北京课改版九全物理 第11章 3 学生实验：测量小灯泡的电功率 能力（含解析）

北京课改版九全物理 第11章 3 学生实验：测量小灯泡的电功率 能力
一、单项选择题（共1小题；共4分）
1. 如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图，当滑片 向左滑动时，连入电路的电阻变小的是
A. B.
C. D.
二、双项选择题（共3小题；共12分）
2. 如图所示的“热得快”铭牌上标有“”字样，由此可知这种“热得快”
A. 正常工作的电压为
B. 正常工作时电流为
C. 正常工作 消耗的电能为
D. 正常工作 产生的热量大于
3. 小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻，小灯泡的额定电压为 ，实验电路如图甲所示。实验中，当电压表示数为 时，电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象，下列四个选项中，判断正确的是
A. 为使小灯泡正常发光，电压表示数应为
B. 图乙中的电流表示数为
C. 小灯泡正常发光时的电阻为
D. 小灯泡的额定功率为
4. 如图甲所示电路，闭合开关 后，将滑动变阻器的滑片 从一端滑到另一端， 、 的 关系图象如图乙所示：在上述过程中，滑片 从任意一点滑动到另外一点时，电流表 的示数变化量为 ，电压表 、 的示数变化量分别为 、 ， 、 的功率变化量分别为 、 ，则
A. 的阻值为 B. 电源电压是
C. 总成立 D. 总成立
三、填空题（共1小题；共6分）
5. 在家用电器调查活动中，小亮让电热水器单独工作 ，测得家中如图所示的电能表的转盘转了 ，热水器的实际功率为 ；若不计能量损失，这段时间内热水器中 的水可升温 。由于热水器的功率远大于冰箱，从安全用电的角度考虑，热水器的电源线比冰箱的要 （选填“粗”或“细”）。[已知 ， ]。
四、实验题（共6小题；共80分）
6. 如图甲是测量小灯泡额定功率的电路图，所用小灯泡额定电压为 。
（1）闭合开关，小灯泡微微发光，则电压表 （选填“有”或“没有”）示数，要测量额定功率，应移动滑片，使电压表示数为
（2）当达到额定电压时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 。
7. 某物理兴趣小组想探究“电阻消耗的电功率与电阻阻值之间的关系”时，其中小李同学猜测：电阻阻值越大，功率越大；小红同学猜测：电阻阻值越小，功率越大。他们决定用如图所示的电路进行研究。所用的器材是若干个定值电阻、学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和若干导线进行实验，所记录的实验数据如下表所示。
（1）闭合电键前，滑动变阻器的滑片应移到 端（选填图中“”或“”）。在进行 、 、 、 四次实验时，滑动变阻器的作用是 ；
（2）分析比较表中实验次数 、 、 、 ，可得到的初步结论是 ；
（3）分析比较表中实验次数 、 、 、 ，可得到的初步结论是 ；
（4）根据上述实验数据，请判断小李、小红的猜测正确与否
A.都正确
B.都错
C.小李正确，小红错误
D.小李错误，小红正确
8. 回答下列问题：
（1）小明利用如图所示的实验器材测电阻 的阻值，电源是由两节新干电池组成，有一根导线没有连接，请你以笔线代替导线把电路连接正确；闭合电键前，应将滑动变阻器的滑片移到图中的 （选填“”或“”）。
（2）当闭合电键后，电流表与电压表的示数如图所示，则电流表的示数为 安，电压表的示数为 伏。
（3）小华更换了电阻 和滑动变阻器 后重新进行实验，发现电流表示数始终为 ，于是他用一只完好的灯 替换 后，发现灯能发光，若电路中只有一处故障，且只发生在 或 上，可以判断是 故障。小明认为不需要灯 ，只要观察到 现象，也能判断出这一故障。
9. “测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为 ，小灯泡的额定电压为 。
（1）连接电路时，开关应 。
（2）测小灯泡实验原理是 。
（3）请你用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
（4）闭合开关前，应先将滑动变阻器的滑片移到 端（选填“”或“”）。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表指针偏转，电压表示数为 ，产生故障的原因可能是 。
（5）排除故障后，实验得到的数据如下表．在第 次实验中，小灯泡两端电压为 时，电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为 ，此时小灯泡的实际功率为 。
（6）由上表可知，小灯泡的额定功率为 ；小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 （选填“增大”或“减小”）。
10. 某实验小组的同学用如图所示的器材测量小灯泡的电功率，并探究小灯泡的亮度与实际功率的关系。已知待测小灯泡的额定电压为 ，小灯泡的额定功率估计在 左右。
（1）请用笔画出导线完成测小灯泡额定功率时的电路的连接；
（2）在虚线框中画出相应的电路图；
（3）设计出记录实验数据和现象的表格，并填写测量时需要的电压值。
11. 在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为 ，小灯泡额定电压为 、电阻约为 。
（1）测量小灯泡电功率的原理是 ，连接电路时开关应 ，电压表的量程应选 ，电流表的量程应选 。
