18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习(含解析) 2022-2023学年上学期河北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学年上学期河北省各地九年级物理期末试题选编
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资源类型 教案
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科目 物理
更新时间 2023-10-10 22:34:46

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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·河北张家口·九年级统考期末)如图所示的电路可用在许多实验中,但它不能用于
A.探究欧姆定律
B.测量小灯泡的电阻
C.测量小灯泡的额定功率
D.探究小灯泡的亮度与实际功率的关系
2.(2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末)有三只白炽灯泡分别标有“220 V 60 W”、“36 V 60 W”、“110 V 60 W”字样,若它们都在额定电压下工作,发光情况应是
A.“36 V60 W”灯泡最亮 B.“110 V60 W”灯泡最亮
C.“220 V60 W”灯泡最亮 D.三只电灯一样亮
3.(2022秋·河北石家庄·九年级统考期末)电源电压3 V保持不变,把标有“3 V 3 W”的灯L1和标有“3 V 1.5 W”的灯L2按如图的方式连接,但开关S闭合后,则下列说法中正确的是
A.灯L1消耗的实际功率是3 W
B.灯L2消耗的实际功率是1.5 W
C.电压表的示数与电源电压之比是1:3
D.两灯消耗的总功率是1.5 W
4.(2022秋·河北邯郸·九年级期末)已知小灯泡的额定电压,小明打算增加一个定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作开关来测量小灯泡的额定功率。下列图中是小明设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是(  )
A.甲和丙 B.丙和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
5.(2022秋·河北沧州·九年级统考期末)把标有“220V 40W”的灯泡L1和“220V 60W”的灯泡L2串联接入220V电路两端,下列说法正确的是(  )
A.两灯泡的额定电压都变小了
B.两灯泡的额定电功率都变小了
C.灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大
D.通过灯泡L1的实际电流比L2的实际电流大
二、多选题
6.(2022秋·河北邢台·九年级统考期末)某同学连接了如图所示电路,其中电源电压恒为12V,RA是滑动变阻器,RB是电阻箱。按照如下步骤测量额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率:
①闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为I=0.5A;
②断开S1,闭合S、S2,保持滑动变阻器RA的滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电流表的示数仍为0.5A,记录RB的阻值为RB=12Ω。下列有关该实验的说法正确的是
A.小灯泡正常发光时的电阻值为12Ω
B.小灯泡的额定功率为6W
C.小灯泡的额定功率为3W
D.第①步中小灯泡正常发光时,滑动变阻器RA接入阻值为10Ω
三、实验题
7.(2022秋·河北邢台·九年级统考期末)测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为3V,小灯泡额定电压为2.5V、额定功率小于1W。

(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。
(3)小叶同学移动滑片P到某一点时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若她想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(4)小叶同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率为 W;
(5)细心的小叶发现通过灯泡的电流跟它两端的电压不成正比,其原因是 。
8.(2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末)在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V。请完成以下实验问题:
(1)连接电路时开关应 ,避免因 烧坏电源;
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整 ;
(3)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端;
(4)若连接完电路后,闭合开关快速试触的瞬间,电流表和电压表出现了如图乙所示的情况,经检查,所有仪器、元件完好。请分析出现以上现象的可能原因(两表各写一条):
①电流表: ;
②电压表: ;
(5)正确连接电路后,为测出小灯泡额定电功率,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为 V。此时电流表示数如图丙,其读数为 A,小灯泡正常发光的电功率为 W。
9.(2022秋·河北保定·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,电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各一只,导线若干。
(1)连接电路时,刚连接完最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是 。
(2)正确连接如图甲所示电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,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
(3)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。
(4)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)。
10.(2022秋·河北邯郸·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)。
