北京课改版物理九年级全一册同步练习：11.3 学生实验： 测量小灯泡的电功率 第2课时　多种方法测小灯泡的电功率（有答案）

第2课时　多种方法测小灯泡的电功率
一、选择题
1．(多选)如图所示的电路中，电源电压保持不变，已知定值电阻的阻值为R，小明想只用一个电表测出小灯泡的电功率，设计了下列电路图，其中能测出小灯泡电功率的是(　　)
2．(多选)在测小灯泡额定功率的实验中，提供的实验器材有：符合实验要求的电源(电压不变且未知)、学生用电流表、学生用电压表、滑动变阻器、阻值已知的定值电阻R、额定电压为3.8 V的小灯泡L、开关和导线若干。同学们设计了如图所示的几种测量电路，在不拆改电路的前提下，能测出小灯泡额定功率的电路是(　　)
二、实验探究题
3．在用伏安法测量标有“2.5 V”灯泡的额定功率的实验中，小明发现电流表损坏，其他元件完好。
(1)小明用已有的器材、5 Ω的电阻R0和另一只电压表，设计了如图所示的电路图。其中虚线框内的元件组合体相当于________。
(2)小明进行了如下实验，请补充完整。
①连接好电路，将滑动变阻器连入电路的阻值调到________。
②闭合开关，移动滑片，使灯泡两端电压为________V。
③再读出R0两端的电压为1.5 V。
(3)若实验过程中各项操作正确，则灯泡的额定功率为________W。
4．2020·深圳节选小明想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，却发现电流表损坏了，他又找来一个滑动变阻器R1(最大阻值为R1)，设计了如图所示的电路，连接电路进行实验。
(1)小明移动滑片P0到b0端，闭合开关S，接下来操作步骤的合理顺序是__________(填字母)。
A．移动滑片P到a端
B．保持滑片P0位置不动
C．调节滑片P0使电压表的示数为U额
D．移动滑片P到b端，记录此时电压表的示数为U
(2)小灯泡的额定功率P额＝________________(请用题中符号U额、U、R1表示)。
5．2020·咸宁有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5 A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验：
(1)他连接了如图所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3 V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是________(填字母)。
A．拧紧开关两端的接线柱
B．拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是________(填公式)，图中____________(填仪器名称)的量程选择不合理。
(3)排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表示数如图所示为________V，小灯泡的额定功率为________W。
(4)小强对实验进行了拓展，利用如图所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为________。
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0。
③则小灯泡的额定功率表达式P额＝________(用字母表示)。
6．2020·雅安小明在探究“小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源(电压恒为8 V)，一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20 Ω　2 A”，小灯泡(额定电压2.5 V，额定功率小于1.2 W)，一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干。
(1)请根据甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接(要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时灯变亮；连线不能交叉)
甲
乙
(2)正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为________W。
实验次数 电压/V 电流/A 电功率/W
1 1.0 0.24
2 1.5 0.32
3 2.0 0.38
4 2.5
5 3.0 0.44
(3)分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而________(选填“增大”“不变”或“减小”)，小灯泡的实际功率由________(选填“额定功率”“额定电压”或“实际电压”)决定。
(4)完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15 V”，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，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________V。
②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0。
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝________。
若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡的额定功率比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
1．AD　 图A中，只闭合S、S1，记下电压表示数U1，即R两端的电压，由欧姆定律可求出电路中的电流。再断开S1、闭合S2，记下电压表示数U2，根据串联电路电压的规律和P＝UI可求出小灯泡的电功率，A正确；图B中无法测量小灯泡的电压和电流，B错误；图C中无法测小灯泡的电压，C错误；图D中，只闭合开关S时，可测通过小灯泡的电流，由欧姆定律的变形式U＝IR，可得出R两端的电压，再闭合S1，小灯泡短路，电路中只有电阻R，电流表测量通过它的电流，根据欧姆定律变形式可求出电源电压U，根据串联电路的电压规律可得小灯泡两端的电压，由P＝UI可求出小灯泡的电功率，D正确。
2．AD　 A图，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为额定电压，电流表可测出小灯泡的额定电流，根据P＝UI，可测出小灯泡的额定功率；B图，闭合开关S、S2，断开开关S1，电压表能测量出小灯泡的电压，闭合开关S、S1，断开开关S2，测R两端的电压时，电流从电压表的负接线柱流入，不能测量出R的电压，故不能得出小灯泡的额定电流，所以不能测出小灯泡的额定功率；C图，小灯泡的电压始终为电源电压，所以不能测出小灯泡的额定功率；D图，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡的电压为额定电压，可测出R的电压，由欧姆定律可得通过R的电流，根据串联电路的电流规律，可得小灯泡的额定电流，根据P＝UI，可测出小灯泡的额定功率。
3．(1)电流表　(2)①最大　②2.5　(3)0.75
(1)R0的阻值已知，电压表V2的示数可以读出来，由欧姆定律I＝可计算电路中的电流，故虚线框内的元件组合相当于电流表。(2)①连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处；②由题意知，需要测小灯泡的额定功率，小灯泡只有在额定电压下发光，才是额定功率。故移动滑片，使电压表V1的示数为小灯泡的额定电压，即2.5 V。(3)实验过程中，当电压表V1的示数为2.5 V时，电路中的电流：I＝＝＝0.3 A，则小灯泡的额定功率：P＝U1I＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W。
4．(1)ACBD　(2)
(1)测额定电压为U额的小灯泡的额定功率，应使小灯泡正常发光，所以应先移动R1的滑片到最左端，此时电压表测量的是灯泡两端的电压，然后移动滑动变阻器R0的滑片，使电压表的示数为U额；然后将R1的滑片到最右端，读出电压表的示数U，根据串联电路的电压规律可知，R1两端的电压为U1＝U－U额；则通过滑动变阻器R1的电流，即灯泡的额定电流为I额＝＝，所以实验的合理顺序是ACBD。
(2)小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额·＝。
5．(1)B　(2)P＝UI　电流表
(3)2.4　1.2　(4)①I1　③I12R0
(1)他连接了如图所示的电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电路可能断路，电压表的示数接近3 V保持不变，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的部分断路了，为了排除故障，接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱。
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是P＝UI，灯的额定电流为0.5 A，故电流表选用小量程，故图中电流表的量程选择不合理。
(3)排除故障后，正确连接电路，使小灯泡正常发光，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，示数为2.4 V，小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.4 V×0.5 A＝1.2 W。
(4)小强对实验进行了拓展，利用如图所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率。
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1。
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0。
③在①中，灯与变阻器串联，电流表测电路的电流，电流表示数为I1，此时灯正常发光；在②中，电阻箱与变阻器串联，电流表示数仍为I1，运用等效替代法，电阻箱的示数R0即为灯正常发光时的电阻，则小灯泡的额定功率表达式P额＝I12R0。
6．(1)如图所示
(2)1.05　(3)增大　实际电压
(4)①5.5　③2.5 V×　偏小