18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习(含解析) 2022-2023学年上学期黑龙江省各地九年级物理期末试题选编

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名称 18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习(含解析) 2022-2023学年上学期黑龙江省各地九年级物理期末试题选编
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2023-10-04 09:03:03

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18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·黑龙江绥化·九年级期末)如图是小明同学做电学实验时所画的电路图,其中小灯泡的铭牌模糊不清,根据图中所提供器材,可以直接研究的问题是(  )
A.测小灯泡产生的热量 B.测小灯泡消耗的电能
C.测小灯泡的实际电功率 D.测小灯泡在额定电压下发光时的电阻
2.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)如图电路中。开关闭合后,发现灯L1比L2亮,下列分析正确的是(  )
A.L1两端电压比L2两端电压大 B.L1的实际功率比L2的实际功率小
C.L1的电阻比L2的电阻大 D.通过L1的电流比通过L2的电流大
3.(2022秋·黑龙江绥化·九年级期末)小华用如图所示的电路测小灯泡功率.电路中电源电压恒为4.5 V,电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~0.6 A,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”,灯泡标有“2.5 V 1.25 W”字样.若闭合开关,两电表的示数均不超过所选量程,灯泡两端电压不允许超过额定值,不考虑灯丝电阻的变化,则下列说法正确的是
A.电流表示数的变化范围是0~0.5 A
B.灯泡的最小功率是0.162 W
C.滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5 Ω~20 Ω
D.该电路的最大功率是2.7 W
4.(2022秋·黑龙江大庆·九年级期末)下列电路图中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为,且,已知定值电阻的阻值为 。在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是(  )
A. B.
C. D.
5.(2022秋·黑龙江双鸭山·九年级统考期末)如图所示,是电学中常见的电路图,在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件,并进行对应实验,对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是(  )
A.探究电流与电压的关系——保持定值电阻两端电压不变
B.探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化
C.测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值,减小误差
D.测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压,求平均电功率
6.(2022秋·黑龙江大庆·九年级期末)如图所示,电源电压不变,设灯泡灯丝的电阻不随温度变化。当开关S、S1、S2都闭合时,灯泡L正常发光,R1消耗的功率为16W;当开关S闭合及S1、S2断开时,灯泡L的功率为其额定功率的,R2消耗的功率为1W.则下列说法中错误的是(  )
A.RL=R1+R2 B.R1=R2
C.灯泡L的额定功率为8W D.电源电压为6V
二、多选题
7.(2022秋·黑龙江绥化·九年级期末)有两盏灯L1、L2,灯L1规格为“3V 3W”,灯L2的规格为“6V 6W”,忽略灯丝电阻变化,则下列说法正确的是(  )
A.L1与L2灯丝电阻之比为2∶1
B.两灯并联工作时,L1和L2中的电流之比为2∶1
C.两灯并联在电压为3V的电源上,L1与L2消耗的实际功率之比为1∶4
D.当两灯串联在电压为9V的电源上时,两灯能同时正常发光
8.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级期末)小亮将标有“2.5V 0.75W”字样的灯泡甲和“2.5V 0.5W”字样的灯泡乙,串联接到电源两端。闭合开关发现,乙灯正常发光,且乙灯明显比甲灯亮。不考虑温度对电阻的影响,下列分析正确的是(  )
A.通过甲灯的电流等于乙灯的电流
B.甲灯灯丝的电阻大于乙灯灯丝的电阻
C.甲灯两端的电压等于乙灯两端的电压
D.甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率
三、填空题
9.(2022秋·黑龙江黑河·九年级期末)如图电源电压恒定,闭合S0,当S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲︰U乙=7︰5;当S断开、甲乙两表为电流表时,两表示数之比I甲︰I乙= ,此时R1、R2消耗的功率之比P1︰P2= 。
10.(2022秋·黑龙江鸡西·九年级期末)规格分别为“6V 6W”和“12V 24W”的甲、乙两只小灯泡,若将它们并联后接入电压为6V的电路中,比较两灯的亮度是 (选填“甲灯亮些”、“乙灯亮些”或 “一样亮”)。若将它们串联后接入电压为10V的电路中,比较两灯的亮度是 (选填“甲灯亮些”、“乙灯亮些”或 “一样亮”)。
四、实验题
11.(2022秋·黑龙江牡丹江·九年级期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为4.5V。
(1)用笔画线代替导线,将电路连接完整 ;
(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是 ;
(3)问题解决后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为2.3V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向 (选填“左”或“右”)侧移动;
(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡额定功率为 W;
(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数据为 ;