11.(2022秋·河北张家口·九年级统考期末)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,器材有:电源(电压恒为3V)、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器(20Ω1A)、导线若干。
(1)闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,其原因是 ;
(2)问题解决后,第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值,得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)第一小组的同学在实验中还发现,电压表与电流表示数的比值变大,原因是 ;
(4)第二小组的同学在准备进行实验时,发现电流表已损坏,他们又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,并设计了如图丁所示的实验方案:
①断开开关S、S1、S2,按如图丁所示电路连接好实物电路,并将滑动变阻器的滑片P移至最右端,
②闭合S、S1,断开S2,调节滑动变阻器的滑片P,使小灯泡正常发光,电压表的示数为UL;
③保持滑动变阻器的滑片P位置不变, (填三个开关的通断情况),记下电压表的示数为U;
④小灯泡额定功率的表达式P额= (用UL、R0、U来表示)。
12.(2022秋·河北石家庄·九年级统考期末)同学们在实验室测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)小明和小华按照电路图甲正确连接电路测量灯泡甲的额定电功率:
①闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调到最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关后,发现电压表和电流表中只有一只电表有示数,小灯泡有亮度,说明 表发生了断路;
③排除故障后,再闭合开关,移动滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则该组小灯泡的额定功率为 W;
(2)小周和小李也连接了图甲的电路测量灯泡乙的额定电功率,根据测得的实验数据画出小灯泡电压在1.5V~2.5V之间的I﹣U图像如图丙所示,则该组小灯泡的额定功率是 W,小灯泡电压为1.5V时的电阻 (填“大于”、“小于”或“等于”)小灯泡电压为2.5V时的电阻;
(3)小芳和小丽重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路,如丁图所示,测量灯泡丙的额定电功率,电源电压保持3.5V不变,R0为阻值为10Ω的定值电阻,连接好电路后进行如下操作:
①断开开关S2,闭合开关S和S1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为 V;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6V;小灯泡的额电功率为 W(计算结果保留两位小数)。
13.(2022秋·河北承德·九年级统考期末)某同学用如图所示的电路的测量滑动变阻器的功率,滑片P向左移动时,测得如下数据:
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数U/V 8 6 5 4 2
电流表示数I/A 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4
变阻器功率P/W 0.8 1.2 1.25 1.2 0.8
(1)从实验数据看,实验中电压表的示数 ,电流表示数 (填“变大”或“变小”),滑动变阻器的功率大小变化情况是 ;
(2)电源的电压是 V,R1的阻值为 Ω;
(3)当电流表的示数为0.5A时,滑动变阻器接入电路中的电阻值是 Ω。
14.(2022秋·河北唐山·九年级统考期末)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 。
15.(2022秋·河北保定·九年级统考期末)某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用器材连接了如图甲所示的电路,电源(设电压恒为6V)、小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω),规格分别为“10Ω 1A”和“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R1和R2各一个。
(1)连接电路时,根据实验条件应选择滑动变阻器 (选填“R1”或“R2”),请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整 ;
(2)完善电路后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡电流随其两端电压变化的图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W,由图可知小灯泡的灯丝由暗变亮的过程中,灯丝电阻值 (选填“变大”“不变”或“变小”),说明小灯泡灯丝电阻的大小与 有关。
16.(2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末)小吴同学要测定额定电压为3.8V的小灯泡正常发光时的电阻。他选择了一些器材进行实验,其中电源电压为6V恒定,滑动变阻器R1上标有“20Ω 1A”字样。
(1)连接电路时,开关要处于 状态。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到最 (填“左”或“右”)端。小吴连成了图甲所示的电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,向左移动滑片,发现电流表示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)经检查发现电路中有一根导线连接错误,请在图中将这一根连接错误的导线画“×”,并重新正确连接 。排除故障,重新正确连接电路后,小吴继续进行实验,一边调节滑动变阻器的滑片,一边用眼睛观看 ,直至其达到 。此时,电流表示数如图乙所示,小灯泡正常发光时电阻为 Ω,其额定功率为 W。
17.(2022秋·河北沧州·九年级统考期末)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 。
18.(2022秋·河北衡水·九年级统考期末)同学们在实验室测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
