沪科版物理九年级全一册同步专题训练(九)　特殊方法测电功率（Word 含答案）

专题训练(九)　特殊方法测电功率
类型一　伏阻法测电功率
1.用电压表和已知阻值的电阻测灯泡的电功率,在测量时,如图甲所示,将灯泡与已知阻值的电阻R0串联,用电压表测出电阻R0两端的电压U1,求出通过R0的电流I,即通过灯泡的电流的表达式I=　　　　,用电压表测出灯泡两端的电压U2,运用公式P=UI即可求出灯泡的电功率P=　　　　。若有两个电压表,则中途就不用再拆下电压表,直接测量即可,如图图乙所示。
2.用如图所示的电路来测量灯泡的额定功率,小灯泡上标有“2.5 V”字样,R0阻值已知。
(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移至阻值最大处。
B.闭合开关, 　。
C.断开开关,整理器材。
(2)用测量所得物理量和已知量的符号表示出小灯泡的额定功率P额=　　　　　　。
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用: 　。
3.在“测量小灯泡电功率”的实验中,待测小灯泡的额定电压为2.5 V(电阻约为10 Ω),实验室有如图下器材:电源(电压恒为6 V)、电流表(0~0.6 A,0~3 A)、电压表(0~3 V,0~15 V)、滑动变阻器及开关各一个,导线若干。实验中小其同学发现电流表损坏了,于是她利用一个已知阻值为R0的定值电阻和几个开关,重新设计了如图所示的电路,测量小灯泡的电功率。她的操作步骤如图下:
(1)按照电路图正确连接电路。
(2)闭合开关S、S1,断开开关S2,适当调节滑动变阻器使灯泡发光且不损坏,测得电压表读数为U0。
(3)保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,测得电压表的读数为U1。
(4)小灯泡实际功率的表达式:P实=　　　　　　(用U0、U1、R0表示)。
(5)若U0=1 V、U1=3 V、R0=5 Ω,此时P实　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)P额,为了测出灯泡的额定功率,应将变阻器R的滑片适当向　　　　移动。
类型二　安阻法测电功率
4.如图所示,某同学手中只有电流表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx电功率的电路,其中不可行的是 (　　)
5.用电流表和已知阻值的电阻测灯泡的电功率,在测量时,如图所示,将灯泡与已知阻值的电阻R0并联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过灯泡L的电流I2,R0两端的电压U=　　　　,灯泡的电功率P=　　　　。
6.晓亮利用阻值为R0的定值电阻和一只电流表测量未知电阻Rx的电功率。他选择了满足这个实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图所示。
(1)为了测出电阻Rx的电功率,请再添加一根导线,将电路补充完整。
(2)开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为I1;只闭合开关S2时,电流表的示数为I2。请用I1、I2和R0表示Px,Px=　　　　　　。
7.[2019·海南] 在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U额=2.5 V,电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把甲中电路连接完整。
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5 V,此时电流表示数(如图图乙所示)为　　　　A,则小灯泡的额定功率是　　　　W。
(3)如图果没有电压表,用如图所示电路也可测出小灯泡的额定功率。其中,定值电阻的阻值为R0。先断开开关S2,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关　　　　、闭合其他开关,读出电流表的示数为I,则灯泡额定功率的表达式为P额=　　　　　(用R0、U额、I表示)。
类型三　替代法测电功率
8.小灯泡的额定电压为2.5 V,为了测量小灯泡的额定功率,小华设计了如图所示的电路。L是小灯泡,R是电阻箱,RP是滑动变阻器,S1是单刀双掷开关。
(1)按电路图连接实物图时开关应　　　　,并将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
(2)闭合开关S后,应先把开关S1接到触点　　　　(选填“1”或“2”),调节滑动变阻器,使电压表的示数为　　　V;然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R,直到电压表示数为　　　V,读出此时电阻箱的示数为10 Ω,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
9.小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的电功率,设计并连接了如图甲所示的部分实验电路。
(1)请你用笔画线代替导线添加一根导线,将图甲的实物图补充完整,并使滑动变阻器的滑片P向右滑动时接入电路的阻值变大。
(2)闭合开关S1,将开关S2扳向　　　　(选填“1”或“2”),调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,如图图乙所示,I1=　　　　A。
(3)将开关S2扳向另一端,保持　　　　　　　　的阻值不变,调节　　　　　　(R),使电流表的示数仍为I1。
(4)若此时R=7.0 Ω,小灯泡的实际功率P1=　　　　W。
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,下列关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是　　　　。(灯丝电阻随温度变化)
A.P0=2P1 B.P0=3P1
C.P0=4P1 D.P0=5P1
类型四　电能表、停表法测电功率
10.李芳家的电能表上标着“600 r/(kW·h)”字样,她用这个电能表来测量电热水壶的功率。她断开了家中其他用电器,仅让电热水壶工作,2 min内电能表转了18转,则电热水壶消耗的电能是　　　　kW·h,电功率是　　　　W。
11.为了测量电热水壶烧水时的功率,同学们进行了分组实验。
(1)甲实验组的同学利用家中的电能表和停表进行测量。请你设计出实验操作的过程,并用测出的和已知的物理量表示电热水壶的实际功率。
(2)乙实验组的同学在实验室里取其他器材进行实验。他们设计出另外两种实验方法,请你写出其中的一种测量方法,要求画出电路图,简述实验步骤。
答案
1.　
