人教版物理九年级下册课课练：专题训练：灯泡的亮度问题（含答案）

专题训练
[灯泡的亮度问题]
类型一　额定功率和实际功率
　　方法诠释:灯泡的亮暗取决于它的实际功率,实际功率越大,灯泡就越亮。当U实=U额时,P实=P额,灯泡正常发光;若灯泡不正常发光,则可利用P=算出它的实际功率。
1.灯泡的亮暗程度是由　　　　　　决定的,将同一灯泡接在不同电压下,没有发生变化的是灯泡的　　　　　。(均选填“额定功率”或“实际功率”)
2.一只标有“PZ220 V　60 W”的白炽灯接在某电路中,测得通过它的电流是0.2 A,则这个灯泡的实际功率为 (　　)
A.大于60 W B.等于60 W
C.小于60 W D.无法确定
3.下列四盏白炽灯,各自在额定电压下发光,其中最亮的是 (　　)
A.“36 V　45 W” B.“220 V　15 W”
C.“220 V　25 W” D.“24 V　30 W”
4.甲、乙两盏白炽灯,铭牌上分别标有“220 V　100 W”和“220 V　25 W”字样,则下列说法正确的是(　　)
A.甲灯一定比乙灯亮
B.正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C.正常发光时,甲消耗的电能是乙消耗电能的4倍
D.正常发光时,甲的电功率是乙的电功率的4倍
5.将下列四盏灯分别接在电压为6 V的电路中时,实际功率最大的是(灯丝电阻不变) (　　)
A.“18 V　18 W” B.“12 V　24 W” C.“9 V　36 W” D.“6 V　12 W”
类型二　串联电路中灯泡的亮度问题
　　方法诠释:在串联电路中,由于电路中的电流处处相等,可由P=I2R来比较不同灯泡的实际功率,电阻越大,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
6.某房间原来只接有一只标有“PZ220　40”的灯泡,小明又拿来一只完全相同的灯泡,将它们串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将(灯丝电阻不变) (　　)
A.变亮 B.变暗 C.不变 D.无法确定
7.小明用两个不同的白炽灯做“探究串联电路的电流特点”实验时,发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗,则较亮的灯泡 (　　)
A.电阻小 B.灯丝粗 C.电流大 D.实际功率大
8.分别标有“12 V　12 W”和“12 V　6 W”字样的灯泡L1和L2(假设灯丝电阻不随温度改变),若将它们串联后接在某电源两端,两灯都发光,下列说法中正确的是 (　　)
A.灯L1比灯L2亮
B.灯L1和L2两端的电压之比为2∶1
C.通过灯L1和L2的电流之比为2∶1
D.灯L1和L2的实际功率之比为1∶2
9.有两只灯泡,L1标有“12 V　6 W”字样,L2没有标记,测得L2的电阻为6 Ω,将它们串联在电路中,两灯均正常发光,那么该电路两端的电压和灯泡L2的电功率分别是 (　　)
A.18 V　2 W B.15 V　1.5 W C.15 V　2 W D.18 V　1.5 W
10.把标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”的两个灯泡串联后分别接在6 V、9 V、18 V的电源上,下列说法中不正确的是(灯丝电阻不变) (　　)
A.接在9 V的电源上时,“6 V　3 W”的灯泡能正常发光
B.接在6 V的电源上时,“6 V　6 W”的灯泡的实际功率是额定功率的
C.接在18 V的电源上时,“6 V　3 W”的灯泡比正常发光时亮,“6 V　6 W”的灯泡比正常发光时暗
D.不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使它们同时正常发光
11.[2021·自贡] 如图图图示电路中,电源电压为12 V。在a、b间接入灯L1(“4 V　2 W”),闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P使灯L1正常发光。断开开关,取下灯L1,保持滑片P的位置不变,在a、b间接入灯L2(“4 V　4 W”)后闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,则下列说法正确的是 (　　)
A.灯L2正常发光 B.电压表的示数保持4 V不变
C.灯L2的实际功率为1.44 W D.滑动变阻器接入电路的电阻为8 Ω
12.甲灯标有“36 V　7.2 W”字样,乙灯标有“12 V　1.2 W”字样,将它们串联后接在电源上,其中一盏灯能正常发光,正常发光的是　 　灯,电源电压是　 　V,另一盏灯的实际功率是　　　　W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
13.学习了电功率以后,某同学想知道决定灯泡亮度的是额定功率还是实际功率,他将标有“6 V　6 W”字样的灯泡L1和标有“6 V　3 W”字样的灯泡L2串联后接在6 V电源两端,请计算:(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)串联后L1和L2的实际功率分别为多少。(结果保留两位小数)
