【精品解析】人教版物理九年级上第十八章第三节细化知识点同步练习——测量小灯泡的电功率连线(2)

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名称 【精品解析】人教版物理九年级上第十八章第三节细化知识点同步练习——测量小灯泡的电功率连线(2)
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科目 物理
更新时间 2022-10-18 16:54:40

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人教版物理九年级上第十八章第三节细化知识点同步练习——测量小灯泡的电功率连线(2)
一、实验探究题
1.(2022九下·开州月考)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中,所用电源电压为6 V,灯泡的额定电压U0="3.8" V,额定功率在1~1.5 W的范围内.
按图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整.
(1)小杜同学在实验过程中,将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动,小灯泡的实际功率将   (选填“变大”、“变小”或“不变”);同时观察到小灯泡的亮度将变   (选填“亮”或“暗”).
(2)另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示,此时电流表的示数是   A,电压表的示数是   V;经分析造成这种现象的原因是   .
(3)小张同学重新调整电路连接后,继续探究小灯泡在额定功率时的亮度,但发现无法准确读出额定电压,他用(3)小问中所测数据先算出灯泡的电阻RL,再根据P0=计算灯泡的额定功率.按此方法算出灯的额定功率比真实值偏   (选填“大”或“小”),原因是   .
【答案】(1)变大;亮
(2)0.2;10;电压表选错量程
(3)大;灯丝电阻随温度升高会增大
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据电路图,电压表并联在小灯泡两端,开关连接滑动变阻器上接线柱,答案如图.
(2)滑片P向B端移动,电阻变小,电流变大,小灯泡实际功率变大,小灯泡的亮度将变亮.
(3)电流表所用量程为0~0.6A,电流表示数为0.2A,因为小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表所用量程为0~15V,此时电压表的读数为10V,大于电源电压,造成这一现象的原因是电压表选错量程.
(4)因为灯丝电阻随温度升高会增大,在(3)中测得的电阻比小灯泡正常发光电阻小,所以按此方法算出灯的额定功率比真实值偏大.
【分析】(1)电流表、滑动变阻器与灯泡串联,电压表与灯泡并联,根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,滑动变阻器要接一上一下。
(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步判断灯泡亮暗的变化。
(3)根据电流表所选量程可读数,根据电压表指针位置读数,然后与电源电压比较即可知造成这种现象的原因。
(4)灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,根据P=
分析与真实值的差异。
2.(2020九上·怀安期末)如图所示,甲图是小明同学“测小灯泡的功率”实验的电路图,乙图是连接不完整的实物图,其中电源是两节干电池,灯泡的额定电压为2.5V,额定功率约为1W。
(1)对照电路图,用笔画线代替导线。把乙图所示电路中未连接部分连接好;
(2)当闭合开关后,发现小灯泡不发光。电流表的示数为零,电压表示数为3V,产生此故障的原因可能是下列情况中的   和   ;若连接好电路后闭合开关,发现无论如何移动变阻器的滑片,电压表、电流表均有示数,但都不改变,原因可能是   ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡的灯丝断了 C.小灯泡与灯座接触不良 D.电压表的正负接线柱接反 E.滑动变阻器接线不正确
(3)故障排除后正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为   V时,小灯泡正常发光。此时其电流的大小如图丙所示,其大小为   A,小灯泡的额定功率为   W。
【答案】(1)
(2)B;C;E
(3)2.5;0.32;0.8
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)通过灯泡的电流 =0.4A
电流表选择0-0.6A的量程,电流表串联在电路中,图甲中滑动变阻器的滑片向右移动,电阻变大,所以连接变阻器的A接线柱,如图所示:
;(2)小灯泡不发光,电流表的示数为零,说明电路故障为断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障可能是灯丝断了或灯泡与灯座接触不良。A.小灯泡短路时,移动滑片的位置,电流表示数发生改变,不符合题意;
B.小灯泡的灯丝断了,移动滑片的位置,电流表始终为零,电压表示数始终为电源电压,不符合题意;
C.小灯泡与灯座接触不良,移动滑片的位置,电流表始终为零,电压表示数始终为电源电压,不符合题意;
D.电压表的正负接线柱接反时,移动滑片,电流表示数发生改变,电压表指针反偏,并且反偏的角度发生改变,甚至打弯指针,不符合题意;
E.当滑动变阻器将上面两个接线柱接入电路时,电流表、电压表的示数均不变;因此故障可能时滑动变阻器接线错误,符合题意;
故答案为:E。(3)要使灯泡正常发光,必须调节滑动变阻器滑片,使灯泡两端电压达到2.5V;由图知,电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为I=0.3A;灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱即可;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)当灯泡两端电压为额定电压时,功率为额定功率,结合电流与功率公式P=UI求解即可。
3.(2020九下·番禺月考)小明在测定标有3.8V字样小灯泡的额定功率的实验中,连接了如图所示的不完整实验电路。电源电压值恒为6V,请回答以下问题:
(1)把图中的器材连接成实验电路,要求滑动变阻器滑片P 滑到A处时接入电路的电阻最大;
(2)检查电路如果连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电流表有明显的示数,电压表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是   ;
(3)正确连接电路后,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数变为   V,小灯泡正常发光。此时电流表的读数如图所示,电流表的示数为   A;小灯泡的额定功率为   W;灯泡正常发光时的电阻是   Ω;
(4)若电压表0~15V的量程已坏,而0~3V的量程正常。在忽略导线电阻的情况下,可通过改变接法,临时应急的方式测定小灯泡额定功率。请画出实验电路图(原理可行即可)。
【答案】(1)
(2)灯泡短路
(3)3.8;0.4;1.52;9.5
(4)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)要求滑动变阻器滑片P 滑到A处时接入电路的电阻最大,那么应该把变阻器的B端接入电路,电流从电源正极流出,流过开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器,最后回负极,电压表并联在小灯泡两端,由于小灯泡的额定电压是3.8V,所以电压表的量程选择0~15V;实物图连接如下图所示。
(2)假设灯泡短路,闭合开关后,灯泡不亮,这时电路中有电流流过,电流表有示数,但是电压表并接在灯泡两端,它没有示数,这些情况与题意相符合,所以可能是灯泡短路。
(3)小灯泡正常发光,这时电压表示数是3.8V。从电流表的图中可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,它的读数是0.4A。由此可知小灯泡的额定功率是
小灯泡的额定功率是 。灯泡正常发光时的电阻是
灯泡正常发光时的电阻是 。
(4)测定小灯泡额定功率,这时小灯泡两端电压是额定电压3.8V,而滑动变阻器两端的电压是2.2V,可以把电压表并接在滑动变阻器两端,移动变阻器滑片,使变阻器两端的电压是2.2V,这时灯泡正常发光,读出电流表示数,即可测定小灯泡额定功率;实验电路图如下图所示。
【分析】(1)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数,利用欧姆定律求解电阻,结合功率公式P=UI求解功率;
(4)电压表并联在滑动变阻器两端,利用并联电压规律求解灯泡电压即可。
4.(2019九上·莘县月考)某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω1A,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整。
(2)本实验测量电功率的原理是    。
(3)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是 (选填“A、“B”、“C”或“D”)
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(4)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为   A,小灯泡的额定功率为   W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向   (选填“左”或“右”)端滑动。
(6)测量小灯泡的电功率   (选填“需要“或“不需要")多次测量求平均值,原因是   。
【答案】(1)接滑动变阻器的C或D均可
(2)P=UI
(3)B
(4)0.2;0.76
(5)右
(6)不需要;灯在不同电压下的功率不同
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联电压表选择0-15V,滑动变阻器连接时一上一下,如图 ;
(2)测量电功率是实验原理是P=UI;
(3)连接电路后,电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的灯泡断路,B符合题意;
(4)根据电流表的量程和指针位置,电流为0.2A,灯泡电功率为P=UI=0.2A×3.8V=0.76W;
(5)若测量电压超过灯泡额定电压,则滑动变阻器电阻减小,滑片靠近下面接线柱;
(6)测量灯泡的额定功率时,不用求平均值,因为灯泡在不同电压下有不同的电功率。
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器和灯泡串联;
(2)测量电功率的实验,实验原理是P=UI;
(3)当电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据电流表量程和指针位置读数;
(5)若增大灯泡电压,则减小滑动变阻器的电压;
(6)测量额定功率时,不同电压有不同电功率,额定功率不求平均值。
5.(2021九上·会宁期末)如图甲所示,是莉莉同学“测量小灯泡的电功率”的电路图,图乙是实物连接图,其中电源电压是4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)图乙已连接部分电路,请用笔画线代替导线按照电路图将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大.
(2)莉莉同学连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是____.
A.电流表断路 B.小灯泡短路
C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片到图示位置时,电压表的示数如图丙所示,其示数为   V;若他想测量小灯泡的额定功率应将图乙中的滑片向   (填“C”或“D”)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(4)莉莉同学多次移动滑动变阻器的滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图所示的图像.根据图像信息,可算出小灯泡的额定功率是   W.通过图像还可以发现灯丝的电阻是变化的,这一现象表明:   .
【答案】(1)
(2)C
(3)2.20(或2.2);C
(4)0.5;灯丝的电阻与温度的变化有关(或灯丝的电阻随温度的升高而增大)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)图中的变阻器要求滑片向右滑动时,变阻器接入电路的阻值变大,故变阻器要接A点,让它与电流表的“-”接线柱接好就可以了;
(2)由于电路的故障是电压表有示数,电流表无示数,灯泡不亮,故可判断是小灯泡处发生了断路,电流通过电压表与变阻器,而电压表的电阻很大,故它分得的电压也很大,所以电压表有示数,且接近电源电压,电流表的电流很小,指针及乎不动,故可以认为是没有示数;
(3)通过读图丙的示数,得2.2V,由于灯泡的额定电压为2.5V,故灯泡并没有正常发光,应该调节滑片,使灯泡的电压增大,所以应让变阻器的电阻减小才行,故滑片P应向C端移动;
(4)通过图可以找出电压为2.5V时的电流是0.2A,故小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
再通过图看出电压和电流的变化不是一条直线,而是一条曲线,即灯丝的电阻与温度的变化有关,随着电压的增大,灯丝的温度升高,其电阻对应变大.
