人教版九年级全一册18.3测量小灯泡的电功率 同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1．在物理实验中，往往要对物理量进行多次测量，有的是为了减小误差，有的是为了寻找规律。下列四个实验中，通过多次测量减小误差的是（　　）
A．在“伏安法测小灯泡电阻”的实验中，要测量多组对应的电压和电流
B．在“测量小灯泡的电功率”实验中，要分别测量等于额定电压、高于额定电压、低于额定电压时的电流
C．在“测量平均速度”的实验中，要分别测量全程、上半段、下半段的路程和时间
D．在“测量某种物质的密度”时，要测量多组质量和体积
2．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5 V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2.5 V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
3．如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
A．探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变
B．探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C．测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值，减小误差
D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，求平均电功率
4．高温超导限流器是一种短路故障电流限制装置，超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成（如图甲所示）。超导部件R1有一个超导临界电流IC，当通过超导限流器的电流I>IC时，将造成超导体失超，从超导态（本题认为电阻为零）转变为正常态（本题认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常电阻为 R1=3Ω，超导限流器临界电流IC=1.2A，限流电阻R2=6Ω，小灯泡L上标有“6V，6W”，电路中使用的电源输出电压U随电流I发生变化，其U-I图像如图乙所示。原来灯泡正常发光，现L突然发生短路。则下列说法正确的是（　　）
A．短路前通过R1的电流为A B．短路前限流器和灯泡的总功率为8W
C．短路后通过R1的电流为A D．短路后限流器和灯泡的总功率为6W
5．利用如图所示的电路（L1为“2.5V 0.3A”，L2为“3.8V 0.3A”，电压表、电流表的位置可调），不能够完成的电学实验有（　　）
A．探究串联电路电流及电压的特点 B．探究灯丝电阻与温度的关系
C．探究灯泡电功率与电压的关系 D．以灯泡为研究对象探究电流与电压的定量关系
6．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，电路如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程“0~3V”，滑动变阻器规格“20Ω 1A”，灯泡L标有“2.5V 1.25W”字样（忽略灯丝电阻变化），在不损坏电路元件的情况下，下列判断错误的是（　　）
A．电路中的最小电流是0.3A
B．滑动变阻器接人电路的最大阻值是10Ω
C．灯泡的电压变化范围是1.5V~2.5V
D．该电路总功率的变化范围是1.35W~4.05W
7．在“测定小灯泡的电功率”实验中，如图所示，按电路图连接好电路后，接通开关S，移动滑动变阻器的滑片，结果灯不发光，电流表指针不动，但电压表有明显的示数，电路故障可能是（　　）
A．电流表烧坏了，造成短路
B．滑动变阻器的滑片接触不良
C．连线时，把电流表和电压表互换了位置
D．小灯泡短路
8．做某一个电学实验，下表是同一电路正确接线时的多组电压表和电流表的数据，可能是在进行下列哪些实验探究中收集的（　　）
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
电流I/A 0.26 0.34 0.42 0.48 0.52 0.54
①探究通过导体的电流与电压的关系 ②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值 ④测量定值电阻的阻值A．①④ B．③④ C．①③ D．②③
9．在物理课外兴趣小组活动中，老师要求同学们只能用电压表的“0~3V”量程测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率，所给电源的电压恒为6V，其它器材均符合实验要求，如图是同学们设计的四种实验电路图，则能完成实验的电路图是（ ）
A． B． C． D．
10．如表给出的多组电压表和电流表的数据，可能是在进行下列哪些实验探究中收集的（　　）
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
电流I/A 0.26 0.34 0.42 0.48 0.52 0.54
①探究通过导体的电流与电压的关系 ②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值 ④探究影响电流做功多少的因素。A．①② B．③④ C．①③ D．②③
二、填空题
11．小明同学有两个外形一模一样的小灯泡，上面分别标有“3.8V”和“2.5V”的字样，小明认为小灯泡正常发光时，一定是“3.8V”的灯泡较亮，小明的观点______（选填“正确”或“不正确”），理由是______。
