人教版初中物理九年级全册第十八章第3节 测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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。
2.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电路中电源电压保持4.5 V不变,灯泡上标有“3V,1W”字样。闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是()
A.灯泡的额定功率为1 W
B.灯泡正常发光时的电阻为9Ω
C.灯泡的实际功率为0.64W
D.此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8:7
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,确定电压表的量程并读出电压表的示数,根据I=求出额定电流,根据欧姆定律求出其电阻;
(2)根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,先假设灯泡的电阻不变,根据P=求出此时灯泡的实际功率,再根据灯泡的电阻与温度有关,判断此时灯泡实际功率的大小;
(3)根据根据串联电路电阻的分压特点求出此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比.
【解答】(1)由铭牌可知,灯泡的额定功率为1W,
额定电压为3V,所以电压表的量程为0~3V,故此时电压表的示数为2.1V;
灯泡的额定电流I额===A,
灯泡的电阻RL=
(2)此时灯泡两端的电压UL=U-U滑=4.5V-2.1V=2.4V,
若灯泡的电阻不变时,此时灯泡的实际功率P实===0.64W,
因灯泡的电阻一般会随温度的升高而变大,且此时灯泡分得的电压小于额定电压,
所以此时灯泡的电阻会变小,实际功率应大于0.64W;
(3)因串联电路电阻分得的电压与电阻成正比,
所以,===.
故选C.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式公式的应用,关键是会根据灯泡的额定电压确定电压表的量程并读出其示数,难点是会根据灯泡电阻与温度的关系判断实际功率的变化.
3.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2,在它们的铭牌上只能看清“220V”字样,而看不清它们额定功率的大小.甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L1的灯丝粗一些,认为L1的电阻小,所以L1的额定功率比L2小;乙同学把两灯串联在同一电路中,发现L2比L1亮,认为L2的额定功率大;丙同学把两灯并联在同一电路中,发现L1比L2亮,认为L1的额定功率大.你认为哪位同学的探究是正确的( )
A.甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.都不正确
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】选项A甲同学观察灯丝:因为灯丝(钨丝)长度差不多,较粗的电阻小,根据 可知,额定功率比较大,即灯丝粗的电功率大,故甲同学错误;选项B乙同学把两个灯泡串联在同一电路上,由 可知,电阻大的实际功率大(灯泡较亮),即:串联接在家庭电路中亮的额定功率小,故乙同学错误;选项C丙同学把两灯并联在同一电路中,根据 可知,电阻小的实际功率较大(灯泡较亮),即:并联接在家庭电路中亮的额定功率大,故丙同学正确;故选C。
【分析】知道额定电压相同,由公式 可知,电功率大的电阻小;所以可以通过比较灯丝粗细判断哪个灯泡的额定功率大;串联在电路中,比较灯泡的亮度,越亮,额定功率越小;并联在电路中,比较灯泡的亮度,越亮,额定功率越大。
4.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)在测定小灯泡功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表.分析数据得到的下列结论,正确的是( )
电压U/V 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35
A.灯丝的电阻随电压增大而减小
B.小灯泡的额定功率为0.8W
C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值
D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】A、由表中数据可知,随电压U的增大, 逐渐变大,即灯丝电阻随电压增大而增大,故A错误;B、由表中数据知,灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W,故B正确;C、灯泡在额定电压下的功率为额定功率,不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率,故C错误;D、由A知灯丝电阻R随电压U的增大而增大,不是定值,由 可知:通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,故D错误。故选B
【分析】根据表中数据,找出电压与对应的电流,求出 ,从而得出电阻随电压变化的关系,并判断通过灯泡的电流与它两端的电压是否成正比;灯泡在额定电压下的功率为额定功率,由表中数据找出灯泡额定电压对应的电流,然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率。
5.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R的阻值已知,根据电压表或电流表的示数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】A、图中定值电阻和小灯泡并联,电压表测量电源电压,电源电压已知,电压表的测量是多余的,无法求出通过小灯泡的电流,因此无法测出小灯泡的功率,符合题意;
B、图中定值电阻和小灯泡并联,电流表测量干路的总电流I,小灯泡两端的电压等于电源电压U,欧姆定律根据并联电路电流的特点,通过小灯泡的电流表达式为 ,则小灯泡电功率的表达式是 ,不符合题意;
C、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,示数计为U1.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点,通过小灯泡的电流表达式为 ,则小灯泡电功率的表达式是 ,不符合题意;
D、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是定值两端的电压,示数计为U2.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点,小灯泡两端的电压为U1=U-U2,通过小灯泡的电流表达式为 ,则小灯泡电功率的表达式是 ,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电功率等于用电器电压和电流的乘积,用公式表示为P=UI,测量小灯泡的电功率实际上就是测量小灯泡两端的电压和电流。
6.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡.将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2,P1>P2 B.R1<R2,P1<P2
C.R1>R2,P1<P2 D.R1<R2,P1>P2
【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,所以L2的实际功率比L1的实际功率大.
