粤沪版物理九年级上册课课练：15.3　怎样使用电器正常工作　第2课时　测量小灯泡的电功率（含答案）

[15.3　怎样使用电器正常工作　第2课时　测量小灯泡的电功率]
一、选择题
1.在某次实验技能的考试中,实验桌上准备的器材有:学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干,在做测量小灯泡的电功率实验时,小明在连接电路的过程中,由于疏忽,把两表的位置给颠倒了,其他连接正确无误,当开关闭合后,所产生的现象是 (　　)
A.电流表将被烧坏
B.电压表将被烧坏
C.电压表有示数、电流表的示数几乎为零
D.电流表有示数、电压表的示数几乎为零
2.小明同学在做测量小灯泡电功率的实验时,设计了如图所示的电路,正确操作并闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来他首先应进行的操作是 (　　)
A.检查电路是否某个位置接触不好,断路了
B.更换小灯泡
C.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光
D.重新连接一次电路
3.[2020·广安] 利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率,电源电压恒定不变,小灯泡上标有“3.8 V”字样。如图果闭合开关,实验操作过程中出现了以下几种情况,分析错误的是 (　　)
A.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电压表的示数几乎等于电源电压,电流表几乎无示数,原因可能是小灯泡断路
B.无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C.当小灯泡的实际电压为2.5 V时,要测量小灯泡的额定功率,需将滑片向左移动
D.电压表无示数,小灯泡不亮,可能是小灯泡短路
4.[2020·无锡] 在测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时,小红所观察和记录的结果如图下表所示。
小灯泡两端 的电压U/V 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3
通过小灯泡 的电流I/A 0.12 0.16 0.19 0.23 0.25 0.28
小灯泡的亮度 暗→亮 正常发光 过亮
分析实验记录,她得出了以下结论:
①小灯泡的额定功率为0.625 W;
②小灯泡的实际功率越大,亮度越亮;
③小灯泡的电阻随两端电压的升高而增大;
④小灯泡和阻值为2 Ω的定值电阻串联接在电压为3 V的电源两端时,能正常发光。
其中正确的是 (　　)
A.只有① B.只有①②
C.只有①②③ D.①②③④都正确
二、实验探究题
5.在“测额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率”实验中,连接的电路如图甲所示,电源电压为3 V。
(1)本实验测量电功率的原理是　 。
(2)连接电路时,开关应　　　　(选填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,可以起到　　　　　　的作用。
(3)按图甲连接好电路后,闭合开关,发现电流表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是　　　　　　　　(选填“灯泡短路”“灯泡断路”或“变阻器断路”)。
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表示数为2.6 V,则小灯泡消耗的实际功率　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率;为了测定小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向　　　　(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为2.5 V,此时电流表的示数如图图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
6.[2019·黔东南州] 小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A,额定电压是2.5 V的灯L1、额定电压是3.8 V的灯L2,先后接在电源电压恒为6 V的电路中,按照如图甲所示的电路进行探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示电路图,将图乙实物图连接完整。
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的　　　　(选填“A、B”或“C、D”)接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图所示的电路继续进行实验。闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如图下表:
次数 电压/V 电流/A 实际功率/W 电阻/Ω
1 1.6 0.20 0.32 8.00
2 2.0 0.22 0.44 9.09
3 2.5 0.24 0.60 10.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是:第2次比第1次亮,第3次比第2次更亮。结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越　　　　(选填“大”或“小”)。
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变　　　　表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
(5)有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”。这种说法错误的原因是其忽略了　　　　对电阻的影响。
7.[2020·阜新] 在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3 V)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5 V的灯泡、滑动变阻器(20 Ω　1 A)、导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将甲中的实物图连接完整。
(要求:滑片向左移动时小灯泡变亮)
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图图乙所示,其原因是　。
