沪科版物理九年级全一册同步提优训练：16.3 测量电功率（word版有答案解析）

第三节　测量电功率　　　　　　　　
1.在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用电源的电压应　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)小灯泡的额定电压。滑动变阻器应跟小灯泡　　　　在电路中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,这样做的目的是　　　　　　　　,实验中滑动变阻器的另一个作用是　 　。
2.(2020贵港)小明同学用如图甲所示电路测量小灯泡的电功率,实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大。
(2)连接电路时,开关应　　　　。
(3)正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数。经检查,电压表完好,则故障可能是小灯泡　　　　。
(4)排除故障后,在实验中,小明观察到电压表的示数如图图乙所示,此时小灯泡两端的电压是　　　　 V;为了测出小灯泡的额定功率,小明应向　　　　调节滑动变阻器的滑片。
(5)当电压表示数为2.5 V时,电流表的示数如图图丙所示,则小灯泡的额定功率是　　　　W。
3.(2020白银)在“测量小灯泡电功率”的实验中,老师给同学们准备了以下器材:
A.小灯泡(额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω)
B.电流表A1(量程为0~0.6 A)
C.电流表A2(量程为0~3 A)
D.电压表(量程为0~3 V,0~15 V)
E.滑动变阻器R1(规格为“10 Ω　1 A”)
F.滑动变阻器R2(规格为“50 Ω　2 A”)
G.电源(电压恒为6 V不变)
H.开关、导线若干
(1)本实验中应选择电流表　　　　、滑动变阻器　　　　。(均填仪器前字母)
(2)测量电路图如图甲所示,如图图乙所示实物电路中已有部分连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(3)某探究小组将电路连接完整后,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数,但任意移动滑动变阻器的滑片时,电压表有示数且不变,灯泡亮度不变,其故障原因是 　。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表的示数如图图丙所示,为　　　　A,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
4.(2020恩施州)在探究电路的实验中,几个小伙伴将电阻R、标有“2.5 V”字样的小灯泡L和滑动变阻器串联接入电路(如图所示)。他们将变阻器的滑片移到了连入阻值最大端,已知电源为6 V稳压直流输出,请你和他们一起回答下列问题:
(1)用电压表分别测量电阻R与灯泡L两端的电压,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录的4组数据如图下表所示。分析U2与I的值,可得出的实验结论是:①小灯泡的电阻是变化的,当通过灯泡的电流增大,灯丝的温度升高时,其电阻会变　　　　。②第1次实验中小灯泡不亮的原因是　　　　　　　　　;小灯泡的亮度取决于　　　　(填字母)。
A.通过小灯泡的电流 B.小灯泡两端的电压 C.小灯泡的实际功率
实验 次数 电阻R两端 电压U1/V 灯泡L两端 电压U2/V 电流I/A 小灯泡 亮度
1 1.0 0.5 0.10 不亮
2 2.2 1.5 0.22 偏暗
3 2.8 2.5 0.28 正常
4 3.0 2.8 0.30 极亮
(3)实验中通过移动变阻器的滑片,获得多次实验数据具有重要意义。小敏认为多次测量的目的是便于计算小灯泡的平均功率从而减小实验误差。你对小敏此观点的评价是 　。(需说明理由)
　　　　　　　
5.(2020丹东)家庭电路中电子式电能表的表盘上标有“3200 imp/(kW·h)”字样。将一个电热棒单独接在家庭电路中正常工作12 min,电能表指示灯闪烁了320次,上述时间内该电热棒消耗的电能为　　　　J,它的额定功率为　　　W,它正常工作时的电阻是　　　Ω。
6.(2020苏州)如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
(1)该电能表的示数为　　　　kW·h。
(2)小明利用该电能表和停表检测一只标识为“220 V　10 W”的节能灯的实际功率。他关闭其他用电器,将该节能灯接入220 V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1 kW· h电能所用的时间t。
方案二:测量出1 min时间内电能表转盘转过的圈数n。
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间t'。
①若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:P=　　　　W。(用数字和n表示)
②比较三种方案,最可行的是方案　　　　。
　　　　　　　　
7.某同学做“测定小灯泡的电功率”实验,他正确连接好电路,闭合开关时记录了第1组数据,当小灯泡正常发光时记录了第2组数据,把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭,并记录了第3组数据,如图下表所示。下列判断中错误的是 (　　)
实验次数 电压表示数 电流表示数 灯泡亮暗程度
1 1.3 V 0.16 A 暗
2 2.5 V 0.26 A 正常发光
3 4.5 V 0 A 不发光
A.他所用小灯泡的额定电压为2.5 V
B.他所用小灯泡的额定功率为0.65 W
C.滑动变阻器的最大阻值为30 Ω
D.他所用电源的电压为4.5 V
8.如图甲所示,某同学在“测量小灯泡电功率”的实验中,误将电压表并联在滑动变阻器两端。闭合开关S,他从滑片置于最右端时开始记录第一组数据,调节滑片测得多组数据,绘制出的U-I图像如图图乙所示。已知小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压恒为4.5 V,可求得小灯泡正常发光时的阻值为　　　　Ω,小灯泡的额定功率为　　　　W,滑动变阻器的最大阻值为　　　　 Ω。为使实验中小灯泡两端电压不超过3 V,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为　　　　 (结果保留两位小数)Ω。
