华师大版科学九年级上册综合复习专题训练(七) 灯泡亮度问题（含解析）

专题训练(七)　灯泡亮度问题
类型一　额定功率和实际功率
1.决定灯泡发光亮暗程度的物理量是(　　)
A.灯泡两端的电压 B.通过灯泡的电流
C.灯泡的额定功率 D.灯泡的实际功率
2.家中有A、B两盏白炽灯泡,其中A灯的灯丝比B灯的灯丝粗些、短些,则两灯正常工作时(　　)
A.A灯的额定功率较大 B.B灯的额定功率较大
C.A、B两灯的额定功率一样大 D.无法判断
3.三只灯泡甲、乙、丙分别标有“36V　60W”“110V　60W”和“220V　60W”字样,它们在电路中均正常发光,则它们的亮度和通过的电流比较,下列说法中正确的是(忽略温度对灯丝电阻的影响)(　　)
A.甲灯泡亮度最大,I甲>I乙>I丙 B.乙灯泡亮度最大,I甲C.丙灯泡亮度最大,I甲I乙>I丙
4.如图示电路,闭合开关,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,小灯泡消耗的功率和亮度将分别(忽略温度对灯丝电阻的影响)(　　)
A.变大,变暗 B.变小,变亮
C.变大,变亮 D.变小,变暗
5.下列四只规格不同的灯泡分别接在电压为6V的电路中时,实际功率最大的是(忽略温度对灯丝电阻的影响)(　　)
A.“18V　18W” B.“12V　24W”
C.“9V　36W” D.“6V　12W”
6.[2020·无锡] 在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时,小红所观察和记录的结果如图表所示。
小灯泡两端 的电压U/V 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3
通过小灯泡 的电流I/A 0.12 0.16 0.19 0.23 0.25 0.28
小灯泡的亮度 暗→亮 正常发光 过亮
分析实验记录,她得出了以下结论:
①小灯泡的额定功率为0.625W;
②小灯泡的实际功率越大,亮度越亮;
③小灯泡的电阻随两端电压的升高而增大;
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时,能正常发光。
其中正确的是(　　)
A.只有① B.只有①②
C.只有①②③ D.①②③④都正确
7.“220V　40W”的灯泡的电阻为　　　　Ω(忽略温度对灯丝电阻的影响)。当灯泡两端的电压变为121V时,灯泡的实际功率为　　　　W,此时灯泡　　　　(填“能”或“不能”)正常发光;当通过灯泡的电流为0.1A时,灯泡的实际功率为　　　　W,此时灯泡的发光情况为　　　　(填“暗”“正常发光”或“很亮”)。
8.如图示,电源电压为7V保持不变,灯L2标有“6V　3.6W”的字样,当开关S闭合时,两灯发光,使用一段时间后L1突然熄灭,L2更亮,则故障是L1　　　　,灯L2的实际功率为　　　　W。(假设灯丝电阻不变)
类型二　串、并联电路中灯泡亮度的比较
9.把两个灯泡串联后接到电源上,闭合开关后,发现灯L1比灯L2亮,下列说法中正确的是
(　　)
A.通过灯L1的电流大 B.通过灯L2的电流大
C.灯L1两端的电压大 D.灯L2两端的电压大
10.将“10V　5W”的甲灯和“6V　1.8W”的乙灯串联接入电路,两灯均能发光,则关于两灯实际亮度的说法正确的是(忽略温度对电阻的影响)(　　)
A.甲灯较亮 B.乙灯较亮
C.两灯亮度相同 D.以上三种情况均有可能
11.如图示,灯泡L1、L2上分别标有“15V　1A”“10V　0.5A”的字样,闭合开关S,其中一灯正常发光、一灯发光较暗时,灯L1、L2的功率之比是(设灯丝电阻不变)(　　)
A.4∶3 　B.3∶4 C.5∶3 D.3∶2
12.如图示电路,电源电压为3V,灯L1标有“6V　6W”字样,灯L2标有“3V　3W”字样,下列有关说法正确的是(忽略温度对灯丝电阻的影响)(　　)
A.S2断开,S1接b,L1可以正常发光
B.S2断开,S1接a,L2的实际功率为3W
C.S2闭合,S1接b,L2比L1亮
D.S2断开,S1接a,L2比L1亮
13.甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V　3W”和“4V　2W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列判断错误的是(　　)