12．用如图所示器材测量小灯泡的额定功率，电源电压恒U，待测小灯泡L的额定电压为U额，定值电阻阻值为R0。闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片P，使电压表示数为______；保持滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电压表示数为U0。计算出小灯泡的额定功率为P额=______（用U、U额、U0、R0表示）。
13．小明家的电能表的参数如图所示，他家可以同时使用的用电器的总功率最大是_____W．图中电能表上所显示的数值是他家6月初的用电情况，6月末他家电能表示数是，则6月份小明家消耗的电能是_____kW h．
14．如图所示，电源电压保持不变，电阻R1为20Ω，小灯泡L标有“6V 3W”字样．闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光；闭合S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率为5.4W，忽略小灯泡电阻随温度的变化，则小灯泡L的电阻为_____Ω，滑动变阻器的最大阻值为_____Ω．
15．小华同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压为4.5V、7.5V和9V中的一个，滑动变阻器上标有“20Ω 2A字样，小灯泡标有“4.5V”字样，小灯泡的额定功率小于1.5W，他按图连接好电路，先将变阻器的滑片移至______端（选填“A”或“B”），然后闭合开关S，再移动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片P恰好在中点上（即连入电路的电阻为10Ω）。小华所用的电源电压为______V，小灯泡的额定功率为______W。
三、综合题
16．测定小灯泡额定功率 给定器材如下：额定电压为的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为的电阻、一个滑动变阻器（最大阻值未知）、一只电流表、一个单刀单掷开关、一个单刀双掷开关和若干导线．要求：实验时不允许拆改电路、不能忽略灯丝电阻随温度的变化．
（1）请画出实验电路．
（2）请你根据设计的电路写出测量小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量（物理量用字母表示），并推导出，小灯泡额定功率P的表达式．
17．测小灯泡电功率实验，小灯为灯甲“2.2V 0.3A” 、灯乙“3.8V 0.3A”中的一个，电源电压为2V整数倍。滑片 P 从最大阻值开始，移动到一个位置小灯正常发光，电压表向左偏转六格，电压表一开始指的是 11V 或 2.8V。
（1）如灯甲与灯乙均正常发光，灯______更亮
（2）在滑片移动过程中，电压表并联在______两端。
（3）电源电压为______V ，电压表一开始指的是______V。
（4）该电路中接入的是灯______（选填甲或乙）。
（5）该电路中接入的小灯泡额定功率为______瓦。
18．某同学用导线把电源（电压为4.5伏）、开关、电流表、标有“20Ω 2A”的滑动变阻器、小灯泡连成串联电路进行实验，其中灯泡上只有所标“0.2A”字样清晰可见。闭合开关后，他调节滑动变阻器的滑片位置，使小灯正常发光，这时，他发现滑片的位置恰好在中点上（即滑动变阻器连入电路的电阻为10欧）。经过思考、分析，该同学得出了小灯泡的额定功率。
①简要说明该同学如何判定小灯是正常发光的______；
②如果要测出小灯泡在不同电压时的电功率，还需要添加的器材是______；
③求出小灯泡的额定功率______。（需写出计算过程）
19．小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时连接了如图甲所示的电路
（1）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查有一根导线连接错误，请你在电路中将连接错误的导线上打“×”，并补测出正确的连线．
（2）正确连接电路后，滑片P移动到某一位置时，电压表和电流表示数如图乙所示小灯泡此时的电功率是多少？
（3）小明根据记录的多组数据绘制出小灯泡的I﹣U图象（图丙），分析评估时，小明对自己的实验产生了困惑，他认为：由欧姆定律I=知，I与U之间的变化关系是正比函数，所以其图象理论上应该是过原点的一条直线，请你帮助他解除困惑．
试卷第1页，共3页
试卷第7页，共7页
参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
解决此题要知道初中物理实验进行多次测量目的是什么，一是为了求平均值，提高准确度，减小误差；二是为了寻找普遍规律。根据题意探究多次测量提高精度的，就需要将多次测量结果取平均值。
【详解】
A．伏安法测量小灯泡电阻时，在不同电压下测量多组电压与电流值，是为了得到普遍规律，防止结论的偶然性，故A不符合题意；
B．在“测量小灯泡的电功率”实验中，要分别测量等于额定电压、高于额定电压、低于额定电压时的电流，是为了探究灯泡亮度与额定功率的关系，找到普遍规律，故B不符合题意；
C．在“测量平均速度”的实验中，要分别测量全程、上半段、下半段的路程和时间，目的是研究小车下滑过程的普遍规律，故C不符合题意；
D．在“测量某种物质的密度”时，测量多组对应的质量和体积值，用分别求出密度取平均值的办法来减小误差，提高准确度，故D符合题意。
故选D。
2．B
【解析】
【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）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；
（4）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．
【详解】
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. 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C正确．