【分析】(1)根据使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,确定变阻器的连接。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,实验中,灯不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源的两极连通,则与电压表并联的灯之外的电路是连通的,说明与电压表并联的灯断路了。
(3)由图丙所示电压表确定电压表量程与分度值,读出电压表示数,根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系确定滑动变阻器滑片的移动方向。
(4)据图象找出灯泡在额定电压下的电流,根据电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
6.(2020九上·南开期末)小黄小组同学测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,他设计的电路如图甲所示(电路未全部连接完)。
(1)请根据实验需要将图中实物电路连接完整,并在乙图虚线框内画出相应的电路图。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是______(填序号)
A.检查电路是否断路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)电路连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最   (填“左”或“右”)端.若电路连接正确,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数为0.28A,小灯泡的额定功率为   W。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,该电路还可以进行的实验有   (请写出一个即可)。
【答案】(1)
(2)C
(3)右;0.7
(4)探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)测小灯泡的电功率实验,要测量小灯泡的电压和电流,电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联。由(3)中电流表读数可知,电流表使用0~0.6A量程。如图:
(2)闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,说明小灯泡没有断路和短路,不发光的原因可能是滑动变阻器的阻值太大,导致电路中电流太小,小灯泡实际功率太小。所以接下来应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。
故答案为:C。
(3)为保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,图中滑动变阻器接左下接线柱,则应将滑片置于最右端。
当电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V时,电流表的示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(4)若将小灯泡换成定值电阻,可以改变定值电阻两端电压,观察通过其电流大小,可以探究电流与电压的关系;还可以测量定值电阻的阻值。
【分析】(1)由电路图可知,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,据此连接实物图。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,分析可能的原因,确定接下来首先应该的操作。
(3)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处;根据P=UI求出灯泡的额定功率。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器可以改变电阻两端的电压和通过的电流,据此分析解答。
7.(2020九上·江川期末)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的实验器材,连接的电路如图甲所示。
(1)电路中缺少两根导线,请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(要求:滑片向右滑动时,小灯泡变暗);
(2)连接电路时,开关应该   ,且将滑动变阻器的滑片置于最   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片,观察到电流表有示数,小灯泡不亮,且电压表无示数,其原因可能是   ;
(4)经检查电路连接正确后,小明连续进行了4次测量,并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里,其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示,此时的电流为   A,小灯泡的额定功率为   W;
次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 灯泡亮度
1 1.50 0.32 发光微弱
2 2.00 0.38 较暗
3 2.50
  正常发光
4 3.00 0.46 很亮
(5)从表格中的数据可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而   (选填“增大”或“减小”),灯丝电阻发生变化的本质是灯丝电阻随温度升高而增大。
【答案】(1)
(2)断开;右
(3)小灯泡短路(或电压表短路)
(4)0.42;1.05
(5)增大
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)伏安法测量小灯泡的电功率时,电压表和灯泡并联,由灯泡额定电压可知电压表应选用小量程,由滑片向右滑动时小灯泡变暗可知滑动变阻器滑片右滑阻值变大,如图所示:
(2)连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器阻值应调到最大阻值处(最右端),以保护电路安全。
(3)闭合开关,移动变阻器滑片,观察到电流表有示数,小灯泡不亮,且电压表无示数,其原因可能是小灯泡短路,所以电压表和灯泡并联也被短路而无示数。
(4)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值是0.02A,故此时的电流为0.42A;小灯泡的额定功率为
(5)由表格中的数据根据公式 计算可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而增大。
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器一上一下串联在电路中,滑片远离下面的接线柱时,电阻变大;
(2)连接电路时,开关应该断开;滑动变阻器阻值应调到最大阻值处;
(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)根据电流表选择的量程和指针位置,测量电流,利用电压和电流的乘积计算电功率;
(5)灯泡两端电压越大,温度升高,灯丝的电阻随温度升高而增大。
8.(2020九上·肥东期末)小明做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整;
(2)连接完电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,则连接电路时存在的不规范或不妥当是:①   ;②   ;
(3)小华闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮,且电压表有示数,电流表示数始终为零,造成这种故障的原因可能是   ;
(4)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为   W。
【答案】(1)
(2)没断开开关;滑动变阻器的滑片没置于阻值最大位置
(3)小灯泡断路
(4)0.75
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)在此实验中,滑动变阻器与灯泡串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,所以实物电路连接如下:
(2)连接好最后一根导线,灯泡立即发光是因为:连接电路时,没断开开关,且变阻器的滑片没放在阻值最大的位置,致使导线一接完,电路马上接通,且电路的电阻很小,电路中的电流很大,所以灯泡发出很亮的光。
(3)实验电路为串联电路,闭合开关后,灯泡不亮,且电流表无示数,说明电路中出现了断路,而电压表有示数,说明电压表与电源是接通的,所以电路中的故障是灯泡出现了断路。
(4)如图乙所示是灯泡正常发光时电流表的示数,且电流表所接量程为0~0.6A,对应分度值为0.02A,则电路中的电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联;
(2)连接电路时开关断开;滑片在阻值最大处;
(3)在串联电路中,电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据灯泡的电压和电流的乘积,计算电功率。
9.(2020九上·曲阳期末)小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整(要求滑片向左移动灯泡变亮);
(2)连接电路时,开关应处于   状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因是   ;
(4)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常工作时的电阻是   Ω;
(5)完成上述实验后,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤: ①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点   (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为U0=   V;②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到另一个触点,读出电压表的示数为U;③小灯泡额定功率的表达式为P额=   (用已知量和测量量的字母表示)。
【答案】(1)
(2)断开;右
(3)灯泡短路
(4)10
(5)2;3.8;
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)测灯泡电阻实验,变阻器应串联在电路中,由滑片向左移动灯泡变亮可知电路中的电流应变大,根据变阻器的使用应将变阻器A端连入电路,如下图所示:
(2)在连接电路,为了保护电路,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最大处,即最右端。
(3)灯泡不亮,可能是灯泡发生短路或电路存在断路造成的,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡电路出现短路,因此其故障原因是灯泡短路。
(4)电流表量程为0~0.6A,由乙图电流表可知,其分度值为0.02A,示数为0.38A,灯泡阻值为
(5)闭合开关S1、S2接2,调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V,灯正常发光,保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接1,此时电压表示数为电源电压,灯泡仍正常发光,根据串联电路规律,通过灯泡的电流为
灯泡额定功率
【分析】(1)测量灯泡电阻时,滑动变阻器一上一下串联在电路中,电压表和灯泡并联,正入负出;
(2)在连接电路,开关应断开;
(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)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;
(5)只利用电压表测量电功率时,电压表分别测量灯泡的电压和灯泡与电阻的总电压,利用串联电路电压规律,计算分压,结合定值电阻计算电流,利用电压和电流的乘积计算电功率。
10.(2021九上·香洲期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)请你用笔画线代替导线连接图甲中的实物图;
(2)连接电路时,开关要    ;
(3)实验时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向    (选填“左”或“右”)移动;
(4)多次移动滑片,记录数据,得到通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示。分析交流时,实验小组有以下的讨论:
①图中阴影部分的面积在数值上等于小灯泡此时的    ;
②根据图像,可知小灯泡的额定功率为    W;还可求出此时滑动变阻器的电功率为    W;
③在实验过程中,灯泡电阻会变化。如调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值减小ΔR1,观察到灯泡变亮,若小灯泡的阻值相应变化ΔR2,则ΔR1   ΔR2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)断开
(3)左
(4)实际功率;1.25;0.25;大于
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,测量小灯泡电功率,电压表测量小灯泡两端的电压,故电压表并联在小灯泡的两端,如图所示:
(2)连接电路时,为了保护电路,电路中的开关要断开,在确保电路连接无误时,才能开始实验。
(3)由图乙可知,此时电压表的量程为0~3V,0到1V之间有10小格,可得电压表的分度值为0.1V,故此时的电压示数为1.8V,小灯泡的额定电压为2.5V,总电压为
。此时应该增加小灯泡两端的电压,小灯泡和滑动变阻器串联在电路中,串联电路电流处处相等,由
可知,电压的分配与电阻成正比,故此时要减小滑动变阻器接入电路的阻值,由图可知,应将滑片向左移动。
(4)由图可知,图中阴影部分为矩形,长的示数为电流的大小
,宽的示数为电压的大小
,此时电压小于小灯泡的额定电压,故阴影部分的面积在数值上等于小灯泡此时的实际功率,即
由题意可知,小灯泡的额定电压为
,由图丙可知,此时对应的额定电流
,故小灯泡的额定功率为
小灯泡和滑动变阻器串联,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压为
电流和小灯泡的额定电流相等,即
此时滑动变阻器的功率为
在实验过程中,灯泡电阻会变化,随温度的升高而变大,当滑动变阻器接入电路中的阻值减小ΔR1,观察到小灯泡变亮了,说明通过小灯泡的电流增大了,由于该实验为串联电路,由
可知,电路中的总电阻变小了。滑动变阻器减小了ΔR1,而小灯泡增大了ΔR2,因为总电阻是减小的,故ΔR1大于ΔR2。
【分析】(1)电压表并联在小灯泡的两端,故应将小灯泡的左边接线柱与电压表的“-”接线柱相连。
(2)连接电路时,为保护电路,开关要断开。
(3)先确定电压表的分度值,再读出其示数,为使电压增加为2.5V,根据串联分压特点可知滑动变阻器接入电路电阻的变化,进一步确定滑片的移动方向。
(4)①图中横坐标表示电路电流,纵坐标表示灯泡两端的电压,根据P=UI可知得出答案。
②根据图象,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.5A,根据P=UI可得出小灯泡的额定功率;根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压,根据P=UI可知此时滑动变阻器的电功率。
③通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论。
11.(2021九上·成都期末)小明用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大;
(2)连接电路时,开关应该   ;
(3)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙所示位置,则接线柱   间(填接线柱的数字编号)出现了   (选填“短路”或“断路”);