由于两灯是串联,我们根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R2>R1.
因为两灯的额定电压U相同,根据P=可知,电功率与电阻成反比.由于R1<R2,所以P1>P2.
故选 D.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
7.(沪科版物理九年级上学期 16.3 测量电功率 同步练习)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.
8.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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。
9.为了探究“电功率与电阻的关系式”,选用额定电压均为6V的L1、L2两盏灯泡,将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后看见灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,下面关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2 P1>P2 B.R1<R2 P1<P2
C.R1>R2 P1<P2 D.R1<R2 P1>P2
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,所以L1的实际功率比L2的实际功率大;
由于两灯是串联,根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R1>R2;
因为两灯的额定电压相同,根据P=可知,在电压相同的情况下,电功率与电阻成反比,由于R1>R2,所以P1<P2.
故选C.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
10.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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。
11.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是( )
A.电压表的正、负接线柱接错了 B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了 D.电压表与滑动变阻器并联
【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。故选D。
【分析】在调节滑动变阻器时,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,当滑动变阻器连接电路中的电阻变小时,灯泡逐渐变亮(电路中电流变大),而电压表的示数变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。
12.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】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:小灯泡标有2.5V,即额定电压为2.5V,故电压表应选取3V的,可以保证准确;
而小灯泡的电流较小,如选取3A的电流表,则测量误差过大,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:安全和准确进行分析.
13.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.
14.课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦.小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究,他先测出若干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a.小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究,她先由R=计算出小灯泡的电阻R,再测出若干个电压值,最后根据P=,求得对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b.则下列反映了他们的实验结果的图线是( )
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】解:(1)∵P=,∴灯泡正常发光时的电阻R=≈8.3Ω;
由题意知:P甲=和P乙=,由此可见,
电功率P关于电压U的二次函数(跟y=ax2+bx+c,且a>0,b=0,c=0时相符合),
故图象是经过原点开口向上的抛物线,故CD错误.
(2)∵P甲=和P乙= ,灯泡电阻R随温度升高而变大,
∴①当小灯泡两端电压U<2.5V时,小灯泡在低于额定电压下工作,
它的电阻R<8.3Ω,则P甲>P乙,此时抛物线a在抛物线b的上方.
②当小灯泡两端电压U=2.5V时,小灯泡在额定电压下工作,
它的电阻R=8.3Ω,则P甲=P乙=0.75W,且此时两抛物线相交.
③当小灯泡两端电压U>2.5V,小灯泡在高于额定电压下工作,
它的电阻R>8.3Ω,则P甲<P乙,此时抛物线a在抛物线b的下方.
综上所述,B图中的图线反映了他们的实验结果.
故选B.
【分析】灯泡电阻随灯泡温度的升高而变大,根据题干给出的两种情况,根据电功率公式应用数学知识分析答题.
15.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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.
二、填空题
16.在测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的过程中,当小灯泡两端的电压为2.5V时,用电流表测量通过小灯泡的电流,其量程选择和指针的位置如图所示,则此时通过小灯泡电流的测量值为 A,小灯泡额定功率的测量值为 W。
【答案】0.3;0.75
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】电流表示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
【分析】伏安法测功率。
17.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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
18.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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。
19.在“测量小灯泡功率”实验中,电池组是由4节二号干电池串联而成的,小灯泡的额定电压是3.8V.刚好电压表的0~15V档量程损坏了,聪明的小明同学想出了一个办法,就是将0~3V的那档量程的电压表按图的方法连接起来.闭合开关时,电压表的示数是2V.这时应将滑动变阻器的滑片P向 方向移动.此时电流表的示数 (填:“变大”或“变小”).