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.2 0.25 0.28 0.37
(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的总阻值至少为 Ω。
12.(2022秋·黑龙江绥化·九年级统考期末)实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材:电源(电压恒为6V)开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡(电阻约为10Ω)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、导线若干;
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整(要求:滑片向右移动灯泡变亮) ;
(2)闭合开关前电流表的指针如图乙所示,其原因是 ;
(3)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片,并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;从图像中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”、“变小”或“不变”),这主要是受 的因素影响;
(4)由图丙推知:小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1,小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2,则P1 P2(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)若把这样的两只灯泡串联接在3V的电源上,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是 W;
(6)小明打算增加一个已知阻值的电阻R0,只利用一只电流表,来测量这个小灯泡的额定功率;经过小组讨论设计了图丁和图戊两个电路图,你认为能测出灯泡额定功率的电路图是 图。
13.(2022秋·黑龙江绥化·九年级期末)在测定额定电压为“2.5V”的小灯泡(正常发光时电阻约为8Ω)电功率的实验中,电源为两节新干电池。

(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整 ;(用文字说明连接方法)
(2)连接电路时,开关应断开,防止因电路 (选填“短路”或“断路”)造成电流过大而损坏元件。闭合开关后,发现电压表示数为零,灯泡不亮,电流表有示数,则原因可能是 。
(3)电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 (填序号);
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.向左移动滑动变阻器滑片
D.向右移动滑动变阻器滑片
(4)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动,使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小强向老师借了一只已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,继续测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,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,使电流表示数为 ;
②闭合S、S2,断开S1,滑动变阻器的滑片位置 (选填“左移”“右移”或“不动”),记录电流表的示数为l;
③小灯泡的额定功率P额= (用U额、I和R0表示)。
14.(2022秋·黑龙江七台河·九年级统考期末)某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他们找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)下表为他们所测得的四次实验数据可得,丁玲同学在四次实验中观察到,灯的亮度是后一次都比前一次亮。结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,它的实际功率越 ;
实验次数 1 2 3 4
U/V 1.40 2.00 2.50 2.80
I/A 0.14 0.18 0.20 0.21
(4)根据实验数据可得,小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值,这种计算方法忽略了 对灯泡电阻的影响;
(6)已知实验室内有规格为“10Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 1A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器供选用,根据(3)中表格内的数据可知,该小组同学应选择 (选填“甲”“乙”或“丙”)接入电路;
(7)张飞同学按图正确连接好电路且闭合开关后,他无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡均不亮,电流表无示数,而电压表有示数且等于电源电压,则电路中出现该故障的原因可能是 。
15.(2022秋·黑龙江佳木斯·九年级统考期末)小明在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”的字样。
根据所画电路图连接实物图并回答下列问题。
(1)连接电路时,开关应处于 状态,电压表选择的量程是 。
(2)闭合开关,小明在测量小灯泡的额定功率时,发现电压表的示数为1V,此时应将滑动变阻器的滑片向 (选填“左”或“右”)滑动,直到电压表示数为 V时为止,此时电流表读数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)小明根据测得的几组数据做出了图丙所示的U﹣I图像,发现电流与电压 (选填“成”或“不成”)正比,原因是 。
(4)实验中小明还发现灯泡的亮度由 决定。
16.(2022秋·黑龙江大庆·九年级统考期末)测量小灯泡额定功率的实验中,器材如下:待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只。
(1)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,接下来应进行的操作是 :
A.检查灯泡是否断路
B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好
D.移动滑动变阻器的滑片
(2)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,示数为 A,小灯泡的额定功率为 W;