D. 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，故D正确.
3．C
【解析】
【详解】
A．探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压来分析比较电阻一定时，电流和电压之间的关系，故A错误；
B．探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变，得出电压一定时，电流与电阻之间的关系，故B错误；
C．测量导体的电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故C正确；
D．在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系；不同电压时电功率不同，不可以求平均电功率，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
【详解】
A．由题意知，电路正常工作时，超导部件处于超导态，电阻为零，灯泡正常工作
故A错误；
B．短路前限流器和灯泡的总功率就是灯泡功率6W，故B错误；
C．L发生短路后，外电路总电阻为
则输出电压U=I×2Ω,在乙图做出此一次函数的图像，读出交点坐标（2,4），即干路电流2A，电压4V。所以短路后通过R1的电流为A，故C正确。
D．L发生短路后限流器和灯泡的总功率为
P=UI=4V×2A=8W
故D错误。
故选C
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由电路图知，两个灯泡与滑动变阻器串联连接，变换电流表的位置，可探究串联电路电流的特点，变换电压表的位置，可探究串联电路电压的特点，故A不符合题意；
BC．通过调节滑片位置，记下电压表及电流表的示数，可测出灯丝在不同电压下的阻值，从而得出灯丝电阻与温度的关系，同时可测得灯泡电功率与电压的关系，故BC不符合题意；
D．要探究电流与电压的关系，应保持研究对象的阻值不变，而灯泡灯丝的阻值是变化的，无法达到探究目的，故D符合题意。
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
灯泡的额定电流为
灯电阻为
所以要保护电路的安全，电流要小于等于0.5A，电压表的示数要小于等于3V；
A．当电压表示数最大为3V时，滑动变阻器的电阻最大，此时灯泡的电压为
此时电路中电流最小为
故A正确，A不符合题意；
B．滑动变阻器的最大阻值为
故B正确，B不符合题意；
C．由上述可知，灯泡的电压范围应该是1.5V~2.5V，
故C正确，C不符合题意；
D．电路的总功率最小为
总功率最大为
故D错误，D符合题意。
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
由图得，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡电压，电流表测量电路电流。
A．若电流表烧坏了，会造成断路，灯泡不发光，电流表、电压表都没有示数，故A错误；
B．若滑片接触不良，电流将时断时续，灯泡会时灭时亮，同时电流表、电压表的示数时有时无，故B错误；
C．若连线时两表互换了位置，由于电压表的电阻很大，所以电路中电流非常小，则灯泡不发光，电流表没有示数，此时电压表相当于接在电源两端，有较明显的示数，故C正确；
D．如果小灯泡被短路不能发光，但电路中会有较大电流，电流表有示数；电压表同时被短路，无示数，故D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
由表格数据可知，导体中的电流与其两端的电压不成正比，分析得：①探究通过导体的电流与电压的关系，当电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比，故①不符合本实验的探究；②测量小灯泡的电功率，由于灯丝的电阻随温度升高而变大，则灯泡的电功率是变化的，所以导体中的电流与其两端的电压不成正比，故②符合本实验的探究；③测量小灯泡的阻值，灯丝的电阻随温度升高而变大，所以导体中的电流与其两端的电压不成正比，故③符合本实验的探究；④测量定值电阻的阻值，每次实验数据电压与电流的比值应该相差不大，但由第一次数据可知，阻值为
由第二次数据可知，阻值为
每次实验数据所算出的阻值相差较大，故④不符合本实验的探究。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9．B