2.(1)调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为2.5 V,读出R0两端的电压U1　(2)2.5 V×
(3)保护电路;改变灯泡两端的电压,使电压值等于小灯泡的额定电压
3.(4)(U1-U0)　(5)小于　左　
(4)闭合开关S、S1,断开开关S2时,电压表测量的是定值电阻R0两端的电压U0;闭合开关S、S2,断开开关S1时,电压表测量的是灯泡L和定值电阻两端的总电压U1;小灯泡的实际功率:PL=ILUL=I0UL=(U1-U0)。(5)若U0=1 V、U1=3 V、R0=5 Ω,则UL=U1-U0=3 V-1 V=2 V4.D　5.I1R0　I1I2R0
6.(1)如图图所示
(2)I2R0(I1-I2)
7.(1)如图图所示
(2)0.28　0.7
(3)S1　I-U额
(2)电流表所用量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,读数为0.28 A,灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.28 A=0.7 W。(3)闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为时,R0与L并联,两端电压均为U额;再闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器滑片位置不变,电流表测量R0与L并联的总电流I,则通过L的电流为I额=I-,则L的额定功率为P额=U额I额=I-U额。
8.(1)断开　(2)1　2.5　2.5　0.625
9.(1)如图图所示
(2)1　0.2　(3)滑动变阻器　电阻箱
(4)0.28　(5)D
(1)单刀双掷开关应控制灯泡与电阻箱分别与滑动变阻器串联,使滑动变阻器的滑片P向右滑动时接入电路的阻值变大,则应将变阻器滑片左边的电阻丝连入电路,即将左下接线柱与开关右接线柱连接。
(2)闭合开关S1,将开关S2扳向“1”,滑动变阻器与灯泡串联,图乙中电流表量程为0~0.6 A,则示数为I1=0.2 A。
(3)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱连入电路的阻值,当电流表示数为I1时,此时电阻箱连入电路的电阻与上次实验中电流为I1时灯丝的电阻相同。
(4)灯丝中电流为I1时,阻值一定为R,若此时R=7.0 Ω,则小灯泡的实际功率:P1=R=(0.2 A)2×7 Ω=0.28 W。
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡的阻值不变,则P额'=R=(2I1)2R=4R=4P1。
由于灯泡的阻值不是定值,会随温度的升高而变大,所以,当灯泡正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率P0>P额'=4P1,所以最有可能的额定功率值是5P1。
10.0.03　900
转盘转动18转消耗的电能:
W= kW·h=0.03 kW·h;
用电器的功率:
P===0.9 kW=900 W。
11.(1)①断开家中其他用电器,电路中只接入电热水壶,用停表测出时间t内电能表转盘转过的转数n;②由电能表铭牌找出电路消耗1 kW·h电能,电能表转盘转过的转数N,则电热水壶消耗的电能:W=×1 kW·h=3.6×106 J×,电热水壶的实际功率P==3.6×106 J×。(2)把电热水壶与电流表串联接入电路,用电压表测出电热水壶的电压,由电功率公式求出电热水壶的功率;电路图如图图所示。
实验步骤:①根据电路图,连接实物电路;②闭合开关,读出电压表与电流表的示数;③由电功率公式P=UI求出电热水壶的实际功率。