(3)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③只闭合开关S2,保持R1的滑片位置不动,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1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、R表示)。
17.(2022秋·黑龙江鸡西·九年级统考期末)小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验,现有器材:额定电压为6V的同规格小灯泡(电阻约为25Ω)若干个,电压为12V的电源1个,电流表、电压表、开关各1个,规格分别为“20Ω,1A”和“50Ω,0.5A”的滑动变阻器各1个,导线若干。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最 端(选填“左”或“右”)。
(2)图1中已经连接了部分电路,请用笔画线代替导线,将电路连接完整 。
(3)小雨正确连接好电路后,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,电流表示数为0,经检查电表完好,则故障可能是 。
(4)故障排除后,再次闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图2所示,则电流表的示数为 A,小灯泡的额定功率是 W。
(5)该实验实验中应选择规格为“ ”的滑动变阻器。
(6)小明也按该电路图正确地连接了电路,但闭合开关S以后,发现灯泡也不发光,电流表、电压表有示数,他接下来的操作应是 。
18.(2022秋·黑龙江齐齐哈尔·九年级统考期末)如图甲是用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“左”或“右”);
(2)闭合开关后,小灯泡发光,但电压表示数为0。经检查,图中a、b、c三根导线中有一根断了,则该导线是 (填写字母);
(3)排除故障后继续测量灯泡的额定功率。具体做法是,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,灯泡亮度逐渐 ,直至电压表的示数为 V时停止移动滑片,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是 W。若此时只将小灯泡换成“2.5V0.6W”的另一小灯泡,其它不变,那么该小灯泡的实际功率 0.6W(选填“>”、“<”或“=”);
(4)若电流表已坏,小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示的电路图,并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她的实验步骤,请将它补充完整:
①只闭合开关 ,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V;
②下一步操作是:保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变, ,调节电阻箱的阻值,当电压表示数为2.5V时,读出电阻箱连入电路的阻值R0;
③利用上述测量出的物理量和已知量,写出小灯泡额定功率的表达式P= 。
19.(2022秋·黑龙江哈尔滨·九年级期末)如图甲所示为“测量小灯泡额定电功率”的实验电路,小灯泡的额定电流为0.3A,灯丝阻值在之间.所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V)、开关各一个,滑动变阻器两个(“ 2A”和“ 1A”),导线若干。

(1)请按图甲完成图乙的电路连接 ,并回答出实验中应选用的滑动变阻器的规格为 。
(2)闭合开关移动滑片,当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W。测量出小灯泡的额定功率后,晓彤想测量小灯泡在电压下的实际功率,晓彤接下来的操作是: 。
(3)晓彤和小雪想把小灯泡换成定值电阻,测量未知电阻的阻值。晓彤认为:不用电流表,只用电压表和定值电阻,由下图同样可以测得未知电阻的阻值.晓彤设计方案如下:

a.闭合、断开,读出电压表示数为;
b.闭合、,读出电压表示数为。
①电阻的表达式为 (用测量值、及来表示)。
②根据①中的表达式,晓彤的设计方案若想在实验中较准确测得电阻的阻值,对定值电阻大小的要求是 。
参考答案:
1.C
【详解】根据电路图可知,电压表测灯泡两端的实际电压,电流表测通过灯泡的实际电流;
A.由Q=I2Rt,要测小灯泡产生的热量,需要知道通电时间,故A不符合题意;
B.根据W=UIt可知,测小灯泡消耗的电能时需要知道通电时间,故B不符合题意;
C.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C符合题意;
D.灯泡的电阻受温度的影响,不同电压下灯泡的电阻不同,且小灯泡的铭牌模糊不清,所以不能直接测小灯泡正常发光的电阻,故D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.由图可知,两灯泡并联,并联电路各支路两端的电压相等,都等于电源电压,故A错误;
BCD.闭合开关后,发现灯L1比L2亮,说明灯L1的实际功率大于灯L2 的实际功率,由

可知,灯L1的电阻较小,通过灯L1的电流较大,故BC错误,D正确。
故选D。
3.B
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI的变形公式求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=R求出灯泡的最小功率.
【详解】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)根据P=UI可得,灯的额定电流:= ==0.5A,串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0 0.6A,电路中的最大电流为Imax=0.5A,由I=UR可知,灯泡的电阻= =5Ω,电路中的总电阻R===9Ω,串联电路中总电阻等于各分电阻之和,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:=R =9Ω 5Ω=4Ω,滑动变阻器的电阻允许调节的范围是4Ω~20 Ω,故C错误;该电路的最大功率:Pmax=UImax=4.5V×0.5A=2.25W,故D错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,灯泡的功率最小,此时电路中的电流:Imin= ==0.18A,则电流表示数的变化范围是O.18A 0.5A,故A错误;灯泡的最小功率:= =×5Ω=0.162W,故B正确.