A.若把它们并联在4V电路中,乙灯正常发光
B.若把它们并联在4V电路中,甲灯比乙灯亮
C.若把它们串联在10V电路中,两灯都可以正常发光
D.若把它们串联在10V电路中,甲灯比乙灯亮
14.[2020·龙东] 将分别标有“6V　6W”和“3V　3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端,　　　　　灯更亮;若将两灯并联接在该电源两端,则两灯消耗的功率之比P甲:P乙=　　　　。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
15.如图示,电源电压不变,把一个“2.5V　0.5A”的灯泡L1接在a、b两点间时,闭合开关,灯泡L1正常发光;若换一个“3V　0.6A”的灯泡L2接在a、b两点间时,再闭合开关,则灯泡L的亮度将　　　　,灯泡L2　　　　(填“能”或“不能”)正常发光。(灯丝电阻不变)
16.将“12V　6W”的灯L1和“12V　4W”的灯L2串联接在某电源上,已知其中一只灯泡恰好正常发光,而另一只比正常发光时暗。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
(1)哪一只灯泡正常发光
(2)求电源电压的大小。
17.现有两个小灯泡A和B,分别标有“6V　6W”和“6V　8W”字样,先将灯泡A与定值电阻R串联接入电路中,灯泡A恰能正常发光,如图示。若用灯泡B替换灯泡A接在电路中,灯泡B的实际功率大于还是小于8W 请说明理由。(电源电压保持不变,不考虑温度对灯丝电阻的影响)
答案
1.D　 只有在额定电压下,灯泡的实际功率才等于额定功率;灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,与单独的电压或电流无关。
2.A　(1)在导体的材料和温度相同时,导体越粗、越短,电阻越小,故A灯灯丝的电阻比B灯灯丝的电阻小。
(2)家用白炽灯泡正常工作时的电压相等,根据P=可知,A灯的额定功率较大,B灯的额定功率较小。
3.D　 由灯泡铭牌可知,三只灯泡的额定功率都相等,为P额=60W,灯泡正常发光时的实际功率等于其额定功率,因此三只灯泡正常工作时的实际功率相等,灯泡亮度相同;由灯泡铭牌可知,三只灯泡的额定电压分别为U甲=36V,U乙=110V,U丙=220V,U甲I乙>I丙。
4.D　 由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,当滑动变阻器滑片从左向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律I=可知,电路中电流变小,根据P=I2R知,小灯泡的实际功率变小,灯泡变暗。
5.C　 由灯泡铭牌可知灯泡的额定电压与额定功率,忽略温度对灯丝电阻的影响,由功率的变形公式R=可得,RA===18Ω,RB===6Ω,RC===2.25Ω。
将它们接在电压为6V的电路中时,各灯的实际功率:PA实===2W,PB实===6W,PC实===16W,PD实=PD额=12W,则实际功率最大的是“9V　36W”的灯泡。
6.D　①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时灯泡正常发光,由表中数据知,此时通过灯泡的电流为0.25A,所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
②由表中数据知,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,由P=UI可知,灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮;
③由R=计算可得,各次实验中随电压的升高灯泡的电阻分别为4.17Ω、6.25Ω、7.89Ω、8.70Ω、10Ω、10.71Ω,所以小灯泡的电阻随两端电压的升高而增大;
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联,由表中数据知,当灯泡两端电压为2.5V时,对应电流为0.25A,此时定值电阻两端电压:UR=IR=0.25A×2Ω=0.5V,恰好满足电源电压U=UL+UR=2.5V+0.5V=3V,所以灯泡能正常发光。