【解析】
【详解】
分析题意可知，电压表的量程是小量程，不能测额定电压为3.8V的小灯泡，而电源电压为6V，要测额定电压为3.8V小灯泡的额定功率时，可以使滑动变阻器的电压为2.2V，所以要想完成实验，应该将电压表并联在滑动变阻器两端。
A．A图中的电压表测量的是灯泡与变阻器两端的总电压，不能完成实验，故A不符合题意；
B．B图中电压表测量的是滑动变阻器分担的电压，所以此图能完成实验，故B符合题意；
C．C图中的电流表与灯泡并联，灯泡不亮，无法完成实验，故C不符合题意；
D．D图中的电压表并联在灯泡两端，因为灯泡的额定电压超出了电压表的量程，所以也不能完成实验，故D不符合题意。
故选B。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
由数据可知：导体中的电流与其两端的电压不成正比，分析得
①探究通过导体的电流与电压的关系，当电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比，不符合本实验的探究；
②测量小灯泡的电功率，由于灯丝的电阻随温度升高而变大，则灯泡的电功率是变化的，所以通过的电流与其两端电压不成正比，符合本实验的探究；
③灯泡的阻值与温度有关，温度越高，电阻变大，测量灯泡的阻值，通过的电流与其两端电压不成正比，由多组电压表和电流表的数据可知，符合本实验的探究；
④探究影响电流做功多少的因素，该实验中还需要测量时间，表格中没有，不符合本实验的探究。故符合题意的有②③。
故选D。
11． 不正确 灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，不是由额定电压决定
【解析】
【详解】
[1][2]灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，不是由额定电压决定的。灯泡正常发光时，灯泡的实际功率等于额定功率，因不知道灯泡的额定功率，所以无法比较亮度，所以小明的观点不正确。
12． U-U额
【解析】
【分析】
【详解】
[1]闭合开关S、S1，断开开关S2，电压表测的是定值电阻R0的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为
[2]由欧姆定律可得，灯的额定电流
小灯泡的额定功率为
13． 2200 58
【解析】
【分析】
要解决此题，需要了解电能表上参数的意义．220V说明电能表要在220V的电路中使用；10A表示电能表通过的最大电流是10A；知道根据电能表上的参数可以根据公式计算出电能表接用电器的最大电功率．电能表的读数方法：（1）月末的减去月初的示数．（2）最后一位是小数．（3）单位．
【详解】
电能表的工作电压U=220V，允许通过的最大电流I最大=10A，所以允许使用的用电器的最大电功率，消耗的电能
故答案为2200；58．
【点睛】
此题主要考查了有关电能表参数的意义及有关的计算，同时考查了电能表读数方法．
14． 12 10
【解析】
【分析】
（1）闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光，即此时电流从电源正极出发，经过小灯泡、电流表、开关S回到负极，所以这是小灯泡的基本电路，故可判断电源电压，同时据灯泡正常发光，据P=可计算小灯泡的电阻；
（2）闭合S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路有两条路径，即并联，一条是经R1、S1、回到负极；另一条是经S2、电流表、R回到负极，即小灯泡发生短路；故据电路消耗的总功率为4.8W，可计算出总电流，进而利用欧姆定律可以计算出R1的电流，进而计算出滑动变阻器R 的电流，据R的电流和电压，结合欧姆定律可以计算R电阻．
【详解】
（1）闭合S，断开S1、S2
，滑动变阻器滑片P移至最右端时，电路为小灯泡L的简单电路，且小灯泡L恰好正常发光，则电源电压：U=UL=6V；
由P=可得，小灯泡的电阻：RL===12Ω；
（2）闭合S、S1、S2、，滑片P移至最左端时，小灯泡发生短路，定值电阻R1与滑动变阻器R的最大阻值并联；电路消耗的总功率为5.4W，由P总=U总I
可得干路中的电流：U总===0.9A；
通过R2的电流：I1===0.3A；
由并联电路的电流特点可得，通过滑动变阻器的电流：
IR=I总-I1=0.9A-03A=0.6A则滑动变阻器的最大电阻：
Rmax===10Ω.