4.B
【详解】A.闭合断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正极、下端为负极;闭合断开,电压表测定值电阻两端的电压,其上端为负极,下端为正极;电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,故A不合题意;
B.开关处于1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压;开关处于2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压,则小灯泡的电流为
小灯泡的额定功率表达式为
故B符合题意;
C.开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流,故C不符合题意;
D.闭合断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;断开闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流,故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】A.探究电流与电压的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压来分析比较电阻一定时,电流和电压之间的关系,故A错误;
B.探究电流与电阻的关系时,滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变,得出电压一定时,电流与电阻之间的关系,故B错误;
C.测量导体的电阻时,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值,从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流,可以多测几组数据,通过求平均值来减小误差,故C正确;
D.在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器的作用是:通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流,可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系;不同电压时电功率不同,不可以求平均电功率,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】当开关S、S1、S2都闭合时,电阻R1、R2和灯泡并联等效电路图如图:
灯L正常发光,此时灯的实际功率就是额定功率 ,则
U2=P额RL —— ①
R1消耗的功率

—— ②
当开关S闭合及S1、S2断开时,电阻R1、R2和灯泡串联,等效电路图如图
此时灯泡的功率:
把①式代入上式可得:
RL=R1+R2 —— ③
R2消耗的功率

—— ④
联立②③④式得
P额2﹣16P额+64=0
解得P额=8W,则
即R1=R2
所以ABC项说法正确,不符合题意;而电源电压无法确定,故D项说法错误,符合题意。
故选D。
7.BD
【详解】A.由可得,两灯泡的电阻分别为
则L1与L2灯丝电阻之比
故A错误;
B.两灯并联工作时,L1和L2中的电流之比
故B正确;
C.两灯并联在电压为3V的电源上,L1与L2消耗的实际功率之比
故C错误;
D.当两灯串联在电压为9V的电源上时,由串联电路中总电阻等于各分电阻之和可得,电路中的电流
此时两灯泡两端的电压分别为
此时两灯泡两端的电压均等于额定电压,所以两灯泡能同时正常发光,故D正确。
故选BD。
8.AD
【详解】A.因为两灯泡串联,所以通过甲灯的电流等于乙灯的电流,故A正确;
D.灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,且乙灯比甲灯亮(即甲灯较暗),则甲灯的实际功率小于乙灯的实际功率,故D正确;
BC.通过两灯的电流相等且甲灯的实际功率较小,则由P=I2R可知,甲灯灯丝的电阻小于乙灯灯丝的电阻,由P=UI可知甲灯两端的电压小于乙灯两端的电压,故BC错误。
故选AD。
9. 2︰7 5︰2
【详解】[1]当闭合S0,S闭合,甲、乙两表为电压表时,电阻R1与电阻R2串联,电压表甲测总电压,乙测R2两端的电压,根据串联电路分压规律可得
解得
当S断开、甲乙两表为电流表时,两个电阻并联,甲测量通过R2的电流,乙测总电流,根据北联电路的分流规律可知
所以
此时R1、R2两端电压相等,消耗的功率之比为
10. 一样亮 一样亮
【详解】[1]甲灯的电阻
甲灯接入电压为6V的电路中,正常发光,额定功率为6W;乙灯的电阻
乙灯泡的实际功率
与甲灯的额定功率相同,所以两灯一样亮。
[2]将它们串联后接入电压为10V的电路中,已知电流相同,电阻相同,根据公式P=I2R可知,两灯的实际功率相同,所以两灯一样亮。
11. 移动滑片,观察灯泡是否发光 右 0.75 0.37 17.5
【详解】(1)[1]测量小灯泡电功率时,电压表与小灯泡并联,滑动变阻器的正确接法是“一上一下”,如图所示:
(2)[2]电压表、电流表均有示数,说明电路是通路,小灯泡不亮有可能功率太小,接下来应该移动滑片,观察灯泡是否发光。
