人教版物理九年级18.3测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1.(2021九上·白云期末)做某一个电学实验,下表是同一电路正确接线时的多组电压表和电流表的数据,可能是在进行下列哪些实验探究中收集的( )
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
电流I/A 0.26 0.34 0.42 0.48 0.52 0.54
①探究通过导体的电流与电压的关系 ②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值 ④测量定值电阻的阻值
A.①④ B.③④ C.①③ D.②③
【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由表格数据可知,导体中的电流与其两端的电压不成正比,分析得:①探究通过导体的电流与电压的关系,当电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比,故①不符合本实验的探究;②测量小灯泡的电功率,由于灯丝的电阻随温度升高而变大,则灯泡的电功率是变化的,所以导体中的电流与其两端的电压不成正比,故②符合本实验的探究;③测量小灯泡的阻值,灯丝的电阻随温度升高而变大,所以导体中的电流与其两端的电压不成正比,故③符合本实验的探究;④测量定值电阻的阻值,每次实验数据电压与电流的比值应该相差不大,但由第一次数据可知,阻值为
由第二次数据可知,阻值为
每次实验数据所算出的阻值相差较大,故④不符合本实验的探究。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】熟知各个实验原理,逐项分析。
2.(2018九上·河南期中)测量灯泡的额定功率的实验中,小明所设计的如图所示电路中(R阻值已知),在无电压表的情况下也能测出已知额定电压灯泡的额定功率的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电功率的测量;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】根据已知电阻和灯泡的额定电压计算出灯泡正常发光时通过R的电流,根据 便可计算出灯泡的额定电功率;
C、当干路开关和灯泡支路开关闭合时,灯泡和R并联,电流表测量通过R的电流,移动滑片使得电流表的示数 ,此时灯两端的电压即为额定电压,灯正常发光;当干路开关和竖向放置的开关闭合时,灯和R并联,电流表测量干路电流I,则通过灯的电流 ,根据 即可求出灯泡的额定功率,C符合题意;
ABD、无论三个开关如何组合,都无法确定灯泡是否正常发光,ABD不能测量灯泡的额度功率,ABD不符合题意。
故答案为:C.
【分析】测量用电器的电功率时,当只有电流表时,利用并联电路的电压相等的规律获得电压值,并计算电功率的大小。
3.(2018九上·香坊期末)图中“+”、“﹣”分别表示电表的正负接线柱,可以测量R消耗的电功率的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】要测量R消耗的电功率就要分别测出通过R的电流和R两端的电压,最后用公式P=UI进行计算。测电流要用到电流表,测电压要用到电压表,故本题主要考查电 流表和电压表的正确使用,要注意电流表要与R串联,电压表与R并联,且要让电流“+”进“-”出.
分析电路图可以看出:B 符合题意 ,A图中电流表与R并 联,电压表与R串联,A不符合题意;C图中电流表和电压表的正负都接反了,C不符合题意;D图中电压表串联在电路中,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】根据测功率的原理P=UI分析解答;实验中应保证电流由电表的正接线柱流入由负接线柱流出,并且电流表要串联在电路中,而电压表并联在电源两端,分析电表的连接即可得出正确电路.
4.(2017九上·东营期中)如图所示是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由图示可知,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小,但不会为零,根据四个选项可知只有C的电压不为零,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查了学生对电路的分析和图像的理解,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小.
5.如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图.在这个实验的具体操作中,手和眼睛最合理的分工应该是( )
A.手移动变阻器的滑片,眼睛观察变阻器的滑片的位置
B.手移动变阻器的滑片,眼睛观察小灯泡是否发光
C.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数
D.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:按电路图连接电路,闭合开关之前,为保护电路,要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处,闭合开关时,电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压,此时要通过调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于其额定电压,用手调节滑片,眼睛看着电压表的示数.
故选C.
【分析】小灯泡在额定电压下的功率叫额定功率,调节滑动变阻器的滑片,可以改变小灯泡两端的电压.
6.研究电功率与电压、电流的关系时,连接了如图所示电路进行实验.下列关于该实验的说法,不合理的是( )
A.该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B.该实验能得出电流相同时,电功率与电压成正比
C.小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、从图可知两灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系;故A正确;
B、根据本实验的现象和数据,可以得出“电流相同时,电压越大,用电器的电功率越大”;由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,所以无法得出“电流相同时,电功率跟电压成正比”这个结论,故B错误;
C、为了判断灯泡的功率大小,我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小,灯泡越亮灯泡的功率越大.故C正确;
D、两灯泡串联,流过它们的电流相同,LI、L2规格不同,则灯泡两端的电压不同,因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系;故D正确.
故选B.
【分析】(1)要探究电功率和电压、电流之间的关系,必须要求电压或电流中的其中一个量不变来研究另一个,所以采用控制变量法得到三者的关系.从图 可知,两个灯泡串联,则通过两个灯泡的电流相同,从而可以判断出探究的问题.在该实验中功率的大小无法直接计算出来,可以借助转换法进行判断.
(2)灯泡实际功率越大,灯泡越亮,通过灯泡的亮度可以比较灯泡电功率的大小.
(3)灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,无法准确得出实际功率和灯泡两端的电压关系.
7.为了探究“电功率与电阻的关系式”,选用额定电压均为6V的L1、L2两盏灯泡,将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后看见灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,下面关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2 P1>P2 B.R1<R2 P1<P2
C.R1>R2 P1<P2 D.R1<R2 P1>P2
【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,所以L1的实际功率比L2的实际功率大;
由于两灯是串联,根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R1>R2;
因为两灯的额定电压相同,根据P=可知,在电压相同的情况下,电功率与电阻成反比,由于R1>R2,所以P1<P2.
故选C.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
8.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器应滑到B端,即其电阻最大位置.故A正确;
B、闭合开关后,小灯泡不发光的原因有很多,并不一定是小灯泡灯丝断了,故B错误;
C、当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率,正确;
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮,故D正确.
故选B
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器应滑到电阻最大位置;
(2)闭合开关后,小灯泡不发光的原因有:小灯泡灯丝断路、小灯泡被短路、小灯泡接触不良、电源电压太小、滑动变阻器连入电路的电阻太大等原因;
(3)当电压表的示数为额定电压时,根据电流表的示数和公式P=UI即可求出小灯泡的额定功率;
(4)小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮.
9.做伏安法测量小灯泡功率的实验,所测灯泡的额定电压是2.2V.某同学连接的电路如图所示,当他合上开关时发现:灯不亮,电流表指针也不动,但电压表的指针接近满刻度.他尝试移动滑动变阻器的滑动片P,仍不能改变以上现象.你认为是下列哪种原因?( )
A.灯泡是坏的,或者灯泡与灯座接触不良
B.电流表接线柱没有拧紧,接触不良
C.电路的连接不正确
D.两节电池的电压太小,电路中电流很微弱
【答案】A
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:电压表有示数,说明与电压表两接线连接的电路是通路;
灯泡不亮,电流表无示数,说明电路是断路,
所以电路故障是电压表并联的部分断路,
结合选项可知A正确,BCD不正确.
故选A.
【分析】灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路.
灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压.
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
10.如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,其中小灯泡的铭牌不清,根据此图,可以直接研究的问题是( )
A.测小灯泡正常发光的电阻 B.测小灯泡的实际电功率
C.测小灯泡消耗的电能 D.测小灯泡产生的热量
【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、据图能看出,该题能直接测出小灯泡的实际电压和实际电流来,故据公式R= 可以计算出灯泡的实际电阻,由于电阻受温度的影响,故灯泡的实际电阻与正常工作时的电阻是不同的,故该选项错误;
B、知道灯泡的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率,故该选项正确;
C、由于在测量小灯泡消耗的实际电能,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
D、由于在测量小灯泡消耗的实际热量,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
故选B.
【分析】(1)电阻的大小受温度的影响,在不同温度下,导体的电阻的大小是不同的;
(2)知道用电器的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出实际功率;
(3)据公式Q=I2Rt和W=UIt可知,若想计算出小灯泡消耗的电能和产生的热量必须要知道通电时间.
二、填空题
11.(2020九上·东辽期末)在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V。图甲连接的电路有错误,请你在错误连线上画“×”,并用笔画出正确的导线 ;如果该实验电源用干电池,至少需要 节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;正确完成实验后,可以得出灯泡的亮度由 决定。
【答案】;3;10;灯泡的实际功率
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,滑动变阻器应按“一下一上”连入电路中,改正后的电路如下图所示:
灯在额定电压3.8V时正常发光,电源电压要大于3.8V,一节干电池的电压为1.5V,如果该实验电源用干电池,至少需要3节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表的分度值为0.02A,电流为0.38A,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻为
灯的实际功率越大(小),灯越亮(暗),可以得出灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
【分析】探究灯泡的亮度和电功率关系时,滑动变阻器和灯泡串联,要一上一下;进行实验时,电源电压要高于灯泡的额定电压;根据电流表的量程和指针位置,测量电流;利用电压和电流的比值计算电阻;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
12.(2018九上·浦东期末)小华在“测定小灯泡的电功率”时,所用器材及电路连接如图所示 . 在连接电路时电键应该 ,滑动变阻器的主要作用是 (选填字母:A多次测量求平均值;B多次实验得到普遍规律;C使小灯两端电压为额定电压),在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察 . 根据图示信息,他 (选填“能”或“不能”)达成实验的目的 .
【答案】断开;C;电压表的示数;不能
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】为了电路安全,连接时开关要断开;在“测定小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器的主要作用是使小灯两端电压为额定电压;
在“测定小灯泡的电功率”实验中,应使灯泡两端的电压达到额定电压,所以在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察电压表的示数 .
如图可知,一节电池的电压为1.5 V,小于额定电压,所以不能达到目的 .
故答案为:断开;C;电压表的示数;不能 .
【分析】为了电路安全,连接电路时,开关要断开;滑动变阻器的在实验中的主要作用是改变用电器两端的电压;在“测定小灯泡的电功率”实验中,眼睛应该注意观察电压表的示数,达到所需的电压时停止移动滑片;实验中,电源电压应高于或等于用电器的额定电压 .
13.(2017九下·东台开学考)小明家的电能表如图所示,电能表是测量 (填物理量的名称)的仪表;借助电能表测量家庭中电吹风的额定功率,小明还需要一个工具(或器材)是: ,测量原理是 .