(1)小明和小华按照电路图甲正确连接电路测量灯泡甲的额定电功率。
①闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最 (选填“左”或“右”)端;
②闭合开关后,发现电压表和电流表中只有一只电表有示数,小灯泡有亮度,说明 表发生了断路;
③排除故障后,再闭合开关,移动滑动变阻器,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则该组小灯泡的额定功率为 W;
(2)小周和小李也连接了图甲的电路测量灯泡乙的额定电功率,根据测得的实验数据画出小灯泡电压在1.5~2.5V之间的I-U图像是如图丙所示一条直线段,则该组小灯泡的额定功率是 W。小灯泡电压为1.5V时的电阻 (填“大于”、“小于”或“等于”)小灯泡电压为2.5V时的电阻。若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P1、P2、P3,则P2 (填“>”、“<”或“=”);
(3)小芳和小丽重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路,如丁图所示,测量灯泡丙的额定电功率,电源电压保持3.5V不变,R0为阻值为10Ω的定值电阻,连接好电路后进行如下操作:
①断开开关S2,闭合开关S、S1,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为 V;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6V;小灯泡的额电功率为 W(计算结果保留两位小数)。
19.(2022秋·河北秦皇岛·九年级统考期末)如图所示,在“测量小灯泡额定功率”的实验中,老师给同学们提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个,导线若干。若实验室只有:R1(10Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(200Ω 0.1A)三种规格的滑动变阻器可供选择。
(1)通过估算,滑动变阻器应选择 (选填R1、R2或R3),它在电路中的作用是 和改变电路中的电流;
(2)连接好电路后,滑片P到图甲中某一位置时,电压表示数(如图乙所示)为 V,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向 (选填“A”、“B”)端移动,丙图是小灯泡的I-U曲线,从丙图信息可计算出小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常发光时的电阻是 Ω,当小灯泡两端电压为1.5V时,小灯泡的电阻是 Ω,从图中可知小灯泡的电阻随电压升高而 ,也说明导体电阻与 有关;
(3)从丙图的图线上任取一点,过该点分别作横轴和纵轴的垂线,这两条垂线和两条坐标轴围成一下矩形,则矩形的面积表示的物理含义是 。
20.(2022秋·河北张家口·九年级统考期末)用伏安法测小灯泡的电功率和正常发光时的电阻,已知灯的额定电压为2.5V。
(1)在图甲中,已完成了一部分的电路连接,请你继续完成实验电路的连接 ;
(2)在闭合开关之前,图中滑动变阻器的滑片应放在 端(选填左或右);
(3)测电功率的原理是 ;测电阻的原理是 ;
(4)小组同学在连线时,不小心将线连错了,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片P时,发现电流表示数变大,电压表示数却变小,产生这一现象的原因是 ;
(5)如果在调节滑动变阻器的时候,电压表的示数如图乙所示,为了测定灯的额定功率,应将滑片向 调节;(选填左或右)
(6)调节滑变P,使灯正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W,此时,灯泡的电阻为 Ω。
21.(2022秋·河北邯郸·九年级统考期末)小明在做“测量小灯泡的电功率”实验,小灯泡额定电压为3V(电阻约为10Ω),电源电压为6V。
(1)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P应处于 (选填“A”或“B”)端;
(2)请你用笔画线完成电路连接;
(3)闭合开关后,电流表几乎没有示数,电压表有示数,则故障可能是 ;
A.开关开路 B.电压表短路 C.小灯泡断路
(4)排除故障后电压表示数如图乙所示,若测量小灯泡的额定功率,则应该向 (选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片P;
(5)当小灯泡两端电压达到额定电压时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定电流是 A,额定功率是 W;
(6)通过这个实验,还能测量小灯泡的 。
22.(2022秋·河北承德·九年级统考期末)某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率,电源电压恒为,待测小灯泡L的额定电压为,滑动变阻器R的规格为“ ”。
(1)图甲是该实验小组没有连接完整的电路,请用笔画出导线,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)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于 端(选填“A”或“B”)。
(3)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,电流表示数变化明显,电压表无示数。仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因可能是小灯泡发生 (选填“断路”或“短路”)。
(4)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发光测出小灯泡L的相关物理量,记录和计算结果如表,则小灯泡的额定功率为 W。由表中信息可知:灯泡实际功率越 ,灯泡越亮。
实验次数 1 2 3 4 5
电压 1 1.5 2 2.5 3
电流 0.14 0.18 0.22 0.26 0.30
实际功率 0.14 0.27 0.44 0.90
灯泡亮度 逐渐变亮
(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,设计了如图乙所示的电路图,并进行如下实验操作:
①按图乙连接电路,检查无误后,闭合开关S、,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、闭合,读出电压表示数为;
③小灯泡的额定功率: (用、、表示)。
参考答案:
1.A
【分析】由电路图可知,该电路为串联电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,根据电流和电压分析各个选项.