(3)[3]小灯泡两端电压为2.3V,要使小灯泡正常发光,两端电压应该为2.5V,即增加灯泡两端电压,减小滑动变阻接入电路中的电阻,即滑片应向右滑动。
(4)[4]当小灯泡正常发光时,由图乙知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,故小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[5]小灯泡的电阻随着温度的升高而增大,即随着灯泡两端的电压的增大而增大,根据欧姆定律可知小灯泡的电阻从左向右依次是5Ω、6Ω、7.14Ω、8.33Ω、8.11Ω,所以最后一组数据有误。
(6)[6]根据表中数据,灯泡两端电压最小为1.0V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑动变阻器两端的电压
UR=U-UL=4.5V-1.0V=3.5V
此时电路中的电流为0.2A,滑动变阻器的阻值
12. 电流表使用前没有调零 0.625 变大 温度 大于 0.6 戊
【详解】(1)[1]滑动变阻器串联接入电路,滑片向右移动灯泡变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器滑片右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]闭合开关前电流表的指针如图乙所示,指针左偏,其原因是电流表指针没有调零。
(3)[3]根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知,灯在额定电压下的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
[4][5]甲图中电压表测灯的电压,电流表测灯的电流,从图丙知,灯的电压为0.5V、1.0V和2.5V时,对应的电流分别为0.1A、0.15A和0.25A,根据欧姆定律可知电压表与电流表的示数之比即灯泡的电阻,分别为
故当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比变大。由于灯泡两端的电压逐渐增大,电流之间增大,由P=UI可知,小灯泡实际功率变大,小灯泡温度升高,而电阻大小受温度影响,因此电压表与电流表的示数之比变大主要是因为灯泡电阻受温度影响很大。
(4)[6]由图丙知,小灯泡的实际电压是额定电压一半(1.25V)时的电流约为0.17A,电功率为
P1=U1'I1'=1.25V×0.17A=0.2125W
小灯泡的实际电流是额定电流一半时(0.125A)对应的电压约为0.75V,灯的实际电功率为
P2=U2'I2'=0.75V×0.125A=0.09375W
则P1大于P2。
(5)[7]若把这样的两只灯泡串联接在3V的电源上,根据串联分压原理可知每个灯泡两端的电压均为1.5V,由图丙可知此时通过电路的电流为0.2A,则此时两个小灯泡消耗的实际功率总和是
P′=U′I′=3V×0.2A=0.6W
(6)[8]两图中灯泡和定值电阻并联接入电路,并联电路各支路两端电压相等,所以当定值电阻两端的电压等于灯泡的额定电压时,灯泡正常发光。分析可知图戊所示电路先闭合开关S2,断开开关S1,此时电流表测通过定值电阻的电流,调节滑动变阻器,使电流表示数为,此时灯泡两端电压为额定电压;然后闭合开关S1,断开开关S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可知灯的额定电流
根据P=UI计算小灯泡的额定功率。图丁中无法准确得到小灯泡的额定电压和额定电流。故能测出灯泡额定功率的电路图是图戊。
13. 将小灯泡左端的接线柱与电压表“-”接线柱相连 短路 灯泡(或电压表)短路 C 左 2.5 0.65 不动
【详解】(1)[1]滑动变阻器与小灯泡、电源应串联起来,电压表与小灯泡灯并联,所以应将小灯泡左端的接线柱与电压表“-”接线柱相连。
(2)[2]连接电路时,为了防止因电路短路造成电流过大而损坏元件,所以连接电路时,开关应断开。
[3]电流表有示数,说明电路是通路;灯泡不亮,电压表示数为零,说明电路故障可能是灯泡(或电压表)短路。
(3)[4]电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路不存在断路,可能是由于灯泡两端电压太小,实际功率太小造成的,故可以向左移动滑动变阻器滑片,增大灯泡两端分压,看灯泡是否发光。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[5][6]小灯泡在2.5V电压下正常发光,而电压表示数为2V,小于2.5V,所以需增大小灯泡两端的电压,根据串联正比分压可知,应向左调节滑动变阻器的滑片,使电压表数为2.5V。
[7]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0.02A,电流为0.26A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
(5)①[8]闭合S,S1,断开S2,电流表测通过R0的电流,电阻R0与小灯泡并联,根据并联电路电压规律可知,电阻R0与小灯泡两端的电压相等。调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为,此时小灯泡两端的电压等于U额,小灯泡正常发光。
