第十八章电功率专题训练测量小灯泡的电功率2022—2023学年人教版九年级物理全一册

第十八章 专题训练 测量小灯泡的电功率
1．某同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时，所用电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线完成实物电路的连接，按照图甲连接电路。（要求：连线不得交叉，电压表量程要正确）；
（2）检测电路连接无误后，闭合开关后S，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是_________；
（3）排除故障后，通过移动滑片记录了多组数据，并绘制成如图乙所示的I﹣U图像。根据图像可知小灯泡的额定功率是_________W。该图像不是直线；主要原因是_________。
（4）现只将该小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联后，接入3V电路，电压表示数如图丙所示，此时小灯泡的实际功率是_________W。
2．为测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，小阳连接了如图甲所示的实验电路。
（1）该实验的原理是________；
（2）请你根据图甲所示的实物电路连接情况在虚线框内画出相应的电路图；
（3）电路连接正确后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P到某一位置，此时电压表、电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡两端的电压为_________V，小灯泡的电功率为_________W；
（4）若想测量小灯泡的额定功率，应在图甲、图乙的基础上把滑片往________移动。（选填：“左”或“右”）
3．小阳为测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电阻，连接了如图所示的电路。
U/V 1.5 2.0 2.5
I/A 0.23 0.27 0.30
R/Ω 6.5 7.4
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在_____端；（选填：“左”或“右”）
（2）小阳发现开关闭合之前电流表的指针在零刻线左侧，小红认为电流表正负接线柱接反了，小华认为电流表没有调零，你认为________（选填：“小红”或“小华”）的说法正确；
（3）上述问题解决后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表、电流表均有示数，则此时应该进行的操作是________；
（4）实验记录及相关计算量如上表所示，则表中空格处为________Ω；
（5）利用该实验电路还可以进行的实验有：_________。（写出一个即可）
4．晓彤和小雪用如图所示的电路进行电学实验探究，所用小灯泡铭牌上标有“2.5V”字样，收集的信息记录在表格中。
次数 1 2 3
U/V 1.0 1.5 2.5
I/A 0.20 0.25 0.30
R/Ω 5 6
亮度 稍亮 较亮 更亮
（1）连接完电路后，闭合开关 S，发现小灯泡不亮，但电流表无示数和电压表有示数，故障的原因可能是______；
（2）利用上面的电路图，在研究小灯泡电阻实验时，由表格中的数据可知，小灯泡正常发光时，电阻是______Ω（保留一位小数），依据的实验原理是______；
（3）用此图还可以进行“研究小灯泡的电功率”实验中，实验分别测量灯泡两端电压分别在 2.5V、2V、3V 三次的电功率，这三次实验的电功率不能求平均值，是由于______，平均值无意义。
（4）两个实验都需要观察小灯泡的亮度，但目的各不相同；
①探究“研究小灯泡的电阻”实验中观察小灯泡亮度的目的是反映______；
②探究“研究小灯泡的电功率”实验中观察小灯泡亮度的目的是探究灯泡的亮度与______的关系 。
5．小华为测量额定电压为 2.5V 的小灯泡的额定功率，连接了如图甲所示的电路。
（1）闭合开关 S前，应将滑动变阻器的滑片 P 置于______（选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑片 P，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，电压表示数接近于电源电压。出现这种现象的原因是______；
（3）排除故障后，闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑片 P，当电压表示数为 2.5V 时 ，电流表示数如图乙所示。由此可知，此时通过小灯泡的电流为______A；小灯泡的额定功率为______W；
（4）小华想利用此电路研究电流与电压的关系。你认为是否可行？______ 理由是：______。
6．子琦想测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率，设计电路如图甲所示。
（1）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，产生这种现象的原因可能是______；
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）根据实验数据绘制而成的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（3）子琦在完成几组实验后，电流表发生故障无法使用，于是他利用一个定值电阻R0接在原电路中电流表的位置，设计了如图丙所示电路，来测量小灯泡的额定功率。首先调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额，然后接着保持滑片的位置不变，将电压表B点的接线改到C点，观察并记录电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额=______（用R0、U额、U等物理量表示）。
7．在“测小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω；
（1）请根据电路图把实物图连接完整；
（2）实验中所用滑动变阻器除了有保护电路的作用外，还有______的作用；
（3）连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，且发现电压表的指针如下图所示偏转，则连接电路时存在的问题是：______；
（4）正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡______；
（5）排除故障后继续进行实验，将测得的数据记录在下面表格中；
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的发光情况
1 0.5 0.16 不发光
2 1 0.2 较暗
3 1.5 0.25 较亮
4 2.5 正常发光
5 3 0.32 发出耀眼的光
小灯泡正常发光时，电流表的示数如下图所示，则小灯泡的额定功率是：______W；
（6）第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因是______；
（7）同组的小敏认为对于此实验的意义是便于求出平均功率达到减小测量误差的目的；你对小敏此观点的评价是______（需说明理由）；
（8）实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)；
（9）将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究电流与______的关系（选填“电压”或“电阻”）；
（10）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，利用如下图所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整：
①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③小灯泡正常发光时的电阻RL＝______，额定功率P额＝______。（用I额、R0、U表示）