甲　　　　　　　　　　乙
题后反思
　　　在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用滑动变阻器时,应综合考虑滑动变阻器的最大阻值和滑动变阻器允许通过的最大电流。滑动变阻器允许通过的最大电流应参考小灯泡正常发光时的电流,滑动变阻器的最大阻值应参考小灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值。
9.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为3.8 V。
(1)请在甲中用笔画线代替导线,完成电路连接。
(2)闭合开关,在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移到另一端的过程中,发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图图乙所示,电压调节非常不方便,这是由于选用了以下提供的　　　　 (选填“A”或“B”)滑动变阻器。
可供选用的滑动变阻器:滑动变阻器A(阻值范围0~500 Ω,滑片行程10 cm);滑动变阻器B(阻值范围0~50 Ω,滑片行程10 cm)。
(3)换用另一个滑动变阻器并接通电路后,移动滑片,当小灯泡两端的电压为3.8 V时,电流表的示数如图图丙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
(4)小明想换用其他规格的小灯泡再做该实验,但他操作有误,在未断开开关的情况下,直接将小灯泡从灯座上拔出,那么拔出小灯泡后电压表的示数情况是　　　　　　　,电流表的示数情况是　　　　　　　。(均选填“示数为零”或“有较大示数”)
(5)实验完成后同学们在老师的提醒下结合中的电路图进行了误差分析:因实验中实际提供的电压表内阻并非无穷大且在测量时有明显的电流通过,会造成电流表所测电流　　　　 (选填“大于”“等于”或“小于”)灯泡中的实际电流,从而导致实验中灯泡额定功率的测量值　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
答案解析
第三节　测量电功率
1.大于　串联　保护电路　
通过改变电路中的电流而改变灯泡两端的电压
2.(1)如图图所示
(2)断开　(3)短路　(4)2.2　右　(5)0.75
3.(1)B　F
(2)如图图所示
(3)滑动变阻器同时接入了下面两个接线柱
(4)0.24　0.6
4.(1)如图图所示
(2)①大　②灯的实际功率过小　C
(3)小敏的观点错误;小灯泡在不同电压下的电流不同,实际功率不同,求小灯泡的平均功率没有意义,本实验多次测量的目的是得出小灯泡的亮度和实际功率的关系和规律
5.3.6×105　500　96.8　解： 3200 imp/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的指示灯闪烁3200次,指示灯闪烁了320次,则电热棒消耗的电能:W= kW·h=0.1 kW·h=0.1×3.6×106 J=3.6×105 J;电热棒正常工作时的电功率,即额定功率:P===0.5 kW=500 W;由P=得,电热棒正常工作时的电阻:R===96.8 Ω。
6.(1)1469.5
(2)①30n　②三
解： (1)电能表示数的单位是kW·h,最后一位是小数位,由图知电能表的示数是1469.5 kW·h。
(2)①方案二:2000 r/(kW·h)表示每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转2000转,则节能灯1 min消耗的电能:W= kW·h,节能灯的实际功率:P===0.03n kW=30n W;②节能灯的功率:P=10 W=0.01 kW,电能表转盘转一圈消耗的电能:W'= kW·h,节能灯需要工作的时间:t'===0.05 h=180 s;
由以上分析可知:
方案一:因节能灯功率较小,测量出电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间t较长,不易操作。
方案二:因节能灯功率较小,节能灯工作1 min电能表转动不到1圈,无法测量。
方案三:电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作180 s,比较容易测量。
比较可知,方案三容易操作,实验误差较小,最可行。
7.C　解： 由表中实验数据可知,小灯泡正常发光时,其两端的电压为2.5 V,即小灯泡的额定电压为2.5 V,故A正确;小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5 V×0.26 A=0.65 W,故B正确;灯泡烧坏,电压表测电源电压,由表中实验数据可知,电源电压U=4.5 V,故D正确;闭合开关时,滑动变阻器的阻值全部接入电路,由第1组实验数据可知,此时滑动变阻器两端的电压:U滑=U-U1=4.5 V-1.3 V=3.2 V,滑动变阻器的最大阻值为R===20 Ω,故C错误。
8.12.5　0.5　40　6.8　解： 小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压为4.5 V,所以当电压表示数为2 V时,小灯泡正常发光,由图像可知,U滑=2 V时,I=0.2 A,故小灯泡正常发光时的电阻为RL===12.5 Ω;小灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5 V×0.2 A=0.5 W;滑动变阻器接入电路的阻值最大时,其两端电压最大,电路中的电流最小,由图像知,U滑最大=4 V,I最小=0.1 A,故滑动变阻器的最大阻值为R最大===40 Ω;为使小灯泡两端的电压不超过3 V,滑动变阻器分得的最小电压为U最小=4.5 V-3 V=1.5 V,由图像可知,U最小=1.5 V时,I'=0.22 A,为使小灯泡两端电压不超过3 V,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R最小===6.82 Ω。
9.(1)如图图所示
(2)A　(3)1.9　(4)有较大示数　示数为零
(5)大于　大于