②[8]闭合S、S2,断开S1,此时电阻R0和小灯泡仍然并联,电流表测通过它们的总电流。滑动变阻器的滑片位置保持不动,小灯泡两端的电压仍为U额,通过R0的电流不变,仍为,此时记录电流表的示数为I,则通过电阻R0和小灯泡的总电流,通过小灯泡的额定电流为
③小灯泡的额定功率为
14. B 大 0.5 温度 丙 小灯泡断路
【详解】(1)[1]由小灯泡的额定电流小于0.6A可知,电流表选择小量程,串联接入电路,由图甲可知,电压表测量小灯泡两端的电压,与小灯泡并联。滑动变阻器按“一上一下”方式接线,因此滑动变阻器接在C或D接线柱。故实物图连接如图所示:
(2)[2]闭合开关前,为防止电流过大,滑动变阻器的阻值调到最大值,因此调到B端。
(3)[3]根据四次实验数据,由电功率P=UI计算可得四次实验的电功率分别是
P1=U1I1=1.40V×0.14A=0.196W
P2=U2I2=2.00V×0.18A=0.36W
P3=U3I3=2.50V×0.20A=0.5W
P4=U4I4=2.80V×0.21A=0.588W
因为灯的亮度是后一次都比前一次亮。所以得出的结论是:小灯泡越亮,它的实际功率越大。
(4)[4]小灯泡的额定电压是2.5V,由表中数据可知此时的电流是0.2A,由(3)中计算可知,小灯泡的额定功率是0.5W。
(5)[5]灯丝的电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中的电阻不同;计算电阻的平均值代表灯丝的电阻无意义,小明同学忽略了温度对电阻的影响。
(6)[6]由串联电路电压特点可知,小灯泡两端电压越小,滑动变阻器两端电压越大,滑动变阻器的阻值越大。由表格内数据可知,当灯泡两端的电压为1.40V时,滑动变阻器两端的电压是
U滑=U-U1=6V-1.40V=4.6V
此时电路中的电流表示数为0.14A。通过滑动变阻器的电流为0.14A。滑动变阻器接入电路中的电阻为
因此应选择滑动变阻器丙。
(7)[7]小灯泡均不亮,电流表无示数,说明电路处于断路状态,而电压表有示数且等于电源电压,说明与电压表并联的电路部分出现断路,因此可能是小灯泡断路。
15. 断开 0~3V 左 2.5 0.75 不成 灯丝电阻随温度升高而增长 实际功率
【详解】(1)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态。
[2]由题意可知,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表测小灯泡两端电压,故可知电压表应选择小量程,即0~3V。
(2)[3][4]若电压表的示数为1V,为了测得小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端电压,由串联电路电阻等比例分压可知,应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向左滑动,直到电压表的示数为2.5V为止。
[5]因滑动变阻器允许通过的最大电流为1A,故可知电流表选择的是小量程,故由图中可知,此时小灯泡的额定电流为I=0.3A,故由P=UI可得,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5A×0.3A=0.75W
(3)[6]由图中可知,此时U-I曲线不是直线,故可知此时电流与电压不成正比。
[7]此时电流与电压不成正比的原因是小灯泡的电阻会随温度的变化而发生变化。
(4)[8]由实验可知,灯泡的亮度与灯泡两端的实际电压和流过小灯泡的实际电流有关,即由灯泡的实际功率决定。
16. D 0.3 0.75
【详解】(1)[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器连入电路的电阻最大,闭合开关后发现小灯泡不亮,故接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故选D。
(2)[2][3]图乙中,电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P灯=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
(3)[4]在②中,灯与R1串联,电流表测电路的电流,灯正常发光;在③中只闭合开关S2,保持R1的滑片位置不动,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额,此时R2与变阻器串联,根据等效替代法,此时R2连入电路的电阻等于灯泡正常发光时的电阻;在④中,保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电路为R2的简单电路,电流表的示数为I1,则电源电压
U=I1R2
再将R1的滑片移到最右端,此时R1与R2串联,电流表的示数为I2;根据串联电阻的规律及欧姆定律,则电源电压
U=I2(R+R2)
电源电压不变,所以有
U=I1R2=I2(R+R2)
解得
小灯泡额定功率的表达式为
