格不同,则灯泡两端的电压不同,因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系;故D正确.
故选B.
【分析】(1)要探究电功率和电压、电流之间的关系,必须要求电压或电流中的其中一个量不变来研究另一个,所以采用控制变量法得到三者的关系.从图 可知,两个灯泡串联,则通过两个灯泡的电流相同,从而可以判断出探究的问题.在该实验中功率的大小无法直接计算出来,可以借助转换法进行判断.
(2)灯泡实际功率越大,灯泡越亮,通过灯泡的亮度可以比较灯泡电功率的大小.
(3)灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,无法准确得出实际功率和灯泡两端的电压关系.
10.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器应滑到B端,即其电阻最大位置.故A正确;
B、闭合开关后,小灯泡不发光的原因有很多,并不一定是小灯泡灯丝断了,故B错误;
C、当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率,正确;
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮,故D正确.
故选B
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器应滑到电阻最大位置;
(2)闭合开关后,小灯泡不发光的原因有:小灯泡灯丝断路、小灯泡被短路、小灯泡接触不良、电源电压太小、滑动变阻器连入电路的电阻太大等原因;
(3)当电压表的示数为额定电压时,根据电流表的示数和公式P=UI即可求出小灯泡的额定功率;
(4)小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮.
11.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、据图能看出,该题能直接测出小灯泡的实际电压和实际电流来,故据公式R=可以计算出灯泡的实际电阻,由于电阻受温度的影响,故灯泡的实际电阻与正常工作时的电阻是不同的,故该选项错误;
B、知道灯泡的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率,故该选项正确;
C、由于在测量小灯泡消耗的实际电能,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
D、由于在测量小灯泡消耗的实际热量,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
故选B.
【分析】(1)电阻的大小受温度的影响,在不同温度下,导体的电阻的大小是不同的;
(2)知道用电器的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出实际功率;
(3)据公式Q=I2Rt和W=UIt可知,若想计算出小灯泡消耗的电能和产生的热量必须要知道通电时间.
12.【答案】A
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:电压表有示数,说明与电压表两接线连接的电路是通路;
灯泡不亮,电流表无示数,说明电路是断路,
所以电路故障是电压表并联的部分断路,
结合选项可知A正确,BCD不正确.
故选A.
【分析】灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路.
灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压.
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
13.【答案】断开;阻值最大
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】实物电路未连接好时,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件。故答案为:断开;阻值最大
【分析】根据实物连接的正确方法和滑动变阻器的作用进行分析
14.【答案】P=UI;电压表;电流表;滑动变阻器;正常
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】用电压表测灯的电压,用电流表测灯的电流,故实验原理是P=UI。测量小灯泡的额定功率是,可以调节滑动变阻器接入电路中的阻值,从而改变灯泡两端的电压,当灯泡两端的电压为额定电压时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的功率为额定功率。故答案为P=UI,电压表,电流表,滑动变阻器,正常
【分析】测电功率的实验原理:P=UI,根据测电功率的实验原理可知,用电压表测量灯泡两端电压,电流表测量通过灯泡中的电流。测小灯泡额定功率时,移动滑片的位置,使电压表的示数等于灯泡的额定电压,灯泡只有在额定电压下工作时,才称为正常工作。
15.【答案】②;①
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】测量电功率的实验是为了研究功率与电压、电流的关系,因此多次测量是为了寻找普遍规律;“用电压表和电流表测导体的电阻”时,测量的是定值电阻的阻值,测量值是个定值,多次测量可以比较测量值减小误差。故答案为:②;①
【分析】测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量,如果物理量是个恒量,多次测量求平均值可以减小实验误差;如果不是测量具体的物理量,而是寻找规律也采取多次测量,寻找普遍性。
16.【答案】b;额定电压
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由图知,滑动变阻器左端接在a处,所以在闭合开关前应将滑片移至b端,使其阻值最大;闭合开关后,应调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,此时灯泡的电功率等于额定功率。故答案为:b;额定电压
【分析】要测量灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于额定电压;为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处.