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（3）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片 应位于 （填“”或“”）端。
（4）小杰同学闭合开关，移动滑片 到某一点时，电压表示数（如图乙）为 ，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片 向 （填“”或“”）端移动，使电压表的示数为 。
（5）小明同学移动滑片 ，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的 图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 ，此时灯泡电阻是 。
（6）在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片 ，小飞同学发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 ；小兰同学的小灯泡也不亮，电压表无示数，电流表有示数，原因可能是 ；小红同学发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表无示数，原因可能是 。（各写出一种即可）
（7）根据图象，灯泡的电流与电压不成正比，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大逐渐 ，原因可能是 。
五、科普阅读题（共1小题；共8分）
12. 请阅读《白炽灯、节能灯与 灯》，回答下列问题。
白炽灯、节能灯与 灯
白炽灯是根据电流的热效应制成的发光元件，当白炽灯接入电路中时，电流流过灯丝的热效应使白炽灯发出连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升高到 即可察觉。白炽灯的灯体比较热，普通灯泡、碘钨灯、射灯都是白炽灯。白炽灯工作时将大量的电能转化为内能，放出热量，只有极少一部分可以转化为有用的光能。
节能灯，又称省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯（国外简称 灯）及一体式荧光灯，是指将荧光灯与镇流器（安定器）组合成一个整体的照明设备。节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在 时，灯丝就开始发射电子（灯丝上涂有电子粉），电子碰撞氢原子后使氢原子获得能量，氢原子又撞击汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，发出紫外线，紫外线激发荧光粉发光。荧光灯工作时灯丝的温度大约在 ，比白炽灯工作温度 低很多，所以它的寿命也提高到 小时以上，它不存在白炽灯那样的电流热效应。
灯（）又叫发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电能转化为光能。 的心脏是一个半导体晶片，晶片的一端附在一个支架上，这一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来，半导体晶片由两部分组成，一部分是 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一部分是 型半导体，在它里面主要是电子，这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个 结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向 区，在 区里电子跟空穴复合，然后就会以光子形式发出能量，这就是 灯发光的原理。
灯与白炽灯和节能灯相比， 颗 发出的光比较少，所以需要使用多颗 同时工作， 灯具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等优点，消耗能量较同光效的白炽灯减少 左右，较节能灯减少 左右， 灯具从室外装饰、工程照明，逐渐发展到家用照明。
（1）当前，在全球大力推动节能减排、积极应对气候变化的形式下，很多国家出台了淘汰白炽灯的路线图，是因为白炽灯工作时将电能主要转化成了 能。
（2）白炽灯、节能灯与 灯中，电光转化效率最高的是 。
A.白炽灯
B.节能灯
C. 灯
（3）将标有“”的 灯和“”的白炽灯分别接入家庭电路中，发现 灯的亮度远高于白炽灯的亮度，下列说法中正确的是 。
A.通过 灯的电流大于通过白炽灯的电流
B. 灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.相同时间内 灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能
（4） 的 灯和 的白炽灯正常发光时亮度相同，两盏灯均正常工作 ，使用 灯可以节约电能 。
答案
第一部分
1. A
【解析】A、图中滑片向左移动时，电阻丝接入部分变短，连入的阻值变小，符合题意；
B、同时接入上方两接线柱，相当于接入一导线，滑片移动，接入电阻不变，不合题意；
C、同时接入下方两接线柱，相当于接入一定值电阻，滑片移动，接入的电阻值不变，不合题意；
D、滑片向左移动时，电阻丝接入部分变长，接入电路中的电阻变大，不符合题意。
第二部分
2. A， C
3. A， C
【解析】在额定电压下灯泡正常发光，为使小灯泡正常发光，电压表示数应为 ，A正确；图乙中，电流表所用的量程为 ，分度值为 ，示数为 ，B错误；灯泡正常发光时的电阻 ，C正确；小灯泡的额定功率 ，D错误。