【详解】A.由图知,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,由于灯丝的温度也不同,灯丝的电阻会受到温度的影响,即灯丝的电阻是变化的,故不能探究电流与电压的关系,即不能探究欧姆定律,故A不能完成;
B.电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,根据欧姆定律的公式可以测出灯泡的电阻,故B能完成;
CD.知道灯泡的额定电压(或额定电流),通过调节变阻器的滑片,可测出灯泡正常工作时的电流(或电压),由P=UI可以计算灯泡的额定功率,同理也可测出灯泡的实际功率,实验中也可以观察灯泡的亮度与功率的关系,所以CD可以完成;
故选A.
2.D
【分析】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,额定电压下的实际功率与额定功率相等.
【详解】因为三个灯泡都在额定电压下工作,所以P实=P额=60W;
因为三个灯泡的实际电功率相等,所以三个灯泡一样亮.故选D.
3.C
【详解】(1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:,I2=,由可得,两灯泡的电阻分别为:,;(2)由电路图可知,开关S闭合后,L1与L2串联,电压表测L1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和,所以,电压表的示数与电源电压之比:,故C正确;此时电路中的电流:,灯L1消耗的实际功率:,故A错误;灯L2消耗的实际功率:,故B错误;两灯消耗的总功率:,故D错误.故选C.
4.C
【详解】图甲中不能直接知道小灯泡两端的电压,所以图甲不能够测出小灯泡额定功率;图乙只闭合开关S2,电压表测小灯泡两端的电压,可以移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数等于小灯泡的额定电压,然后保持滑片位置不动,断开S2,闭合S1,测得定值电阻R0和小灯泡的电压之和,两个电压值相减可得到定值电阻R0两端的电压,根据可得到流过小灯泡的电流值,根据可求得小灯泡额定功率,乙图是可以的;图丙中,闭合开关S1,开关S2往上连接,移动滑片P,使电流表的读数达到一个值,这个值大小是,这时小灯泡正常发光,接着把开关S2往下连接,电流表测小灯泡和定值电阻R0的电流之和,两个电流值相减可得到流过小灯泡的电流值,根据可求得小灯泡额定功率,丙图是可以的;图丁中,只有电流表,通过开关的转换,定值电阻与灯分别与变阻器串联,不能确定灯是否正常发光,不可知道小灯泡额定功率,图丁是不可以的。综上所述,够测出小灯泡额定功率的是乙和丙。
故选C。
5.C
【详解】AB.用电器正常工作时的电压为额定电压;用电器在额定电压下的功率为额定功率。把两个灯泡串联接入220V电路两端,两灯泡的额定电压和额定功率都不改变,故AB错误;
C.由灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率小于L2的额定功率;因为P═,所以L1的电阻大于L2的电阻;串联电路中各处的电流相等,由U=IR可知,则灯泡L1两端的实际电压比L2两端的实际电压大,故C正确;
D.串联电路中,各处的电流相同,通过两个灯泡的电流相等,故D错误。
故选C。
6.AC
【详解】A.小灯泡额定电流为0.5A,闭合S、S1,断开S2,移动滑动变阻器RA的滑片使电流表的示数为0.5A;断开S1,闭合S、S2,保持滑动变阻器RA的滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电流表的示数仍为0.5A,此时RB的阻值等于灯泡正常发光时的电阻,小灯泡正常发光时的电阻值为12Ω,故A正确;
BC.小灯泡的额定功率为
P=I2R=(0.5A)2×12Ω=3W,
故C正确,B错误;
D.第①步中小灯泡正常发光时,电路总电阻
R总==24Ω,
滑动变阻器RA接入阻值
RA=R总-R=24Ω-12Ω=12Ω,
故D错误。
7. A 2.2 B 0.5 灯丝的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]电流表要串联在电路中,让电流从正接线柱流进电流表,从负接线柱流出来,如图所示:

(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于最大阻值处的A端。