(4)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U﹣I图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是   W,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的   (选填选项前字母);
A.“5Ω,2A” B.“15Ω,2A” C.“25Ω,2A” D.“30Ω,2A”
(5)在每次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的阻值变化了,则   ,(选填“>”、“<”或“=”),你的理由是:   。
【答案】(1)
(2)断开
(3)③⑥⑦;断路
(4)0.75;C
(5)>;当滑动变阻器接入的阻值减小时,电路中的电流在变大,由欧姆定律可知,此时总电阻变小,而滑动变阻器接入的电阻变小,灯泡的电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的阻值减小的量要大于小灯泡的阻值增加的量,故。
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑片置于最左端,要使滑动变阻器接入阻值最大,下面应接入右端的接线柱,如图所示
(2)为防止在连接电路时出错而损坏电路元件,故在电路连接时应断开开关。
(3)根据题意,如图电流表示数为0,表明电路可能存在断路,电压表示数为电源电压,表明电压表与电源之间是通路,断路部分为与电压表并联的部分电路,所以接线柱③⑥⑦之间发生了断路。
(4)由图甲可知,小灯泡的额定电压为2.5V,由图丙可知,当小灯泡的两端电压为时,,由电功率的计算公式可得小灯泡的额定功率为
当滑动变阻器处在最大阻值时,电路中电流最小,所以时,,则根据串联电路电压的规律可得,此时滑动变阻器两端电压为
根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大电阻为
所以选择的滑动变阻器为“25Ω,2A”,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
(5)根据题意,总电阻为
当滑动变阻器接入的阻值减小时,电路中的电流在变大,由欧姆定律可知,此时总电阻变小,而滑动变阻器接入的电阻变小,灯泡的电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的阻值减小的量要大于小灯泡的阻值增加的量,故。
【分析】(1)滑动变阻器接入电路中的长度最长,则电路中的阻值最大;
(2)连接电路时,开关要断开,防止因电流过大烧坏用电设备;
(3)电压显示满偏、电流为零,说明电路出现了断路。
(4)由灯泡的额定电压及丙图,判断灯泡的额定电流,然后由P=UI求出小灯泡的额定功率大小;由滑动变阻器接入电路中阻值最大时,电流最小,由丙图确定电路中最小电流,然后根据串联电路电压规律求出滑动变阻器的两端电压,最后由选项确定结果。
(5)滑动变阻器接入的阻值减小时,电路中的电流在变大,总电阻变小,而滑动变阻器接入的电阻变小,灯泡的电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的阻值减小的量要大于小灯泡的阻值增加的量。
12.(2021九上·南岸期末)小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则他连接电路时存在的错误是   。连接电路时,滑动变阻器滑片应滑到   端(选填“左”或“右”);
(3)排除电路故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.1V时,要使灯泡正常发光,滑片应向   适当移动(选填“左”或“右”);灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则此灯泡的额定功率为   W;
(4)实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏   ,这是由于所测的电流值偏   ;(选填“大”或“小”)
(5)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为   ;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx=   (用所测物理量和已知物理量符号表示)。
【答案】(1)
(2)开关未断开;左
(3)右;0.75
(4)大;大
(5)U额;
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器与小灯泡串联在电路中,需用电压表测小灯泡两端的电压,而小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择小量程。滑片向右移动时,灯泡变亮,则此过程变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,所以变阻器下端的接线柱接在右侧,电路连接如图所示:
(2)在连接完最后一根导线,灯泡立即发光,则在接线时没将开关断开。
连接电路时,变阻器的滑片应滑至阻值最大的位置,即图甲中变阻器的最左端,这样才能起到保持电路的作用。
(3)电压表示数为2.1V小于小灯泡正常工作的电压,那么应将滑片向右移动,让变阻器接入电路的阻值变小,分去的电压变小,而让小灯泡两端的电压变大到2.5V。
由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应分度值为0.02A,示数为0.3A,即小灯泡正常工作时通过的电流为0.3A,那么额定功率P=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
(4)若考虑通过电压表的电流,则电流表所测的是通过电压表和小灯泡的总电流,那么所测得的电流偏大,而电压值是准确的,据P=UI知,求得的额定功率偏大。
(5)由图丙知,闭合开关S、S1时,电路是串联连接,电压表测小灯泡两端的电压,此时应让滑片置于使小灯泡正常发光,即电压表示数为U额的位置。
再断开S1、闭合S2,滑片位置保持不变时,电路的连接不变,电压表测小灯泡和未知电阻Rx的总电压,那么待测电阻两端的电压Ux=U-U额
则待测电阻
【分析】(1)从电源的正极出发,依次连接开关、灯泡、滑动变阻器、电流表到电源的负极,要求滑片向右移动灯泡变亮说明电路中电阻变小,故滑动变阻器接入右半段,电压表并联在灯泡的两端,由于灯泡的额定电压是3.8V,故电压表选择0~15V量程。
(2)连接实物图时,开关处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,电流过大时损坏用电器。
(3)电流表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少。
知道灯泡的额定电流和额定电压,根据P=UI求出额定功率。
电压表和灯泡并联,考虑有电流通过电压表,电流表测量电压表和灯泡的总电流,故灯泡的额定定律测量值偏大,故灯泡的额定功率偏大。
(4)如图丙灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,使灯泡正常发光,则灯泡两端的电压等于额定电压,电压表测量灯泡两端的电压,滑动变阻器滑片位置不变,电路中电流不变,各用电器两端的电压不变,再测量灯泡和定值电阻两端的电压,根据串联电路电压特点求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值。
13.(2021九上·定远月考)了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,滑动变阻器标有“20Ω1A”。
(1)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(2)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是   。(选填数字编号)
①电流表断路②小灯泡短路③小灯泡灯丝断了④滑动变阻器短路
(3)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向   移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是   W。
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,他根据多组实验数据描绘出的I-U图象如图丙所示,主要原因是:灯丝电阻随温度而变化,若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1,则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系,你认为最有可能的是____。
A.U0=1.5U1 B.U0=2U1 C.U0=3U1 D.U0=4U1
【答案】(1)
(2)③
(3)右;0.65
(4)C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮,即滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路中电阻变下,由图可知,应该连接开关和滑动变阻器的B端接线柱,实物图连接如图所示

(2)闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电路处于断路状态,电压表测量小灯泡的电压,电压表指针明显偏转,可以判断造成这一现象的原因可能是小灯泡断路,即③小灯泡灯丝断了。
(3)从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,此时电压表的读数应该为2V,小于额定电压,所以应该移动滑片使小灯泡电压变大,应该减小滑动变阻器的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片向右移,直到小灯泡正常发光。
电流表选择的是0~0.6A的量程,由图可知,电流表的读数为0.26A,则小灯泡的额定功率
(4)灯泡电阻随温度的升高而增大,因为P0=4P1,所以U0> U1,则R0>R1,由 可知
综上可知

由于温度对电阻的影响不是特别大,由图像可知,U0=4U1不合适,所以最有可能的是U0=3U1。
故答案为:C。
【分析】(1)标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,根据串联电路电压的规律得出灯正常发光时变阻器的电压,由分压原理得出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,确定选用变阻器的规格。
(2)根据滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮确定变阻器右下接线柱连入电路中。
(3)从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,则对应的电压表现2V刻度处,灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
(4)根据欧姆定律结合灯的电阻随温度的升高而变大分析。
14.(2021九上·陆川期中)在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,同学们设计了如图甲所示的电路,其中电源由3节干电池组成,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应断开,并将滑片移至滑动变阻器的最    端(选填“左”或“右”)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,电路    (选填“有”或“没有”)故障。
(4)某次实验测量中,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑片向    (选填“左”或“右”)移动,直至小灯泡正常发光,测得电流表的示数I1为0.25A。
(5)断开开关,将一只定值电阻R替换电压表后,闭合开关,将滑片向    (选填“左”或“右”)移动,当小灯泡再次正常发光时,测得电流表的示数I2为0.4A,则电阻R的功率为    W。
【答案】(1)解:如图所示:
(2)右
(3)没有
(4)左
(5)左;0.375
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电流表和电压表采用“正进负出”的连接方式,因灯泡的额定电压为2.5V,为了测量准确,电压表的量程选择为0~3V,电阻约为10Ω,则通过小灯泡的额定电流约为0.25A,故电流表的量程选择为0~0.6A,电路连接如下图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,并将滑片移至滑动变阻器的最大电阻处,即最右端。
(3)闭合开关后,因小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,则电路没有故障,可能的原因是电路中电阻过大,电路中的电流太小,导致灯泡不亮。
(4)由图乙可知,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,故电压表示数为1.8V;小灯泡正常发光时,灯泡的电压为2.5V,要使电压表的示数增大,由串联电路电阻等比例分压可知,应减小电路中的总电阻,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,应将滑片向左移动。
(5)断开开关,将一只定值电阻R替换电压表后,定值电阻与灯泡并联,电路中干路电流增大,根据串联分压原理可知,灯泡两端的电压变小,当小灯泡再次正常发光时,应减小动变阻器接入电路的电阻,故应将滑片向左移动;
此时干路电流为I=0.4A,通过小灯泡的电流为额定电流I额=0.25A,则通过定值电阻的电流为I0=I-I额=0.4A﹣0.25A=0.15A
根据并联电路电压特点可知定值电阻两端的电压为2.5V,则电阻R的功率为P=UI0=2.5V×0.15A=0.375W
【分析】(1)电流表和电压表采用“正进负出”的连接方式,电流表要串联在电路中;电压表要并联在小灯泡两端,根据小灯泡的额定电压,选择合适的量程;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处;
(3)小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,可能的原因是电路中电阻过大,电路中的电流太小,导致灯泡不亮;
(4)由串联电路电阻等比例分压可知,应减小电路中的总电阻,即减小滑动变阻器接入电路的电阻;
(5)根据串联分压原理可知,灯泡两端的电压变小,当小灯泡再次正常发光时,应减小动变阻器接入电路的电阻;根据P=UI0求出电功率。
15.(2021九下·高州月考)小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率,实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。
(2)连接电路时,开关应   。
(3)排除故障后,在实验中,小明观察到电压表的示数如图2甲所示,此时小灯泡的电压是   V;为了测出小灯泡的额定功率,小明应向   调节滑动变阻器的滑片。
(4)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图2乙所示,则小灯泡的额定功率是   W。
【答案】(1)
(2)断开
(3)2.2;右
(4)0.75
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,由于灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应断开;
(3)由于电压选用小量程,分度值为0.1V,故示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V , 应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,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,直到电压表示数为额定电压;
(4)当电压表示数为2.5V时,由于电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流为0.3A,小灯泡的额定功率是: P=UI=2.5V×0.34=0.75W;
故答案为:(2)断开;(3)2.2,右;(4)0.75.