【答案】电功;秒表;P=
【知识点】电能表参数的理解;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:电能表是用来测量消耗电能的多少,即测量电功的仪表;借助电能表测量家庭中电吹风的额定功率,需要用电能表铝盘转动的圈数计算消耗的电能,用秒表测量时间,根据 求出功率.
故答案为:电功,秒表, .
【分析】电能表是用来测量消耗电能的仪表;由P=知需要测出电吹风的工作消耗的电功,还要再测出电吹风的工作时间才能测出电功率,测量时间的仪器有:秒表、手机、手表等计时器。
14.小阳和小华两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验.实验中使用的小灯泡上标有“2.5V”字样,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样.
(1)小阳连接的电路如图1所示,实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,电流表、电压表的示数如图2(a)、(b)所示,他所用的电源电压为 V.接着他移动滑动变阻器的滑片P,当观察到电压表的示数为2.5V时,此时滑动变阻器的滑片恰好在中点上,小灯泡正常发光时的功率为 W.
(2)小华正确连接了电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察到小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为零.若电路中只存在一处故障,则故障是 .
【答案】4.5;0.5;灯泡短路
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)由图2可知,电流表量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.14A;
由图(b)可知电压表量程是0~3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是1.7V;
闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑=20Ω,
电源电压U=UL+U滑=UV+IR滑=1.7V+0.14A×20Ω=4.5V;
当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时,滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UL额=4.5V﹣2.5V=2V,
此时电路电流I′==0.2A,灯泡正常发光时的功率P=UL额I′=2.5V×0.2A=0.5W;
故答案为:4.5;0.5.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为零,电路中只存在一处故障,则故障是灯泡短路.
故答案为:灯泡短路.
【分析】(1)实验步骤正确,闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,由图2读出电表示数,由公式U=IR及串联电路特点求出电源电压;由串联电路特点求出电压表示数为2.5V时滑动变阻器两端电压,然后由欧姆定律求出电路电流,最后由电功率公式P=UI求出灯泡正常发光时的电功率.
(2)电路故障有两种:断路或短路;灯泡不亮,可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路断路造成的;电流表有示数,说明电路不存在断路;电压表没有示数,可能是电压表并联电路之外电路存在断路或与电压表并联的灯泡短路造成的;综合分析可知,电路故障原因是:灯泡短路.
15.小刚在测定“额定电压为2.5V的小灯泡功率”的实验中,连接的电路如图:
(1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,若没有发现错误,闭合开关,会出现 现象.在图中补画出正确的连线.闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A”或“B”);
(2)小刚改正错误后,闭合开关,变阻器滑片P移至某处时,电压表示数如图2甲,则电压表示数为 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将变阻器滑片P向 端(填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图2乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω
(3)小刚继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是 (正确/错误)的.
次数 U/V I/A P/W 平均值P/W
1
2
3
【答案】灯不亮,电压表示数超量程,电流表无示数;B;2.2;A;2.5;8.3;错误
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)①如图,电压表的电阻很大,电压表串联在电路中,其他用电器相当于导线,所以电压表有示数,接近电源电压,所以指针偏转较大.
②电压表电阻很大,电压不变,电路中电流很小,电流表的指针几乎不偏转.电流很小灯泡不亮.
③从电源正极出发,依次接入开关、电流表、滑动变阻器、电灯到电源的负极.所以电灯和电流表之间的导线是错误的,去掉.然后把电压表并联在电灯两端.
④滑动变阻器下面的接线柱接的左端,滑片离左端越远,接入电路的电阻越大,电流越小,对电路起到保护作用.
故答案为:电灯不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针有较大偏转;(如图);B.
(2)图甲中,电压表选择的是0~3V量程,分度值为0.1V,因此读数为2.2V;若想测量小灯泡的额定功率,必须小灯泡两端的电压达到额定电压2.5V,因此必须向A端移动滑片;由乙图可见,小灯泡正常发光时,电流表示数为0.3A,因此小灯泡正常发光时的电阻约为:R==8.3Ω.
故答案为:2.2;A;2.5;8.3.
(3)灯泡电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值一栏是错误的.
故答案为:错误.
【分析】(1)电压表的正确使用:电压表要并联在电路中,不要超过使用的量程,正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极;滑动变阻器有四个接线柱,选择上面一个下面一个接入电路,滑片离接入的下面接线柱越远,接入电路的电阻越大.
(2)电压表和电流表读数时,要看清量程和分度值,然后根据指针的位置读数;小灯泡只有在额定电压下才会正常发光,根据R=就可以算出小灯泡的电阻值.
(3)灯泡两端电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值是错误的.
16.在“测定小灯泡的电功率”实验中,小红同学所用电源电压不变,小灯标有“2.5V”字样.她正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键时,电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安.然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时,发现小灯正常发光.接着她将滑片移动到另一端,发现小灯闪亮一下熄灭了,此时电流表的示数为 安,而电压表的示数如图(a)所示.于是她更换电压表量程,发现电压表的示数如图(b)所示,则电源电压为 伏,滑动变阻器的最大阻值为 欧,小灯的额定功率为 瓦.
【答案】0;4.5;20;0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡闪亮一下熄灭,灯丝被烧断,电路断路,电路电流为零;
由题意知,更换电压表量程,电压表量程是15V,最小分度值是0.5A,电压表示数是4.5V,
灯泡断路后电压表测量电源电压,所以电源电压U=4.5V.
闭合电路时,滑动变阻器阻值全部接入电路,由串联电路特点知:
滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U灯=4.5V﹣1.3V=3.2V,滑动变阻器阻值R滑==20Ω.
滑片移动到中点位置时,滑动变阻器接入电路的电阻R'滑==10Ω,
此时灯泡正常发光,电压等于额定电压2.5V,由串联电路特点知,
此时滑动变阻器的电压U'滑=U﹣U灯=4.5V﹣2.5V=2V,此时电路电流I==0.2A,
灯泡的额定功率P=U灯I=2.5V×0.2A=0.5W.
故答案为:0;4.5;20;0.5.
【分析】1、灯泡闪亮一下熄灭,灯丝被烧断,电路断路,电路电流为零;灯泡额定电压是2.5V,
电压表量程是3V,灯泡断路后电压表接在电源两端,电压表测电源电压,
由a图知此时电压表示数超过量程3V,电源电压大于3V,电压表应换用15V量程.
2、确定电压表量程、最小分度值,由图可读出电压表的示数,即可测出电源电压;
3、根据串联电路特点求出滑动变阻器的电压,由欧姆定律求出滑动变阻器的阻值;
4、当滑片在中点位置时,灯正常发光,求出此时滑动变阻器接入电路的电阻,
根据串联电路特点求出此时滑动变阻器两端的电压,由欧姆定律求出电路电流,
由欧姆定律求出灯泡的额定功率.
17.小星在做“测定小灯泡的额定功率”实验时,如图所示,已知灯泡的额定电压是3.8V,其中电源是三节新的干电池(电压共4.5V),灯丝电阻大于10Ω,滑动变阻器上标有“10Ω,1A”字样.
(1)小星按图甲连接电路并闭合开关后,发现灯泡不亮,但电压表有示数,则故障的原因可能是灯泡 .(选填“短路”或“开路”)
(2)小星排除故障后,当灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是 W.
(3)若电压表0~15V的量程损坏,换用0~3V的量程后,应将电压表的“﹣”接线柱连入图甲中的 点,“3”接线柱接入图甲中的 点,也可测出灯泡的额定功率;实验过程中,当电压表的读数为 V时,灯泡正常发光.
【答案】开路;0.76;C ;B;0.7
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)灯泡不亮,灯泡有两种:短路、断路.灯泡短路,同时电压表也会短路,灯泡不亮,电压表无示数.灯泡断路或开路,灯泡不亮,电压表会串联在电路中,电压表测量电源电压,电压表有示数.
故答案为:开路.
(2)由图乙,电流表接入的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,指针正好指在0.2A上,所以电路的电流是:I=0.2A;
灯泡正常发光,额定电压是:U=3.8V;
灯泡的额定功率是:P=UI=3.8V×0.2A=0.76W.
故答案是:0.76.
(3)U滑动变阻器=U电源﹣U额定=4.5V﹣3.8V=0.7V;
电压表的0~15V量程已损坏,所以将电压表0~3V量程接在滑动变阻器两端,调节滑动变阻器,使电压表示数为0.7V,即可测出小灯泡的额定功率.
故答案为:C;B;0.7.
【分析】(1)灯泡不亮有两种情况:一种是短路,一种是断路,如图,电压表并联在灯泡的两端,如果灯泡短路,不但灯泡被短路,同时电压表也被短路, 灯泡不亮,电压表也会无示数;如果灯泡开路,电压表会直接串联在电路中,其它元件只起导线作用,电压表测量电源电压,灯泡不亮,电压表有示数,并且等于电 源电压.
(2)根据电流表所选量程,可知其分度值,再根据指针所指位置即可知电流大小,再利用P=UI即可求出灯泡的额定功率.
(3)电源两端的电压恒为4.5V,灯泡的额定电压是3.8V,测小灯泡的额定功率时,滑动变阻器两端的电压为电源电压和灯泡额定电压的差,即0.7V,电压表的0~15V量程损坏,所以可用电压表0~3V量程测滑动变阻器两端的电压.
18.某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,向实验室借来了如下实验器材:电源、开关、滑动变阻器、电阻箱(电路图符号 ),电压表、电流表及导线.他们通过实验完成了探究.
(1)他们经过思考,通过测出电阻箱两端的电压和通过的电流,计算出电阻箱消耗的电功率,从而得到电功率与电阻的关系.请你画出他们探究的实验电路图.
(2)该小组设计了如下的探究步骤,请填写完整:
①连接电路,注意开关应断开,变阻器滑片P应放在阻值最大处;
②将电阻箱调到某一适当阻值,闭合开关,调节变阻器滑片P,读出电阻箱阻值R、电压表示数U、电流表的示数I,并记录在表格中;
③改变电阻箱为另一适当阻值, ,读出 ,并记录在表格中;
④ .
⑤利用公式P=UI计算电功率,并记录在表格中.