【答案】右 ;变小
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:
①电源电压为U=4×1.5V=6V,灯泡额定电压为U额=3.8V,所以灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为U0=6V﹣3.8V=2.2V.
题目中电压表示数为2V,低于2.2V,说明灯泡两端电压偏高,所以滑动变阻器滑片要向右移动,增大接入电路的电阻,使变阻器两端电压升高,从而使灯泡两端电压降低到额定电压;
②滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路电阻增大,电路总电阻增大,电源电压不变,由公式I=知,电流减小,所以电流表示数变小.
故答案为:右;变小.
【分析】①要使灯泡正常发光,两端电压必须等于额定电压;根据串联电路电压与电阻成正比确定滑动变阻器滑片的移动方向;
②电源电压一定,电路电流决定于电路电阻的变化.
20.小新在用实验探究电功率跟电阻的关系时,记录了如下表所示的数据,请你分析表中的数据,归纳出电功率P与电阻R的关系式. .
R/Ω 2 4 6 8 10 12
P/W 18 9 6 4.5 3.6 3
【答案】P=
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:分析表格中数据可以发现,电功率P和电阻R的乘积为定值是36wΩ,因此P=.
故答案为:P=.
【分析】分别计算出在电流一定时每组中电功率与电阻的比值,将结果进行对比,然后推广到一般,得到电功率与电阻的对应关系.
三、解答题
21.在“测定小灯泡电功率”的实验中,灯泡的额定电压为2.5V ,灯丝的电阻约为8Ω。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)请用笔画线代替导线,把图10电路元件连接成实验电路。(连线不得交叉)
(3)请在右方框内画出该电路的电路图。
【答案】解:(1)连接电路的过程中,开关必须先断开,避免线发生短路,烧坏用电器.
(2)(3)如图
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】
(1)根据实物的电路连接进行分析;
(2)电流表、开关、滑动变阻器和小灯泡串联连接,电压表测量灯泡两端的电压;
(3)根据实物图画出电路图;
四、综合题
22.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)在“测定小灯炮的电功率”实验中,连接了如图所示的电路.当闭合开关S后,若发现:
(1)灯泡发光,电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则故障原因是 ;
(2)灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因是 ;
(3)灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变,故障原因是 。
【答案】(1)电流表短路
(2)灯泡发生短路
(3)滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上,即:滑动变阻器作为定值电阻接入了电路。或两下,即:滑动变阻器作为导线接入了电路)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)灯泡发光,说明电路是通路,电流表无示数,说明电流表被短路;(2)电压表无示数,说明电路开路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不发光,说明灯泡发生了短路;(3)无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变,说明滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上或两下)。故答案为:(1)电流表短路;(2)灯泡发生短路;(3)滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上,即:滑动变阻器作为定值电阻接入了电路。或两下,即:滑动变阻器作为导线接入了电路)
【分析】电路故障分两类:短路和断路.电路短路时,短路部分无电压,电流大;电路断路时,断路部分无电流,电压大.在连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电表示数都不变,说明滑动变阻器都接到上面或下面两个接线柱上。
23.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)明华同学为了探究小灯泡消耗的电功率与电阻的关系,做了如图所示的实验,图中灯泡L1的电阻为R1,灯泡L2的电阻为R2且R1>R2,明华闭合开关后,发现灯泡L2比L1亮,因此明华认为,灯泡电阻越小,小灯泡消耗的电功率越大,请你利用图所示的器材,设计一个实验证明明华的结论是错误的。
(1)画出实验电路图;
(2)根据实验现象简要说明明华的结论是错误的。
【答案】(1)
(2)将L1和L2串联在电路中,R1>R2,灯泡L1却比L2亮,此时灯泡电阻越小,消耗的电功率越小,所以,明华的说法“灯泡电阻越小,消耗的电功率越大”是错误的。
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)两灯泡串联,如图所示:(2)将L1和L2串联在电路中,R1>R2,灯泡L1却比L2亮,此时灯泡电阻越小,消耗的电功率越小,所以,明华的说法“灯泡电阻越小,消耗的电功率越大”是错误的。
【分析】根据串联电路各处的电流相等和P=I2R可知电阻越大,电功率越大,灯泡越亮,据此设计电路图和说明明华的结论错误的原因。
24.小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器标有“20Ω,1A”的字样,所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个.(当所用小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一时,小灯泡会立即烧坏)
图甲 图乙
(1)小明同学连接的电路如图甲所示,图中有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线在图中正确连线,要求导线连接后,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点位置时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该实验中所用小灯泡的额定电压为 V,小灯泡的额定功率为 W.接着,小明未改接电路仅移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发出较耀眼的光但小灯泡和电压表都未被损坏,由此可判断此时电压表的示数应在(范围) V之间.
