教科版物理九年级上册课课练：6.4 灯泡的电功率（有答案）

第六章　4.灯泡的电功率]
一、选择题
1.[2020·邵阳] 甲、乙两个普通白炽灯泡的铭牌上分别标着“220 V　40 W”“110 V　40 W”字样,正常发光相同时间,它们消耗的电能 (　　)
A.甲灯多 B.乙灯多
C.一样多 D.不能确定
2.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图图所示,下列说法中正确的是(灯丝电阻不变)(　　)
A.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.两灯均正常发光时,乙灯比甲灯亮
D.将乙灯接入110 V的电路中,它的实际功率为50 W
3.[2019·自贡] 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,将它俩串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将 (　　)
A.变亮 B.变暗
C.不变 D.无法确定
4.白炽灯泡的灯丝断了,搭上后重新在原电路中使用,下列说法正确的是 (　　)
A.灯泡变暗,因为阻值增大而电流减小
B.灯泡变亮,因为阻值增大,产生的热量增大
C.灯泡亮度不变,因为电源电压不变
D.灯泡变亮,因为其阻值减小,根据公式P=可知,其电功率增大
5.[2020·广安] 利用如图图所示的实验装置测量小灯泡的电功率,电源电压恒定不变,小灯泡的铭牌上标有“3.8 V”字样。如图图果闭合开关,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.当小灯泡两端的电压为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
6.[2020·达州] 如图图所示的电路中,电源电压恒为3 V,灯泡L1标有“3 V　3 W”的字样,L2标有“6 V　3 W”的字样,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,不考虑温度对灯丝电阻的影响,在保证电路安全的情况下,下列说法正确的是 (　　)
A.只闭合开关S2,灯泡L1中没有电流通过
B.闭合开关S1、S3,断开开关S2,灯泡L1能正常发光
C.闭合开关S2、S3,断开开关S1,灯泡L2的功率为1.5 W
D.只闭合S2与只闭合S3时,灯泡L2消耗的电功率之比为16∶25
二、填空题
7.灯泡的亮度由其　　　　　　　决定。甲灯标有“PZ220-100”字样,乙灯标有“PZ220-15”字样。正常工作时甲灯的电阻比乙灯的电阻　　　;将它们串联接入电路中,　　 　灯更亮一些;将它们并联接入电路,　　 　灯更亮一些。
8.某小灯泡上标有“6 V　0.3 A”字样。把该灯泡接入某电路中时,通过灯泡的电流是0.2 A,则此时小灯泡的额定功率是　 　　W,实际功率为　 　　　W。(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
9.某节能灯泡的包装盒上标有“220 V　11 W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为　　　　A,连续通电10 s灯泡消耗的电能是　　　　J。
10.[2020·雅安] 如图图所示,电源电压为7 V保持不变,灯L2规格为“6 V　3.6 W”,当开关S闭合,两灯发光,使用一段时间后L1突然熄灭,L2更亮,则故障是L1　　　　,灯L2的实际功率为　　　　W。(假设灯丝电阻不变)
11.[2019·青海] “6 V　3 W”的小灯泡正常工作时的电阻是　　　　Ω;要将它接在9 V的电源上正常使用,必须　　　　联一个　　　　Ω的电阻,该电阻的实际功率为　　　　W。
12.如图图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6 V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图图图乙所示。则小灯泡的额定功率为　　　　W,电源电压为　　　　V。
三、实验探究题
13.[2019·仙桃] 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6 V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5 V(电阻约为8 Ω)。
(1)请用笔画线代替导线,将甲所示的电路连接完整。(要求滑片向左移动时灯泡变亮)
(2)闭合开关前,应将滑片移到　　　　(选填“A”或“B”)端。
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑片,灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了。小明敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是　　　　。
A.开关短路 B.灯泡短路
C.电压表断路 D.灯泡接触不良
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为　　　　V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图图图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
(5)现有规格分别为“10 Ω　2 A”“20 Ω　1 A”和“50 Ω　0.2 A”的三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应将规格为　　　　　　　的滑动变阻器接入电路中。
(6)小芳利用图甲装置　　　　(选填“能”或“不能”)做“探究电流与电压的关系”的实验。
四、计算题
14.[2020·郴州] 如图图所示,将标有“6 V　3 W”的小灯泡L1和标有“6 V　6 W”的小灯泡L2串联接入电路中,为使两灯的电压均不高于其额定电压,不考虑温度对灯丝电阻的影响。求:
(1)小灯泡L1、L2的电阻。
(2)电源电压的最大值。
(3)当电源电压为最大值时,电路消耗的总功率。
15.白炽灯由于它的能量转换效率低,现在逐渐被电能转化为光能效率高的LED灯所替代。如图图甲所示是一只25 W的白炽灯,它和图乙中3 W的LED灯的发光亮度相当。请根据信息判断这只白炽灯将电能转化为光能的效率可能是 (　　)
　
A.5% B.12% C.15% D.20%
答案
1.C　 用电器在正常工作时的实际功率等于用电器的额定功率。
由灯泡的铭牌可知,两个白炽灯的额定功率相等,则它们正常发光时的实际功率P相等,
由W=Pt可知,在相等时间t内它们消耗的电能相等。
2.C　 两灯泡正常发光时,由P=UI=可得,两灯泡的电阻:R甲===1936 Ω,R乙===484 Ω,则R甲>R乙,故A错误。由P=的变形式W=Pt可知,两灯泡正常发光的时间未知,则无法比较二者消耗电能的多少,故B错误。比较灯泡的亮暗程度,要比较灯泡的实际功率,正常发光时,实际功率等于额定功率,乙灯泡的额定功率更大,所以乙灯泡较亮,故C正确。将乙灯接入110 V的电路中时它的实际功率:P乙'===25 W,故D错误。