【分析】 (1)根据滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大确定变阻器右下接线柱连入电路中,根据灯的额定电压来确定电压表的量程,电压表与灯并联;
(2)连接电路时,为保护电路和安全起见,开关应断开;
(3)根据电压表选用的量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
(4)根据电流表选用的量程读出电流,然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率.
16.(2020九上·满城期末)小明在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲所示实物图的连接;
(2)正确操作后,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中。
在第1次实验中小灯泡不亮的原因是:   。
实验次数 电压U/V 电I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度
1 0.5 0.12 0.06 不亮
2 1.5 0.20 0.30 偏亮
3 2.5 ﹣﹣ ﹣﹣ 正常
4 2.8 0.32 0.90 更亮
(3)第3次实验时电流表的示数如图乙所示,分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为   W。实验得出的结论是:小灯泡的亮度与它的   有关;
(4)分析表中信息,你推测小明使用的滑动变阻器是______(选填正确答案前的字母);
A.100Ω,0.3A B.50Ω,0.4A C.30Ω,0.5A D.20Ω,1A
(5)你认为小明得出结论后,为了使实验更具有普遍性,还应该怎么做?   。
【答案】(1)
(2)实际功率太小
(3)0.75;实际功率
(4)B
(5)应换用其它额定功率的灯泡多次实验
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据小灯泡的额定电压知电压表选用小量程与灯并联,如图所示
(2)在第1次实验中小灯泡的实际功率P1=U1I1=0.5V×0.12A=0.06W
灯不亮的原因是:实际功率过小。
(3)第3次实验时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,可知小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
由表中数据,灯的实际功率越大,灯越亮,故实验得出的结论是:小灯泡的亮度与它的实际功率有关。
(4)由表中第(1)次数据根据串联电路的规律和欧姆定律,由 可得变阻器的电阻为
由于滑动变阻器A允许通过的电流太小,而滑动变阻器CD的阻值太小,所以使用的滑动变阻器是B;
故答案为:B。
(5)在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,为避免偶然性,得出普遍性的结论,应换用其它额定功率的灯泡多次实验。
【分析】(1)根据灯的额定电压确定电压表选用的量程,再与灯并联。
(2)为保护电路,闭合开关前应将滑片移动到阻值最大处B。
(3)在第1次实验中根据P=UI求灯的实际功率,分析小灯泡不亮的原因;根据电流表量程确定分度值读数,根据P=UI求灯的额定功率,小灯泡的亮度与它的实际功率有关。
(4)由表中第1次实验数据,根据串联电路电压的规律和欧姆定律求变阻器连入电路中的最大电阻,确定变阻器的规格。
17.(2020九上·陇县期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为 。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中小明未完成的实物电路连接完整;
(2)另外一个小组同学连接好电路,闭合开关,发现小灯泡发光微弱,电压表和电流表的指针偏转角度很小,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表和电流表的指针没动,若电路中只存在一处错误,则电路错误是   ;
(3)小明正确连电路后,闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,为   A,小灯泡的额定功率为   W;
(4)通过实验,小明总结了一个小结论:小灯泡的亮度是由   决定的。
【答案】(1)
(2)将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中
(3)0.3;0.75
(4)实际功率
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)小灯泡的额定电压为 ,正常发光时的电阻约为 ,由欧姆定律,灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与灯串联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下图所示:
;(2)另外一个小组同学连接好电路,闭合开关,发现小灯泡发光微弱,电压表和电流表的指针偏转角度很小,则电路为通路,电路中的电流过小,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表和电流表的指针没动,则变阻器没有了变阻的作用,电路故障的原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中。(3)小明正确连接电路后,闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为 ,电流为 。灯泡的额定功率为 (4)通过实验可知:小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大灯泡亮度越亮。
【分析】(1)串联灯泡电功率时,电流表和滑动变阻器与灯泡串联;根据电压和电阻的比值计算电流,选择电流表的量程;(2)滑动变阻器连接时要一上一下;(3)根据电流表选择的量程和指针位置测量电流,利用电压和电流的乘积计算电功率;(4)灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
18.(2020九上·玄武期末)小明和小华实验小组用图甲所示器材测量测量小灯泡的电功率,电源电压恒4.5V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,滑动变阻器R的规格为“20Ω
1A”
(1)图甲是该实验中没有连接完整的电路,请用笔线代替导线,在图甲中完成电路连接, 要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)连接好电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表示数变化明显,电压表无示数,经检查发现电路连接无误,则出现该状况的原因可能是小灯泡发生   ;
(3)排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关,移动滑片P,使小灯泡L发光,根据实验数据绘制出如图乙所示的图像,则小灯泡的额定功率为   W;
(4)小明将电压表换成一个规格相同的小灯泡,使这两个小灯泡并联在电路中,当干路中的电流表示数为0.2A时,两个小灯泡的实际总功率为   W;
(5)另一小组用相同器材实验时,发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①按图丙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为   V;
②S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额=   (用U额、U0、R0表示)
【答案】(1)
(2)短路
(3)0.6
(4)0.1
(5)2;
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大即滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变大则滑动变阻器的另一端应选用左侧下端。电压表应与小灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用0~3V量程。如图:
;(2)若小灯泡被断路则电压表被串联入电路,移动滑片电流表示数将始终接近于0,无明显变化;小灯泡短路则电流表、滑动变阻器串联入电路中,移动滑片电流表示数变化明显,符合题意。所以小灯泡短路。(3)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以小灯泡的额定功率为电压为2.5V时的功率,根据图像可读出,小灯泡电压为2.5V时,电路的电流为0.24A,则小灯泡的额定功率为 (4)两个同样的小灯泡并联则流过两个小灯泡的电流相等,且两个小灯泡的电流之和为干路电流,所以流过每个小灯泡的电流为I= ×0.2A=0.1A
根据乙图可得小灯泡的电流为0.1A时其电压为0.5V,所以每个小灯泡的实际功率为
两个小灯泡的实际功率之和为P总=2P=2×0.05W=1W(5)闭合开关S、S1则L、R0、滑动变阻器串联在电路中,电压表测滑动变阻器和R0电压之和,且L、R0、滑动变阻器电压之和为4.5V,要保证L两端电压为2.5V,则滑动变阻器和R0电压之和应为2V,即电压表示数应为2V。滑片不动,断开S1、闭合S2,各用电器的连接方式保持不变,L两端电压不变仍未U额,电压表测得R0两端电压U0,则电路中的电流
根据公式 可得小灯泡的额定功率表为
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;电压表是测量电压的仪表,应并联在电路中,电压表与哪个用电器并联,就测量哪个用电器两端的电压;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)(4)测量小灯泡功率的原理即为功率公式P=UI;
(5)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
1 / 1人教版物理九年级上第十八章第三节细化知识点同步练习——测量小灯泡的电功率连线(2)
一、实验探究题
1.(2022九下·开州月考)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中,所用电源电压为6 V,灯泡的额定电压U0="3.8" V,额定功率在1~1.5 W的范围内.
按图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整.
(1)小杜同学在实验过程中,将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动,小灯泡的实际功率将   (选填“变大”、“变小”或“不变”);同时观察到小灯泡的亮度将变   (选填“亮”或“暗”).
(2)另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示,此时电流表的示数是   A,电压表的示数是   V;经分析造成这种现象的原因是   .
(3)小张同学重新调整电路连接后,继续探究小灯泡在额定功率时的亮度,但发现无法准确读出额定电压,他用(3)小问中所测数据先算出灯泡的电阻RL,再根据P0=计算灯泡的额定功率.按此方法算出灯的额定功率比真实值偏   (选填“大”或“小”),原因是   .