【答案】(1)
(2)2.2V;0.836W;2.2V-2.64V
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡的左接线柱相连,如下图所示:
(2)①灯泡与滑动变阻器阻值的一半10Ω串联,
由图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.38A,
根据欧姆定律可得:
滑动变阻器两端的电压,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正确发光,
∴灯泡的额定电压,
灯泡的额定功率:;
②小灯泡发出耀眼的亮光说明小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡两端的电压大于额定电压,小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一,所以最高电压为,所以电压表的示数应在2.2V~2.64V之间.
【分析】关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及灯泡的亮暗取决于实际功率的大小.
25.做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有:电压为3V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 出现断路。(选填“小灯泡”或“滑动变阻器”)
(3)排除故障后闭合开关S,移动滑片P到某处,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动。
(4)通过移动滑片P,分别记录多组对应的电压表和电流表的读数,绘制成了图丙所示的U-I图象,小灯泡的额定功率是 W。
【答案】(1)解:
(2)小灯泡
(3)右
(4)0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】测量小灯泡电功率的实验中,小灯泡和电流表串联,和电压表并联,根据灯泡的额定电压确定电压表的量程;电压表有示数,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,非短路(这样电压表示数为0),只能是开路:小灯泡处开路;额定功率指灯泡在额定电压下发挥的功率,通过移动滑片使小灯泡电压表的示数等于灯泡的额定电压,这样计算出来的功率才是额定功率;注意题中求的是灯泡正常发光时滑动变阻器的功率,别看成计算小灯泡的额定功率。
解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表量程选择0﹣3V即可,连接实物图如右下图:
(2)连好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是开路,小灯泡处开路;
(3)为测额定功率,灯两端电压应为2.5V,就要使滑动变阻器分压减小,连入电阻减小,应向右移动滑片;
(4)从图象中可以得知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,故小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
【分析】本题涉及电压表量程的选择、滑动变阻器的使用、电功率的计算,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中。
26.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)用如图所示的电路来额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,已知R0阻值为10Ω.
(1)将实验过程补充完整:
a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;
b.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表A1示数I1为 A;
c.然后读出此时电流表A2示数I2;
d.断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出小灯泡的额定功率P= (W).
(3)本题中的滑动变阻器的作用是 、 .
【答案】(1)0.25A
(2)UI2
(3)保护电路;改变电路中的电流
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)因为U=2.5V,R0=10Ω,所以通过流表A1的电流为 ;(2)电流表A2测量的是通过小灯泡的电流I2,所以小灯泡的额定功率P=UI2(W);(3)连接电路时,将滑动变阻器的滑片滑到电阻最大位置,是电路中的电流不至于过大,起保护电路的作用;通过移动滑片来改变滑动变阻器连入电路中的电阻值,从而改变电路中的电流。故答案为:(1)0.25A;(2)UI2;(3)保护电路;改变电路中的电流.
【分析】已知小灯泡的额定电压为2.5V,R0与小灯泡并联,所以R0两端电压为2.5V,根据欧姆定律,求出小灯泡正常发生时通过R0的电流;根据P=UI求出灯泡的额定功率;滑动变阻器在电路中的作用:保护电路;改变电路中的电流。
1 / 1人教版初中物理九年级全册第十八章第3节 测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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
2.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电路中电源电压保持4.5 V不变,灯泡上标有“3V,1W”字样。闭合开关,将滑片P滑到某一位置时,电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是()
A.灯泡的额定功率为1 W
B.灯泡正常发光时的电阻为9Ω
C.灯泡的实际功率为0.64W
D.此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8:7
3.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2,在它们的铭牌上只能看清“220V”字样,而看不清它们额定功率的大小.甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究:甲同学发现L1的灯丝粗一些,认为L1的电阻小,所以L1的额定功率比L2小;乙同学把两灯串联在同一电路中,发现L2比L1亮,认为L2的额定功率大;丙同学把两灯并联在同一电路中,发现L1比L2亮,认为L1的额定功率大.你认为哪位同学的探究是正确的( )
A.甲同学 B.乙同学 C.丙同学 D.都不正确
4.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)在测定小灯泡功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表.分析数据得到的下列结论,正确的是( )
电压U/V 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35
A.灯丝的电阻随电压增大而减小
B.小灯泡的额定功率为0.8W
C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值
D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
5.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R的阻值已知,根据电压表或电流表的示数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是( )