17.【答案】0~0.6A;0~15V;最大;3.8
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】灯泡正常发光时的电流约为: ,则电流表应选择0~0.6A量程,灯泡额定电压为3.8V,电压表应选0~15V,闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;要测定小灯泡的额定功率,必须使小灯泡两端电压等于其额定电压3.8V,并测出通过小灯泡的电流值。故答案为:0~0.6A;0~15V;最大;3.8
【分析】根据灯泡正常发光时的电流来选择电流表量程,根据灯泡额定电压来选择电压表量程;闭合开关前,滑片应置于阻值最大处;灯泡在额定电压下的功率是额定功率。
18.【答案】3;0.6
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由并联电路的特点知,流过定值电阻R0的电流IR0=IA1-IA2=0.5A-0.2A=0.3A,
电源电压U=IR0R0=0.3A×10Ω=3V,灯接在电源两端,灯泡两端的电压是3V;小灯泡的实际功率P="U" IL ="U" IA2 =3V× 0.2A =0.6W。
【分析】伏安法测电功率的探究实验。
19.【答案】(1)断开;最右端;小灯泡断路
(2)0.25A;0.625W
(3)右;2
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电路连接如图1所示,为保护电路安全,在连接电路时开关应该断开,滑动变阻器应接入最大阻值,即滑片应该调到最右端。
闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因可能是小灯泡断路,造成电压表串联在电路中。
(2)达到额定电压2.5V时,电路中的电流为0.25A,小灯泡的额定功率是
(3)两电阻串联,电压表测量电阻两端电压,接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A,电压表示数为
换接20Ω的电阻后,根据串联分压,应将滑动变阻器的滑片向右端移动以增大其分压,使电压表的示数仍保持为2V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
【分析】(1)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(2)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数即可;结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可; (3)小灯泡与滑动变阻器串联,串联分压,分得的电压与电阻成正比,增加小灯泡两端的电压,就要减小滑动变阻器接入电路中的电阻。
20.【答案】(1)
(2)滑动变阻器接了下面两个接线柱
(3)1.064
(4)小灯泡的电阻受到温度的影响
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电流表、滑动变阻器要与小灯泡串联接入电路,滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式,如图所示:
(2)无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡发光很暗,两表示数不变,说明滑动变阻器不起作用且连入的阻值较大,电路故障为滑动变阻器的两个下面的接线柱接入电路。
(3)因为灯泡的额定电压为3.8V,电流表的示数为0.28A,则灯泡的额定功率P=UI=3.8V 0.28A=1.064W
(4)由图可知,图像不是一条过原点的直线,说明灯泡的电阻是变化的,当灯泡两端的电压增大时,功率随之增大,灯丝的温度升高,温度影响了灯泡的电阻的大小。
【分析】(1)(2)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱即可;
(3)结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可;
(4)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大。
1 / 1人教版九年级物理第十八章第3节《测量小灯泡的电功率》课时练
一、单选题
1.如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率,那么两个电表的量程最好选用(  )
A.电压表选“0-15V”,电流表选“0-3A”
B.电压表选“0-15V”,电流表选“0-0.6A”
C.电压表选“0-3V”,电流表选“0-3A”
D.电压表选“0-3V”,电流表选“0-0.6A”
【答案】D
【知识点】电压的测量及电压表的使用;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】小灯泡标有2.5V,即额定电压为2.5V,故电压表应选取0-3V的,可以保证准确;
而小灯泡的电流较小,如选取0-3A的电流表,则测量误差较大,故应选取0-0.6A的。故选D
【分析】本题从电表选取的两个原则:安全性和准确性进行分析。
2.为了测定小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是(  )