3.B　 灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。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其中任何一个灯泡的电阻,在电源电压不变的情况下,由P=UI=可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。
4.D　
5.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,原因可能是小灯泡断路,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。
灯泡在额定电压下正常发光,电压为2.5 V,小于灯泡的额定电压3.8 V,应增大灯泡两端电压,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,则可能是小灯泡短路;若电流表无示数,则可能是整个电路断路,故D正确。
6.D　 只闭合开关S2时,两灯泡串联,电压表测L2两端的电压,电流表测电路中的电流,所以灯泡L1中有电流通过,故A错误。
闭合开关S1、S3,断开开关S2时,两灯泡并联,电压表测电源两端电压,电流表测干路中的电流,电源电压恒为3 V,由并联电路中各支路两端的电压相等且等于电源电压可知,此时灯泡L1两端的电压为3 V,其功率为3 W,由P=UI可知,此时通过灯泡L1的电流:I1===1 A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流一定大于0.6 A,所以,电流表(量程为0~0.6 A)会被烧坏,导致灯泡L1不能正常发光,故B错误。
由P=UI=可得,灯泡L2的电阻:R2===12 Ω,
闭合开关S2、S3,断开开关S1时,电路为L2的简单电路,则此时灯泡L2的功率:P2'===0.75 W,故C错误。
灯泡L1的电阻:R1===3 Ω,
只闭合开关S2时,两灯泡串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:
I===0.2 A,
此时灯泡L2消耗的电功率:P2″=I2R2=(0.2 A)2×12 Ω=0.48 W;
只闭合开关S3时,电路为灯泡L2的简单电路,其实际功率为P2'=0.75 W,
则:P2″∶P2'=0.48 W∶0.75 W=16∶25,故D正确。
7.实际功率　小　乙　甲
8.1.8　0.8　 “6 V　0.3 A”表示:小灯泡的额定电压为6 V,额定电流为0.3 A。
(1)小灯泡的额定功率:P=UI=6 V×0.3 A=1.8 W;
(2)小灯泡的电阻:R===20 Ω,
小灯泡的实际功率:P实=R=(0.2 A)2×20 Ω=0.8 W。
9.0.05　110　 由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:I===0.05 A;由P=可知,通电10 s灯泡消耗的电能:W=Pt=11 W×10 s=110 J。
10.短路　4.9　 (1)由图可知,两灯泡串联,若两灯泡中只有一个灯泡发光,则电路故障一定不是断路,而是另一个灯泡短路,因为是L1突然熄灭,L2更亮,则故障是L1短路。
(2)由P=可得,灯L2的电阻:R2===10 Ω,
当L1短路时,此电路为L2的简单电路,灯L2的实际功率:P实际===4.9 W。
11.12　串　6　1.5
由P=知,小灯泡正常工作时的电阻:RL===12 Ω。因电源的电压U=9 V大于灯泡正常发光时的电压UL=6 V,由串联电路的分压特点可知,要使小灯泡正常发光,应串联一个电阻分压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压:UR=U-UL=9 V-6 V=3 V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I===0.5 A,则串联电阻的阻值:R===6 Ω,该电阻的实际功率:PR=URI=3 V×0.5 A=1.5 W。
12.1.2　6
由图乙可知,灯泡两端的电压为6 V时通过的电流为0.2 A,则灯泡的额定功率:
PL=ULIL=6 V×0.2 A=1.2 W。
当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时灯泡两端的电压即为电源的电压,由图乙可知,灯泡两端的最大电压为6 V,则电源的电压为6 V。
13.(1)如图图图所示
(2)B　(3)D　(4)2.5　0.75
(5)“20 Ω　1 A”　(6)不能
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(3)灯泡有时候发光,有时候不发光,说明灯泡没有损坏,属于接触不良,故D符合题意。
(4)当灯泡两端的电压为额定电压时,即电压表的示数为2.5 V时,灯泡正常发光;
电流表的量程为0~0.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,灯泡的额定功率:P=ULIL=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
(5)实验中,要测出灯泡的额定功率,就要使小灯泡两端的电压能达到额定电压(小灯泡的电阻约为8 Ω),此时电路中的电流约为I===0.3125 A,
则R滑====11.2 Ω>10 Ω,所以应该选择规格为“20 Ω　1 A”的滑动变阻器,规格为“50 Ω　0.2 A”的滑动变阻器允许通过的电流太小,不合适。
(6)要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,而灯丝电阻随温度的升高而增大,不是定值,所以不能用来探究电流与电压的关系。
14.(1)由P=UI=得,灯泡L1的电阻:
R1===12 Ω,
灯泡L2的电阻:R2===6 Ω。
(2)由P=UI得,灯泡L1正常工作时的电流:
I1===0.5 A,
灯泡L2正常工作时的电流:I2===1 A;
小灯泡L1、L2串联接入电路中,所以,电路允许通过的最大电流I=I1=0.5 A,此时L1正常发光,两灯的电压均不高于其额定电压,所以电源电压的最大值为U=U1+U2'=U1+IR2=6 V+0.5 A×6 Ω=9 V。
(3)当电源电压为最大值时,电路消耗的总功率为P=UI=9 V×0.5 A=4.5 W。
15.A　 假设3 W的LED灯消耗的电能全部转化为光能,由题意可知,25 W的白炽灯和3 W的LED灯的发光亮度相当,则白炽灯将电能转化为光能的效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=12%。
由于LED灯消耗的电能并不全部转化为光能,所以这只白炽灯将电能转化为光能的效率也应小于12%。