A. B.
C. D.
6.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”,他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡.将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后,看见灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑灯丝电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2,P1>P2 B.R1<R2,P1<P2
C.R1>R2,P1<P2 D.R1<R2,P1>P2
7.(沪科版物理九年级上学期 16.3 测量电功率 同步练习)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
8.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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
9.为了探究“电功率与电阻的关系式”,选用额定电压均为6V的L1、L2两盏灯泡,将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后看见灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,下面关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2 P1>P2 B.R1<R2 P1<P2
C.R1>R2 P1<P2 D.R1<R2 P1>P2
10.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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
11.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是( )
A.电压表的正、负接线柱接错了 B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了 D.电压表与滑动变阻器并联
12.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”
13.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
14.课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦.小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究,他先测出若干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a.小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究,她先由R=计算出小灯泡的电阻R,再测出若干个电压值,最后根据P=,求得对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b.则下列反映了他们的实验结果的图线是( )
A. B.
C. D.
15.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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
二、填空题
16.在测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的过程中,当小灯泡两端的电压为2.5V时,用电流表测量通过小灯泡的电流,其量程选择和指针的位置如图所示,则此时通过小灯泡电流的测量值为 A,小灯泡额定功率的测量值为 W。
17.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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。
18.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)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。
19.在“测量小灯泡功率”实验中,电池组是由4节二号干电池串联而成的,小灯泡的额定电压是3.8V.刚好电压表的0~15V档量程损坏了,聪明的小明同学想出了一个办法,就是将0~3V的那档量程的电压表按图的方法连接起来.闭合开关时,电压表的示数是2V.这时应将滑动变阻器的滑片P向 方向移动.此时电流表的示数 (填:“变大”或“变小”).
20.小新在用实验探究电功率跟电阻的关系时,记录了如下表所示的数据,请你分析表中的数据,归纳出电功率P与电阻R的关系式. .
R/Ω 2 4 6 8 10 12
P/W 18 9 6 4.5 3.6 3
三、解答题
21.在“测定小灯泡电功率”的实验中,灯泡的额定电压为2.5V ,灯丝的电阻约为8Ω。
(1)在连接电路时,开关应处于 状态。
(2)请用笔画线代替导线,把图10电路元件连接成实验电路。(连线不得交叉)
(3)请在右方框内画出该电路的电路图。
四、综合题
22.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)在“测定小灯炮的电功率”实验中,连接了如图所示的电路.当闭合开关S后,若发现:
(1)灯泡发光,电流表无示数,电压表指针有明显偏转,则故障原因是 ;
(2)灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因是 ;
(3)灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变,故障原因是 。
23.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)明华同学为了探究小灯泡消耗的电功率与电阻的关系,做了如图所示的实验,图中灯泡L1的电阻为R1,灯泡L2的电阻为R2且R1>R2,明华闭合开关后,发现灯泡L2比L1亮,因此明华认为,灯泡电阻越小,小灯泡消耗的电功率越大,请你利用图所示的器材,设计一个实验证明明华的结论是错误的。
(1)画出实验电路图;
(2)根据实验现象简要说明明华的结论是错误的。
24.小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器标有“20Ω,1A”的字样,所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个.(当所用小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一时,小灯泡会立即烧坏)
图甲 图乙
(1)小明同学连接的电路如图甲所示,图中有一根导线尚未连接,请用笔画线代替导线在图中正确连线,要求导线连接后,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大.
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点位置时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该实验中所用小灯泡的额定电压为 V,小灯泡的额定功率为 W.接着,小明未改接电路仅移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发出较耀眼的光但小灯泡和电压表都未被损坏,由此可判断此时电压表的示数应在(范围) V之间.