(2)经过观察,发现串联后的L1、L2中,L2更亮,你认为决定灯泡亮度的是额定功率还是实际功率。
类型三　并联电路中灯泡的亮度问题
　　方法诠释:在并联电路中,由于电路两端的电压相等,可由P=来比较不同灯泡的实际功率,电阻越小,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
14.小明发现自家客厅的白炽灯比卧室内的白炽灯更亮,对这种现象的判断正确的是 (　　)
A.通过客厅里白炽灯灯丝的电流大
B.客厅里白炽灯的灯丝发生了短路
C.客厅里白炽灯两端的电压大
D.两盏灯的实际功率可能相等
15.如图图图示,将标有“12 V　6 W”字样的灯泡L1和标有“6 V　6 W”字样的灯泡L2并联后,接在6 V的电源两端,则下列说法正确的是(设灯丝电阻不变) (　　)
A.两灯的实际功率之和等于12 W
B.两灯的实际功率之和大于12 W
C.灯泡L1比灯泡L2亮
D.灯泡L2比灯泡L1亮
16.将电阻分别为R1和R2的两只灯泡L1、L2,按甲、乙两种方式连接在如图图图示的电路中,已知R1A.图甲中灯L1比灯L2亮
B.图乙中灯L1比灯L2亮
C.图甲中灯L1比图乙中灯L1亮
D.图甲中的总功率比图乙中的总功率要大
17.在如图图图示的两个电路中,电源电压恒定且相等,灯L1、L2的规格相同。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中,关于灯泡L1和L2的亮度情况,下列判断正确的是(设灯丝电阻不变) (　　)
A.L1和L2都变亮 B.L1和L2都变暗
C.L1始终比L2亮 D.L2始终比L1亮
18.将标有“36 V　27 W”字样的甲灯泡和标有“36 V　18 W”字样的乙灯泡并联在24 V的电源两端,甲灯泡的实际功率为　　　　W,乙灯泡的实际功率为　　　　W,　　　　灯泡更亮一些。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
19.在如图图图示的电路中,灯泡L1、L2上分别标有“220 V　15 W”和“220 V　60 W”字样,两灯都发光时,若L1比L2亮,则闭合的开关为　　　　;若L2比L1亮,则闭合的开关为　　　　。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
答案
1.实际功率　额定功率　2.C
3.A　 灯泡的亮暗由其实际功率决定。因为灯泡各自在额定电压下工作时,额定功率等于实际功率,所以,额定功率越大的灯泡越亮;四盏白炽灯中额定功率最大的是45 W,则45 W的灯泡最亮。
4.D　 灯泡的亮度取决于消耗的实际功率,当它们正常工作时,实际功率等于额定功率,已知甲灯的额定功率大于乙灯的额定功率,因为不能确定是否在额定电压下工作,所以不能确定甲灯是否比乙灯亮,故A错误;
由P=可得,R=,额定电压相同时,额定功率越小,电阻越大,因此两灯均正常发光时,乙灯灯丝电阻较大,故B错误;
根据W=Pt可知,正常发光时灯泡消耗的电能与功率和通电时间有关,不知通电时间,因此无法比较消耗电能多少,故C错误;
正常发光时,甲的电功率是100 W,乙的电功率是25 W,则甲的电功率是乙的电功率的4倍,故D正确。
5.C
6.B　 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以两灯泡串联时的总电阻大于一个灯泡的电阻,在电源电压不变的情况下,由P=可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。
7.D　 因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,较亮的灯泡电功率较大,故D正确;
因串联电路中各处的电流相等,所以,通过两灯泡的电流相等,故C错误;
由P=I2R可知,较亮的灯泡电阻较大,故A错误;
因导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,材料相同时,导体越长、横截面积越小,电阻越大,所以,白炽灯的灯丝材料和长度相同,较亮灯泡的电阻较大,灯丝较细,故B错误。
8.D　 标有“12 V　12 W”字样的灯L1的电阻为R1===12 Ω;标有“12 V　6 W”字样的灯L2的电阻为R2===24 Ω。因串联电路中各处的电流都相等,故通过灯L1和L2的电流之比为1∶1;在串联电路中,电功率、电压的分配与电阻成正比,即====,所以灯L1的实际功率小于灯L2的实际功率,灯L1比灯L2暗。
9.B　 L1标有“12 V　6 W”字样,表示它的额定电压为12 V,额定功率为6 W,根据P=可得,灯泡L1的电阻:R1===24 Ω,灯泡L1的额定电流:I===0.5 A;由串联电路电流的规律和欧姆定律可得,灯泡L2两端的电压:U2=IR2=0.5 A×6 Ω=3 V,由串联电路电压的规律可得,电源电压:U=U1+U2=12 V+3 V=15 V,灯泡L2的电功率:P2=U2I=3 V×0.5 A=1.5 W。