(3)问题解决后,第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图图丙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
(4)第一小组的同学在实验中还发现,电压表与电流表示数的比值变大,原因是　 。
(5)第二小组的同学在准备进行实验时,发现电压表坏了,他们找到了一个阻值为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,调节滑动变阻器的滑片P,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)。
答案
1.C　2.C
3.C　 无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡不亮,电流表几乎无示数,则电路可能断路,电压表的示数几乎等于电源电压,说明电压表与电源连通,原因是小灯泡断路,故A正确;无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡很暗且亮度不变,则电路中的电流很小,变阻器没有了变阻的作用,故原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱,故B正确;实际电压2.5 V小于灯的额定电压3.8 V,应增大灯两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器两端的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,故C错误;电压表无示数,小灯泡不亮,若电流表有示数,可能是小灯泡短路,若电流表无示数,则可能整个电路断路,故D正确。
4.D　 ①灯泡两端电压等于额定电压2.5 V时,灯泡正常发光,由表中数据知,此时通过灯泡的电流为0.25 A,所以灯泡的额定功率:P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W,故①正确;
②由表中数据知,灯泡两端电压越大,通过的电流也越大,由P=UI可知,灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,故②正确;
③由R=计算可得,各次实验灯泡的电阻分别为4.17 Ω、6.25 Ω、7.89 Ω、8.70 Ω、10 Ω、10.71 Ω,所以小灯泡的电阻随两端电压的升高而增大,故③正确;
④小灯泡和阻值为2 Ω的定值电阻串联接在电压为3 V的电源两端时,由表中数据知,当灯泡两端电压为2.5 V时,对应的电流为0.25 A,此时定值电阻两端电压:UR=IR=0.25 A×2 Ω=0.5 V,恰好满足电源电压:U0=U+UR=2.5 V+0.5 V=3 V,所以灯泡能正常发光,故④正确。
5.(1)P=UI　(2)断开　保护电路　(3)灯泡断路
(4)大于　A　1.25
(1)本实验测量电功率的原理是P=UI。
(2)连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置,电流中的电流最小,可以起到保护电路的作用。
(3)若灯泡短路,则电压表的示数为零,电路为通路,电流表有示数,不符合题意;若灯泡断路,则电流表示数为零,电压表串联在电路中,测电源电压,故移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数始终接近电源电压,符合题意;若变阻器断路,整个电路断路,两表都没有示数,不符合题意。
(4)灯泡在额定电压下工作时的功率为额定功率,因2.6 V大于2.5 V,当电压表示数为2.6 V时,小灯泡消耗的实际功率大于额定功率;灯泡两端的实际电压大于灯泡的额定电压2.5 V,为测出小灯泡的额定功率,应减小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器两端的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻,故滑片向A端移动,直到电压表示数为额定电压2.5 V;此时电流表指针位置如图图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.5 A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.5 A=1.25 W。
6.(1)如图图所示
(2)A、B　(3)大　(4)电压　(5)温度
本题考查探究小灯泡的电功率实验。
(1)L1和L2的额定电流均小于0.6 A,电流表选择0~0.6 A量程,电流表0.6的接线柱与滑动变阻器的任意上方接线柱相连,电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连,如图图所示。
(2)连接电路后闭合开关,发现灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度,说明滑动变阻器同时接了下面两个接线柱A、B。
(3)由表中数据及实验现象可知,灯泡越亮,它的实际功率越大。
(4)L1的额定电压为2.5 V,电压表选择0~3 V量程,L2的额定电压为3.8 V,电压表选择0~15 V量程,所以L2替换L1时,需要更换电压表的量程。
(5)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝电阻不同,计算平均值代表灯丝电阻无意义,小雷忽略了温度对电阻的影响。
7.(1)如图图所示
(2)电流表的指针未校零
(3)0.625
(4)灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)①0.25　②U额(I2-I1)
(1)因滑片向左移动时小灯泡变亮,即电流变大,电阻变小,故滑动变阻器左下接线柱连入电路中。
(2)闭合开关前,发现电流表的指针如图图乙所示,其原因是没有将电流表的指针调零。
(3)根据图像可知,小灯泡的额定功率:
P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W。
(4)由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值变大,即灯的电阻变大,原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大。
(5)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,电流表的示数为I1=0.25 A,定值电阻两端的电压为2.5 V,由并联电路电压的规律,灯两端的电压为2.5 V,灯正常发光;
在②中,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,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)。