25.做测定“小灯泡的电功率”实验时,所用器材有:电压为3V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的实物电路连接完整。
(2)连好电路闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是 出现断路。(选填“小灯泡”或“滑动变阻器”)
(3)排除故障后闭合开关S,移动滑片P到某处,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)滑动。
(4)通过移动滑片P,分别记录多组对应的电压表和电流表的读数,绘制成了图丙所示的U-I图象,小灯泡的额定功率是 W。
26.(人教版物理九年级第18章第3节测量小灯泡的电功率同步练习)用如图所示的电路来额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,已知R0阻值为10Ω.
(1)将实验过程补充完整:
a.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处;
b.闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表A1示数I1为 A;
c.然后读出此时电流表A2示数I2;
d.断开开关,整理器材。
(2)用测量所得的物理量和已知量符号表示出小灯泡的额定功率P= (W).
(3)本题中的滑动变阻器的作用是 、 .
答案解析部分
1.【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。
2.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率,确定电压表的量程并读出电压表的示数,根据I=求出额定电流,根据欧姆定律求出其电阻;
(2)根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压,先假设灯泡的电阻不变,根据P=求出此时灯泡的实际功率,再根据灯泡的电阻与温度有关,判断此时灯泡实际功率的大小;
(3)根据根据串联电路电阻的分压特点求出此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比.
【解答】(1)由铭牌可知,灯泡的额定功率为1W,
额定电压为3V,所以电压表的量程为0~3V,故此时电压表的示数为2.1V;
灯泡的额定电流I额===A,
灯泡的电阻RL=
(2)此时灯泡两端的电压UL=U-U滑=4.5V-2.1V=2.4V,
若灯泡的电阻不变时,此时灯泡的实际功率P实===0.64W,
因灯泡的电阻一般会随温度的升高而变大,且此时灯泡分得的电压小于额定电压,
所以此时灯泡的电阻会变小,实际功率应大于0.64W;
(3)因串联电路电阻分得的电压与电阻成正比,
所以,===.
故选C.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式公式的应用,关键是会根据灯泡的额定电压确定电压表的量程并读出其示数,难点是会根据灯泡电阻与温度的关系判断实际功率的变化.
3.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】选项A甲同学观察灯丝:因为灯丝(钨丝)长度差不多,较粗的电阻小,根据 可知,额定功率比较大,即灯丝粗的电功率大,故甲同学错误;选项B乙同学把两个灯泡串联在同一电路上,由 可知,电阻大的实际功率大(灯泡较亮),即:串联接在家庭电路中亮的额定功率小,故乙同学错误;选项C丙同学把两灯并联在同一电路中,根据 可知,电阻小的实际功率较大(灯泡较亮),即:并联接在家庭电路中亮的额定功率大,故丙同学正确;故选C。
【分析】知道额定电压相同,由公式 可知,电功率大的电阻小;所以可以通过比较灯丝粗细判断哪个灯泡的额定功率大;串联在电路中,比较灯泡的亮度,越亮,额定功率越小;并联在电路中,比较灯泡的亮度,越亮,额定功率越大。
4.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】A、由表中数据可知,随电压U的增大, 逐渐变大,即灯丝电阻随电压增大而增大,故A错误;B、由表中数据知,灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W,故B正确;C、灯泡在额定电压下的功率为额定功率,不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率,故C错误;D、由A知灯丝电阻R随电压U的增大而增大,不是定值,由 可知:通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,故D错误。故选B
【分析】根据表中数据,找出电压与对应的电流,求出 ,从而得出电阻随电压变化的关系,并判断通过灯泡的电流与它两端的电压是否成正比;灯泡在额定电压下的功率为额定功率,由表中数据找出灯泡额定电压对应的电流,然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率。
5.【答案】A
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】A、图中定值电阻和小灯泡并联,电压表测量电源电压,电源电压已知,电压表的测量是多余的,无法求出通过小灯泡的电流,因此无法测出小灯泡的功率,符合题意;
B、图中定值电阻和小灯泡并联,电流表测量干路的总电流I,小灯泡两端的电压等于电源电压U,欧姆定律根据并联电路电流的特点,通过小灯泡的电流表达式为 ,则小灯泡电功率的表达式是 ,不符合题意;
C、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,示数计为U1.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点,通过小灯泡的电流表达式为 ,则小灯泡电功率的表达式是 ,不符合题意;
D、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是定值两端的电压,示数计为U2.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点,小灯泡两端的电压为U1=U-U2,通过小灯泡的电流表达式为 ,则小灯泡电功率的表达式是 ,不符合题意。
故答案为:A。
【分析】电功率等于用电器电压和电流的乘积,用公式表示为P=UI,测量小灯泡的电功率实际上就是测量小灯泡两端的电压和电流。
6.【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L2微微发光,灯L1几乎不发光,所以L2的实际功率比L1的实际功率大.