【答案】调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第②步相同 ;电压表示数;再次改变电阻箱的阻值,重复以上步骤
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:
(1)电压表测电阻箱两端电压,电流表测电流,电阻箱与滑动变阻器串联,电路图如下:
(2)注意实验中,因电阻阻值的变化,电路中的电流会改变,为控制电流一定,应通过移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流保持为原来的值不变;
探究步骤:
①连接电路,注意开关应断开,变阻器滑片P应放在阻值最大处;
②将电阻箱调到某一适当阻值,闭合开关,调节变阻器滑片P,读出电阻箱阻值R、电压表示数U、电流表的示数I,并记录在表格中;
③改变电阻箱为另一适当阻值,调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第②步相同,读出电压表示数,并记录在表格中;
④再次改变电阻箱的阻值,重复以上步骤;
⑤利用公式P=UI计算电功率,并记录在表格中.
故答案为:(1)电路图见上;(2)③调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第②步相同;电压表示数;④再次改变电阻箱的阻值,重复以上步骤.
【分析】(1)电功率、电阻、电流的关系为P=I2R,研究电功率与电阻的关系时,控制电流一定;
(2)探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,所以实验中需调节滑动变阻器使电路中电流保持不变;为了能使结论具有普遍性应多次实验.由此完成实验步骤的设计.
19.小明同学想对如图1所示的电路进行深入研究,他进行了如下尝试:
(1)首先他分析出:若已知电源电压恒为U,定值电阻R1的阻值为R0,某时刻电路中的电流为I,则滑动变阻器R2两端的电压U2= ;滑动变阻器R2的电功率P2= .
(2)他按照电路图连接了实验电路,调节滑动变阻器的滑片,相应的记录了电流表、电压表V1和V2的示数,测出R1的电功率P1、滑动变阻器R2的电功率P2、电路的总功率P总,请根据表中数据分别在图2和图3中描点画出图象
(3)分析图象
由图2可得结论 .
由图2可得结论
I/A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U1/V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U2/V 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
P1/W 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100
P2/W 9 16 21 24 25 24 21 16 9 0
P总/W 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
【答案】U﹣IR0;UI﹣I2R0;电路总功率P总与电流I成正比;;当电流增大时,滑动变阻器的功率先增大后减小
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,则电流相等,若已知电源电压恒为U,定值电阻R1的阻值为R0,某时刻电路中的电流为I,则滑动变阻器R2两端的电压U2=U﹣IR0;
滑动变阻器R2的电功率P2=U2I=UI﹣I2R0;
(2)根据表格中电路中功率P总与对应的电流I,描点画出图象如图2所示:
根据表格中滑动变阻器R2的电功率P2、与对应电流,描点画出图象如图3所示:
(3)
根据图2曲线可得出结论:电路总功率P总与电流I成正比;
根据图3曲线可得结论:当电流增大时,滑动变阻器的功率先增大后减小.
故答案为:(1)U﹣IR0;UI﹣I2R0;
(2)如图所示;
(3)电路总功率P总与电流I成正比;
当电流增大时,滑动变阻器的功率先增大后减小.
【分析】(1)利用串联电路特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端电压;结合P=UI求出电功率;
(2)利用表格中数据描点画出图象;
(3)利用图象特点,分析得出结论.
20.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)连接电路时,开关应 .
(2)图甲是小刚所接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 .
(3)故障排除后,小刚进行了实验,根据测出的数据,画出了小灯泡电流、电压变化的关系图象,如图乙所示,由图象可知小灯泡的额定功率为 W.
(4)分析图象还可以发现,小灯泡灯丝的电阻随电流的增大逐渐 ,原因是 .
【答案】断开;;0.5;变大;灯丝的电阻随温度升高而增大
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开;
(2)由图知,电压表测得的是灯泡和滑动变阻器两端的总电压,电压表应与小灯泡并联,电路如图所示:
;
(3)由图象知,当电压为2.5V时,电流为0.2A,所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由图象分析得,电压增大的速度大于电流增大的速度,所以灯丝的电阻在增大;
是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大.
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3)0.5;(4)变大;灯丝的电阻随温度升高而增大.
【分析】(1)在连接电路时,防止电路中电流过大,开关应断开;
(2)在检查电路时,可先检查串联电路,后检查电压表的连接;
(3)确定出电压为2.5V时的电流值,根据公式P=UI计算出灯泡的额定功率;
(4)分析图象中图线的变化,通过电流和电压的变化程度判断.
三、作图题
21.小明在测小灯泡的电功率的实验中,选择了如图所示的实验器材,请帮助小明将图中未完成的电路连接完整。
【答案】解:
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】测功率要用伏安法,电压表应并联在灯泡两端。
四、实验探究题
22.(2022九下·肇州月考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为4.5V,四个定电阻R1(5Ω)、R2(10Ω),R3(15Ω)、R4(20Ω),滑动变阻器标有“20Ω、1A”字样。
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V;
用R2直接替换R1,闭合开关需要将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)移,才能使电压表示数是2V。
(2)再用定值电阻R3依次替换R2,完成了正确的实验操作,根据所得的实验数据绘制出I﹣R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是: 。
(3)使用R4进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使R4两端的电压为2V,原因是 ,在不更换现有器材的情况下,需要串联 Ω定值电阻,才能刚好满足实验要求。
(4)小峰同学还想用丙图所示电路“测量小灯泡电功率”。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压5V,滑动变阻器A、B分别标有“50Ω 、1A”和“30Ω、 1.5A”字样。
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光。
②闭合开关S,S2,断开S1,保持移动滑动变阻器 的滑片不动,移动滑动变阻器 的滑片,使电压表示数为2.5V。
③保持移动滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1V。则灯的额定功率P额= W。
(5)某同学想测量一个阻值约为200Ω的电阻Rx,可供选用的器材有:干电池两节(3 V)、电压表(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(10Ω 2A)和电阻箱R0(0~9999Ω 5A)各一个,开关、导线若干.下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是____
A. B.
C. D.
【答案】(1)右
(2)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3)变阻器的最大电阻太小;5
(4)A;B;0.625
(5)A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据串联分压原理可知,用R2直接替换R1,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(2)由图乙可知,电压表的示数为U=IR=0.4A×5Ω=2V
保持不变,在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=4.5V-2V=2.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍
根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω
故使用R4进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使R4两端的电压为2V.原因是变阻器的最大电阻太小;根据电阻的串联,在不更换现有器材的情况下,需要串联定值电阻的大小R串联=25Ω-20Ω=5Ω
才能刚好满足实验要求。
(4)②闭合开关S,S2,断开S1,保持移动滑动变阻器A的滑片不动,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表示数为2.5V。
③保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1V。则滑动变阻器A的电压为UA=6V-1V=5V
通过滑动变阻器A的电流为(即串联电路中的电流)
由欧姆定律可得,滑动变阻器B的电阻为
根据②可知,当灯泡和滑动变阻器B的电压都为2.5V时,灯泡的电阻与滑动变阻器B的电阻相同,为10Ω;则灯泡的额定功率为
(5)A.由电路图可知,当开关S1和S2都闭合时,变阻箱被短路,电压表测量电源电压U;只闭合开关S1时,电压表测量Rx两端电压Ux,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压U0= U - U x
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可得
A符合题意;
B.由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量未知电阻两端电压,电流表测量通过电路的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流约为I=
电流表的示数无法准确读数,所以无法测出Rx的阻值,B不符合题意;
C.由电路图可知,闭合S和S1时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx电流,此时电流表的示数约为I=
示数太小,无法准确读数,所以无法测出Rx的阻值,C不符合题意;
D.由电路图可知,电压表可以测量被测电阻两端电压,但无法得到通过被测电阻的电流,故此方案无法达到目的,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
(2)根据电流与电阻之积为一定值分析。
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻;根据电阻的串联得出需要串联多大的定值电阻,才能刚好满足实验要求。
(4)测量电阻的原理:R=,根据测电阻的原理可知,要测量未知电阻的阻值,需要测量测未知电阻两端电压和通过的电流,然后结合电表的量程和分度值分析判断。
(5)测量小灯泡电功率,因已知小灯泡的额定电压为2.5V,根据P=,故关键是求出灯正常发光时灯电阻。根据等效替代法可求灯正常发光的电阻。通过移动变阻器A的滑片,先使灯正常发光,保持滑动变阻器A的滑片位置不变,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表示数为2.5V;保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,测出电压表示数,根据串联电路的分压作用和电源电压,根据欧姆定律算出电流从而得出B变阻器连入电路中的电阻大小,即灯正常发光时的电阻,根据P=算出额定功率。
23.(2022九下·海安月考)有一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10,小明想测量它的额定电功率。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为“10;0.5A”和“50;0.5A”的滑动变阻器两个、导线若干。
(1)小明设计了图甲所示电路,他应选规格为 的滑动变阻器才能完成实验;
(2)图乙是小华根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(3)小华改正接线后,闭合开关,观察到电流表指针不偏转,示数为零;电压表示数为6V则电路中出现的故障是: ;
(4)小华排除故障后,继续实验。实验中,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是 W;
(5)该实验同时还发现小灯泡的电阻是变化的,其原因是 ;利用上述电路继续进行对比实验时,当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时,灯泡的实际电功率P实 (大于/小于/等于)0.25P额;
(6)小华同学利用(5)中连接好的实物电路,探究电流跟电阻的关系。实验时,她将小灯泡分别换成多个已知阻值的定值电阻R,保持电压表示数始终为如图丁所示,并记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值范围是: ;若实验中某两次接入的定值电阻之比为1︰3,则滑动变阻器两端的电压之比是 ,功率之比是 。
【答案】(1)“50;0.5A”
(2)
(3)灯泡断路
(4)0.75
(5)灯丝的电阻与温度有关;小于
(6)4~25;1︰1;3︰1
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据串联电路电压电流的规律及欧姆定律可得
即滑动变阻器接入的最小电阻为
故应选规格为“50;0.5A”的滑动变阻器才能完成实验。
(2)根据题意,滑动变阻器应与灯泡串联,电压表测灯泡两端电压,改正后的电路图如下
(3)电流表无示数,表明电路可能存在断路,电压表有示数且等于电源电压,表明电压表两接线柱与电源两极是接通的,故障可能是灯泡断路。
(4)电流表的示数如图丙所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以额定电流为0.3A,则小灯泡额定功率是
(5)导体的电阻与温度有关,当灯丝的实际功率变小,温度降低时,电阻也随之变小,故该实验同时还发现小灯泡的电阻是变化的,其原因是灯丝的电阻与温度有关。
当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时,实际电流与定额电流的一半,即
则实际功率为
而,即
由于实际电流小于额定电流,实际功率小于额定功率,灯丝温度降低,则,所以灯泡的实际电功率
(6)如图丁所示,电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,即定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为
当滑动变阻器接入的最大电阻时
即允许换入定值电阻最大值为
由于滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,故定值电阻最小值为
故为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值范围是4~25Ω。
实验要保持定值电阻两端电压一定,根据串联电路分压的规律,当电源电压一定时,滑动变阻器两端的电压也一定,所以当实验中某两次接入的定值电阻之比为1︰3,滑动变阻器两端的电压之比是1︰1。
实验中某两次接入的定值电阻之比为1︰3,根据串联电路分压的规律,由于两端电压保持不变,则
滑动变阻器两次功率之比为
【分析】(1)由欧姆定律求出灯的额定电流约为多少,灯正常发光时时,由串联电路的规律和欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻为确定变阻器选用的规格。
(2)原电路中,电压表串联在电路中,灯与变阻器并联是错误的,电压表与灯并联,变阻器与灯串联。
(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了。
(4)根据电流表选用的量程确定分度值读数,根据P=UI求灯的额定功率。
(5)小灯泡电阻随温度的升高(降低)而变大(减小);如果灯泡电阻不随温度变化而变化,电流等于额定电流一半时,根据P=I2R,灯泡实际功率等于额定功率的四分之一,实际上灯泡温度越低,灯泡电阻越小,通过灯泡电流为其额定电流一半时,灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻,则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一。
(6)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当变阻器的最大电阻接入电路中时所对应的定值电阻的最大值;由已知条件确定电路中的最大电流,由欧姆定律求出电路的最小电阻,根据电阻的串联规律求出更换的定值电阻的最小值值;探究电流跟电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变;根据电阻两端的电压判定滑动变阻器两端的电压的大小;根据电压一定时,电流与电阻成反比,比较电流大小关系,从而根据P=UI判定功率关系。
五、计算题
24.(2022九下·金平月考)某型号电饭煲有加热和保温两个挡位,如图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图像;
(1)当开关S与触点2相接时,电饭煲处于 (选填“保温”或“加热”)状态;
(2)计算R2的阻值;
(3)在这次工作中,电饭煲共消耗了多少kW h的电能?