(3)[3][4]此时电压表选择的是小量程,分度值为0.1V,电压表的示数为2.2V;若她想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片P向B端移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)[5]根据图像信息,当小灯泡两端的电压为2.5V时,电流为0.2A,可计算出小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(5)[6]灯丝的电阻随温度的升高而增大,故小叶发现通过灯泡的电流跟它两端的电压不成正比,其原因是:灯丝的电阻随温度的升高而增大。
8. 断开 短路 A 正负接线柱接反了 量程选择太小 2.5 0.38 0.95
【详解】(1)[1][2]为了避免因短路而烧坏电源,连接电路时开关应断开。
(2)[3]由图丙可知,电流表选用小量程,将电流表与灯泡串联在电路中,如下图所示:
(3)[4]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,即A端。
(4)[5][6]连接完电路后,闭合开关快速试触的瞬间,电流表和电压表出现了如图乙所示的情况,电流表指针偏向了零刻度线左侧,说明电流表的正负接线柱接反了;电压表指针超过了量程,说明电压表量程选择太小。
(5)[7]灯泡的额定功率为2.5V,正确连接电路后,为测出小灯泡额定电功率,要调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V。
[8]此时电流表示数如图丙,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.38A。
[9]小灯泡额定功率为
9. 连接电路时开关没有断开 D 0.3 0.75
【详解】(1)[1]刚接好最后一根导线,小灯泡就发光了,原因是连接电路时开关没有断开;
(2)[2]闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,电路为通路,说明电流过小,灯泡的实际功率小,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;
(3)[3]电流表选用小量程,分度值为0.02A,该示数为0.3A
[4]则小灯泡的额定功率为
(4)[5]由串联电路特点和欧姆定律可得
解得
小灯泡额定功率的表达式为
10. 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
11. 没有将电流表的指针调零 0.625 见解析 闭合开关S、S2,断开开关S1
【详解】(1)[1]闭合开关前,发现电流表的指针如图乙所示,指针向左偏,其原因是没有将电流表的指针调零。
(2)[2]根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图像可知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
(3)[3]由欧姆定律,电压表与电流表示数的比值变大,即灯丝的电阻变大,其原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大。
(4)③[4]保持滑动变阻器的滑片P位置不变,闭合开关S、S2,断开开关S1,记下电压表的示数为U;电路的连接方式不变,电压表测L、R0的总电压,各元件电阻大小不变,所以灯泡仍正常发光。
④[5]在②中,闭合S、S1,断开S2,此时L、R0、变阻器串联,电压表测灯泡两端电压;由串联电路特点和欧姆定律可知,灯泡正常发光电流
小灯泡额定功率的表达式
12. 左 电压 0.75 0.725 等于 2.5 0.72
【详解】(1)[1]为了保护电路,在使用前应将电阻值调至最大阻值处,即左端。
[2]测灯泡功率的实验中,电流表与灯泡串联,电压表与灯泡并联。若电流表断路,则整个电路断路,灯泡不能发光;若电压表断路,电路其它部分仍然可以工作。由题知闭合开关后,小灯泡有亮度,说明断路的电表是电压表。
[3]图乙中电流表选用0~0.6A量程,分度值是0.02A,此时的电流为
小灯泡的额定功率为
(2)[4][5]小灯泡的额定电压为2.5V,由图像丙知,灯泡电压为2.5V时的电流为0.29A,所以测得灯泡的额定功率为
图像知,灯泡两端电压由1.5V增大到2.5V时,其U﹣I图像是一条直线,所以小灯泡电压为1.5V时的电阻等于2.5V时的电阻。
(3)[6][7]为了使小灯泡正常发光,应使小灯泡两端的电压为2.5V,在上面的第2次操作中,保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,读出电压表示数为2.6V;此时定值电阻与变阻器串联,根据串联电路的电压规律,变阻器的电压为
根据分压原理可得


故在第1次操作中,由串联电路的规律和欧姆定律,通过变阻器的电流即灯的额定电流为
故灯的额定功率为
13. 变小 变大 先变大后变小 10 20 0