由于两灯是串联,我们根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R2>R1.
因为两灯的额定电压U相同,根据P=可知,电功率与电阻成反比.由于R1<R2,所以P1>P2.
故选 D.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
7.【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.
8.【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。
9.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,所以L1的实际功率比L2的实际功率大;
由于两灯是串联,根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R1>R2;
因为两灯的额定电压相同,根据P=可知,在电压相同的情况下,电功率与电阻成反比,由于R1>R2,所以P1<P2.
故选C.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
10.【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。
11.【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。故选D。
【分析】在调节滑动变阻器时,当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,当滑动变阻器连接电路中的电阻变小时,灯泡逐渐变亮(电路中电流变大),而电压表的示数变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是电压表与滑动变阻器并联了。
12.【答案】D
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:小灯泡标有2.5V,即额定电压为2.5V,故电压表应选取3V的,可以保证准确;
而小灯泡的电流较小,如选取3A的电流表,则测量误差过大,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:安全和准确进行分析.
13.【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.
14.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)∵P=,∴灯泡正常发光时的电阻R=≈8.3Ω;
由题意知:P甲=和P乙=,由此可见,
电功率P关于电压U的二次函数(跟y=ax2+bx+c,且a>0,b=0,c=0时相符合),
故图象是经过原点开口向上的抛物线,故CD错误.
(2)∵P甲=和P乙= ,灯泡电阻R随温度升高而变大,
∴①当小灯泡两端电压U<2.5V时,小灯泡在低于额定电压下工作,
它的电阻R<8.3Ω,则P甲>P乙,此时抛物线a在抛物线b的上方.
②当小灯泡两端电压U=2.5V时,小灯泡在额定电压下工作,
它的电阻R=8.3Ω,则P甲=P乙=0.75W,且此时两抛物线相交.
③当小灯泡两端电压U>2.5V,小灯泡在高于额定电压下工作,
它的电阻R>8.3Ω,则P甲<P乙,此时抛物线a在抛物线b的下方.
综上所述,B图中的图线反映了他们的实验结果.
故选B.
【分析】灯泡电阻随灯泡温度的升高而变大,根据题干给出的两种情况,根据电功率公式应用数学知识分析答题.
15.【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.
16.【答案】0.3;0.75
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】电流表示数为0.3A,小灯泡的额定功率为
【分析】伏安法测功率。
17.【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
18.【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。
19.【答案】右 ;变小
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:
①电源电压为U=4×1.5V=6V,灯泡额定电压为U额=3.8V,所以灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为U0=6V﹣3.8V=2.2V.
题目中电压表示数为2V,低于2.2V,说明灯泡两端电压偏高,所以滑动变阻器滑片要向右移动,增大接入电路的电阻,使变阻器两端电压升高,从而使灯泡两端电压降低到额定电压;
②滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路电阻增大,电路总电阻增大,电源电压不变,由公式I=知,电流减小,所以电流表示数变小.
故答案为:右;变小.
【分析】①要使灯泡正常发光,两端电压必须等于额定电压;根据串联电路电压与电阻成正比确定滑动变阻器滑片的移动方向;
②电源电压一定,电路电流决定于电路电阻的变化.
20.【答案】P=
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:分析表格中数据可以发现,电功率P和电阻R的乘积为定值是36wΩ,因此P=.
故答案为:P=.
【分析】分别计算出在电流一定时每组中电功率与电阻的比值,将结果进行对比,然后推广到一般,得到电功率与电阻的对应关系.
21.【答案】解:(1)连接电路的过程中,开关必须先断开,避免线发生短路,烧坏用电器.