A.手移动变阻器的滑片,眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片,眼观电压表
C.手移动变阻器的滑片,眼看小灯泡是否发光
D.手按开关,眼观电流表
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由于滑动变阻器的作用是调节小灯泡两端的电压,故在用手调节滑动变阻器的滑片时,眼睛应观察电压表示数的变化,当电压表示数达到小灯泡的额定电压时,再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。故选B
【分析】用手调节滑片时,眼要观察电压表的示数,伏安法测功率考查的重点在实验的原理、电路图、实物图、电表读数及额定功率的计算这几个方面。
3.在做测量小灯泡的电功率的实验中,所选用的小灯泡的额定电压和电源电压是(  )
A.1.5V,1.5V B.2V,2V C.2.5V,3V D.3V,6V
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在实验中为了测得小灯泡的功率,应让其达到额定功率,因在实际电路中要用到滑动变阻器,故分到小灯泡上的电压比电源电压要小一些,故电源电压应稍大于小灯泡的额定电压,但如果大太多,容易烧坏小灯泡.所以最符合的就是2.5V,3V。故选C
【分析】从实验原理和电路图中可以得到正确的电压值。
4.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,原因可能是下述的哪种(  )
A.变阻器总阻值太大 B.电压表量程太大
C.灯泡灯丝断开 D.电源电压太低
【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】A、如果其它元件规格符合要求的情况下,滑动变阻器总阻值太大,当滑动变阻器阻值变小时,电压表示数能达到灯泡的额定电压值,不符合题意;B、电压表量程太大,只是指针偏转角度小,能使电压表达到灯泡的额定电压,不符合题意;C、小灯泡灯丝断开,电路开路灯泡不发光,不符合题意;D、如果电源电压太低,低于灯泡的额定电压,即使滑动变阻器连入电路的阻值为零时,电压表示数也不会达到灯泡额定电压,符合题意。故选D
【分析】首先确定这里的电路连接是正确的,不是连接故障问题,而是器材的规格问题,从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。影响电压表的示数的原因只有两个,一是电源电压的大小,二是变阻器的阻值,因此,在阻值调节后仍不能达到额定电压,就说明电源电压可能太低了。
5.(2018九上·河南期中)测量灯泡的额定功率的实验中,小明所设计的如图所示电路中(R阻值已知),在无电压表的情况下也能测出已知额定电压灯泡的额定功率的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电功率的测量;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】根据已知电阻和灯泡的额定电压计算出灯泡正常发光时通过R的电流,根据 便可计算出灯泡的额定电功率;
C、当干路开关和灯泡支路开关闭合时,灯泡和R并联,电流表测量通过R的电流,移动滑片使得电流表的示数 ,此时灯两端的电压即为额定电压,灯正常发光;当干路开关和竖向放置的开关闭合时,灯和R并联,电流表测量干路电流I,则通过灯的电流 ,根据 即可求出灯泡的额定功率,C符合题意;
ABD、无论三个开关如何组合,都无法确定灯泡是否正常发光,ABD不能测量灯泡的额度功率,ABD不符合题意。
故答案为:C.
【分析】测量用电器的电功率时,当只有电流表时,利用并联电路的电压相等的规律获得电压值,并计算电功率的大小。
6.(2018九上·香坊期末)图中“+”、“﹣”分别表示电表的正负接线柱,可以测量R消耗的电功率的电路图是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】要测量R消耗的电功率就要分别测出通过R的电流和R两端的电压,最后用公式P=UI进行计算。测电流要用到电流表,测电压要用到电压表,故本题主要考查电 流表和电压表的正确使用,要注意电流表要与R串联,电压表与R并联,且要让电流“+”进“-”出.
分析电路图可以看出:B 符合题意 ,A图中电流表与R并 联,电压表与R串联,A不符合题意;C图中电流表和电压表的正负都接反了,C不符合题意;D图中电压表串联在电路中,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】根据测功率的原理P=UI分析解答;实验中应保证电流由电表的正接线柱流入由负接线柱流出,并且电流表要串联在电路中,而电压表并联在电源两端,分析电表的连接即可得出正确电路.
7.(2017九上·东营期中)如图所示是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由图示可知,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小,但不会为零,根据四个选项可知只有C的电压不为零,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查了学生对电路的分析和图像的理解,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小.