8．在测量小灯泡电功率的实验中，提供的器材有：3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小虎所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）小明改正错误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，故障的原因可能是______；
（3）排除故障后，实验中，当电压表示数为2V，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑片P向______（选填“A”或“B”）移动；
（4）小华进行多次实验，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙实线所示，则根据图像可知，滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系U～I图像应为图乙中的虚线______（选填“①”、“②”或“③”），小灯泡的额定功率为______W，可确定实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不小于______Ω；
（5）小明为了测出小灯泡的额定功率，他利用如图丁所示的电阻箱和滑动变阻器设计测量电路，但在实际操作时将开关S2拨到位置1时，无法调到额定电压，从而无法测出额定功率，其原因是______。
9．在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻”的实验中：
（1）实验小组连接了如图甲所示的电路，同组的小明发现电路有一根导线连接有误，请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线；
（2）排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向___________（选填“左”或“右”）移动；
（3）小明根据测出的数据在图乙中画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像。小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω。小明分别求出不同电压下小灯泡的电阻，然后求出电阻的平均值，他的这种做法___________（选填“合理”或“不合理”）；
（4）小明发现，还可以利用这些实验器材测量小灯泡的电功率，经过以上实验测得小灯泡的额定功率为___________W，小灯泡的亮度与___________有关；
（5） 另一组小雨在没有电流表的情况下用图丙所示的电路测R2的阻值，其中R是电阻箱（阻值可调、可读），请帮助她完成实验步骤：
①只闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R；
②只闭合开关___________，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为U2；
③则R2=___________（用U1、U2、R表示）。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，其它操作正确，则测得R2的阻值比真实值偏___________（选填“大”或“小”）。
10．小明为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压U额=2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干。
（1）图甲中有一根导线是多余的，请你在多余的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 ___________（填“左”或“右”）端，闭合开关后小明发现，小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，电压表和电流表都有示数且示数较小，灯泡不亮的原因是：___________；
（3）移动滑片使电压表的示数为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是 ___________W；
（4）由于电压表故障无法使用，小明设计了新的实验步骤：
①连接如图丙所示电路。选取的定值电阻R=10Ω，S2为单刀双掷开关，有两触点1、2；
②闭合S1，将S2与触点 ___________接触，调节滑动变阻器，使电流表示数I1=___________A时，灯泡能够正常发光；
③保持滑动变阻器阻值不变，将S2与另一触点接触，读出电流表示数I2；
④灯泡的额定功率表达式P=___________。（不用数字，用物理量符号表示）
11．小华同学准备做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）小华设计了图甲所示的电路，她应选择滑动变阻器___________（选填“R1”或“R2”）完成实验；
（2）小华移动滑片改变灯泡的电压和电流，根据记录的实验数据描绘出小灯泡U—I图像（如图乙所示），则小灯泡的额定功率为___________W；
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为___________同学的观点是错误的，理由是：___________；
（4）小明利用电流表和定值电阻R测该小灯泡的额定功率，设计的电路如图丙所示，已知定值电阻R的阻值为10Ω，请补充完成他的操作过程：
①仅闭合开关S和___________，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为___________A，此时小灯泡正常发光；
②仅闭合开关S和___________，且___________（选填“保持滑动变阻器滑片位置不变”或“移动滑动变阻器滑片位置到适当位置”），记录电流表的示数为I；
③小明测得小灯泡额定功率表达式为：P额=___________（用已知量和测得量表示）。
12．在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最______（填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为______W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向______（填“左”或“右”）端移动；
（2）完成上述实验后，小敏设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1）
①按电路图连接电路：
②闭合开关______，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光；
③使开关______，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片使电流表的示数为I额；
④保持______滑片位置不动（填“R1”或“R2”），将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝______。（用I额、I1、I2、R1表示）
参考答案
1．灯泡断路 0.5 灯的电阻随温度的变化而变化 0.176
2．P=UI 1 0.28 右
3．右 小华 将滑片P向左移动 8.3 测量该小灯泡的额定功率
4．小灯泡断路 8.3 灯泡在不同电压下的电功率不同 灯丝温度的高低 实际功率
5．左 小灯泡开路 0.3 0.75 不可行 小灯泡的电阻随温度的变化而变化
6．A 0.5 U额·
7． 改变灯泡两端电压的作用 连接电路时没有断开开关，且电压表的正负接线柱接反了 小灯泡断路 0.75 小灯泡的实际功率过小 偏大 电压
8．小灯泡断路 B ③ 0.75 25 滑动变阻器的最大电阻太小
9． 左 12.5 不合理 0.5 实际功率 S1、S2 大
10． 右 滑动变阻器接入电路的阻值较大 0.6 2 0.25 U额×（I2-I1）
11．R2 0.625 小华 灯丝的电阻随温度的变化而变化 S2 0.25 S1 保持滑动变阻器滑片位置不变 2.5V×(I-0.25A)
12．左 0.48 右 S1 S2闭合，断开S1 R2