(2)(3)如图
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】
(1)根据实物的电路连接进行分析;
(2)电流表、开关、滑动变阻器和小灯泡串联连接,电压表测量灯泡两端的电压;
(3)根据实物图画出电路图;
22.【答案】(1)电流表短路
(2)灯泡发生短路
(3)滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上,即:滑动变阻器作为定值电阻接入了电路。或两下,即:滑动变阻器作为导线接入了电路)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)灯泡发光,说明电路是通路,电流表无示数,说明电流表被短路;(2)电压表无示数,说明电路开路或灯泡短路,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡不发光,说明灯泡发生了短路;(3)无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表的示数均不变,说明滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上或两下)。故答案为:(1)电流表短路;(2)灯泡发生短路;(3)滑动变阻器连接方法错误(四个接线柱中接了两上,即:滑动变阻器作为定值电阻接入了电路。或两下,即:滑动变阻器作为导线接入了电路)
【分析】电路故障分两类:短路和断路.电路短路时,短路部分无电压,电流大;电路断路时,断路部分无电流,电压大.在连接好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电表示数都不变,说明滑动变阻器都接到上面或下面两个接线柱上。
23.【答案】(1)
(2)将L1和L2串联在电路中,R1>R2,灯泡L1却比L2亮,此时灯泡电阻越小,消耗的电功率越小,所以,明华的说法“灯泡电阻越小,消耗的电功率越大”是错误的。
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)两灯泡串联,如图所示:(2)将L1和L2串联在电路中,R1>R2,灯泡L1却比L2亮,此时灯泡电阻越小,消耗的电功率越小,所以,明华的说法“灯泡电阻越小,消耗的电功率越大”是错误的。
【分析】根据串联电路各处的电流相等和P=I2R可知电阻越大,电功率越大,灯泡越亮,据此设计电路图和说明明华的结论错误的原因。
24.【答案】(1)
(2)2.2V;0.836W;2.2V-2.64V
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡的左接线柱相连,如下图所示:
(2)①灯泡与滑动变阻器阻值的一半10Ω串联,
由图可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.38A,
根据欧姆定律可得:
滑动变阻器两端的电压,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,且灯泡正确发光,
∴灯泡的额定电压,
灯泡的额定功率:;
②小灯泡发出耀眼的亮光说明小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡两端的电压大于额定电压,小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一,所以最高电压为,所以电压表的示数应在2.2V~2.64V之间.
【分析】关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及灯泡的亮暗取决于实际功率的大小.
25.【答案】(1)解:
(2)小灯泡
(3)右
(4)0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】测量小灯泡电功率的实验中,小灯泡和电流表串联,和电压表并联,根据灯泡的额定电压确定电压表的量程;电压表有示数,说明问题出在电压表两接线柱之间的电路,非短路(这样电压表示数为0),只能是开路:小灯泡处开路;额定功率指灯泡在额定电压下发挥的功率,通过移动滑片使小灯泡电压表的示数等于灯泡的额定电压,这样计算出来的功率才是额定功率;注意题中求的是灯泡正常发光时滑动变阻器的功率,别看成计算小灯泡的额定功率。
解:(1)小灯泡的额定电压为2.5V,电压表量程选择0﹣3V即可,连接实物图如右下图:
(2)连好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,说明在电压表两接线柱之间的电路是开路,小灯泡处开路;
(3)为测额定功率,灯两端电压应为2.5V,就要使滑动变阻器分压减小,连入电阻减小,应向右移动滑片;
(4)从图象中可以得知,当小灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.2A,故小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
【分析】本题涉及电压表量程的选择、滑动变阻器的使用、电功率的计算,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中。
26.【答案】(1)0.25A
(2)UI2
(3)保护电路;改变电路中的电流
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)因为U=2.5V,R0=10Ω,所以通过流表A1的电流为 ;(2)电流表A2测量的是通过小灯泡的电流I2,所以小灯泡的额定功率P=UI2(W);(3)连接电路时,将滑动变阻器的滑片滑到电阻最大位置,是电路中的电流不至于过大,起保护电路的作用;通过移动滑片来改变滑动变阻器连入电路中的电阻值,从而改变电路中的电流。故答案为:(1)0.25A;(2)UI2;(3)保护电路;改变电路中的电流.
【分析】已知小灯泡的额定电压为2.5V,R0与小灯泡并联,所以R0两端电压为2.5V,根据欧姆定律,求出小灯泡正常发生时通过R0的电流;根据P=UI求出灯泡的额定功率;滑动变阻器在电路中的作用:保护电路;改变电路中的电流。
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