2.(2020九上·怀安期末)如图所示,甲图是小明同学“测小灯泡的功率”实验的电路图,乙图是连接不完整的实物图,其中电源是两节干电池,灯泡的额定电压为2.5V,额定功率约为1W。
(1)对照电路图,用笔画线代替导线。把乙图所示电路中未连接部分连接好;
(2)当闭合开关后,发现小灯泡不发光。电流表的示数为零,电压表示数为3V,产生此故障的原因可能是下列情况中的   和   ;若连接好电路后闭合开关,发现无论如何移动变阻器的滑片,电压表、电流表均有示数,但都不改变,原因可能是   ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡的灯丝断了 C.小灯泡与灯座接触不良 D.电压表的正负接线柱接反 E.滑动变阻器接线不正确
(3)故障排除后正确连接电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为   V时,小灯泡正常发光。此时其电流的大小如图丙所示,其大小为   A,小灯泡的额定功率为   W。
3.(2020九下·番禺月考)小明在测定标有3.8V字样小灯泡的额定功率的实验中,连接了如图所示的不完整实验电路。电源电压值恒为6V,请回答以下问题:
(1)把图中的器材连接成实验电路,要求滑动变阻器滑片P 滑到A处时接入电路的电阻最大;
(2)检查电路如果连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电流表有明显的示数,电压表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是   ;
(3)正确连接电路后,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数变为   V,小灯泡正常发光。此时电流表的读数如图所示,电流表的示数为   A;小灯泡的额定功率为   W;灯泡正常发光时的电阻是   Ω;
(4)若电压表0~15V的量程已坏,而0~3V的量程正常。在忽略导线电阻的情况下,可通过改变接法,临时应急的方式测定小灯泡额定功率。请画出实验电路图(原理可行即可)。
4.(2019九上·莘县月考)某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω1A,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整。
(2)本实验测量电功率的原理是    。
(3)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是 (选填“A、“B”、“C”或“D”)
A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了
C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了
(4)排除故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为   A,小灯泡的额定功率为   W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向   (选填“左”或“右”)端滑动。
(6)测量小灯泡的电功率   (选填“需要“或“不需要")多次测量求平均值,原因是   。
5.(2021九上·会宁期末)如图甲所示,是莉莉同学“测量小灯泡的电功率”的电路图,图乙是实物连接图,其中电源电压是4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)图乙已连接部分电路,请用笔画线代替导线按照电路图将电路连接完整,使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大.
(2)莉莉同学连接好电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是____.
A.电流表断路 B.小灯泡短路
C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片到图示位置时,电压表的示数如图丙所示,其示数为   V;若他想测量小灯泡的额定功率应将图乙中的滑片向   (填“C”或“D”)端移动,使电压表的示数为2.5V.
(4)莉莉同学多次移动滑动变阻器的滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图所示的图像.根据图像信息,可算出小灯泡的额定功率是   W.通过图像还可以发现灯丝的电阻是变化的,这一现象表明:   .
6.(2020九上·南开期末)小黄小组同学测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的电功率,他设计的电路如图甲所示(电路未全部连接完)。
(1)请根据实验需要将图中实物电路连接完整,并在乙图虚线框内画出相应的电路图。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是______(填序号)
A.检查电路是否断路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)电路连接后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最   (填“左”或“右”)端.若电路连接正确,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数为0.28A,小灯泡的额定功率为   W。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,该电路还可以进行的实验有   (请写出一个即可)。
7.(2020九上·江川期末)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小明同学选取了一个标有“2.5V”的小灯泡和必要的实验器材,连接的电路如图甲所示。
(1)电路中缺少两根导线,请你用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整(要求:滑片向右滑动时,小灯泡变暗);
(2)连接电路时,开关应该   ,且将滑动变阻器的滑片置于最   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,移动变阻器的滑片,观察到电流表有示数,小灯泡不亮,且电压表无示数,其原因可能是   ;
(4)经检查电路连接正确后,小明连续进行了4次测量,并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里,其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示,此时的电流为   A,小灯泡的额定功率为   W;
次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 灯泡亮度
1 1.50 0.32 发光微弱
2 2.00 0.38 较暗
3 2.50
  正常发光
4 3.00 0.46 很亮
(5)从表格中的数据可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而   (选填“增大”或“减小”),灯丝电阻发生变化的本质是灯丝电阻随温度升高而增大。
8.(2020九上·肥东期末)小明做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整;
(2)连接完电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,则连接电路时存在的不规范或不妥当是:①   ;②   ;
(3)小华闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮,且电压表有示数,电流表示数始终为零,造成这种故障的原因可能是   ;
(4)实验过程中,当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为   W。
9.(2020九上·曲阳期末)小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡,她想知道小灯泡正常工作时的电阻,于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物连接完整(要求滑片向左移动灯泡变亮);
(2)连接电路时,开关应处于   状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在   (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器滑片,她发现灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数,其故障原因是   ;
(4)故障排除后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡正常工作时的电阻是   Ω;
(5)完成上述实验后,小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的实验电路,测出了小灯泡的额定功率,请你帮她完成下列实验步骤: ①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点   (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为U0=   V;②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到另一个触点,读出电压表的示数为U;③小灯泡额定功率的表达式为P额=   (用已知量和测量量的字母表示)。
10.(2021九上·香洲期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“30Ω,1A”。
(1)请你用笔画线代替导线连接图甲中的实物图;
(2)连接电路时,开关要    ;
(3)实验时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向    (选填“左”或“右”)移动;
(4)多次移动滑片,记录数据,得到通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示。分析交流时,实验小组有以下的讨论:
①图中阴影部分的面积在数值上等于小灯泡此时的    ;
②根据图像,可知小灯泡的额定功率为    W;还可求出此时滑动变阻器的电功率为    W;
③在实验过程中,灯泡电阻会变化。如调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值减小ΔR1,观察到灯泡变亮,若小灯泡的阻值相应变化ΔR2,则ΔR1   ΔR2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.(2021九上·成都期末)小明用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格已标明)。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大;
(2)连接电路时,开关应该   ;
(3)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于图乙所示位置,则接线柱   间(填接线柱的数字编号)出现了   (选填“短路”或“断路”);
(4)故障排除后,小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得到小灯泡U﹣I图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是   W,所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的   (选填选项前字母);
A.“5Ω,2A” B.“15Ω,2A” C.“25Ω,2A” D.“30Ω,2A”
(5)在每次调节中,滑动变阻器接入电路的阻值减小了,小灯泡的阻值变化了,则   ,(选填“>”、“<”或“=”),你的理由是:   。
12.(2021九上·南岸期末)小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整(要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮);
(2)小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光,则他连接电路时存在的错误是   。连接电路时,滑动变阻器滑片应滑到   端(选填“左”或“右”);
(3)排除电路故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.1V时,要使灯泡正常发光,滑片应向   适当移动(选填“左”或“右”);灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则此灯泡的额定功率为   W;
(4)实际测量时,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,若考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏   ,这是由于所测的电流值偏   ;(选填“大”或“小”)
(5)小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值,发现电流表损坏,善于动脑的小明认真思考后,利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额,设计如图丙所示电路,测出Rx的阻值,请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片使电压表示数为   ;
②再断开开关S1,闭合开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电压表示数为U;
③待测电阻Rx=   (用所测物理量和已知物理量符号表示)。
13.(2021九上·定远月考)了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,滑动变阻器标有“20Ω1A”。
(1)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(2)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是   。(选填数字编号)
①电流表断路②小灯泡短路③小灯泡灯丝断了④滑动变阻器短路
(3)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向   移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是   W。
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,他根据多组实验数据描绘出的I-U图象如图丙所示,主要原因是:灯丝电阻随温度而变化,若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1,则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系,你认为最有可能的是____。
A.U0=1.5U1 B.U0=2U1 C.U0=3U1 D.U0=4U1
14.(2021九上·陆川期中)在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,同学们设计了如图甲所示的电路,其中电源由3节干电池组成,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接电路时,开关应断开,并将滑片移至滑动变阻器的最    端(选填“左”或“右”)。
(3)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,电路    (选填“有”或“没有”)故障。
(4)某次实验测量中,电压表示数如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑片向    (选填“左”或“右”)移动,直至小灯泡正常发光,测得电流表的示数I1为0.25A。
(5)断开开关,将一只定值电阻R替换电压表后,闭合开关,将滑片向    (选填“左”或“右”)移动,当小灯泡再次正常发光时,测得电流表的示数I2为0.4A,则电阻R的功率为    W。
15.(2021九下·高州月考)小明同学用如图所示电路测量小灯泡的电功率,实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)请用笔画线代替导线,将图1中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大。
(2)连接电路时,开关应   。
(3)排除故障后,在实验中,小明观察到电压表的示数如图2甲所示,此时小灯泡的电压是   V;为了测出小灯泡的额定功率,小明应向   调节滑动变阻器的滑片。
(4)当电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图2乙所示,则小灯泡的额定功率是   W。
16.(2020九上·满城期末)小明在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲所示实物图的连接;
(2)正确操作后,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中。
在第1次实验中小灯泡不亮的原因是:   。
实验次数 电压U/V 电I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度
1 0.5 0.12 0.06 不亮
2 1.5 0.20 0.30 偏亮
3 2.5 ﹣﹣ ﹣﹣ 正常
4 2.8 0.32 0.90 更亮
(3)第3次实验时电流表的示数如图乙所示,分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为   W。实验得出的结论是:小灯泡的亮度与它的   有关;
(4)分析表中信息,你推测小明使用的滑动变阻器是______(选填正确答案前的字母);
A.100Ω,0.3A B.50Ω,0.4A C.30Ω,0.5A D.20Ω,1A
(5)你认为小明得出结论后,为了使实验更具有普遍性,还应该怎么做?   。
17.(2020九上·陇县期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为 。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中小明未完成的实物电路连接完整;
(2)另外一个小组同学连接好电路,闭合开关,发现小灯泡发光微弱,电压表和电流表的指针偏转角度很小,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表和电流表的指针没动,若电路中只存在一处错误,则电路错误是   ;
(3)小明正确连电路后,闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,为   A,小灯泡的额定功率为   W;
(4)通过实验,小明总结了一个小结论:小灯泡的亮度是由   决定的。
18.(2020九上·玄武期末)小明和小华实验小组用图甲所示器材测量测量小灯泡的电功率,电源电压恒4.5V,待测小灯泡L的额定电压为2.5V,滑动变阻器R的规格为“20Ω
1A”
(1)图甲是该实验中没有连接完整的电路,请用笔线代替导线,在图甲中完成电路连接, 要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,导线不交叉;
(2)连接好电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表示数变化明显,电压表无示数,经检查发现电路连接无误,则出现该状况的原因可能是小灯泡发生   ;
(3)排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关,移动滑片P,使小灯泡L发光,根据实验数据绘制出如图乙所示的图像,则小灯泡的额定功率为   W;
(4)小明将电压表换成一个规格相同的小灯泡,使这两个小灯泡并联在电路中,当干路中的电流表示数为0.2A时,两个小灯泡的实际总功率为   W;
(5)另一小组用相同器材实验时,发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻R0,设计了如图丙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①按图丙连接电路,检查无误后,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为   V;
②S处于闭合状态,滑片不动,断开S1、闭合S2,读出电压表示数为U0;
③小灯泡的额定功率:P额=   (用U额、U0、R0表示)
答案解析部分
1.【答案】(1)变大;亮
(2)0.2;10;电压表选错量程
(3)大;灯丝电阻随温度升高会增大
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据电路图,电压表并联在小灯泡两端,开关连接滑动变阻器上接线柱,答案如图.
