人教版九年级物理全一册 第十八章电功率专题训练特殊法测量小灯泡的电功率（有答案）

第十八章 专题训练 特殊法测量小灯泡的电功率
1．小明在“测量小灯泡额定功率”实验中，设计了如图甲所示的电路，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）在连接电路的过程中，开关应___________。请用笔画线代替导线在图甲中完成电路的连接，使滑片P向右端滑动时，滑动变阻器的阻值变大；( )
（2）正确连接好电路，闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数几乎为零，小灯泡不亮，出现这种现象的原因是___________；
（3）故障排除后，闭合开关，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为___________V，要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器滑片P应向___________（选填“左”或“右”）端移动。根据实验记录的数据绘制出如图丙所示的小灯泡I-U 图像，则小灯泡的额定功率为___________W；
（4）小英同学也做该实验，实验中发现电流表因故障无法使用，用已知阻值为R0的电阻替代，设计了如图的电路。请将下列步骤补充完整：
①闭合开关___________，电压表测灯L 两端电压，移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数为2.5V；
②闭合开关S1、S2，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，读出电压表的示数 U；小灯泡额定功率的表达式：P额=___________。（用已知量和测量量表示）
2．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压恒为 3V ，小灯泡的额定电压为 2.5V ，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有______有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×” ，并用笔画线代替导线，将电路连接正确______；
（2）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为______W；
（3）测量小灯泡的电功率______（选填需要或不需要） 多次测量求平均值；
（4）同组的小江同学还想测额定电压3.8V 的灯L2的额定功率，向老师借了一个10Ω的定值电阻R0，没用电压表，也测量出了L2的额定功率（如图丁） ，请你将下列实验过程补充完整：
①______（填 S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电流表示数为______A；
②闭合 S 、S1，断开S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡L2额定功率的表达式 P 额＝______（用你测量物理量的字母和已知量来表示） 。
　　
3．小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）请用笔画线代替导线将题图甲所示电路连接完整______；
（2）闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，故障可能是______；
（3）排除故障后进行实验，电压表示数为2V时，要使小灯泡正常工作，则应将滑片向______（选填“左”或“右”）端移动；
（4）图乙是小灯泡的I-U图像，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）完成上述实验后，小明又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻；
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点______（选填“a”或“b”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表的示数为U2；
③用U1、U2和R0表示小灯泡的额定功率P=______。
4．小华利用电源（电压恒定且未知）、电流表、电阻箱（0999.9Ω）、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干，设计了如图所示电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案：
①闭合开关S1，将开关S2拨至1，调节电阻箱R1，使______，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R；
②仍闭合开关S1，将开关S2拨至2，只调节R2，使电流表示数为I额；
③在步骤②的基础上，将R1阻值调为0，R2的滑片______（填滑动变阻器滑片的位置变化情况），并读出电流表示数为I；
④则小灯泡额定功率的表达式为：P=______（用已知量和所测物理量的符号表示）；
⑤实验后小华发现，电路中只需将______和______互换位置，可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
5．小东同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图所示的实验电路，小灯泡标有“2.5V”的字样。
（1）如图是小东连接的实验电路，连好后他发现图中有一很导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正______；
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是_________；
（3）排除故障后，小东进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在下表中。分析表中数据，要完成第三次实验，与第二次实验相比，滑动变阻器连入电路的阻值_________（选填“更大”“更小”或“相等”）。小东测得小灯泡的额定功率为_________W，另一位同学认为，无需测量，也能计算出小灯泡的额定功率。他利用第一次实验测量的数据，计算出0.5V电压下小灯泡的电阻R，再根据计算小灯泡在2.5V下的额定功率。那么按此方案算出的小灯泡的额定功率与小东测量的额定功率相比________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。造成上述偏差的原因是小灯泡的电阻受_________（选填“温度”“电压”或“电流”）的影响；
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡的亮度
1 0.5 0.16 0.08 不亮