7.1210　12.1　不能　12.1　暗
8.短路　4.9
由图可知,两灯泡串联,若两灯中只有一灯发光,则电路故障一定不是断路,而是另一个灯泡短路,因为是L1突然熄灭,L2更亮,则故障是L1短路。由P=可得,灯L2的电阻:R===10Ω,当L1短路时,此电路为L2的简单电路,灯L2的实际功率为P实===4.9W。
9.C　 两灯串联接入电路,流过它们的电流相等;灯L1比灯L2亮,说明灯L1的实际功率比灯L2的实际功率大,由P=UI可知,灯L1两端的电压大。
10.C　 甲、乙两灯的电阻:R甲===20Ω,R乙===20Ω,两灯的电阻相等。因为两灯泡串联,则通过它们的电流相等,由公式P=I2R知,两灯的实际功率相同,所以两灯亮度相同。
11.A　
12.C　S2断开,S1接b,L1两端的电压为电源电压,为3V,小于灯泡的额定电压,L1不能正常发光;
S2断开,S1接a,两只灯泡串联,两只灯泡两端的电压肯定都小于3V,所以L2的实际功率小于3W;
S2闭合、S1接b时,两只灯泡并联,L1、L2两端的电压相等,L1的电阻:R1===6Ω,L2的电阻:R2===3Ω,由P=可得,L2的实际功率更大,所以L2更亮;
S2断开,S1接a,两只灯泡串联,通过的电流相等,根据公式P=I2R可知,L1的实际功率更大,所以L1更亮。
13.B　 由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为
I甲===0.5A,
I乙===0.5A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为
R甲===12Ω,
R乙===8Ω。
两灯泡并联在4V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,其实际功率为P乙实=P乙=2W,
甲灯泡不能正常发光,其实际功率为P甲实==≈1.33W所以乙灯比甲灯亮。
两灯泡串联在10V电路中时,两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12Ω+8Ω=20Ω,
此时电路中的电流为I串===0.5A,
因串联电路中各处的电流相等,且此时的电流与两灯泡的额定电流相等,
所以,两灯泡可以同时正常发光;
此时两灯的实际功率都等于各自的额定功率,因为P甲>P乙(即3W>2W),所以甲灯较亮。
14.甲　1:2
(1)由P=可得,两灯的电阻分别为R甲===6Ω,R乙===3Ω,
若两灯串联,因串联电路中电流处处相等,R甲>R乙,由P=I2R可得P甲实>P乙实,所以甲灯比乙灯亮。
(2)若将两灯并联接在该电源两端,并联电路中各支路两端电压相等,即U甲=U乙,
由P=UI=可得,两灯消耗的功率之比:
P甲:P乙==×===。
15.不变　不能
(1)由I=可得,两灯泡的电阻分别为:R1===5Ω,R2===5Ω,则R1=R2,由P=I2R可知,当接入L2时,电路中的电阻不变,电路中的电流不变,灯泡L的实际功率不变,则灯泡L的亮度不变。
(2)灯泡L1接在a、b两点间时,灯泡L1正常发光,电路中电流为0.5A,不考虑灯丝电阻的变化,R1=R2,当接入L2时,电路中的总电阻R不变,电路电流I不变,等于灯泡L1的额定电流0.5A,此时通过L2的电流小于其额定电流,所以L2不能正常发光。
16.解:由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I1额===0.5A,I2额===A;由I=可得,两灯泡的电阻分别为:R1===24Ω,R2===36Ω。
(1)因串联电路中各处的电流相等,且其中一只灯泡恰好正常发光,另一只灯泡比正常发光时暗,所以,两灯泡串联时,电路中的电流I=I2额=A,即“12V　4W”的灯L2正常发光。
(2)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得电源的电压:U=I(R1+R2)=A×(24Ω+36Ω)=20V。
17.解:A、B两个小灯泡的电阻分别为
RA===6Ω,RB===4.5Ω,
由题意可知,电路中接入灯泡A时,灯泡A正常发光,则灯泡A两端的电压为6V。
当用灯泡B替换灯泡A时,由于RB根据P=可知,灯泡B的实际功率小于其额定功率8W。