17. 右 小灯泡断路 0.24 1.44 50Ω,0.5A 将滑动变阻器的滑片慢慢向左移动
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,这样可以保护电路,所以滑片应放置在最右端,此时接入滑动变阻器接入电路中的电阻最大。
(2)[2]由部分的连接图可知,本实验是使用“伏安法”测小灯泡的电功率,所以开关、滑动变阻器、灯泡应串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,因为灯泡的额定电压是6V,所以电压表选择大量程,连接实物电路,如图所示:
(3)[3]电路正确连接后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表无示数,所以电路中一定有断路,而电压表有示数,说明有电流通过电压表,所以故障应是小灯泡断路。
(4)[4][5]由图可知,电流表选择的是小量程,分度值是0.02A,根据指针所在的位置可知,电流表示数是0.24A,因为小灯泡正常发光,所以电压表示数等于额定电压6V,所以灯泡的额定功率为
P=U灯I灯=6V×0.24A=1.44W
(5)[6]灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U﹣U灯=12V﹣6V=6V
因为串联电路中,电流处处相等,所以小灯泡正常发光时,通过滑动变阻器的电流为等于灯泡正常发光时的电流,即
I滑=I灯=0.24A
所以滑动变阻器接入电路的电阻为
所以应选择“50Ω,0.5A”的滑动变阻器。
(6)[7]由题意可知,小明按该电路图正确地连接了电路,但闭合开关S以后,发现灯泡也不发光,但电流表、电压表有示数,这说明灯泡的实际电压太低,滑动变阻器两端的电压太大,这是因为滑动变阻器接入电路的阻值较大,所以其分担的电压较大,故接下来的操作应是减小滑动变阻器接入电路中的阻值,即应将滑动变阻器的滑片向左移动,观察灯泡是否发光。
18. 左 c 变亮 2.5 0.5 < S1 断开S1、闭合S2(或者只闭合S2)
【详解】(1)[1]闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,由图知道,应置于最左端。
(2)[2]根据题意知道,闭合开关后,小灯泡发光,则说明电路为通路,电压表与灯泡并联,但电压表示数为0,由于是图中a、b、c三根导线中有一根断了,经检查,则该导线是c。
(3)[3][4]灯在额定电压下正常发光,具体做法是,闭合开关,缓慢移动滑动变阻器的滑片,变阻器连入电路中的电阻变小,电路中电流变大,故灯泡亮度逐渐变亮,直至电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V时,停止移动滑片。
[5]由图乙知道,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数是0.2A,则灯泡的额定功率是
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
[6]若此时只将小灯泡换成“2.5V0.6W”的另一小灯泡,其它不变,由知道,在额定电压不变时,额定功率越大,灯的电阻越小,合开关后,根据分压原理,灯的电压变小,那么该小灯泡的实际功率小于0.6W。
(4)根据实验目的,由知道,灯正常发光时的电阻是关键,根据等效替代法求灯正常发光时的电阻,故设计的实验方案如下
①[7]只闭合开关S1,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V;
②[8]断开S1、闭合S2,调节电阻箱,当电压表示数为2.5V时,读出电阻箱连入电路的阻值R0;
③[9]小灯泡额定功率的表达式
19. “20Ω 1A” 1.2 见解析 见解析
【详解】(1)[1]由于小灯泡的额定电流为0.3A,所以电流表选用小量程与小灯泡串联;由于灯丝阻值在10Ω~15Ω之间,根据U =IR知小灯泡的额定电压在3V~4.5V之间,所以电压表选用大量程与小灯泡并联;由电路图知滑动变阻器按“一上一 下”接左下、右上接线柱与小灯泡串联,故连接如下图所示:

[2]若小灯泡电阻为10Ω,正常发光时两端电压为3V,滑动变阻器两端的电压为
U滑=U0-UL=6V-3V=3V
此时滑动变阻器的电阻为
所以选用“20Ω 1A”的滑动变阻器。
(2)[3]电压表选用大量程,如图示数为4V,小灯泡的额定功率为
P=ULI=4V×0.3A=1.2W
[4]要想测量小灯泡在4.5V电压下的实际功率,根据串联电路的分压特点,应将滑片向A端移动,以减小变阻器连入电路的电阻从而减小其分得的电压,使灯泡两端电压增大到4.5V。
(3)[5]闭合S1、断开S2,读出电压表示数为U1,此时待测电阻和已知阻值的定值电阻串联,电压表测量的是待测电阻的电压; 闭合S1、S2,读出电压表示数为U2,此时已知阻值的定值电阻被短路,为待测电阻Rx的简单电路,电压表示数即电源电压。 由串联电路的规律,两电阻串联时,定值电阻的电压为
U0=U2-U1
由分压原理
电阻Rx的表达式为
[6]根据①中的表达式,晓彤的设计方案若想在实验中较准确测得电阻Rx的阻值,即电压表测量的电压要尽量准确,根据 电源电压为6V和实验中电压表测量的电压,由分压原理可知,定值电阻R0大小和待测电阻大小要接近。