(2)滑片P向B端移动,电阻变小,电流变大,小灯泡实际功率变大,小灯泡的亮度将变亮.
(3)电流表所用量程为0~0.6A,电流表示数为0.2A,因为小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表所用量程为0~15V,此时电压表的读数为10V,大于电源电压,造成这一现象的原因是电压表选错量程.
(4)因为灯丝电阻随温度升高会增大,在(3)中测得的电阻比小灯泡正常发光电阻小,所以按此方法算出灯的额定功率比真实值偏大.
【分析】(1)电流表、滑动变阻器与灯泡串联,电压表与灯泡并联,根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,滑动变阻器要接一上一下。
(2)由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和灯泡两端的电压变化,根据P=UI可知灯泡实际功率的变化,进一步判断灯泡亮暗的变化。
(3)根据电流表所选量程可读数,根据电压表指针位置读数,然后与电源电压比较即可知造成这种现象的原因。
(4)灯泡电阻随温度的变化而变化,题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等,根据P=
分析与真实值的差异。
2.【答案】(1)
(2)B;C;E
(3)2.5;0.32;0.8
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)通过灯泡的电流 =0.4A
电流表选择0-0.6A的量程,电流表串联在电路中,图甲中滑动变阻器的滑片向右移动,电阻变大,所以连接变阻器的A接线柱,如图所示:
;(2)小灯泡不发光,电流表的示数为零,说明电路故障为断路;电压表示数等于电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此故障可能是灯丝断了或灯泡与灯座接触不良。A.小灯泡短路时,移动滑片的位置,电流表示数发生改变,不符合题意;
B.小灯泡的灯丝断了,移动滑片的位置,电流表始终为零,电压表示数始终为电源电压,不符合题意;
C.小灯泡与灯座接触不良,移动滑片的位置,电流表始终为零,电压表示数始终为电源电压,不符合题意;
D.电压表的正负接线柱接反时,移动滑片,电流表示数发生改变,电压表指针反偏,并且反偏的角度发生改变,甚至打弯指针,不符合题意;
E.当滑动变阻器将上面两个接线柱接入电路时,电流表、电压表的示数均不变;因此故障可能时滑动变阻器接线错误,符合题意;
故答案为:E。(3)要使灯泡正常发光,必须调节滑动变阻器滑片,使灯泡两端电压达到2.5V;由图知,电流表选择的是0~0.6A量程,对应的分度值为0.02A,此时的电流为I=0.3A;灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱即可;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)当灯泡两端电压为额定电压时,功率为额定功率,结合电流与功率公式P=UI求解即可。
3.【答案】(1)
(2)灯泡短路
(3)3.8;0.4;1.52;9.5
(4)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)要求滑动变阻器滑片P 滑到A处时接入电路的电阻最大,那么应该把变阻器的B端接入电路,电流从电源正极流出,流过开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器,最后回负极,电压表并联在小灯泡两端,由于小灯泡的额定电压是3.8V,所以电压表的量程选择0~15V;实物图连接如下图所示。
(2)假设灯泡短路,闭合开关后,灯泡不亮,这时电路中有电流流过,电流表有示数,但是电压表并接在灯泡两端,它没有示数,这些情况与题意相符合,所以可能是灯泡短路。
(3)小灯泡正常发光,这时电压表示数是3.8V。从电流表的图中可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,它的读数是0.4A。由此可知小灯泡的额定功率是
小灯泡的额定功率是 。灯泡正常发光时的电阻是
灯泡正常发光时的电阻是 。
(4)测定小灯泡额定功率,这时小灯泡两端电压是额定电压3.8V,而滑动变阻器两端的电压是2.2V,可以把电压表并接在滑动变阻器两端,移动变阻器滑片,使变阻器两端的电压是2.2V,这时灯泡正常发光,读出电流表示数,即可测定小灯泡额定功率;实验电路图如下图所示。
【分析】(1)为了保证电路安全,拆装电路时,开关应处于断开状态,滑动变阻器应处在阻值最大端,结合滑动变阻器的接法求解即可;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)明确电流表的量程和对应的分度值,结合表盘的指针读数,利用欧姆定律求解电阻,结合功率公式P=UI求解功率;
(4)电压表并联在滑动变阻器两端,利用并联电压规律求解灯泡电压即可。
4.【答案】(1)接滑动变阻器的C或D均可
(2)P=UI
(3)B
(4)0.2;0.76
(5)右
(6)不需要;灯在不同电压下的功率不同
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联电压表选择0-15V,滑动变阻器连接时一上一下,如图 ;
(2)测量电功率是实验原理是P=UI;
(3)连接电路后,电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的灯泡断路,B符合题意;
(4)根据电流表的量程和指针位置,电流为0.2A,灯泡电功率为P=UI=0.2A×3.8V=0.76W;
(5)若测量电压超过灯泡额定电压,则滑动变阻器电阻减小,滑片靠近下面接线柱;
(6)测量灯泡的额定功率时,不用求平均值,因为灯泡在不同电压下有不同的电功率。
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器和灯泡串联;
(2)测量电功率的实验,实验原理是P=UI;
(3)当电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据电流表量程和指针位置读数;
(5)若增大灯泡电压,则减小滑动变阻器的电压;
(6)测量额定功率时,不同电压有不同电功率,额定功率不求平均值。
5.【答案】(1)
(2)C
(3)2.20(或2.2);C
(4)0.5;灯丝的电阻与温度的变化有关(或灯丝的电阻随温度的升高而增大)
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)图中的变阻器要求滑片向右滑动时,变阻器接入电路的阻值变大,故变阻器要接A点,让它与电流表的“-”接线柱接好就可以了;
(2)由于电路的故障是电压表有示数,电流表无示数,灯泡不亮,故可判断是小灯泡处发生了断路,电流通过电压表与变阻器,而电压表的电阻很大,故它分得的电压也很大,所以电压表有示数,且接近电源电压,电流表的电流很小,指针及乎不动,故可以认为是没有示数;
(3)通过读图丙的示数,得2.2V,由于灯泡的额定电压为2.5V,故灯泡并没有正常发光,应该调节滑片,使灯泡的电压增大,所以应让变阻器的电阻减小才行,故滑片P应向C端移动;
(4)通过图可以找出电压为2.5V时的电流是0.2A,故小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
再通过图看出电压和电流的变化不是一条直线,而是一条曲线,即灯丝的电阻与温度的变化有关,随着电压的增大,灯丝的温度升高,其电阻对应变大.