10.C　 “6 V　3 W”的灯泡的电阻:R===12 Ω,额定电流:I===0.5 A;“6 V　6 W”的灯泡的电阻:R'===6 Ω,额定电流:I'===1 A。
当两灯泡串联接在9 V的电源上时,电路中的电流为IA===0.5 A,与“6 V　3 W”的灯泡的额定电流相等,因此该灯泡正常发光,故A选项正确。
当两灯泡串联接在6 V的电源上时,电路中的电流为IB=== A,“6 V　6 W”的灯泡的实际功率为P实=R'= A2×6 Ω= W,是其额定功率的,故B选项正确。
当两灯泡串联接在18 V的电源上时,电路中的电流为IC===1 A,大于“6 V　3 W”的灯泡的额定电流,等于“6 V　6 W”的灯泡的额定电流,“6 V　3 W”的灯泡可能被烧坏,两灯均不亮,故C选项错误。
因为两个灯泡的额定电流不相等,因此不另加器材,无论电源电压为多少,都不能使它们同时正常发光,故D选项正确。
11.C　 根据P=知,两灯泡的电阻分别为:
R1===8 Ω,
R2===4 Ω,
灯L1正常发光时,其两端的电压为4 V,保持滑片P的位置不变,接入灯L2,两灯的电阻不同,则ab间的电压会发生变化,故灯L2不会正常发光,故A、B错误;
灯L1正常发光时的电流:
I===0.5 A,
根据串联电路电压特点可知,滑动变阻器两端的电压:
U'=U-U1=12 V-4 V=8 V,
由欧姆定律得,滑动变阻器接入电路的电阻:
R===16 Ω,
换上L2后电路的总电阻:
R总=R2+R=4 Ω+16 Ω=20 Ω,
此时电路中的电流:
I'===0.6 A,
灯L2的实际功率:
P2'=I'2R2=(0.6 A)2×4 Ω=1.44 W,故C正确,D错误。
12.乙　30　1.8
根据电功率公式P=UI变形可得,两灯泡的额定电流分别为I甲===0.2 A,I乙===0.1 A;因为串联电路中各处的电流相等,所以两灯串联时,电路中的最大电流为I=I乙=0.1 A,即乙灯正常发光。由I=变形可得,甲灯的电阻:R甲===180 Ω,此时甲灯的实际功率:P甲'=I2R甲=(0.1 A)2×180 Ω=1.8 W。乙灯的电阻:R乙===120 Ω,电源电压为U=I(R甲+R乙)=0.1 A×(180 Ω+120 Ω)=30 V。
13.(1)由电功率公式P=变形可得,灯泡L1的电阻:R1===6 Ω,灯泡L2的电阻:R2===12 Ω;因为灯泡L1和L2串联,所以电路中的总电阻为R=R1+R2=6 Ω+12 Ω=18 Ω;电路中的电流为I=== A,所以灯泡L1的实际功率:P1实=I2R1= A2×6 Ω=0.67 W,灯泡L2的实际功率:P2实=I2R2= A2×12 Ω=1.33 W。
(2)灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,与灯泡的额定功率无关。
14.A　 灯泡的亮度取决于其实际功率。客厅里白炽灯比卧室内白炽灯亮,说明客厅里白炽灯的实际功率大,若客厅里白炽灯的灯丝发生了短路,则客厅里的白炽灯不会发光,故B、D错误;因为客厅和卧室的灯并联,所以客厅里的白炽灯和卧室内的白炽灯两端的电压相等,由P=UI可知,通过客厅里白炽灯灯丝的电流大,故A正确,C错误。
15.D
16.B　 由图甲可知,L1与L2串联,因串联电路中各处的电流相等,L2的电阻较大,所以由P=UI=I2R可知,L2的实际功率较大,灯L2较亮,A选项错误;由图乙可知,L1与L2并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,L1的电阻较小,所以由P=UI=可知,L1的实际功率较大,灯L1较亮,B选项正确;由串联电路的分压特点可知,图甲中灯L1两端的电压小于电源电压,由并联电路的电压特点可知,图乙中灯L1两端的电压等于电源电压,由P=UI=可知,图甲中灯L1比图乙中灯L1暗,C选项错误;由串联电路中的总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻可知,图甲中的总电阻大于图乙中的总电阻,由P=UI=可知,图甲中的总功率比图乙中的总功率要小,故D选项错误。
17.D　 图示电路中灯泡与滑动变阻器的连接方式分别为串联和并联;灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。图甲:灯泡L1与滑动变阻器串联,当滑片从中点向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻增大,电路中的电流减小,根据电功率的计算公式P=I2R可得,灯泡L1的实际功率减小,即灯泡L1变暗;图乙:灯泡L2与滑动变阻器并联,并联电路中各支路用电器互不影响,因此灯泡L2的实际功率不变,故灯泡L2的亮度不变。通过L1的电流始终小于通过L2的电流,由P=I2R知,L2始终比L1亮。
18.12　8　甲
19.S2　S1、S3　 两灯泡的额定电压相等,额定功率关系为P1R2。因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,若L1比L2亮,则L1的实际功率较大,由P=I2R可知,两灯泡应串联在电路中,即闭合开关S2;若L2比L1亮,由P=可知,两灯泡应并联在电路中,即闭合开关S1、S3。