沪科版物理九年级全一册同步提优训练：第十六章 电流做功与电功率 专题训练 特殊方法测电功率（有答案解析）

专题训练 特殊方法测电功率　　　　　　　　　　　　
1.(2020本溪改编)利用所学的知识测量“额定电流为0.5 A的小灯泡L1的额定功率”。小霞选用了一只电压表,一个标有“6 V　3 W”的小灯泡L2,设计了如图甲所示的实验电路,其中电源电压恒为12 V,请完成下列实验步骤:
(1)如图图甲所示,图中a、b处虚线框内,分别为电压表或开关S2,则在a框内应是　　　　。
(2)正确选择元件并连接电路后,闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为　　　　V,此时小灯泡L1正常发光。
(3)再闭合开关S、S2,断开S1,滑动变阻器滑片的位置不变,读出电压表示数如图图乙所示,为　　　　 V。
(4)小灯泡L1的额定功率为　　　　W。
2.小华设计了一种测量额定电压为2.5 V的小灯泡额定功率的电路,如图所示。电源电压保持3.5 V不变,定值电阻R0的阻值为10 Ω,连接好电路后进行如图下操作:
(1)断开开关S2,闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5 V。
(2)保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6 V。
(3)小灯泡的额定功率为　　　　W。(计算结果保留两位小数)
3.小斌要测量小灯泡的额定功率。实验桌上备有如图下器材:符合要求的电源、额定电压为U0的小灯泡L、阻值为R的定值电阻、滑动变阻器、已调零的电压表、单刀双掷开关各一个,导线若干。他设计了如图所示的电路进行实验。
(1)请你帮助小斌将实物电路图补充完整。
(2)连接好电路后,请你将正确的操作步骤补充完整:闭合开关S1,将开关S扳向1,调节滑动变阻器,使　　　　　　　　　;保持滑动变阻器的滑片位置不变,将开关S扳向2,记录电压表示数为U。
(3)请用U0、U、R表示小灯泡的额定功率P=　　　　　　。
规律方法
　伏阻法测电功率的原理分析:
　　　　　　
4.在电源电压未知、定值电阻R0阻值已知的情况下,利用如图所示电路图不能测出额定电压为3.8 V小灯泡的额定功率的是(　　)
5.(2020阜新改编)小明在“测量小灯泡(额定电压为2.5 V)额定功率”的实验中,在准备进行实验时,发现电压表损坏了,他找到了一个阻值为10 Ω的定值电阻R0,设计了如图所示的电路,也顺利地完成了实验:
(1)先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1,则I1=　　　　A。
(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=　　　　　　　。(用U额、I1、I2表示)
6.(2021营口改编)小刚设计了如图所示的电路,测出了只标有额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定,变阻器R1的最大阻值为10 Ω,实验操作如图下:
(1)闭合S1,断开S2,移动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.3 A。
(2)闭合S2,断开S1,保持变阻器R1的滑片位置不动,移动变阻器R2的滑片,使电流表的示数仍为0.3 A。
(3)　　　　　　　　　　　　,将变阻器R1的滑片移到最左端,电流表的示数为0.6 A,再将变阻器R1的滑片移到最右端,电流表的示数为0.2 A。
(4)小灯泡的额定功率为　　　　W。
规律方法
　　安阻法测电功率的原理分析:
　　　　　　　　
　
7.(2020咸宁改编)小强利用如图所示的电路,测出了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)保持滑动变阻器滑片的位置不变,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)小灯泡的额定功率表达式P额=　　　　(用已知量和测量量表示)。
规律方法
　　　等效替代法测电功率的原理分析:
　　　　　　　　　　 　　　　 　　
答案解析
1.(1)电压表　(2)6　(3)4　(4)2
2.(3)0.72　解： 在操作(2)中,保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6 V,此时定值电阻与变阻器串联,根据串联电路的电压规律,变阻器两端的电压为U滑=3.5 V-2.6 V=0.9 V,根据分压原理,=,即=,则R滑= Ω;故在操作(1)中,由串联电路的电压规律和欧姆定律可知,通过变阻器的电流即灯泡的额定电流为IL=== A;故灯泡的额定功率:PL=ULIL=2.5 V× A=0.72 W。
3.(1)如图图所示
(2)电压表的示数为U0
(3)
4.B
5.(1)0.25　(2)U额(I2-I1)　解： (1)先闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表的示数为I1=0.25 A;(2)保持滑片P的位置不变,闭合开关S、S2,断开开关S1,读出电流表的示数为I2。在(1)中,电流表测通过定值电阻的电流,当电流表的示数为I1=0.25 A时,定值电阻两端的电压为U=2.5 V=U额,由并联电路电压的规律可知,小灯泡正常发光;在(2)中,电流表测量小灯泡与R0并联的总电流,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流:I额=I2-I1,则小灯泡的额定功率:P额=U额I额=U额(I2-I1)。
6.(3)保持变阻器R2的滑片位置不动　(4)0.45
解： (1)闭合S1,断开S2,灯泡和变阻器R1串联接入电路,移动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.3 A,此时灯泡正常发光。
(2)闭合S2,断开S1,两个滑动变阻器串联接入电路,保持变阻器R1的滑片位置不动,移动变阻器R2的滑片,使电流表的示数仍为0.3 A,变阻器R2等效代替了灯泡,变阻器R2的电阻等于灯泡正常发光时的电阻。
(3)保持变阻器R2的滑片位置不动,将变阻器R1的滑片移到最左端,变阻器R1接入电路的电阻为0,电路为变阻器R2的简单电路,电流表的示数为0.6 A,由欧姆定律可得电源电压:U=I1R2=0.6 A×R2,
再将变阻器R1的滑片移到最右端,此时变阻器R2和变阻器R1的最大阻值串联接入电路,电流表的示数为0.2 A,该电路的总电阻:R===3R2,
串联电路总电阻等于各分电阻之和,所以变阻器R2的电阻:R2=R-R1=3R2-10 Ω,解得:R2=5 Ω。
(4)小灯泡的额定功率:P'=R2=(0.3 A)2×5 Ω=0.45 W。
7.(1)I1　(3)R0