教科版物理九年级上册课课练：第6章　电功率 专题训练 特殊方法测电功率（有答案）

专题训练
[特殊方法测电功率]
类型一　伏阻法测小灯泡的电功率
方法诠释:在缺少电流表的情况下,用电压表、已知阻值的电阻R0测量小灯泡L的电功率。
①设计电路(如图图所示),将L与R0串联接入电路;②调节滑动变阻器滑片,用电压表分别测出L与R0两端的电压为UL、U0(若测量额定电压为UL的小灯泡的额定功率,则闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡L两端电压为UL);③利用串联电路中各处的电流相等可得,IL=I0,从而计算出小灯泡的电功率:PL=ULIL=。
1.用如图图所示的电路来测量灯泡的额定功率,小灯泡上标有“2.5 V”字样,R0阻值已知。
(1)将实验过程补充完整:
A.对照电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。
B.闭合开关,　 。
C.断开开关,整理器材。
(2)小灯泡额定功率的表达式:P额=　　　　。(用测量量和已知量符号表示)
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用: 　。
2.在“测量小灯泡电功率”的实验中,缺少电流表,有一只电压表和已知阻值的电阻R0,林红同学设计了如图图所示的实验电路图,整个实验过程中电源电压不变。则在闭合S的情况下:
(1)当S1　　　　时,灯L短路,记录此时电压表的示数为U1;
(2)当S1　　　　时,R0和L串联,记录此时电压表的示数为U2;
(3)被测小灯泡L两端的电压UL=　　　　,通过L的电流IL=　　　　,小灯泡L电功率的表达式为PL=　　　　　　。(用U1、U2和R0表示)
3.小珍在做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如图图下器材:标有“2.5 V”的小灯泡、电源(电压不变)、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10 Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后,设计了如图图甲所示的实验电路。
(1)该实验的原理是　　　　。
(2)小珍连接电路时,开关应处于　　 　　状态;闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最　　　　(选填“左”或“右”)端。
(3)闭合开关S,将S1拨到触点　 　(选填“a”或“b”),移动滑片P,使电压表的示数为　　　V。
(4)在确保整个电路安全的情况下,保持滑片P位置不变,将开关S1拨到另一触点,此时电压表的示数如图图图乙所示,其数值为　　　　V;通过计算可知小灯泡的额定功率是　　　　W。
类型二　安阻法测小灯泡的电功率
方法诠释:在缺少电压表的情况下,用电流表、已知阻值的电阻R0测量小灯泡L的电功率。
①设计电路(如图图所示),将L与R0并联接入电路;②调节滑动变阻器滑片,用电流表分别测出通过L与R0的电流为IL、I0(若测量额定电压为UL的小灯泡的额定功率,则闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使通过R0的电流即电流表示数为I0=);③利用并联电路各支路两端电压相等可得,UL=U0,从而计算出小灯泡的电功率:PL=ULIL=I0R0IL。
4.为了测定标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图图甲所示的电路图,其中定值电阻R0的阻值为5 Ω。
(1)请你依据图甲中的电路图,用笔画线代替导线把图乙连接完整。(导线不得交叉)
(2)正确连接好电路后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电流表A1的示数为　　　　A时,小灯泡正常发光。此时电流表A2的示数如图图所示,则小灯泡的额定功率为　　　　
W。
(3)在实验测量过程中,电流表A1与R0串联的作用相当于　　　　。
5.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,由于电压表损坏,林红同学利用一个阻值已知的电阻R0设计了测小灯泡额定功率的实验电路,如图图所示,其中电源电压一定但未知。
实验操作如图图下:
①开关S拨到“1”时,移动滑片P至某一位置,读出电流表的示数I1;
②保持滑片P位置不动,将开关S拨到“2”,读出电流表的示数I2;