【分析】(1)根据使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大,确定变阻器的连接。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,实验中,灯不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源的两极连通,则与电压表并联的灯之外的电路是连通的,说明与电压表并联的灯断路了。
(3)由图丙所示电压表确定电压表量程与分度值,读出电压表示数,根据电压表示数与灯泡额定电压间的关系确定滑动变阻器滑片的移动方向。
(4)据图象找出灯泡在额定电压下的电流,根据电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率;灯丝的电阻随温度的升高而增大。
6.【答案】(1)
(2)C
(3)右;0.7
(4)探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)测小灯泡的电功率实验,要测量小灯泡的电压和电流,电压表与小灯泡并联,电流表与小灯泡串联。由(3)中电流表读数可知,电流表使用0~0.6A量程。如图:
(2)闭合开关S,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,说明小灯泡没有断路和短路,不发光的原因可能是滑动变阻器的阻值太大,导致电路中电流太小,小灯泡实际功率太小。所以接下来应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。
故答案为:C。
(3)为保护电路,开关闭合前应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,图中滑动变阻器接左下接线柱,则应将滑片置于最右端。
当电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V时,电流表的示数为0.28A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(4)若将小灯泡换成定值电阻,可以改变定值电阻两端电压,观察通过其电流大小,可以探究电流与电压的关系;还可以测量定值电阻的阻值。
【分析】(1)由电路图可知,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,据此连接实物图。
(2)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,分析可能的原因,确定接下来首先应该的操作。
(3)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处;根据P=UI求出灯泡的额定功率。
(4)若将小灯泡换成定值电阻,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流,滑动变阻器可以改变电阻两端的电压和通过的电流,据此分析解答。
7.【答案】(1)
(2)断开;右
(3)小灯泡短路(或电压表短路)
(4)0.42;1.05
(5)增大
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)伏安法测量小灯泡的电功率时,电压表和灯泡并联,由灯泡额定电压可知电压表应选用小量程,由滑片向右滑动时小灯泡变暗可知滑动变阻器滑片右滑阻值变大,如图所示:
(2)连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器阻值应调到最大阻值处(最右端),以保护电路安全。
(3)闭合开关,移动变阻器滑片,观察到电流表有示数,小灯泡不亮,且电压表无示数,其原因可能是小灯泡短路,所以电压表和灯泡并联也被短路而无示数。
(4)如图乙所示,电流表选用的是小量程,分度值是0.02A,故此时的电流为0.42A;小灯泡的额定功率为
(5)由表格中的数据根据公式 计算可知,灯丝的电阻随两端电压的增加而增大。
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联,滑动变阻器一上一下串联在电路中,滑片远离下面的接线柱时,电阻变大;
(2)连接电路时,开关应该断开;滑动变阻器阻值应调到最大阻值处;
(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)根据电流表选择的量程和指针位置,测量电流,利用电压和电流的乘积计算电功率;
(5)灯泡两端电压越大,温度升高,灯丝的电阻随温度升高而增大。
8.【答案】(1)
(2)没断开开关;滑动变阻器的滑片没置于阻值最大位置
(3)小灯泡断路
(4)0.75
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)在此实验中,滑动变阻器与灯泡串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,所以实物电路连接如下:
(2)连接好最后一根导线,灯泡立即发光是因为:连接电路时,没断开开关,且变阻器的滑片没放在阻值最大的位置,致使导线一接完,电路马上接通,且电路的电阻很小,电路中的电流很大,所以灯泡发出很亮的光。
(3)实验电路为串联电路,闭合开关后,灯泡不亮,且电流表无示数,说明电路中出现了断路,而电压表有示数,说明电压表与电源是接通的,所以电路中的故障是灯泡出现了断路。
(4)如图乙所示是灯泡正常发光时电流表的示数,且电流表所接量程为0~0.6A,对应分度值为0.02A,则电路中的电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
【分析】(1)测量灯泡电功率时,电压表和灯泡并联;
(2)连接电路时开关断开;滑片在阻值最大处;
(3)在串联电路中,电压表有示数,电流表无示数,电压表测量的位置断路;
(4)根据灯泡的电压和电流的乘积,计算电功率。
9.【答案】(1)
(2)断开;右
(3)灯泡短路
(4)10
(5)2;3.8;
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)测灯泡电阻实验,变阻器应串联在电路中,由滑片向左移动灯泡变亮可知电路中的电流应变大,根据变阻器的使用应将变阻器A端连入电路,如下图所示:
(2)在连接电路,为了保护电路,开关应断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最大处,即最右端。
(3)灯泡不亮,可能是灯泡发生短路或电路存在断路造成的,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明与电压表并联的灯泡电路出现短路,因此其故障原因是灯泡短路。
(4)电流表量程为0~0.6A,由乙图电流表可知,其分度值为0.02A,示数为0.38A,灯泡阻值为
(5)闭合开关S1、S2接2,调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V,灯正常发光,保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接1,此时电压表示数为电源电压,灯泡仍正常发光,根据串联电路规律,通过灯泡的电流为
灯泡额定功率
【分析】(1)测量灯泡电阻时,滑动变阻器一上一下串联在电路中,电压表和灯泡并联,正入负出;
(2)在连接电路,开关应断开;
(3)在串联电路中,电流表有示数,电压表无示数,电压表测量的位置短路;
(4)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;
(5)只利用电压表测量电功率时,电压表分别测量灯泡的电压和灯泡与电阻的总电压,利用串联电路电压规律,计算分压,结合定值电阻计算电流,利用电压和电流的乘积计算电功率。
10.【答案】(1)解:如图所示:
(2)断开
(3)左
(4)实际功率;1.25;0.25;大于
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,测量小灯泡电功率,电压表测量小灯泡两端的电压,故电压表并联在小灯泡的两端,如图所示:
(2)连接电路时,为了保护电路,电路中的开关要断开,在确保电路连接无误时,才能开始实验。
(3)由图乙可知,此时电压表的量程为0~3V,0到1V之间有10小格,可得电压表的分度值为0.1V,故此时的电压示数为1.8V,小灯泡的额定电压为2.5V,总电压为
。此时应该增加小灯泡两端的电压,小灯泡和滑动变阻器串联在电路中,串联电路电流处处相等,由
可知,电压的分配与电阻成正比,故此时要减小滑动变阻器接入电路的阻值,由图可知,应将滑片向左移动。
(4)由图可知,图中阴影部分为矩形,长的示数为电流的大小
,宽的示数为电压的大小
,此时电压小于小灯泡的额定电压,故阴影部分的面积在数值上等于小灯泡此时的实际功率,即
由题意可知,小灯泡的额定电压为
,由图丙可知,此时对应的额定电流
,故小灯泡的额定功率为
小灯泡和滑动变阻器串联,根据分压原理可知,滑动变阻器两端的电压为
电流和小灯泡的额定电流相等,即
此时滑动变阻器的功率为
在实验过程中,灯泡电阻会变化,随温度的升高而变大,当滑动变阻器接入电路中的阻值减小ΔR1,观察到小灯泡变亮了,说明通过小灯泡的电流增大了,由于该实验为串联电路,由
可知,电路中的总电阻变小了。滑动变阻器减小了ΔR1,而小灯泡增大了ΔR2,因为总电阻是减小的,故ΔR1大于ΔR2。
【分析】(1)电压表并联在小灯泡的两端,故应将小灯泡的左边接线柱与电压表的“-”接线柱相连。
(2)连接电路时,为保护电路,开关要断开。
(3)先确定电压表的分度值,再读出其示数,为使电压增加为2.5V,根据串联分压特点可知滑动变阻器接入电路电阻的变化,进一步确定滑片的移动方向。
(4)①图中横坐标表示电路电流,纵坐标表示灯泡两端的电压,根据P=UI可知得出答案。
②根据图象,当灯泡两端的电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.5A,根据P=UI可得出小灯泡的额定功率;根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压,根据P=UI可知此时滑动变阻器的电功率。
③通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论。
11.【答案】(1)
(2)断开
(3)③⑥⑦;断路
(4)0.75;C
(5)>;当滑动变阻器接入的阻值减小时,电路中的电流在变大,由欧姆定律可知,此时总电阻变小,而滑动变阻器接入的电阻变小,灯泡的电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的阻值减小的量要大于小灯泡的阻值增加的量,故。
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑片置于最左端,要使滑动变阻器接入阻值最大,下面应接入右端的接线柱,如图所示
(2)为防止在连接电路时出错而损坏电路元件,故在电路连接时应断开开关。
(3)根据题意,如图电流表示数为0,表明电路可能存在断路,电压表示数为电源电压,表明电压表与电源之间是通路,断路部分为与电压表并联的部分电路,所以接线柱③⑥⑦之间发生了断路。
(4)由图甲可知,小灯泡的额定电压为2.5V,由图丙可知,当小灯泡的两端电压为时,,由电功率的计算公式可得小灯泡的额定功率为
当滑动变阻器处在最大阻值时,电路中电流最小,所以时,,则根据串联电路电压的规律可得,此时滑动变阻器两端电压为
根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大电阻为
所以选择的滑动变阻器为“25Ω,2A”,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
(5)根据题意,总电阻为
当滑动变阻器接入的阻值减小时,电路中的电流在变大,由欧姆定律可知,此时总电阻变小,而滑动变阻器接入的电阻变小,灯泡的电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的阻值减小的量要大于小灯泡的阻值增加的量,故。
【分析】(1)滑动变阻器接入电路中的长度最长,则电路中的阻值最大;
(2)连接电路时,开关要断开,防止因电流过大烧坏用电设备;
(3)电压显示满偏、电流为零,说明电路出现了断路。
(4)由灯泡的额定电压及丙图,判断灯泡的额定电流,然后由P=UI求出小灯泡的额定功率大小;由滑动变阻器接入电路中阻值最大时,电流最小,由丙图确定电路中最小电流,然后根据串联电路电压规律求出滑动变阻器的两端电压,最后由选项确定结果。
(5)滑动变阻器接入的阻值减小时,电路中的电流在变大,总电阻变小,而滑动变阻器接入的电阻变小,灯泡的电阻变大,所以滑动变阻器接入电路的阻值减小的量要大于小灯泡的阻值增加的量。
12.【答案】(1)
(2)开关未断开;左
(3)右;0.75
(4)大;大
(5)U额;
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器与小灯泡串联在电路中,需用电压表测小灯泡两端的电压,而小灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择小量程。滑片向右移动时,灯泡变亮,则此过程变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,所以变阻器下端的接线柱接在右侧,电路连接如图所示:
(2)在连接完最后一根导线,灯泡立即发光,则在接线时没将开关断开。
连接电路时,变阻器的滑片应滑至阻值最大的位置,即图甲中变阻器的最左端,这样才能起到保持电路的作用。
(3)电压表示数为2.1V小于小灯泡正常工作的电压,那么应将滑片向右移动,让变阻器接入电路的阻值变小,分去的电压变小,而让小灯泡两端的电压变大到2.5V。
由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,对应分度值为0.02A,示数为0.3A,即小灯泡正常工作时通过的电流为0.3A,那么额定功率P=U额I=2.5V×0.3A=0.75W