8.如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图.在这个实验的具体操作中,手和眼睛最合理的分工应该是(  )
A.手移动变阻器的滑片,眼睛观察变阻器的滑片的位置
B.手移动变阻器的滑片,眼睛观察小灯泡是否发光
C.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数
D.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:按电路图连接电路,闭合开关之前,为保护电路,要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处,闭合开关时,电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压,此时要通过调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于其额定电压,用手调节滑片,眼睛看着电压表的示数.
故选C.
【分析】小灯泡在额定电压下的功率叫额定功率,调节滑动变阻器的滑片,可以改变小灯泡两端的电压.
9.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
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、从图可知两灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系;故A正确;
B、根据本实验的现象和数据,可以得出“电流相同时,电压越大,用电器的电功率越大”;由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,所以无法得出“电流相同时,电功率跟电压成正比”这个结论,故B错误;
C、为了判断灯泡的功率大小,我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小,灯泡越亮灯泡的功率越大.故C正确;
D、两灯泡串联,流过它们的电流相同,LI、L2规格不同,则灯泡两端的电压不同,因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系;故D正确.
故选B.
【分析】(1)要探究电功率和电压、电流之间的关系,必须要求电压或电流中的其中一个量不变来研究另一个,所以采用控制变量法得到三者的关系.从图 可知,两个灯泡串联,则通过两个灯泡的电流相同,从而可以判断出探究的问题.在该实验中功率的大小无法直接计算出来,可以借助转换法进行判断.
(2)灯泡实际功率越大,灯泡越亮,通过灯泡的亮度可以比较灯泡电功率的大小.
(3)灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,无法准确得出实际功率和灯泡两端的电压关系.
10.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是(  )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器应滑到B端,即其电阻最大位置.故A正确;
B、闭合开关后,小灯泡不发光的原因有很多,并不一定是小灯泡灯丝断了,故B错误;
C、当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率,正确;
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮,故D正确.
故选B
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器应滑到电阻最大位置;
(2)闭合开关后,小灯泡不发光的原因有:小灯泡灯丝断路、小灯泡被短路、小灯泡接触不良、电源电压太小、滑动变阻器连入电路的电阻太大等原因;
(3)当电压表的示数为额定电压时,根据电流表的示数和公式P=UI即可求出小灯泡的额定功率;
(4)小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮.
11.如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,其中小灯泡的铭牌不清,根据此图,可以直接研究的问题是(  )
A.测小灯泡正常发光的电阻 B.测小灯泡的实际电功率
C.测小灯泡消耗的电能 D.测小灯泡产生的热量
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、据图能看出,该题能直接测出小灯泡的实际电压和实际电流来,故据公式R=可以计算出灯泡的实际电阻,由于电阻受温度的影响,故灯泡的实际电阻与正常工作时的电阻是不同的,故该选项错误;
B、知道灯泡的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率,故该选项正确;
C、由于在测量小灯泡消耗的实际电能,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
D、由于在测量小灯泡消耗的实际热量,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
故选B.
【分析】(1)电阻的大小受温度的影响,在不同温度下,导体的电阻的大小是不同的;
(2)知道用电器的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出实际功率;
(3)据公式Q=I2Rt和W=UIt可知,若想计算出小灯泡消耗的电能和产生的热量必须要知道通电时间.
12.做伏安法测量小灯泡功率的实验,所测灯泡的额定电压是2.2V.某同学连接的电路如图所示,当他合上开关时发现:灯不亮,电流表指针也不动,但电压表的指针接近满刻度.他尝试移动滑动变阻器的滑动片P,仍不能改变以上现象.你认为是下列哪种原因?(  )
A.灯泡是坏的,或者灯泡与灯座接触不良
B.电流表接线柱没有拧紧,接触不良
C.电路的连接不正确
D.两节电池的电压太小,电路中电流很微弱
【答案】A
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:电压表有示数,说明与电压表两接线连接的电路是通路;
灯泡不亮,电流表无示数,说明电路是断路,
所以电路故障是电压表并联的部分断路,
结合选项可知A正确,BCD不正确.