【答案】(1)保温
(2)从乙中图像看,电饭煲的加热功率为880W,保温功率为220W。开关接1时,有P加=P1
即P1=880W
即
代入数据
可得R1=55Ω
开关接2时,有
代入数据
可得R2=165Ω
答:R2的阻值是165Ω;
(3)电路消耗的电能等于电流做的功,则电饭煲消耗的电能
答:电路共消耗的电能为0.209kW h。
【知识点】电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】(1)开前接1时,只有R1工作;开关接2时,R1与R2串联在电路中工作。在电源电压不变的情况下,串联时电路总电阻大,电路中的电流小,功率小。故开关接2时,电路处于保温状态。
答:(1)开关接2时,电路处于保温状态;
【分析】(1)在串联电路中,电阻越大,电功率越小;
(2)根据电功率和电压可以计算电阻大小,结合串联电路电阻规律,计算部分电阻;
(3)根据电功率和时间的乘积,计算消耗的电能。
25.(2022九下·金平月考)如图所示,电源两端电压不变,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电流表A2的示数为0.2A,电流表A1的示数为0.6A.求
(1)通过R1的电流I1;
(2)电路消耗的总功率为多少。
【答案】(1)解:根据并联电路电流的特点可知I1=I-I2=0.6A-0.2 A=0.4A
答:通过R1的电流为0.4A;
(2)解:由U=IR可知,R1两端的电压U1=I1R1=0.4A×10Ω=4V
根据并联电路中电压规律可知,电源电压U=U1=4V
由P=UI可知,电路中消耗的总电功率P=UI=4V×0.6A=2.4W
答:电路消耗的总功率为2.4W。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)利用并联电路电流规律,计算支路电流;
(2)利用电流和电阻的乘积,计算电压;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
26.(2022九下·鄂州月考)如图所示,电源电压恒为12V,小灯泡上标有“6V 3.6W”字样且灯丝电阻保持不变,当只闭合开关S、S1时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,且滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电流表A的示数是1.8A。求:
(1)定值电阻R1的阻值多大?
(2)滑动变阻器R2的最大阻值多大?
(3)通过不同开关的闭合、断开的变化,小灯泡通电时消耗的最小电功率是多少?(不能为0)
【答案】(1)解:由图可知,只闭合S、S1时,L与R1串联,小灯泡正常发光;因串联电路处处电流相等,所以由P=UI可得,电路中电流
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以R1两端电压U1=U-UL=12V-6V=6V由 可得,R1的阻值
答:定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)解:由图可知,当所有开关都闭合时,R1和R2并联,电流表测干路电流,且滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,通过R1的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流I2=I-I1=1.8A-1.2A=0.6A
则R2的最大阻值
答:滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω;
(3)解:R1电路中的最小电流
所以灯泡消耗的最小功率P=I最小2RL=(0.4A)2×10Ω=1.6W
答:小灯泡通电时消耗的最小电功率是1.6W。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)利用电功率和电压的比值, 计算电流;根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(2)利用电压和电阻的比值, 计算电流;利用电压和电流的比值, 计算电阻大小;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻;利用总电压和总电阻计算电流。
六、简答题
27.(2020九上·延边期末)手机屏幕调得越亮越耗电。请说明其中的道理。
【答案】解:屏幕调得越亮,实际功率越大(或电流越大,功率越大),相同时间内,消耗电能越多
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】屏幕的亮度决定于灯的实际功率,实际功率越大,灯泡就越亮,此时消耗电能越多;反过来说,屏幕调的越亮,实际功率越大,相同时间内,消耗的电能越多。
【分析】求解电流做功,利用公式W=Pt求解即可,P是用电器的功率, t是用电器工作的时间,工作相同的时间,功率越大,消耗的电能越多。
28.(2020九上·平遥月考)白炽灯泡的灯丝烧断后,搭接可以再次发光,灯泡亮度为什么会变亮?灯丝搭接处容易再次烧断,为什么?
【答案】解:灯丝搭接后长度变短,电阻变小,根据P= ,在电压一定时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮。搭接处电阻变大,根据焦耳定律,在电流和通电时间一定时,搭接处产生的热量较多,所以容易再次烧断。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】根据P= 分析其功率变化,而灯的亮度取决于灯的实际功率,进而得出亮度变化;重新搭接的灯泡使用时,电流一定,搭接处电阻较大,再根据P=I2R比较和其它地方的功率关系,据Q=W=Pt可知同样时间产生的热量关系,从而得出答案。
29.(2020九上·乾安期末)现有两个标记模糊不清,外形相同,额定电压都是220V,但额定电功率相差较大的白炽灯泡.你简要写出两种方法判断哪一个灯的额定功率比较大.
【答案】解:(1)灯丝粗而且短的白炽灯泡的额定功率大;(2)将两灯并联起来接入电路中,发光强的(亮的)额定功率大;(3)将两灯串联起来接入电路中,发光弱的(暗的)额定功率大
【知识点】电功率
【解析】【解答】(1)灯丝粗而且短的白炽灯泡的额定功率大;(2)将两灯并联起来接入电路中,发光强的(亮的)额定功率大;(3)将两灯串联起来接入电路中,发光弱的(暗的)额定功率大.
【分析】功率的大小可以直接通过发光的程度来判断,功率越大,灯泡越亮,也可以通过功率公式P=U2/R、P=UI来比较。
1 / 1人教版物理九年级18.3测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1.(2021九上·白云期末)做某一个电学实验,下表是同一电路正确接线时的多组电压表和电流表的数据,可能是在进行下列哪些实验探究中收集的( )
实验次数 1 2 3 4 5 6
电压U/V 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0
电流I/A 0.26 0.34 0.42 0.48 0.52 0.54
①探究通过导体的电流与电压的关系 ②测量小灯泡的电功率
③测量小灯泡的阻值 ④测量定值电阻的阻值
A.①④ B.③④ C.①③ D.②③
2.(2018九上·河南期中)测量灯泡的额定功率的实验中,小明所设计的如图所示电路中(R阻值已知),在无电压表的情况下也能测出已知额定电压灯泡的额定功率的是( )
A. B.
C. D.
3.(2018九上·香坊期末)图中“+”、“﹣”分别表示电表的正负接线柱,可以测量R消耗的电功率的电路图是( )
A. B.
C. D.
4.(2017九上·东营期中)如图所示是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是( )
A. B.
C. D.
5.如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图.在这个实验的具体操作中,手和眼睛最合理的分工应该是( )
A.手移动变阻器的滑片,眼睛观察变阻器的滑片的位置
B.手移动变阻器的滑片,眼睛观察小灯泡是否发光
C.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数
D.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数
6.研究电功率与电压、电流的关系时,连接了如图所示电路进行实验.下列关于该实验的说法,不合理的是( )
A.该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B.该实验能得出电流相同时,电功率与电压成正比
C.小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
7.为了探究“电功率与电阻的关系式”,选用额定电压均为6V的L1、L2两盏灯泡,将两灯串联起来,按照如图所示的电路开始了实验探究,闭合开关后看见灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,下面关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是(不考虑电阻值随温度的变化)( )
A.R1>R2 P1>P2 B.R1<R2 P1<P2
C.R1>R2 P1<P2 D.R1<R2 P1>P2
8.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是( )
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
9.做伏安法测量小灯泡功率的实验,所测灯泡的额定电压是2.2V.某同学连接的电路如图所示,当他合上开关时发现:灯不亮,电流表指针也不动,但电压表的指针接近满刻度.他尝试移动滑动变阻器的滑动片P,仍不能改变以上现象.你认为是下列哪种原因?( )
A.灯泡是坏的,或者灯泡与灯座接触不良
B.电流表接线柱没有拧紧,接触不良
C.电路的连接不正确
D.两节电池的电压太小,电路中电流很微弱
10.如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,其中小灯泡的铭牌不清,根据此图,可以直接研究的问题是( )
A.测小灯泡正常发光的电阻 B.测小灯泡的实际电功率
C.测小灯泡消耗的电能 D.测小灯泡产生的热量
二、填空题
11.(2020九上·东辽期末)在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V。图甲连接的电路有错误,请你在错误连线上画“×”,并用笔画出正确的导线 ;如果该实验电源用干电池,至少需要 节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为 Ω;正确完成实验后,可以得出灯泡的亮度由 决定。
12.(2018九上·浦东期末)小华在“测定小灯泡的电功率”时,所用器材及电路连接如图所示 . 在连接电路时电键应该 ,滑动变阻器的主要作用是 (选填字母:A多次测量求平均值;B多次实验得到普遍规律;C使小灯两端电压为额定电压),在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察 . 根据图示信息,他 (选填“能”或“不能”)达成实验的目的 .