【详解】(1)[1][2][3]从表中电压表示数一栏中可以看出,电压表示数逐渐变小;从表中电流表示数一栏中可以看出,电流表示数逐渐变大;从变阻器功率一栏中可以看出,滑动变阻器的功率先变大后变小。
(2)[4][5]从表中数据可以看出,当电路中电流为0.1A,滑动变阻器两端电压为8V;当电路中电流为0.4A,滑动变阻器两端电压为2V;根据串联电路的电压规律、欧姆定律可知
解得
(3)[6]当电路中电流为0.5A时,定值电阻两端电压为
等于电源电压,因此滑动变阻器接入电路中的电阻值为零。
14. 见解析 小灯泡断路 B ③ 0.75 25 滑动变阻器的最大电阻太小
【详解】(1)[1]测量小灯泡电功率的实验中,应将电流表、滑动变阻器和小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
(2)[2]电流表无示数,说明电路可能断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表到电源两极之间是连通的,故断路应出现在与电压表并联的那部分电路中,故障的原因可能是小灯泡断路。
(3)[3]实验中,当电压表示数为2V,为了测出小灯泡的额定功率,要使小灯泡两端电压增大到额定电压2.5V,根据串联分压原理,则应减小滑动变阻器接入电路中的阻值,故应将滑片P向B端移动。
(4)[4]由题知,电源电压为3V,由串联电路的电压规律可知,灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变,灯的U~I图像(实线)与变阻器电流随电压的变化关系图像交点,表示灯的电压与变阻器的电压相等,由串联电路电压的规律可知此时灯与变阻电压的电压都为1.5V,由下图知,只有图3中的虚线③符合这个条件。所以,滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系图像应为图乙中的③。
[5]根据图乙知,小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[6]由图乙知,实验中的最小电流为0.1A,此时小灯泡两端的电压为0.5V,由串联电路电压的规律,则滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U灯=3V-0.5V=2.5V
根据欧姆定律,滑动变阻器接入电路中的电阻为
这是实验中滑动变阻器接入电路的最大电阻值,故所选滑动变阻器最大阻值不小于。
(5)[7]实际操作时将开关S2拨到位置时,无法调到额定电压,应是小灯泡分得电压太大,降不到灯的额定电压,根据串联分压原理可知,是因为滑动变阻器的最大电阻太小,不能分得更多的电压,从而无法让灯泡两端达到额定电压。
15. R2 0.625 变大 温度
【详解】(1)[1][2]灯的额定电压为2.5V,所以,变阻器两端的电压
根据分压原理
滑动变阻器的阻值至少为
故应选用R2“30Ω 0.5A”的滑动变阻器;由题知,滑动变阻器应采用“一上一下”的方式与灯泡串联,从而控制灯泡的亮度,电压表与灯泡并联测其两端电压,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表使用0~3V量程,如图所示:
(3)[3][4][5]由图乙可知,当灯泡正常发光时的电流为0.25A,则灯泡的额定功率
由图像可知,电压增大时,电流也增大,根据可知,灯的功率变大,灯丝的温度升高,灯的亮度变大,但由于电压增大的幅度比电流增大的幅度大,根据可知,灯丝的电阻随电压的升高而增大,即灯泡的功率越大,灯丝的电阻越大。
16. 断开 右 不变 电压表 3.8V 10 1.444
【详解】(1)[1]连接电路时开关要处于断开状态,避免因为连接错误而损坏电路中的仪器。
[2]闭合开关前,滑动变阻器应调节到阻值最大处,避免电路中电流过大烧坏用电器,故滑动变阻器应调到最右端。
[3]分析甲图可知,电路中的电压表为串联接入到电路中,电路相当于断路,故电路中无电流通过,所以调节滑动变阻器电流表示数不变。
(2)[4]电压表要并联接入到电路中,电流表要串联接入到电路中,所以将灯泡左端与电源负极的连线改接到电压表正接线柱即可,如图所示:
[5][6]因为要测量灯泡正常发光时的电阻,所以要将电压调到3.8V,此时应该一边调节滑动变阻器的滑片,一边用眼睛观看电压表,直到其达到3.8V。
[7]从乙图可知,电流表所接量程为0~0.6A,故分度值为0.02A,所以电流表读数为0.38A,根据欧姆定律公式可得小灯泡正常发光时的电阻
[8]根据电功率的公式可得小灯泡的额定功率
P=UI=0.38A×3.8V=1.444W
17. “50;0.5A” 灯泡断路 0.75 灯丝的电阻与温度有关 小于 4~25 1︰1 3︰1