(4)若考虑通过电压表的电流,则电流表所测的是通过电压表和小灯泡的总电流,那么所测得的电流偏大,而电压值是准确的,据P=UI知,求得的额定功率偏大。
(5)由图丙知,闭合开关S、S1时,电路是串联连接,电压表测小灯泡两端的电压,此时应让滑片置于使小灯泡正常发光,即电压表示数为U额的位置。
再断开S1、闭合S2,滑片位置保持不变时,电路的连接不变,电压表测小灯泡和未知电阻Rx的总电压,那么待测电阻两端的电压Ux=U-U额
则待测电阻
【分析】(1)从电源的正极出发,依次连接开关、灯泡、滑动变阻器、电流表到电源的负极,要求滑片向右移动灯泡变亮说明电路中电阻变小,故滑动变阻器接入右半段,电压表并联在灯泡的两端,由于灯泡的额定电压是3.8V,故电压表选择0~15V量程。
(2)连接实物图时,开关处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,电流过大时损坏用电器。
(3)电流表的读数:确定使用的量程,确定每一个大格和每一个小格各代表多少。
知道灯泡的额定电流和额定电压,根据P=UI求出额定功率。
电压表和灯泡并联,考虑有电流通过电压表,电流表测量电压表和灯泡的总电流,故灯泡的额定定律测量值偏大,故灯泡的额定功率偏大。
(4)如图丙灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中,使灯泡正常发光,则灯泡两端的电压等于额定电压,电压表测量灯泡两端的电压,滑动变阻器滑片位置不变,电路中电流不变,各用电器两端的电压不变,再测量灯泡和定值电阻两端的电压,根据串联电路电压特点求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值。
13.【答案】(1)
(2)③
(3)右;0.65
(4)C
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮,即滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路中电阻变下,由图可知,应该连接开关和滑动变阻器的B端接线柱,实物图连接如图所示

(2)闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电路处于断路状态,电压表测量小灯泡的电压,电压表指针明显偏转,可以判断造成这一现象的原因可能是小灯泡断路,即③小灯泡灯丝断了。
(3)从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,此时电压表的读数应该为2V,小于额定电压,所以应该移动滑片使小灯泡电压变大,应该减小滑动变阻器的电阻,所以应将滑动变阻器的滑片向右移,直到小灯泡正常发光。
电流表选择的是0~0.6A的量程,由图可知,电流表的读数为0.26A,则小灯泡的额定功率
(4)灯泡电阻随温度的升高而增大,因为P0=4P1,所以U0> U1,则R0>R1,由 可知
综上可知

由于温度对电阻的影响不是特别大,由图像可知,U0=4U1不合适,所以最有可能的是U0=3U1。
故答案为:C。
【分析】(1)标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,根据串联电路电压的规律得出灯正常发光时变阻器的电压,由分压原理得出灯正常发光时变阻器连入电路的电阻,确定选用变阻器的规格。
(2)根据滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮确定变阻器右下接线柱连入电路中。
(3)从“0~15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,则对应的电压表现2V刻度处,灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
(4)根据欧姆定律结合灯的电阻随温度的升高而变大分析。
14.【答案】(1)解:如图所示:
(2)右
(3)没有
(4)左
(5)左;0.375
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)电流表和电压表采用“正进负出”的连接方式,因灯泡的额定电压为2.5V,为了测量准确,电压表的量程选择为0~3V,电阻约为10Ω,则通过小灯泡的额定电流约为0.25A,故电流表的量程选择为0~0.6A,电路连接如下图所示:
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应断开,并将滑片移至滑动变阻器的最大电阻处,即最右端。
(3)闭合开关后,因小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,则电路没有故障,可能的原因是电路中电阻过大,电路中的电流太小,导致灯泡不亮。
(4)由图乙可知,电压表选用的是小量程,分度值为0.1V,故电压表示数为1.8V;小灯泡正常发光时,灯泡的电压为2.5V,要使电压表的示数增大,由串联电路电阻等比例分压可知,应减小电路中的总电阻,即减小滑动变阻器接入电路的电阻,应将滑片向左移动。
(5)断开开关,将一只定值电阻R替换电压表后,定值电阻与灯泡并联,电路中干路电流增大,根据串联分压原理可知,灯泡两端的电压变小,当小灯泡再次正常发光时,应减小动变阻器接入电路的电阻,故应将滑片向左移动;
此时干路电流为I=0.4A,通过小灯泡的电流为额定电流I额=0.25A,则通过定值电阻的电流为I0=I-I额=0.4A﹣0.25A=0.15A
根据并联电路电压特点可知定值电阻两端的电压为2.5V,则电阻R的功率为P=UI0=2.5V×0.15A=0.375W
【分析】(1)电流表和电压表采用“正进负出”的连接方式,电流表要串联在电路中;电压表要并联在小灯泡两端,根据小灯泡的额定电压,选择合适的量程;
(2)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于阻值最大处;
(3)小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,可能的原因是电路中电阻过大,电路中的电流太小,导致灯泡不亮;
(4)由串联电路电阻等比例分压可知,应减小电路中的总电阻,即减小滑动变阻器接入电路的电阻;
(5)根据串联分压原理可知,灯泡两端的电压变小,当小灯泡再次正常发光时,应减小动变阻器接入电路的电阻;根据P=UI0求出电功率。
15.【答案】(1)
(2)断开
(3)2.2;右
(4)0.75
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大即电阻变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,由于灯的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程与灯并联;
(2)连接电路时,为保护电路,开关应断开;
(3)由于电压选用小量程,分度值为0.1V,故示数为2.2V,小于灯的额定电压2.5V , 应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,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,直到电压表示数为额定电压;
(4)当电压表示数为2.5V时,由于电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电流为0.3A,小灯泡的额定功率是: P=UI=2.5V×0.34=0.75W;
故答案为:(2)断开;(3)2.2,右;(4)0.75.
【分析】 (1)根据滑动变阻器滑片向右滑时电流表示数变大确定变阻器右下接线柱连入电路中,根据灯的额定电压来确定电压表的量程,电压表与灯并联;
(2)连接电路时,为保护电路和安全起见,开关应断开;
(3)根据电压表选用的量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
(4)根据电流表选用的量程读出电流,然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率.
16.【答案】(1)
(2)实际功率太小
(3)0.75;实际功率
(4)B
(5)应换用其它额定功率的灯泡多次实验
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)根据小灯泡的额定电压知电压表选用小量程与灯并联,如图所示
(2)在第1次实验中小灯泡的实际功率P1=U1I1=0.5V×0.12A=0.06W
灯不亮的原因是:实际功率过小。
(3)第3次实验时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,可知小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
由表中数据,灯的实际功率越大,灯越亮,故实验得出的结论是:小灯泡的亮度与它的实际功率有关。
(4)由表中第(1)次数据根据串联电路的规律和欧姆定律,由 可得变阻器的电阻为
由于滑动变阻器A允许通过的电流太小,而滑动变阻器CD的阻值太小,所以使用的滑动变阻器是B;
故答案为:B。
(5)在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,为避免偶然性,得出普遍性的结论,应换用其它额定功率的灯泡多次实验。
【分析】(1)根据灯的额定电压确定电压表选用的量程,再与灯并联。
(2)为保护电路,闭合开关前应将滑片移动到阻值最大处B。
(3)在第1次实验中根据P=UI求灯的实际功率,分析小灯泡不亮的原因;根据电流表量程确定分度值读数,根据P=UI求灯的额定功率,小灯泡的亮度与它的实际功率有关。
(4)由表中第1次实验数据,根据串联电路电压的规律和欧姆定律求变阻器连入电路中的最大电阻,确定变阻器的规格。
17.【答案】(1)
(2)将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中
(3)0.3;0.75
(4)实际功率
【知识点】电功率的计算;探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)小灯泡的额定电压为 ,正常发光时的电阻约为 ,由欧姆定律,灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与灯串联,滑动变阻器一上一下的串联在电路中,如下图所示:
;(2)另外一个小组同学连接好电路,闭合开关,发现小灯泡发光微弱,电压表和电流表的指针偏转角度很小,则电路为通路,电路中的电流过小,移动滑动变阻器的滑片,发现电压表和电流表的指针没动,则变阻器没有了变阻的作用,电路故障的原因可能是将变阻器的下面两个接线柱连入了电路中。(3)小明正确连接电路后,闭合开关,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为 ,电流为 。灯泡的额定功率为 (4)通过实验可知:小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的,实际功率越大灯泡亮度越亮。
【分析】(1)串联灯泡电功率时,电流表和滑动变阻器与灯泡串联;根据电压和电阻的比值计算电流,选择电流表的量程;(2)滑动变阻器连接时要一上一下;(3)根据电流表选择的量程和指针位置测量电流,利用电压和电流的乘积计算电功率;(4)灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
18.【答案】(1)
(2)短路
(3)0.6
(4)0.1
(5)2;
【知识点】探究用电器的电功率实验
【解析】【解答】(1)要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大即滑动变阻器滑片向右移动时接入电路的阻值变大则滑动变阻器的另一端应选用左侧下端。电压表应与小灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用0~3V量程。如图:
;(2)若小灯泡被断路则电压表被串联入电路,移动滑片电流表示数将始终接近于0,无明显变化;小灯泡短路则电流表、滑动变阻器串联入电路中,移动滑片电流表示数变化明显,符合题意。所以小灯泡短路。(3)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以小灯泡的额定功率为电压为2.5V时的功率,根据图像可读出,小灯泡电压为2.5V时,电路的电流为0.24A,则小灯泡的额定功率为 (4)两个同样的小灯泡并联则流过两个小灯泡的电流相等,且两个小灯泡的电流之和为干路电流,所以流过每个小灯泡的电流为I= ×0.2A=0.1A
根据乙图可得小灯泡的电流为0.1A时其电压为0.5V,所以每个小灯泡的实际功率为
两个小灯泡的实际功率之和为P总=2P=2×0.05W=1W(5)闭合开关S、S1则L、R0、滑动变阻器串联在电路中,电压表测滑动变阻器和R0电压之和,且L、R0、滑动变阻器电压之和为4.5V,要保证L两端电压为2.5V,则滑动变阻器和R0电压之和应为2V,即电压表示数应为2V。滑片不动,断开S1、闭合S2,各用电器的连接方式保持不变,L两端电压不变仍未U额,电压表测得R0两端电压U0,则电路中的电流
根据公式 可得小灯泡的额定功率表为
【分析】(1)滑动变阻器有四个接线柱,选择的接线柱应一上一下,结合题目要求选择相应的接线柱;电压表是测量电压的仪表,应并联在电路中,电压表与哪个用电器并联,就测量哪个用电器两端的电压;
(2)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可;
(3)(4)测量小灯泡功率的原理即为功率公式P=UI;
(5)结合题目给出的电流和电压值,利用功率公式求解功率的表达式即可。
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