13.(2017九下·东台开学考)小明家的电能表如图所示,电能表是测量 (填物理量的名称)的仪表;借助电能表测量家庭中电吹风的额定功率,小明还需要一个工具(或器材)是: ,测量原理是 .
14.小阳和小华两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验.实验中使用的小灯泡上标有“2.5V”字样,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样.
(1)小阳连接的电路如图1所示,实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,电流表、电压表的示数如图2(a)、(b)所示,他所用的电源电压为 V.接着他移动滑动变阻器的滑片P,当观察到电压表的示数为2.5V时,此时滑动变阻器的滑片恰好在中点上,小灯泡正常发光时的功率为 W.
(2)小华正确连接了电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,观察到小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为零.若电路中只存在一处故障,则故障是 .
15.小刚在测定“额定电压为2.5V的小灯泡功率”的实验中,连接的电路如图:
(1)检查电路,发现有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,若没有发现错误,闭合开关,会出现 现象.在图中补画出正确的连线.闭合开关前,他应将滑动变阻器的滑片调到 端(填“A”或“B”);
(2)小刚改正错误后,闭合开关,变阻器滑片P移至某处时,电压表示数如图2甲,则电压表示数为 V,若想测量小灯泡的额定功率,应将变阻器滑片P向 端(填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图2乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为 Ω
(3)小刚继续进行实验,在对测量数据的记录和处理时,他设计了如下表格.你认为这张表格的设计是 (正确/错误)的.
次数 U/V I/A P/W 平均值P/W
1
2
3
16.在“测定小灯泡的电功率”实验中,小红同学所用电源电压不变,小灯标有“2.5V”字样.她正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键时,电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安.然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时,发现小灯正常发光.接着她将滑片移动到另一端,发现小灯闪亮一下熄灭了,此时电流表的示数为 安,而电压表的示数如图(a)所示.于是她更换电压表量程,发现电压表的示数如图(b)所示,则电源电压为 伏,滑动变阻器的最大阻值为 欧,小灯的额定功率为 瓦.
17.小星在做“测定小灯泡的额定功率”实验时,如图所示,已知灯泡的额定电压是3.8V,其中电源是三节新的干电池(电压共4.5V),灯丝电阻大于10Ω,滑动变阻器上标有“10Ω,1A”字样.
(1)小星按图甲连接电路并闭合开关后,发现灯泡不亮,但电压表有示数,则故障的原因可能是灯泡 .(选填“短路”或“开路”)
(2)小星排除故障后,当灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是 W.
(3)若电压表0~15V的量程损坏,换用0~3V的量程后,应将电压表的“﹣”接线柱连入图甲中的 点,“3”接线柱接入图甲中的 点,也可测出灯泡的额定功率;实验过程中,当电压表的读数为 V时,灯泡正常发光.
18.某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,向实验室借来了如下实验器材:电源、开关、滑动变阻器、电阻箱(电路图符号 ),电压表、电流表及导线.他们通过实验完成了探究.
(1)他们经过思考,通过测出电阻箱两端的电压和通过的电流,计算出电阻箱消耗的电功率,从而得到电功率与电阻的关系.请你画出他们探究的实验电路图.
(2)该小组设计了如下的探究步骤,请填写完整:
①连接电路,注意开关应断开,变阻器滑片P应放在阻值最大处;
②将电阻箱调到某一适当阻值,闭合开关,调节变阻器滑片P,读出电阻箱阻值R、电压表示数U、电流表的示数I,并记录在表格中;
③改变电阻箱为另一适当阻值, ,读出 ,并记录在表格中;
④ .
⑤利用公式P=UI计算电功率,并记录在表格中.
19.小明同学想对如图1所示的电路进行深入研究,他进行了如下尝试:
(1)首先他分析出:若已知电源电压恒为U,定值电阻R1的阻值为R0,某时刻电路中的电流为I,则滑动变阻器R2两端的电压U2= ;滑动变阻器R2的电功率P2= .
(2)他按照电路图连接了实验电路,调节滑动变阻器的滑片,相应的记录了电流表、电压表V1和V2的示数,测出R1的电功率P1、滑动变阻器R2的电功率P2、电路的总功率P总,请根据表中数据分别在图2和图3中描点画出图象
(3)分析图象
由图2可得结论 .
由图2可得结论
I/A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U1/V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
U2/V 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
P1/W 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100
P2/W 9 16 21 24 25 24 21 16 9 0
P总/W 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
20.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)连接电路时,开关应 .
(2)图甲是小刚所接的实验电路,其中有一根导线连接错误,请你在错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法 .
(3)故障排除后,小刚进行了实验,根据测出的数据,画出了小灯泡电流、电压变化的关系图象,如图乙所示,由图象可知小灯泡的额定功率为 W.
(4)分析图象还可以发现,小灯泡灯丝的电阻随电流的增大逐渐 ,原因是 .
三、作图题
21.小明在测小灯泡的电功率的实验中,选择了如图所示的实验器材,请帮助小明将图中未完成的电路连接完整。
四、实验探究题
22.(2022九下·肇州月考)在“探究电流与电阻的关系”实验中,电源电压恒为4.5V,四个定电阻R1(5Ω)、R2(10Ω),R3(15Ω)、R4(20Ω),滑动变阻器标有“20Ω、1A”字样。
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V;
用R2直接替换R1,闭合开关需要将滑动变阻器滑片向 (选填“左”或“右”)移,才能使电压表示数是2V。
(2)再用定值电阻R3依次替换R2,完成了正确的实验操作,根据所得的实验数据绘制出I﹣R图象,如图乙所示,由图象可得出的结论是: 。
(3)使用R4进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使R4两端的电压为2V,原因是 ,在不更换现有器材的情况下,需要串联 Ω定值电阻,才能刚好满足实验要求。
(4)小峰同学还想用丙图所示电路“测量小灯泡电功率”。已知小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压5V,滑动变阻器A、B分别标有“50Ω 、1A”和“30Ω、 1.5A”字样。
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器A的滑片使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光。
②闭合开关S,S2,断开S1,保持移动滑动变阻器 的滑片不动,移动滑动变阻器 的滑片,使电压表示数为2.5V。
③保持移动滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1V。则灯的额定功率P额= W。
(5)某同学想测量一个阻值约为200Ω的电阻Rx,可供选用的器材有:干电池两节(3 V)、电压表(量程为0~3V、0~15V)、电流表(量程为0~0.6A、0~3A)、滑动变阻器(10Ω 2A)和电阻箱R0(0~9999Ω 5A)各一个,开关、导线若干.下列四个设计方案中,能测出Rx阻值的最合理的方案是____
A. B.
C. D.
23.(2022九下·海安月考)有一个额定电压是2.5V的小灯泡,正常工作时的电阻约为10,小明想测量它的额定电功率。实验室有如下器材:电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为“10;0.5A”和“50;0.5A”的滑动变阻器两个、导线若干。
(1)小明设计了图甲所示电路,他应选规格为 的滑动变阻器才能完成实验;
(2)图乙是小华根据电路图连接的实物图,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,经检查是由于一根导线连接错误,请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(3)小华改正接线后,闭合开关,观察到电流表指针不偏转,示数为零;电压表示数为6V则电路中出现的故障是: ;
(4)小华排除故障后,继续实验。实验中,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡额定功率是 W;
(5)该实验同时还发现小灯泡的电阻是变化的,其原因是 ;利用上述电路继续进行对比实验时,当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时,灯泡的实际电功率P实 (大于/小于/等于)0.25P额;
(6)小华同学利用(5)中连接好的实物电路,探究电流跟电阻的关系。实验时,她将小灯泡分别换成多个已知阻值的定值电阻R,保持电压表示数始终为如图丁所示,并记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值范围是: ;若实验中某两次接入的定值电阻之比为1︰3,则滑动变阻器两端的电压之比是 ,功率之比是 。
五、计算题
24.(2022九下·金平月考)某型号电饭煲有加热和保温两个挡位,如图甲所示为其内部电路原理图,图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图像;
(1)当开关S与触点2相接时,电饭煲处于 (选填“保温”或“加热”)状态;
(2)计算R2的阻值;
(3)在这次工作中,电饭煲共消耗了多少kW h的电能?
25.(2022九下·金平月考)如图所示,电源两端电压不变,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关,电流表A2的示数为0.2A,电流表A1的示数为0.6A.求
(1)通过R1的电流I1;
(2)电路消耗的总功率为多少。
26.(2022九下·鄂州月考)如图所示,电源电压恒为12V,小灯泡上标有“6V 3.6W”字样且灯丝电阻保持不变,当只闭合开关S、S1时,小灯泡正常发光;当所有开关都闭合,且滑动变阻器的滑片滑到最右端时,电流表A的示数是1.8A。求:
(1)定值电阻R1的阻值多大?
(2)滑动变阻器R2的最大阻值多大?
(3)通过不同开关的闭合、断开的变化,小灯泡通电时消耗的最小电功率是多少?(不能为0)
六、简答题
27.(2020九上·延边期末)手机屏幕调得越亮越耗电。请说明其中的道理。
28.(2020九上·平遥月考)白炽灯泡的灯丝烧断后,搭接可以再次发光,灯泡亮度为什么会变亮?灯丝搭接处容易再次烧断,为什么?