【详解】(1)[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)[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)[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)[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)[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。
[6]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)[7]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。
[8]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。
[9]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
18. 左 电压表 0.75 0.725 等于 < 2.5 0.72
【详解】(1)[1]闭合开关前,为了保护电路,应将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处,由图得,应将滑片调到最左端。
[2]由图甲得,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量灯泡的电流。闭合开关后,发现电压表和电流表中只有一只电表有示数,小灯泡有亮度,说明电路处于接通状态,电路中有电流,即电流表有示数,因此电压表没示数,电压表发生断路。
[3]由图乙得,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,灯泡的额定电压为
(2)[4]由图丙得,当灯泡电压为2.5V时,电流为0.29A,所以小周和小李测得小灯泡的额定功率是
[5]由图得,实验所得的I-U图像是一条倾斜向上的直线,图像的斜率是灯泡的电阻的倒数,斜率不变,说明灯泡的电阻大小不变,说明小灯泡电压为1.5V时的电阻等于小灯泡电压为2.5V时的电阻。
[6]由得

所以
(3)[7][8]①断开开关S2,闭合开关S、S1,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,移动滑动变阻器滑片P,使电压表示数为2.5V,使灯泡正常发光。此时滑动变阻器的电压为
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S1,闭合开关S、S2,使电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测量电阻R0的电压,读出电压表示数为2.6V,此时电路中的电流为
滑动变阻器的电压为
滑动变阻器接入电路中的电阻为
[8]灯泡正常发光的电流为
灯泡的额定功率为
19. R2 保护电路 2.2 B 0.5 12.5 10 变大 温度 灯泡的实际功率
【详解】(1)[1][2]小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,则小灯泡正常发光时的电流约为
由串联电路的电压特点可得,此时滑动变阻器两端的电压为
U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V
此时滑动变阻器接入电路中的电阻阻值为
因此,滑动变阻器应选择R2,在闭合开关前,滑动变阻器应以最大阻值接入电路,起到防止电流过大,保护电路的作用。
(2)[3]由图乙可知,电压表选择小量程,示数为2.2V。
[4]要想测量小灯泡的额定功率,应使电流表的示数增大到2.5V,根据串联电路分压特点,滑动变阻器两端的电压应减小。根据串联电路分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值应变小,故将滑片P向B端移动。
[5][6]由图丙可知,当电压为2.5V时,电流为0.2A。故小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
小灯泡正常发光时的电阻是
[7]由图丙可知,当小灯泡两端电压为1.5V时,电流为0.15A。此时小灯泡的电阻为
[8][9]综上计算,结合图丙中I-U图像是一个上凸的曲线可知,小灯泡的电阻随电压升高而升高。由图像知,小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流都在增大,故小灯泡的实际功率不断变大,小灯泡在发光时,将电能转化为光能和内能,所以小灯泡灯丝的温度不断升高。因此还说明小灯泡的电阻受到温度的影响。