2 1.7 0.24 0.41 较暗
3 2.5 0.28 正常
4 3.0 0.30 0.90 很亮
（4）小东认为，为了得到小灯泡准确的额定功率。应求出上述表格中多组小灯泡电功率的平均值作为小灯泡的额定功率，这种数据处理方法是_________（选填“正确”或“错误”）的；
（5）某实验小组由于电压表被损坏，又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，电路设计如图13所示，其中R0为阻值已知的定值电阻，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、S1，断开S2，调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时，小灯泡正常发光；
②滑动变阻器滑片不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
③小灯泡的额定功率P额=________（用R0、I1、I2表示）。
6．如图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将甲电路连接完整。
（2）小明连好电路闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡亮度都不变，则原因可能是___________。
（3）排除故障开始实验，移动变阻器滑片，观察___________（灯泡亮度/电压表示数），直至灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为___________W。
（4）以下表格是小明测出的该规格小灯泡I与U关系的部分数据。老师发现其中一组数据是编造的，请你推断应是第___________次（填序号），如果想得到表中完整的数据可以采取的相应措施是___________。
A．增大电源电压
B．更换阻值较大的滑动变阻器
C．更换分度值更小的电表
实验序号 1 2 3 4 5 6
U/V 0.20 0.80 1.40 2.00 2.50 2.90
I/A 0.02 0.08 0.13 0.18 0.21
（5）不改变图甲电路和元件的前提下，能否探究电流与电压的关系？___________（能/不能）。
（6）完成上述实验后，小明又重新设计了如图丙所示电路，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作时的电流为I额。请根据以下实验步骤写出小灯泡的额定功率表达式（已知电源电压U不变）。
①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I额；
②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I；
则小灯泡的额定功率表达式为P额=___________（用U、I额、I表示）。
7．在测量小灯泡的额定功率的实验中，器材中有，电源（电压恒为3V），开关，电压表，电流表各一只，额定电压为2.5V的灯泡，滑动变阻器（20Ω，1A）及导线若干
（1）闭合开关后，发现电流表的指针如图甲所示，其原因是___________；
（2）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（3）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是___________；
（4）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，也顺利的完成了实验，
①先闭合开关S，S1，断开S2，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数为I1；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S，S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额=___________。
8．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”。图甲是设计的实验电路图，图乙是未连接完整的实验电路。
（1）请用笔画线代替导线将乙图的电路连接完整______；（要求滑片向左移动时灯泡变亮）
（2）小华同学连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮。他将滑片由B端向A端移动过程中，开始一段时间灯泡仍然不亮，两表均无示数，但当滑片移到某点M时，灯突然发光且很亮，电压表、电流表均有较大示数。他立即断开开关，查找原因，你认为出现以上现象的原因是______；
A．滑动变阻器被短路 B．滑动变阻器最大阻值太大
C．滑动变阻器线圈在B、M间有断路 D．滑动变阻器线圈在A、M间有断路
（3）解决以上问题后，闭合开关，缓慢移动滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图丙所示，则灯泡的额定电流为______A，灯泡的额定功率为______W；
（4）若实验中电压表电阻并非无穷大，考虑到电压表电阻对电路的影响，则由上述方案测得的小灯泡的额定功率将比真实值______（填“偏大”或“偏小”）；
（5）完成上述实验后，小华又设计了一种测小灯泡额定功率的方案，如图丁所示，R0是定值电阻。
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点______（选填“a”或“b”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P =______。
9．某实验小组在进行“测量小灯泡额定功率”实验中，所用器材有电源（电压恒为 6V）、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为 2.5V 的待测小灯泡一个（电阻约为 12Ω），规格为“20Ω，0.5A”的滑动变阻器一个。
（1）本实验测小灯泡电功率的实验原理是 ______；
（2）如图甲所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整；______
（3）电路正确连接后，用开关试触时，某同学发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，该同学接下来应该进行的操作是______。
A．检查滑动变阻器是否断路 B．移动滑动变阻器的滑片C．检查小灯泡是否断 D．检查开关是否接触良好
（4）实验时，电压表示数如图乙所示，为测得小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向______端移动（选填“A”或“B”）；
（5）实验小组除测出小灯泡额定功率外，还测了多组灯泡实际工作情况下的电压与电流值，并绘制了如图（丙）所示的图像，由图像可知该灯泡额定功率为______ W；