29.(2020九上·乾安期末)现有两个标记模糊不清,外形相同,额定电压都是220V,但额定电功率相差较大的白炽灯泡.你简要写出两种方法判断哪一个灯的额定功率比较大.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;伏安法测电阻的探究实验;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由表格数据可知,导体中的电流与其两端的电压不成正比,分析得:①探究通过导体的电流与电压的关系,当电阻一定时,导体中的电流与其两端的电压成正比,故①不符合本实验的探究;②测量小灯泡的电功率,由于灯丝的电阻随温度升高而变大,则灯泡的电功率是变化的,所以导体中的电流与其两端的电压不成正比,故②符合本实验的探究;③测量小灯泡的阻值,灯丝的电阻随温度升高而变大,所以导体中的电流与其两端的电压不成正比,故③符合本实验的探究;④测量定值电阻的阻值,每次实验数据电压与电流的比值应该相差不大,但由第一次数据可知,阻值为
由第二次数据可知,阻值为
每次实验数据所算出的阻值相差较大,故④不符合本实验的探究。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】熟知各个实验原理,逐项分析。
2.【答案】C
【知识点】电功率的测量;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】根据已知电阻和灯泡的额定电压计算出灯泡正常发光时通过R的电流,根据 便可计算出灯泡的额定电功率;
C、当干路开关和灯泡支路开关闭合时,灯泡和R并联,电流表测量通过R的电流,移动滑片使得电流表的示数 ,此时灯两端的电压即为额定电压,灯正常发光;当干路开关和竖向放置的开关闭合时,灯和R并联,电流表测量干路电流I,则通过灯的电流 ,根据 即可求出灯泡的额定功率,C符合题意;
ABD、无论三个开关如何组合,都无法确定灯泡是否正常发光,ABD不能测量灯泡的额度功率,ABD不符合题意。
故答案为:C.
【分析】测量用电器的电功率时,当只有电流表时,利用并联电路的电压相等的规律获得电压值,并计算电功率的大小。
3.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】要测量R消耗的电功率就要分别测出通过R的电流和R两端的电压,最后用公式P=UI进行计算。测电流要用到电流表,测电压要用到电压表,故本题主要考查电 流表和电压表的正确使用,要注意电流表要与R串联,电压表与R并联,且要让电流“+”进“-”出.
分析电路图可以看出:B 符合题意 ,A图中电流表与R并 联,电压表与R串联,A不符合题意;C图中电流表和电压表的正负都接反了,C不符合题意;D图中电压表串联在电路中,D不符合题意.
故答案为:B.
【分析】根据测功率的原理P=UI分析解答;实验中应保证电流由电表的正接线柱流入由负接线柱流出,并且电流表要串联在电路中,而电压表并联在电源两端,分析电表的连接即可得出正确电路.
4.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】由图示可知,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小,但不会为零,根据四个选项可知只有C的电压不为零,C符合题意.
故答案为:C.
【分析】本题考查了学生对电路的分析和图像的理解,当滑动变阻器连入电路的电阻变大时,电路电流变小,灯两端的电压也变小.
5.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:按电路图连接电路,闭合开关之前,为保护电路,要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处,闭合开关时,电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压,此时要通过调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于其额定电压,用手调节滑片,眼睛看着电压表的示数.
故选C.
【分析】小灯泡在额定电压下的功率叫额定功率,调节滑动变阻器的滑片,可以改变小灯泡两端的电压.
6.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、从图可知两灯泡串联,通过两灯泡的电流相同,所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系;故A正确;
B、根据本实验的现象和数据,可以得出“电流相同时,电压越大,用电器的电功率越大”;由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,所以无法得出“电流相同时,电功率跟电压成正比”这个结论,故B错误;
C、为了判断灯泡的功率大小,我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小,灯泡越亮灯泡的功率越大.故C正确;
D、两灯泡串联,流过它们的电流相同,LI、L2规格不同,则灯泡两端的电压不同,因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系;故D正确.
故选B.
【分析】(1)要探究电功率和电压、电流之间的关系,必须要求电压或电流中的其中一个量不变来研究另一个,所以采用控制变量法得到三者的关系.从图 可知,两个灯泡串联,则通过两个灯泡的电流相同,从而可以判断出探究的问题.在该实验中功率的大小无法直接计算出来,可以借助转换法进行判断.
(2)灯泡实际功率越大,灯泡越亮,通过灯泡的亮度可以比较灯泡电功率的大小.
(3)灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小,无法准确得出实际功率和灯泡两端的电压关系.
7.【答案】C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的,因为灯L1微微发光,灯L2几乎不发光,所以L1的实际功率比L2的实际功率大;
由于两灯是串联,根据P=I2R可知,在电流相同的情况下,用电器的电功率与阻值成正比,所以R1>R2;
因为两灯的额定电压相同,根据P=可知,在电压相同的情况下,电功率与电阻成反比,由于R1>R2,所以P1<P2.
故选C.
【分析】由两个灯泡的亮度情况得出二者的电功率关系,然后根据P=I2R得出二者的电阻关系,最后根据P=得出二者的额定功率关系.
8.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、闭合开关前,滑动变阻器应滑到B端,即其电阻最大位置.故A正确;
B、闭合开关后,小灯泡不发光的原因有很多,并不一定是小灯泡灯丝断了,故B错误;
C、当电压表示数为2.5V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率,正确;
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮,故D正确.
故选B
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器应滑到电阻最大位置;
(2)闭合开关后,小灯泡不发光的原因有:小灯泡灯丝断路、小灯泡被短路、小灯泡接触不良、电源电压太小、滑动变阻器连入电路的电阻太大等原因;
(3)当电压表的示数为额定电压时,根据电流表的示数和公式P=UI即可求出小灯泡的额定功率;
(4)小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮.
9.【答案】A
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:电压表有示数,说明与电压表两接线连接的电路是通路;
灯泡不亮,电流表无示数,说明电路是断路,
所以电路故障是电压表并联的部分断路,
结合选项可知A正确,BCD不正确.
故选A.
【分析】灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路.
灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压.
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
10.【答案】B
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:A、据图能看出,该题能直接测出小灯泡的实际电压和实际电流来,故据公式R= 可以计算出灯泡的实际电阻,由于电阻受温度的影响,故灯泡的实际电阻与正常工作时的电阻是不同的,故该选项错误;
B、知道灯泡的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率,故该选项正确;
C、由于在测量小灯泡消耗的实际电能,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
D、由于在测量小灯泡消耗的实际热量,需要用到时间,故在这里没有涉及到时间,故该选项错误;
故选B.
【分析】(1)电阻的大小受温度的影响,在不同温度下,导体的电阻的大小是不同的;
(2)知道用电器的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出实际功率;
(3)据公式Q=I2Rt和W=UIt可知,若想计算出小灯泡消耗的电能和产生的热量必须要知道通电时间.
11.【答案】;3;10;灯泡的实际功率
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】在“探究小灯泡亮度和电功率的关系”实验中,滑动变阻器应按“一下一上”连入电路中,改正后的电路如下图所示:
灯在额定电压3.8V时正常发光,电源电压要大于3.8V,一节干电池的电压为1.5V,如果该实验电源用干电池,至少需要3节干电池;实验过程中,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表的分度值为0.02A,电流为0.38A,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻为
灯的实际功率越大(小),灯越亮(暗),可以得出灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
【分析】探究灯泡的亮度和电功率关系时,滑动变阻器和灯泡串联,要一上一下;进行实验时,电源电压要高于灯泡的额定电压;根据电流表的量程和指针位置,测量电流;利用电压和电流的比值计算电阻;灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定。
12.【答案】断开;C;电压表的示数;不能
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】为了电路安全,连接时开关要断开;在“测定小灯泡的电功率”实验中,滑动变阻器的主要作用是使小灯两端电压为额定电压;
在“测定小灯泡的电功率”实验中,应使灯泡两端的电压达到额定电压,所以在移动滑片的过程中,眼睛应该注意观察电压表的示数 .
如图可知,一节电池的电压为1.5 V,小于额定电压,所以不能达到目的 .
故答案为:断开;C;电压表的示数;不能 .
【分析】为了电路安全,连接电路时,开关要断开;滑动变阻器的在实验中的主要作用是改变用电器两端的电压;在“测定小灯泡的电功率”实验中,眼睛应该注意观察电压表的示数,达到所需的电压时停止移动滑片;实验中,电源电压应高于或等于用电器的额定电压 .
13.【答案】电功;秒表;P=
【知识点】电能表参数的理解;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:电能表是用来测量消耗电能的多少,即测量电功的仪表;借助电能表测量家庭中电吹风的额定功率,需要用电能表铝盘转动的圈数计算消耗的电能,用秒表测量时间,根据 求出功率.
故答案为:电功,秒表, .
【分析】电能表是用来测量消耗电能的仪表;由P=知需要测出电吹风的工作消耗的电功,还要再测出电吹风的工作时间才能测出电功率,测量时间的仪器有:秒表、手机、手表等计时器。
14.【答案】4.5;0.5;灯泡短路
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)由图2可知,电流表量程是0~0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是0.14A;
由图(b)可知电压表量程是0~3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是1.7V;
闭合开关时,滑动变阻器接入电路的阻值R滑=20Ω,
电源电压U=UL+U滑=UV+IR滑=1.7V+0.14A×20Ω=4.5V;
当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时,滑动变阻器两端的电压U滑′=U﹣UL额=4.5V﹣2.5V=2V,
此时电路电流I′==0.2A,灯泡正常发光时的功率P=UL额I′=2.5V×0.2A=0.5W;
故答案为:4.5;0.5.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表的示数为零,电路中只存在一处故障,则故障是灯泡短路.
故答案为:灯泡短路.
【分析】(1)实验步骤正确,闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器的最大阻值,由图2读出电表示数,由公式U=IR及串联电路特点求出电源电压;由串联电路特点求出电压表示数为2.5V时滑动变阻器两端电压,然后由欧姆定律求出电路电流,最后由电功率公式P=UI求出灯泡正常发光时的电功率.
(2)电路故障有两种:断路或短路;灯泡不亮,可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外电路断路造成的;电流表有示数,说明电路不存在断路;电压表没有示数,可能是电压表并联电路之外电路存在断路或与电压表并联的灯泡短路造成的;综合分析可知,电路故障原因是:灯泡短路.