(3)[10]从丙图的图线上任取一点,过该点分别作横轴和纵轴的垂线,这两条垂线分别表示I、U,这两条垂线和两条坐标轴围成一下矩形,则矩形的面积
S=UI
由电功率公式P=UI可知,矩形的面积表示的物理意义是小灯泡的实际功率。
20. 左 P=UI 电压表与滑动变阻器并联 右 0.5 12.5
【详解】(1)[1]由图乙可知,电流表选择0~0.6A的量程,电压表选择0~3V的量程,将电压表并联在灯的两端,电流表串联在电路中,如图所示:
(2)[2]连接电路时,为保护电路,开关应断开,变阻器置于阻值最大的位置,即滑片应放在左端。
(3)[3]测小灯泡的电功率,用电压表测量小灯泡的电压,电流表测量通过小灯泡的电流,由P=UI得到小灯泡的电功率,实验原理是P=UI。
[4]测小灯泡的电阻,用电压表测量小灯泡的电压,电流表测量通过小灯泡的电流,由得到小灯泡的电阻,实验原理是。
(3)[5]闭合开关后,移动滑动变阻器滑片P,电流表示数变大,电路中电流变大;由U=IR可知,定值电阻两端的电压变大;根据串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压减小,而现在电压表的示数也减小,所以产生这一现象的原因是电压表与滑动变阻器并联了。
(4)[6]灯在额定电压下的功率为额定功率,图乙中,电压表选用0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯的额定电压,应增大灯的电压,由串联电路电压的规律,应减小变阻器分得的电压,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻要减小,即滑片向右移动;直到电压表的示数为2.5V。
(5)[7]由图乙可知,电流表选用0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.2A;灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
[8]此时,灯泡的电阻为
21. 断开 A C B 0.24 0.72 电阻
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,开关需要断开;滑动变阻器滑片位于阻值最大处。
(2)[3]由于电压表并联,且小灯泡的额定功率为3V,故需要选择0~3V的量程,用一根导线将灯泡的右端与电压表的正3接线柱相连即可,如下图所示:

(3)[4] 电流表几乎没有示数,则断路,而电压表有示数,说明电压表所在的电路是通的,那就只能是电压表所测的灯泡断路。
(4)[5] 电压表示数如图乙所示,为2V,说明电灯泡两端的电压太小,需要增大至3V,故滑动变阻器的电压需要减小,根据串联分压,故阻值需要减小,故向B端移动。
(5)[6][7]如图电流表选择的是0~0.6A,则分度值为0.02A,故电流表的读数为0.24A;额定功率是
故额定功率是0.72W。
(6)[8]根据已知的电压、电流,还可以根据求电阻。
22. B 短路 0.65 大 2
【详解】(1)[1]待测小灯泡L的额定电压为,电压表选择0-3V的量程,电压表和灯泡并联,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,使滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连,如下图所示:
(2)[2]在连接电路时,开关应断开,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即B端。
(3)[3]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,说明电路是通路,电压表无示数,可能是灯泡短路。
(4)[4][5]由表中数据可知,灯泡的额定电压是2.5V,通过灯泡的电流是0.26A,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
由表中数据可知,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
(5)①[6]闭合开关S、,电压表测量R0和变阻器的总电压,电源电压是4.5V,灯泡的额定电压是2.5V,由串联电路电压的规律可知电压表的示数为
4.5V-2.5V=2V
所以调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为2V。
③[7]S处于闭合状态,滑片不动,断开、闭合,读出电压表示数为;电压表测量R0两端的电压,通过电路的电流
I=I0=
灯泡的额定功率
P额=U额I=