4. B， C
【解析】由电路图可知， 与 串联，电压表 测 两端的电压，电压表 测 两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于右端时，变阻器接入电路中的电阻为 ，电路为 的简单电路，电路中的电流最大， 的电压为 ，此时 两端电压最大且等于电源电压，如上所示：
由图象可知，即：，电路中的最大电流 ，
由欧姆定律可得， 的阻值：
，故A错误，B正确；
设滑片移动前后电路中的电流为 、 ，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，则电压表 示数的变化量：
，
所以：
根据串联电路各部分电压等于电源总电压，故有：，
所以：，故C正确；
；
故 ，
同理：，
由 知，只有 时， 才成立，故D错误。
第三部分
5. ；；粗
第四部分
6. （1） 有；
【解析】灯泡微微发光，说明灯泡的实际功率很小，由 可知电压表有较小的示数；
要测量额定功率，则灯泡两端电压应等于灯泡的额定电压，故应移动滑片，使电压表示数为 ；
（2）
【解析】根据图乙可知，电流表的量程为 ，分度值为 ，示数为 ，故灯泡的额定功率：。
7. （1） ；控制通过电阻的电流相同
（2） 当通过电阻的电流相同时，电阻消耗的功率与电阻的阻值成正比
（3） 当电阻两端的电压相同时，电阻消耗的功率与电阻的阻值成反比
（4） B
8. （1）
（2） ；
（3） ；电压表示数为
9. （1） 断开
【解析】为保护电路，连接电路时，开关要断开；
（2）
【解析】测量小灯泡电功率时，用电压表测量灯两端的电压、用电流表测量通过的电流，利用 求灯的电功率，所以该实验的原理是 ；
（3） 见解析
【解析】滑动变阻器要串联在电路中，并且一上一下的接入，将开关的右接线柱与滑动变阻器的 或 连接，如图所示：
（4） ；灯泡短路
【解析】闭合开关前，滑动变阻器的滑片要处于 端，使变阻器连入电路的阻值最大；
灯泡不亮，电流表指针偏转，电路为通路；电压表示数为 ，电压表测导线的电压，示数为 ，所以灯泡短路。
（5） ；
【解析】电流表的量程为 ，分度值为 ，所以通过小灯泡的电流为 ，
此时灯泡的实际功率：。
（6） ；增大
【解析】由表可知，灯泡的额定电压为 时，通过灯泡的电流为 ，
灯泡的额定功率：。
由表中数据可知，灯的实际功率随实际电压的增大而增大。
10. （1）
【解析】待测小灯泡的额定电压为 ，所以电压表选用大量程，将电压表并联在灯的两端；
小灯泡的额定功率估计在 左右，小灯泡正常工作时的电流大小约为 ，所以电流表选用小量程，电流表串联在电路中；
变阻器按“一上一下”的原则接入电路中，如图所示：
（2）
【解析】根据实物图画出对应的电路图，如图所示：
（3）
【解析】探究小灯泡的亮度与实际功率的关系，要测出实际电压分别为低于额定电压、等于额定电压、高于额定电压（不超过额定电压的五分之一）时通过的电流，求出相应的功率，并比较灯的亮度，如下表所示：
11. （1） ；断开；；
【解析】测量小灯泡电功率的实验原理为 ；
连接电路时，开关应处于断开状态；
小灯泡额定电压为 ，电压表的量程应选 ；
灯泡正常发光时的电流约为 ，所以电流表应选 量程；
（2） 如图所示：
【解析】电流表选择 量程，与小灯泡串联，如图所示：
（3）
【解析】为保护电路，闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片 应位于最大阻值处，即 端；
（4） ；
【解析】由图知，电压表用的是 量程，分度值为 ，此时的示数为 ；
要使灯泡正常工作，灯泡两端电压应从 增大到 ，电路中电流要增大，总电阻要减小，则滑动变阻器的电阻要减小，所以滑片向 端移动，使电压表的示数为 ；
（5） ；
【解析】由图丙所示 图象可知，灯泡额定电压 所对应的电流 ，
则灯泡的额定功率 ；
此时小灯泡的电阻 ；
（6） 灯泡断路；小灯泡短路；开关（滑动变阻器或电流表）断路
【解析】小灯泡始终不亮，电流表无示数，则是电路某处断路，电压表有示数，则与电压表并联的灯泡断路；
连接好电路，闭合开关移动滑片 ，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数原因可能是小灯泡短路了；
小灯泡始终不亮，电压表无示数、电流表无示数，说明整个电路发生断路，可能是开关（滑动变阻器或电流表）断路；
（7） 增大；灯泡电阻随灯泡温度升高而增大
【解析】由图乙可知，随灯泡电压增大，通过灯泡的电流增大，但 ，由欧姆定律 可知，灯泡的电阻变大；随 与 的增大，由 可知灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，由此可见，灯泡电阻随灯泡温度升高而增大。
第五部分
12. （1） 内
【解析】通过对白炽灯、节能灯和 灯的对比，让我们认识到 灯具有体积小、耗电少、寿命长、无毒环保等优点， 灯普及应用将是社会发展的必然趋势，要做 灯普及的践行者和宣传员，为 灯普及作出应有贡献。
白炽灯工作时将电能主要转化为内能，因此各个国家出台了淘汰白炽灯的路线图。
（2） C
【解析】由短文可知，题述三种灯中，电光转化效率最高的是 灯。
（3） C
【解析】因为白炽灯和 灯的额定功率相同，由 可知在相同的时间内， 灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能。
（4）
【解析】 灯与白炽灯相比节省的功率为 ，则两灯同时工作 ， 灯节约的电能为 。
第1页（共1 页）