15.【答案】灯不亮,电压表示数超量程,电流表无示数;B;2.2;A;2.5;8.3;错误
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)①如图,电压表的电阻很大,电压表串联在电路中,其他用电器相当于导线,所以电压表有示数,接近电源电压,所以指针偏转较大.
②电压表电阻很大,电压不变,电路中电流很小,电流表的指针几乎不偏转.电流很小灯泡不亮.
③从电源正极出发,依次接入开关、电流表、滑动变阻器、电灯到电源的负极.所以电灯和电流表之间的导线是错误的,去掉.然后把电压表并联在电灯两端.
④滑动变阻器下面的接线柱接的左端,滑片离左端越远,接入电路的电阻越大,电流越小,对电路起到保护作用.
故答案为:电灯不亮,电流表指针几乎不动,电压表指针有较大偏转;(如图);B.
(2)图甲中,电压表选择的是0~3V量程,分度值为0.1V,因此读数为2.2V;若想测量小灯泡的额定功率,必须小灯泡两端的电压达到额定电压2.5V,因此必须向A端移动滑片;由乙图可见,小灯泡正常发光时,电流表示数为0.3A,因此小灯泡正常发光时的电阻约为:R==8.3Ω.
故答案为:2.2;A;2.5;8.3.
(3)灯泡电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值一栏是错误的.
故答案为:错误.
【分析】(1)电压表的正确使用:电压表要并联在电路中,不要超过使用的量程,正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极;滑动变阻器有四个接线柱,选择上面一个下面一个接入电路,滑片离接入的下面接线柱越远,接入电路的电阻越大.
(2)电压表和电流表读数时,要看清量程和分度值,然后根据指针的位置读数;小灯泡只有在额定电压下才会正常发光,根据R=就可以算出小灯泡的电阻值.
(3)灯泡两端电压增大,电流增大,功率增大,设计功率的平均值是错误的.
16.【答案】0;4.5;20;0.5
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:灯泡闪亮一下熄灭,灯丝被烧断,电路断路,电路电流为零;
由题意知,更换电压表量程,电压表量程是15V,最小分度值是0.5A,电压表示数是4.5V,
灯泡断路后电压表测量电源电压,所以电源电压U=4.5V.
闭合电路时,滑动变阻器阻值全部接入电路,由串联电路特点知:
滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣U灯=4.5V﹣1.3V=3.2V,滑动变阻器阻值R滑==20Ω.
滑片移动到中点位置时,滑动变阻器接入电路的电阻R'滑==10Ω,
此时灯泡正常发光,电压等于额定电压2.5V,由串联电路特点知,
此时滑动变阻器的电压U'滑=U﹣U灯=4.5V﹣2.5V=2V,此时电路电流I==0.2A,
灯泡的额定功率P=U灯I=2.5V×0.2A=0.5W.
故答案为:0;4.5;20;0.5.
【分析】1、灯泡闪亮一下熄灭,灯丝被烧断,电路断路,电路电流为零;灯泡额定电压是2.5V,
电压表量程是3V,灯泡断路后电压表接在电源两端,电压表测电源电压,
由a图知此时电压表示数超过量程3V,电源电压大于3V,电压表应换用15V量程.
2、确定电压表量程、最小分度值,由图可读出电压表的示数,即可测出电源电压;
3、根据串联电路特点求出滑动变阻器的电压,由欧姆定律求出滑动变阻器的阻值;
4、当滑片在中点位置时,灯正常发光,求出此时滑动变阻器接入电路的电阻,
根据串联电路特点求出此时滑动变阻器两端的电压,由欧姆定律求出电路电流,
由欧姆定律求出灯泡的额定功率.
17.【答案】开路;0.76;C ;B;0.7
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)灯泡不亮,灯泡有两种:短路、断路.灯泡短路,同时电压表也会短路,灯泡不亮,电压表无示数.灯泡断路或开路,灯泡不亮,电压表会串联在电路中,电压表测量电源电压,电压表有示数.
故答案为:开路.
(2)由图乙,电流表接入的量程是0~0.6A,分度值为0.02A,指针正好指在0.2A上,所以电路的电流是:I=0.2A;
灯泡正常发光,额定电压是:U=3.8V;
灯泡的额定功率是:P=UI=3.8V×0.2A=0.76W.
故答案是:0.76.
(3)U滑动变阻器=U电源﹣U额定=4.5V﹣3.8V=0.7V;
电压表的0~15V量程已损坏,所以将电压表0~3V量程接在滑动变阻器两端,调节滑动变阻器,使电压表示数为0.7V,即可测出小灯泡的额定功率.
故答案为:C;B;0.7.
【分析】(1)灯泡不亮有两种情况:一种是短路,一种是断路,如图,电压表并联在灯泡的两端,如果灯泡短路,不但灯泡被短路,同时电压表也被短路, 灯泡不亮,电压表也会无示数;如果灯泡开路,电压表会直接串联在电路中,其它元件只起导线作用,电压表测量电源电压,灯泡不亮,电压表有示数,并且等于电 源电压.
(2)根据电流表所选量程,可知其分度值,再根据指针所指位置即可知电流大小,再利用P=UI即可求出灯泡的额定功率.
(3)电源两端的电压恒为4.5V,灯泡的额定电压是3.8V,测小灯泡的额定功率时,滑动变阻器两端的电压为电源电压和灯泡额定电压的差,即0.7V,电压表的0~15V量程损坏,所以可用电压表0~3V量程测滑动变阻器两端的电压.
18.【答案】调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第②步相同 ;电压表示数;再次改变电阻箱的阻值,重复以上步骤
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:
(1)电压表测电阻箱两端电压,电流表测电流,电阻箱与滑动变阻器串联,电路图如下:
(2)注意实验中,因电阻阻值的变化,电路中的电流会改变,为控制电流一定,应通过移动滑动变阻器的滑片,使电路中的电流保持为原来的值不变;
探究步骤:
①连接电路,注意开关应断开,变阻器滑片P应放在阻值最大处;
②将电阻箱调到某一适当阻值,闭合开关,调节变阻器滑片P,读出电阻箱阻值R、电压表示数U、电流表的示数I,并记录在表格中;
③改变电阻箱为另一适当阻值,调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第②步相同,读出电压表示数,并记录在表格中;
④再次改变电阻箱的阻值,重复以上步骤;
⑤利用公式P=UI计算电功率,并记录在表格中.
故答案为:(1)电路图见上;(2)③调节滑动变阻器阻值,使电流表示数与第②步相同;电压表示数;④再次改变电阻箱的阻值,重复以上步骤.
【分析】(1)电功率、电阻、电流的关系为P=I2R,研究电功率与电阻的关系时,控制电流一定;
(2)探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,所以实验中需调节滑动变阻器使电路中电流保持不变;为了能使结论具有普遍性应多次实验.由此完成实验步骤的设计.
19.【答案】U﹣IR0;UI﹣I2R0;电路总功率P总与电流I成正比;;当电流增大时,滑动变阻器的功率先增大后减小
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)由电路图可知,R1与R2串联,则电流相等,若已知电源电压恒为U,定值电阻R1的阻值为R0,某时刻电路中的电流为I,则滑动变阻器R2两端的电压U2=U﹣IR0;
滑动变阻器R2的电功率P2=U2I=UI﹣I2R0;
(2)根据表格中电路中功率P总与对应的电流I,描点画出图象如图2所示:
根据表格中滑动变阻器R2的电功率P2、与对应电流,描点画出图象如图3所示:
(3)
根据图2曲线可得出结论:电路总功率P总与电流I成正比;
根据图3曲线可得结论:当电流增大时,滑动变阻器的功率先增大后减小.
故答案为:(1)U﹣IR0;UI﹣I2R0;
(2)如图所示;
(3)电路总功率P总与电流I成正比;
当电流增大时,滑动变阻器的功率先增大后减小.
【分析】(1)利用串联电路特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端电压;结合P=UI求出电功率;
(2)利用表格中数据描点画出图象;
(3)利用图象特点,分析得出结论.
20.【答案】断开;;0.5;变大;灯丝的电阻随温度升高而增大
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】解:(1)连接电路时,开关应断开;
(2)由图知,电压表测得的是灯泡和滑动变阻器两端的总电压,电压表应与小灯泡并联,电路如图所示:
;
(3)由图象知,当电压为2.5V时,电流为0.2A,所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由图象分析得,电压增大的速度大于电流增大的速度,所以灯丝的电阻在增大;
是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大.
故答案为:(1)断开;(2)见上图;(3)0.5;(4)变大;灯丝的电阻随温度升高而增大.
【分析】(1)在连接电路时,防止电路中电流过大,开关应断开;
(2)在检查电路时,可先检查串联电路,后检查电压表的连接;
(3)确定出电压为2.5V时的电流值,根据公式P=UI计算出灯泡的额定功率;
(4)分析图象中图线的变化,通过电流和电压的变化程度判断.