（6）由图（丙）可推知：实际电压是额定电压的一半时小灯泡的电功率为 P1，实际电流是额定电流的一半时小灯泡的电功率P2，则P1______P2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（7）小华测量小灯泡LB的额定功率，已知该灯泡的额定电流为I额，由于电压表意外损坏，她设计了如图丁所示的电路图，图中，两滑动变阻器的最大阻值均为R0。
①只闭合开关S和S1，移动滑动变阻器R1 的滑片，使电流表的示数为I额；
②只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器______ 的滑片，使电流表的示数为I额；
③保持其它元件不动，小华将R1的滑片移至最左端，记下电流表的示数为 I1；再将 R1的滑片移至最右端，记下电流表的示数I2；
④写出小灯泡额定功率的表达式：P额＝______（用I额、I1、I2以及R0 表示）。
10．小吴想利用图甲测量标有“2.5V ×W”小灯泡的额定功率。实验室有如下器材：
电源（电压恒为6V）、电流表（0~0.6A 0~3A）、电压表（0~3V 0~15V）、开关、导线若干、滑动变阻器三只：R1（30Ω 0.2A）、R2（40Ω 0.5A） R3（50Ω 0.5A）。
（1）小吴发现电路中有一根导线连接错误，请将图中连接错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确____________________________；
（2）电路连接正确后，小吴闭合开关，发现小灯泡立即发出耀眼的光，电流表有明显示数，则操作中存在的不当之处是__________________________；
（3）改正所有问题并正确完成实验，小吴绘制了如图乙所示的小灯泡U-I图像；发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比_______（选填“变大”“变小”或“不变”），小灯泡的额定功率是___________W。
（4）同组的小何想用10Ω 15Ω 20Ω 25Ω 30Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，若想控制定值电阻两端电压为2.5V不变，则小明应选用滑动变阻器_______（选填“R1” “R2”或“R3”）。若所选滑动变阻器不变，为使以上电阻单独接入电路都能完成实验，则定值电阻两端电压应不低于__________V；
（5）同组的小李设计了如图丙所示电路，测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率，已知：R1最大阻值未知，R2最大阻值为R0；
①闭合开关S1，开关S2接b，R1 R2同时滑到最左端，此时电流表的示数为I0；
②将R1阻值调到最大，闭合开关S1，开关S2接a，_________________，小灯泡正常发光；
③保持R1接入电路的阻值不变，闭合开关S1，开关S2接b，R2滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为I1，则小灯泡额定功率的表达式为P额=___________（用I额，I1，R0表示）。
11．在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额=2.5V。
（1）图甲是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）闭合开关前，滑片P应位于______（选填“A”或“B”）端；
（3）小刚在电路连接无误后，闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且接近于电源电压，则小刚电路故障可能是______；
（4）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为______V，此时小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则电流表示数为_______A，小灯泡的额定功率为______ W；
（5）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）；
①闭合开关______，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②闭合开关______，调节______，使电压表的示数仍为2.5V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=______（用U额、R0、U1、U2表示）。
12．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。
（1）如图甲所示，为确保电路安全，连接电路时开关应断开，滑动变阻器的滑片P应滑到______（选填“A”或“B”）端；
（2）实验中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向______（选填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为______W；
（4）测量小灯泡的电功率______（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值；原因是：______；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小，相应的小灯泡的阻值变化，则______（选填“>”、“<”或“=”）；
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤：
①开关S、S1闭合，断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_______V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最______（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡的额定功率为P额=______W。
参考答案
1． 断开 小灯泡短路 1.5 左 0.5 S1、S3
2． 电压表 0.625 不需要 S、S2，断开S1 0.38 3.8V×(I-0.38A)
3． 小灯泡灯丝断了 左 1.25W a
4． 电流表示数为I额 保持不动 R1 R2
5． 灯泡短路 更小 0.7 偏大 温度 错误
6． 滑动变阻器下方两个接线柱接入电路 电压表示数 0.5 1 B 不能
7． 正负接线柱接反了 0.625 灯丝电阻随温度升高而增大 I1R0(I2-I1)
8． C 0.22 0.55 偏大 a
9． P=UI B A 0.625 ＞ R2
10． 变大 0.625 R3 2.25 调节R1接入电路的阻值使电流表示数达到小灯泡的额定电流I额
11． B 小灯泡断路 2.5 0.26 0.65 S、S1 S、S2 R1
12． B 左 0.625 不需要 > 6 左 0.9