15． A 7.5 1.35
【解析】
【分析】
【详解】
[1]连接电路时，要使滑动变阻器的滑片位于最大阻值处，即A端，作用是保护电路。
[2]小灯泡和滑动变阻器串联在电路中，当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片P恰好在中点上（即连入电路的电阻为10Ω）时，故此时电流RP=10Ω，UL=4.5V。由题意可知，小灯泡额定电流为
即：；设电源电压为U，则必有U＞4.5V，且
UP=U-UL
解得：。故知电源电压选择的是7.5V。
[3]则此时，滑动变阻器两端的电压为
流经灯泡的电流为
小灯泡的额定功率为
16．见解析所示
【解析】
【详解】
（1）实验用的电路图如下：
（2）主要步骤：①断开开关S和S1，按电路图连接实物图，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处；②先闭合S，且将开关S1接a，调节滑动变阻器滑片P，使电流表示数为；③保持滑片P的位置不变，将开关接b，读出此时电流表的示数I．由此可知，小灯泡正常发光时的电流
=，
所以小灯泡额定功率P的表达式：
．
17． 乙 滑动变阻器 6 2.8 乙 1.14
【解析】
【详解】
（1）[1]如灯甲与灯乙均正常发光，额定电流都是0.3A，乙灯的额定电压高于甲灯的额定电压，故乙灯的额定功率高于甲灯，乙灯更亮。
（2）[2]滑片 P 从最大阻值开始，移动到一个位置小灯正常发光，此时滑动变阻器的阻值变小，电流变大，而电压表向左偏转，说明电压表的示数变小，若电压表测量的是小灯泡的电压，则电压表示数变大，与题意不符，故电压表测量滑动变阻器的电压，电压表并联在滑动变阻器两端。
（3）[3][4]若电压表一开始指的是 11V，选择的是大量程，则分度值为0.5V，向左偏转六格，则此时电压表的示数为
此时灯泡正常发光，不论是甲灯，还是乙灯，电源电压都不可能是2V整数倍，故舍去，电压表一开始是2.8V，则选择的是小量程，分度值为0.1V，向左偏转六格，则此时电压表的示数为
若选择甲灯，甲灯的额定电压为2.2V，电源电压都不可能是2V整数倍，故舍去，若选择乙灯，正常发光的电压为3.8V，则电源电压为
故一开始是2.8V。
（4）[5]根据（3） 可知，选择的是乙灯。
（5）[6]该电路中接入的小灯泡额定功率为
18． 当电流表示数恰好为0.2A时，小灯正常发光 电压表 0.5W
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]小灯正常发光时，通过的实际电流等于额定电流，所以当电流表示数恰好为0.2A时，小灯正常发光。
②[2]要测出小灯泡在不同电压时的电功率，根据公式P=UI可知还得需要知道小灯泡两端的电压，所以还需要电压表测量小灯泡两端电压。
③[3]根据题意由可得滑动变阻器两端电压
U2=I2R2中=0.2A×10Ω=2.0V
根据串联分压可得小灯泡两端的额定电压
U额=U-U2=4.5V-2.0V=2.5V
则小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
19．（1）；（2）小灯泡此时的电功率是0.9W；（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大．
【解析】
【详解】
（1）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，灯泡连接错误，将灯泡左端接线柱与开关的右接线柱连线断开，改接为灯泡左接线柱与电压表负接线柱相连即可，连图如下所示：
；
（2）由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V，
由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A，
则小灯泡的额定电功率P=UI=2.5V×0.36A=0.9W；
（3）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以通过灯泡的电流与电压不成正比．
答案第1页，共2页
答案第11页，共11页