③先算出灯泡的电阻RL=　　　　(用所测的物理量和已知量表示),再根据P额=,计算灯泡的额定功率。
小月认为按此方案测量误差较大,原因是 　 ;
仔细分析后,林红将上述实验操作①改为: 　 , 就能较准确地测出小灯泡的额定功率了。
类型三　替代法测小灯泡的电功率
方法诠释:在缺少电流表(或电压表)的情况下,用电压表(或电流表)、可读数的电阻箱R、单刀双掷开关测量小灯泡L的电功率。
①根据缺少的电表,有两种设计电路(如图图所示):
②调节滑动变阻器滑片,先用电流表测出通过灯L的电流为IL(或用电压表测出灯L两端的电压为UL)。
③不改变滑动变阻器接入电路的阻值,转动单刀双掷开关,调整电阻箱的阻值为R',使电流表的示数再次为IL(或使电压表的示数再次为UL);从而计算出小灯泡的电功率:PL=R'(或PL=)。
6.小灯泡的额定电压为2.5 V,为了测量小灯泡的额定功率,小华设计了如图图所示的电路。L是小灯泡,R是电阻箱,RP是滑动变阻器,S1是单刀双掷开关。
　　
(1)按电路图连接好实物电路,连接时开关应　　　　,并将滑动变阻器滑片滑至阻值最大处。
(2)闭合开关S后,应先将开关S1接到触点　　　　(选填“1”或“2”),调节滑动变阻器,使电压表的示数为　　　　V,然后把开关S1接到另一触点,并调节电阻箱R,直到电压表示数为　　　　V,读出此时电阻箱的示数为10 Ω,则小灯泡的额定功率为　　　　W。
类型四　电能表、停表法测用电器的电功率
方法诠释:用电能表测量用电器消耗的电能W,用停表测量通电时间t,用P=计算用电器的电功率。有两种测量方法:
①只让被测用电器工作,在时间t内,电能表前后两次示数之差为W,根据P=可计算出用电器的电功率;
②以“2500 r/(kW·h)”的电能表为例,只让被测用电器工作,在时间t内,数出电能表转盘转过的圈数n,则用电器消耗的电能为W= kW·h,根据P=可计算出用电器的电功率。
7.小明家的电能表如图图所示,家中同时工作的用电器的总功率不能超过　　　　W,当小明家只有一盏电灯工作时,15 min内电能表转盘正好转过25圈,则这盏电灯在这段时间内消耗的电能为　　　　J,其实际功率为　　　　W。
答案
1.(1)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为2.5 V,读出R0两端的电压U0
(2)2.5 V×
(3)保护电路;改变小灯泡两端的电压,使电压值等于小灯泡的额定电压
2.(1)闭合
(2)断开
(3)U1-U2　　
(1)当S1闭合时,灯L短路,记录此时电压表的示数为U1;
(2)当S1断开时,R0和L串联,记录此时电压表的示数为U2;
(3)在(1)中,电压表测电源电压,U=U1,
在(2)中,电压表测R0两端的电压,
小灯泡L两端的电压:UL=U1-U2,
通过L的电流:IL=I0=;
小灯泡L的电功率:PL=ULIL=(U1-U2)×=。
3.(1)P=UI　
(2)断开　右
(3)a　2.5　
(4)6.5　1
(1)测量小灯泡额定功率的实验原理是P=UI。
(2)为了保护电路,小珍连接电路时,开关应处于断开状态;由图甲知,闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处即最右端。
(3)为测量小灯泡的额定功率,闭合开关S,应将S1拨到触点a,此时电压表测灯泡两端电压,移动滑片P,使电压表的示数为2.5 V,此时灯泡正常发光。
(4)在确保整个电路安全的情况下,保持滑片P位置不变,将开关S1拨到另一触点,即触点b,此时电压表测灯泡与定值电阻R0的总电压,电压表示数应大于2.5 V,所以,由图乙知,电压表应使用0~15 V量程,分度值为0.5 V,其示数为6.5 V,由串联电路特点和欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电流:IL=I0====0.4 A,
则小灯泡的额定功率:PL=ULIL=2.5 V×0.4 A=1 W。
4.(1)如图图图所示
(2)0.5　0.75　(3)电压表
5.　灯丝电阻会随温度的升高而增大
开关S拨到“1”时,移动滑片P至某一位置,使电流表的示数为
6.(1)断开　(2)1　2.5　2.5　0.625
7.2200　3.6×104　40　 (1)由电能表上的参数可知,电能表允许接入的最大功率:
P=UI=220 V×10 A=2200 W。
(2)电能表转盘转25 r时电灯消耗的电能为W==0.01 kW·h=3.6×104 J,
电灯的工作时间:t=15 min=15×60 s=900 s,
电灯的功率:P===40 W。