故选A.
【分析】灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路.
灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压.
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
二、填空题
13.在测定小灯泡功率的实验中,连接电路时,开关应处于   (填“断开”或“闭合”)状态,闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处在   位置。
【答案】断开;阻值最大
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】实物电路未连接好时,并且不确定电路没有发生短路的情况下,开关必须是断开的,防止烧坏电路元件;闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,目的也是防止电路中电流过大,烧坏电路元件。故答案为:断开;阻值最大
【分析】根据实物连接的正确方法和滑动变阻器的作用进行分析
14.伏安法测小灯泡电功率的实验原理是   .用   测出小灯泡两端的电压,用   测出通过小灯泡的电流,然后根据公式算出相应的功率;要测小灯泡的额定功率,可以用调节灯泡两端   的电压,使电压表的示数刚好为小灯泡的额定电压,读出此时的电流表的示数,就可以算出额定功率,此时灯泡   (选填“正常”或“不正常”)发光。
【答案】P=UI;电压表;电流表;滑动变阻器;正常
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】用电压表测灯的电压,用电流表测灯的电流,故实验原理是P=UI。测量小灯泡的额定功率是,可以调节滑动变阻器接入电路中的阻值,从而改变灯泡两端的电压,当灯泡两端的电压为额定电压时,小灯泡正常发光,此时小灯泡的功率为额定功率。故答案为P=UI,电压表,电流表,滑动变阻器,正常
【分析】测电功率的实验原理:P=UI,根据测电功率的实验原理可知,用电压表测量灯泡两端电压,电流表测量通过灯泡中的电流。测小灯泡额定功率时,移动滑片的位置,使电压表的示数等于灯泡的额定电压,灯泡只有在额定电压下工作时,才称为正常工作。
15.在物理实验中,经常要进行多次测量,其目的有两个:①为了减小误差;②是为了寻找规律.在“测量小灯泡不同电压下的电功率”的实验中,多次测量的目的是   (选填“①”或“②”);在“用电压表和电流表测量导体的电阻”的实验中,多次测量的目的是   (选填“①”或“②”)。
【答案】②;①
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】测量电功率的实验是为了研究功率与电压、电流的关系,因此多次测量是为了寻找普遍规律;“用电压表和电流表测导体的电阻”时,测量的是定值电阻的阻值,测量值是个定值,多次测量可以比较测量值减小误差。故答案为:②;①
【分析】测量性实验为了减小误差或者寻找规律进行多次测量,如果物理量是个恒量,多次测量求平均值可以减小实验误差;如果不是测量具体的物理量,而是寻找规律也采取多次测量,寻找普遍性。
16.如图,是测定小灯泡的额定功率的实验电路图,在实际操作时,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于端   (填“a”或“b”),闭合开关后,应调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的   。
【答案】b;额定电压
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由图知,滑动变阻器左端接在a处,所以在闭合开关前应将滑片移至b端,使其阻值最大;闭合开关后,应调节滑动变阻器使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,此时灯泡的电功率等于额定功率。故答案为:b;额定电压
【分析】要测量灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于额定电压;为保护电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处.
17.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,已知电源电压为6V,小灯泡额定电压为3.8V,灯丝电阻约为8Ω,则电流表(0.6A、3A)应选用的量程为   。电压表(3V、15V)应选用的量程为   。某同学在连接好电路并检查无误后,闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到   值(变阻器与灯串联);要测定小灯泡的额定功率,必须使小灯泡两端电压为   V,并测出通过小灯泡的电流值。
【答案】0~0.6A;0~15V;最大;3.8
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】灯泡正常发光时的电流约为: ,则电流表应选择0~0.6A量程,灯泡额定电压为3.8V,电压表应选0~15V,闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处;要测定小灯泡的额定功率,必须使小灯泡两端电压等于其额定电压3.8V,并测出通过小灯泡的电流值。故答案为:0~0.6A;0~15V;最大;3.8
【分析】根据灯泡正常发光时的电流来选择电流表量程,根据灯泡额定电压来选择电压表量程;闭合开关前,滑片应置于阻值最大处;灯泡在额定电压下的功率是额定功率。
18.在测量小灯泡电功率的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样测出了小灯泡的电功率,原理如图所示.小军读出电流表A1的示数为0.5A,而电流表A2的示数为0.2A,则小灯泡L两端的电压为    V,小灯泡的实际功率为    W.