21.【答案】解:
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【分析】测功率要用伏安法,电压表应并联在灯泡两端。
22.【答案】(1)右
(2)在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比
(3)变阻器的最大电阻太小;5
(4)A;B;0.625
(5)A
【知识点】探究电流与电压、电阻的关系实验;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据串联分压原理可知,用R2直接替换R1,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数为2V。
(2)由图乙可知,电压表的示数为U=IR=0.4A×5Ω=2V
保持不变,在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(3)根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压U滑=4.5V-2V=2.5V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍
根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为R滑=1.25×20Ω=25Ω>20Ω
故使用R4进行实验时,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使R4两端的电压为2V.原因是变阻器的最大电阻太小;根据电阻的串联,在不更换现有器材的情况下,需要串联定值电阻的大小R串联=25Ω-20Ω=5Ω
才能刚好满足实验要求。
(4)②闭合开关S,S2,断开S1,保持移动滑动变阻器A的滑片不动,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表示数为2.5V。
③保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,此时电压表示数为1V。则滑动变阻器A的电压为UA=6V-1V=5V
通过滑动变阻器A的电流为(即串联电路中的电流)
由欧姆定律可得,滑动变阻器B的电阻为
根据②可知,当灯泡和滑动变阻器B的电压都为2.5V时,灯泡的电阻与滑动变阻器B的电阻相同,为10Ω;则灯泡的额定功率为
(5)A.由电路图可知,当开关S1和S2都闭合时,变阻箱被短路,电压表测量电源电压U;只闭合开关S1时,电压表测量Rx两端电压Ux,根据串联电路特点可知电阻箱两端电压U0= U - U x
根据串联电路的电流特点和欧姆定律可得
A符合题意;
B.由电路图可知,被测电阻和滑动变阻器串联,电压表测量未知电阻两端电压,电流表测量通过电路的电流,当滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流约为I=
电流表的示数无法准确读数,所以无法测出Rx的阻值,B不符合题意;
C.由电路图可知,闭合S和S1时,电路为Rx的简单电路,电流表测通过Rx电流,此时电流表的示数约为I=
示数太小,无法准确读数,所以无法测出Rx的阻值,C不符合题意;
D.由电路图可知,电压表可以测量被测电阻两端电压,但无法得到通过被测电阻的电流,故此方案无法达到目的,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】(1)根据控制变量法,研究电流与电阻的关系时,需控制定值电阻的电压相同,当换上大电阻时,根据分压原理确定电压表示数的变化,由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向。
(2)根据电流与电阻之积为一定值分析。
(3)探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻;根据电阻的串联得出需要串联多大的定值电阻,才能刚好满足实验要求。
(4)测量电阻的原理:R=,根据测电阻的原理可知,要测量未知电阻的阻值,需要测量测未知电阻两端电压和通过的电流,然后结合电表的量程和分度值分析判断。
(5)测量小灯泡电功率,因已知小灯泡的额定电压为2.5V,根据P=,故关键是求出灯正常发光时灯电阻。根据等效替代法可求灯正常发光的电阻。通过移动变阻器A的滑片,先使灯正常发光,保持滑动变阻器A的滑片位置不变,移动滑动变阻器B的滑片,使电压表示数为2.5V;保持滑动变阻器B的滑片不动,移动滑动变阻器A的滑片至阻值最大处,测出电压表示数,根据串联电路的分压作用和电源电压,根据欧姆定律算出电流从而得出B变阻器连入电路中的电阻大小,即灯正常发光时的电阻,根据P=算出额定功率。
23.【答案】(1)“50;0.5A”
(2)
(3)灯泡断路
(4)0.75
(5)灯丝的电阻与温度有关;小于
(6)4~25;1︰1;3︰1
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据串联电路电压电流的规律及欧姆定律可得
即滑动变阻器接入的最小电阻为
故应选规格为“50;0.5A”的滑动变阻器才能完成实验。
(2)根据题意,滑动变阻器应与灯泡串联,电压表测灯泡两端电压,改正后的电路图如下
(3)电流表无示数,表明电路可能存在断路,电压表有示数且等于电源电压,表明电压表两接线柱与电源两极是接通的,故障可能是灯泡断路。
(4)电流表的示数如图丙所示,电流表接入的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,所以额定电流为0.3A,则小灯泡额定功率是
(5)导体的电阻与温度有关,当灯丝的实际功率变小,温度降低时,电阻也随之变小,故该实验同时还发现小灯泡的电阻是变化的,其原因是灯丝的电阻与温度有关。
当调节滑动变阻器使得电流表示数为0.15A时,实际电流与定额电流的一半,即
则实际功率为
而,即
由于实际电流小于额定电流,实际功率小于额定功率,灯丝温度降低,则,所以灯泡的实际电功率
(6)如图丁所示,电压表接入量程为0~3V,分度值为0.1V,即定值电阻两端电压为2V,则滑动变阻器两端电压为
当滑动变阻器接入的最大电阻时
即允许换入定值电阻最大值为
由于滑动变阻器允许的最大电流为0.5A,故定值电阻最小值为
故为了能够完成实验,更换的定值电阻的阻值范围是4~25Ω。
实验要保持定值电阻两端电压一定,根据串联电路分压的规律,当电源电压一定时,滑动变阻器两端的电压也一定,所以当实验中某两次接入的定值电阻之比为1︰3,滑动变阻器两端的电压之比是1︰1。
实验中某两次接入的定值电阻之比为1︰3,根据串联电路分压的规律,由于两端电压保持不变,则
滑动变阻器两次功率之比为
【分析】(1)由欧姆定律求出灯的额定电流约为多少,灯正常发光时时,由串联电路的规律和欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻为确定变阻器选用的规格。
(2)原电路中,电压表串联在电路中,灯与变阻器并联是错误的,电压表与灯并联,变阻器与灯串联。
(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了。
(4)根据电流表选用的量程确定分度值读数,根据P=UI求灯的额定功率。
(5)小灯泡电阻随温度的升高(降低)而变大(减小);如果灯泡电阻不随温度变化而变化,电流等于额定电流一半时,根据P=I2R,灯泡实际功率等于额定功率的四分之一,实际上灯泡温度越低,灯泡电阻越小,通过灯泡电流为其额定电流一半时,灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻,则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一。
(6)研究电流与电阻关系时,要控制电阻的电压不变,根据串联电路电压的规律求出变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当变阻器的最大电阻接入电路中时所对应的定值电阻的最大值;由已知条件确定电路中的最大电流,由欧姆定律求出电路的最小电阻,根据电阻的串联规律求出更换的定值电阻的最小值值;探究电流跟电阻的关系时,应控制电阻两端的电压不变;根据电阻两端的电压判定滑动变阻器两端的电压的大小;根据电压一定时,电流与电阻成反比,比较电流大小关系,从而根据P=UI判定功率关系。
24.【答案】(1)保温
(2)从乙中图像看,电饭煲的加热功率为880W,保温功率为220W。开关接1时,有P加=P1
即P1=880W
即
代入数据
可得R1=55Ω
开关接2时,有
代入数据
可得R2=165Ω
答:R2的阻值是165Ω;
(3)电路消耗的电能等于电流做的功,则电饭煲消耗的电能
答:电路共消耗的电能为0.209kW h。
【知识点】电功的计算;电功率的计算
【解析】【解答】(1)开前接1时,只有R1工作;开关接2时,R1与R2串联在电路中工作。在电源电压不变的情况下,串联时电路总电阻大,电路中的电流小,功率小。故开关接2时,电路处于保温状态。
答:(1)开关接2时,电路处于保温状态;
【分析】(1)在串联电路中,电阻越大,电功率越小;
(2)根据电功率和电压可以计算电阻大小,结合串联电路电阻规律,计算部分电阻;
(3)根据电功率和时间的乘积,计算消耗的电能。
25.【答案】(1)解:根据并联电路电流的特点可知I1=I-I2=0.6A-0.2 A=0.4A
答:通过R1的电流为0.4A;
(2)解:由U=IR可知,R1两端的电压U1=I1R1=0.4A×10Ω=4V
根据并联电路中电压规律可知,电源电压U=U1=4V
由P=UI可知,电路中消耗的总电功率P=UI=4V×0.6A=2.4W
答:电路消耗的总功率为2.4W。
【知识点】并联电路的电流规律;欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)利用并联电路电流规律,计算支路电流;
(2)利用电流和电阻的乘积,计算电压;根据电压和电流的乘积,计算电功率。
26.【答案】(1)解:由图可知,只闭合S、S1时,L与R1串联,小灯泡正常发光;因串联电路处处电流相等,所以由P=UI可得,电路中电流
因串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和,所以R1两端电压U1=U-UL=12V-6V=6V由 可得,R1的阻值
答:定值电阻R1的阻值为10Ω;
(2)解:由图可知,当所有开关都闭合时,R1和R2并联,电流表测干路电流,且滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,通过R1的电流
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R2的电流I2=I-I1=1.8A-1.2A=0.6A
则R2的最大阻值
答:滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω;
(3)解:R1电路中的最小电流
所以灯泡消耗的最小功率P=I最小2RL=(0.4A)2×10Ω=1.6W
答:小灯泡通电时消耗的最小电功率是1.6W。
【知识点】欧姆定律及其应用;电功率的计算
【解析】【分析】(1)利用电功率和电压的比值, 计算电流;根据电压和电流的比值, 计算电阻;
(2)利用电压和电阻的比值, 计算电流;利用电压和电流的比值, 计算电阻大小;
(3)利用电压和电流的比值, 计算电阻;利用总电压和总电阻计算电流。
27.【答案】解:屏幕调得越亮,实际功率越大(或电流越大,功率越大),相同时间内,消耗电能越多
【知识点】电功率与电能、时间的关系
【解析】【解答】屏幕的亮度决定于灯的实际功率,实际功率越大,灯泡就越亮,此时消耗电能越多;反过来说,屏幕调的越亮,实际功率越大,相同时间内,消耗的电能越多。
【分析】求解电流做功,利用公式W=Pt求解即可,P是用电器的功率, t是用电器工作的时间,工作相同的时间,功率越大,消耗的电能越多。
28.【答案】解:灯丝搭接后长度变短,电阻变小,根据P= ,在电压一定时,灯泡的实际功率变大,所以灯泡变亮。搭接处电阻变大,根据焦耳定律,在电流和通电时间一定时,搭接处产生的热量较多,所以容易再次烧断。
【知识点】电功率的计算
【解析】【分析】根据P= 分析其功率变化,而灯的亮度取决于灯的实际功率,进而得出亮度变化;重新搭接的灯泡使用时,电流一定,搭接处电阻较大,再根据P=I2R比较和其它地方的功率关系,据Q=W=Pt可知同样时间产生的热量关系,从而得出答案。
29.【答案】解:(1)灯丝粗而且短的白炽灯泡的额定功率大;(2)将两灯并联起来接入电路中,发光强的(亮的)额定功率大;(3)将两灯串联起来接入电路中,发光弱的(暗的)额定功率大
【知识点】电功率
【解析】【解答】(1)灯丝粗而且短的白炽灯泡的额定功率大;(2)将两灯并联起来接入电路中,发光强的(亮的)额定功率大;(3)将两灯串联起来接入电路中,发光弱的(暗的)额定功率大.
【分析】功率的大小可以直接通过发光的程度来判断,功率越大,灯泡越亮,也可以通过功率公式P=U2/R、P=UI来比较。
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