【答案】3;0.6
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由并联电路的特点知,流过定值电阻R0的电流IR0=IA1-IA2=0.5A-0.2A=0.3A,
电源电压U=IR0R0=0.3A×10Ω=3V,灯接在电源两端,灯泡两端的电压是3V;小灯泡的实际功率P="U" IL ="U" IA2 =3V× 0.2A =0.6W。
【分析】伏安法测电功率的探究实验。
三、实验探究题
19.(2021·岳池模拟)小明同学在“测定小灯泡电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。则:
(1)电路连接如图1所示,在连接电路时开关应该   ,滑动变阻器的滑片应该调到   (选填“最左端”或者“最右端”)。闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因可能是   。
(2)排除故障后,根据实验数据画出如图2所示的U﹣I图象,小灯泡额定电流为   ,计算出小灯泡的额定功率是   。
(3)完成测量后,同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A;换接20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向   (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为   V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
【答案】(1)断开;最右端;小灯泡断路
(2)0.25A;0.625W
(3)右;2
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电路连接如图1所示,为保护电路安全,在连接电路时开关应该断开,滑动变阻器应接入最大阻值,即滑片应该调到最右端。
闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因可能是小灯泡断路,造成电压表串联在电路中。
(2)达到额定电压2.5V时,电路中的电流为0.25A,小灯泡的额定功率是
(3)两电阻串联,电压表测量电阻两端电压,接10Ω电阻时,电流表的示数为0.2A,电压表示数为
换接20Ω的电阻后,根据串联分压,应将滑动变阻器的滑片向右端移动以增大其分压,使电压表的示数仍保持为2V,读出电流表的示数;继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
【分析】(1)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(2)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数即可;结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可; (3)小灯泡与滑动变阻器串联,串联分压,分得的电压与电阻成正比,增加小灯泡两端的电压,就要减小滑动变阻器接入电路中的电阻。
20.(2020九上·包河期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为3.8V (其电阻约为10Ω),电源电压为6V且保持不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将如图甲所示的实物电路连接完整;
(2)如果连接好实物电路后,闭合开关,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡都很暗,且两电表示数保持不变,出现上述故障的原因可能是:   ;
(3)排除故障后,再次闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使小灯泡恰好正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率是   ;
(4)通过移动滑动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图像,根据图像分析,可以得到的信息或结论是:   (写出一条信息或结论即可)。
【答案】(1)
(2)滑动变阻器接了下面两个接线柱
(3)1.064
(4)小灯泡的电阻受到温度的影响
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电流表、滑动变阻器要与小灯泡串联接入电路,滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式,如图所示:
(2)无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡发光很暗,两表示数不变,说明滑动变阻器不起作用且连入的阻值较大,电路故障为滑动变阻器的两个下面的接线柱接入电路。
(3)因为灯泡的额定电压为3.8V,电流表的示数为0.28A,则灯泡的额定功率P=UI=3.8V 0.28A=1.064W
(4)由图可知,图像不是一条过原点的直线,说明灯泡的电阻是变化的,当灯泡两端的电压增大时,功率随之增大,灯丝的温度升高,温度影响了灯泡的电阻的大小。
【分析】(1)(2)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱即可;
(3)结合电流与电压值,利用功率该公式P=UI求解功率即可;
(4)电阻的大小还与温度有关,一般来说,导体的温度越高,电阻越大。
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