18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习(含答案) 2022-2023学年上学期河南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(含答案) 2022-2023学年上学期河南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 2023-10-19 21:39:49

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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·河南三门峡·九年级统考期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,闭合开关后,灯泡正常发光,如果小灯泡的灯丝断了,会出现下列哪一种现象(  )
A.电流表的指针满偏 B.电压表的示数接近电源电压
C.电压表的指针不偏转 D.滑动变阻器可以改变电压表的示数
2.(2022秋·河南信阳·九年级统考期末)如图是探究并联电路电流特点的一种实际用电器,闭合开关S,灯泡L1、L2都发光。过一会儿,由于灯泡L1的质量问题,灯丝被烧断了。则下列说法正确的是(  )
A.滑动变阻器实际功率变大
B.灯泡L2额定功率变大
C.灯泡L2亮度不变
D.灯泡L2亮度变亮
二、多选题
3.(2022秋·河南郑州·九年级期末)在测额定电压为“3.8V”的小灯泡额定电功率实验中,R阻值已知,电源电压未知,能测出小灯泡额定功率电路的是(  )
A.B.C. D.
4.(2022秋·河南信阳·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—改变定值电阻两端电压
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
三、实验题
5.(2022秋·河南南阳·九年级统考期末)小明同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为)

(1)实验室备有A“ 1A”、B“ 0.5A”、C“ 0.1A”的三个滑动变阻器,小明应选用 (选填“A”、“B”或“C”)滑动变阻器进行实验;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至最 (选填“左”或“右”)端;
(2)如图甲所示,在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电压表的示数将 (选填“变化”或“不变”);检查发现电路中有一跟导线连接是错误的,这根导线是 (选填“a”、“b”、“c”或“d”);
(3)实验中应根据 (选填“灯泡亮度”、“电压表示数”或“电流表示数”)确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线,小明闭合开关,移动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表指针的位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)在实验过程中,电流表出现了损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小明跟老师要了一个已知阻值为的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电压表的示数为 V;
②保持变阻器滑片P的位置不变,将电压表从灯泡两端拆下,改接到电阻两端,读出电压表的读数,记为;
③小灯泡额定功率的表达式为 (用实验测得的数值和已知量符号表示)。
6.(2022秋·河南信阳·九年级统考期末)如图所示,是测量小灯泡额定功率的实物元件图,其中电源是由三只蓄电池组成,小灯泡额定电压是3.8V,其灯丝电阻约为10Ω,滑动变阻器标有“10Ω、1A”字样,电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3V、0~15V)。
(1)本实验的原理是: ;
(2)请用笔画线代替导线,把下图中的电路元件连接实验电路(要求:滑片P向左移时灯变亮,且连线不得交叉);

(3)实际测量过程中小刚才发现电压表0~15V量程已损坏(另一量程完好),但他仍想利用现有器材测出小灯泡的额定功率,请你帮小刚重新设计新的电路图并画在下面的方框内;

(4)小刚按重新设计的电路图继续实验,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图所示,则小灯泡的额定功率是 W。

7.(2022秋·河南周口·九年级统考期末)在测量“小灯泡电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。

(1)如图甲所示,连接电路时,将开关保持 ,滑片P移至 端(选填“C”或“D”);
(2)若闭合开关,灯不亮,电压表的示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是 ;
(3)根据实验要求,设计并填写实验记录表内的2个空格;
实验序号 电压U/V 发光情况
1 1.5 / / /
2 20 / / /
3 2.5 / / /
(4)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I﹣U图象,根据图象信息,小灯泡的额定功率为 W;此电路还可以用来测量灯泡的 ,灯泡正常工作时,它的大小为 。
8.(2022秋·河南商丘·九年级统考期末)丽丽同学想利用图甲所给实验器材“测定小灯泡的额定功率”,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,灯泡的电阻约为10Ω。
(1)电路连接中有一处明显错误,请你在错误处打“×”,并在原图中画出正确电路连线;( )
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光,若此时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率是 W;
(3)若另一组的小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P时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 (写出一种即可);
(4)在完成以上实验后,丽丽小组进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示,通过图像发现小灯泡中的电流跟它两端的电压不成正比,这说明灯丝电阻的大小是 的,造成这一结果的原因是 ;
(5)如果将实验电路中的灯更换成定值电阻,可以进行“测量定值电阻的阻值”实验,此实验的原理是 ,此实验与测小灯泡电功率实验最大的不同点在于,实验时需要对定值电阻的阻值进行多次测量并 。
9.(2022秋·河南许昌·九年级统考期末)如图甲所示是小文同学在“测量小灯泡的电功率”实验时连接的电路。小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率约为0.8W。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整 ,要求:滑片向右移动时,电压表示数变小;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到 (填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,且接近电源电压,则故障可能是 。排除故障后,移动滑片的位置,使小灯泡正常发光,此时电路中电流为 A,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)小文在实验前设计了如表的记录表格,想进一步算出小灯泡的平均功率,你认为这样处理数据 (填“是”或“不是”)合理的,理由是 。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 平均功率P/W
① 0.5 0.08 0.04
② 2.5
③ 2.8 0.30 0.84
10.(2022秋·河南郑州·九年级统考期末)图甲是测量小灯泡电功率的电路图。小灯泡的额定电压为3.8V,电源电压为6V。
(1)按照图甲所示的电路图,请用笔画线表示导线,在图乙中将实物图连接完整 ;(要求:导线不能交叉)
(2)小明连接好电路后闭合开关,灯L几乎不发光,电流表和电压表都有示数。移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因可能是 ;
(3)请将设计表格时遗漏的物理量和单位填入表格中的横线处;
实验次数 电流I/A 电功率P/W
1 3.8 0.32
2 2.5
3 2.0 0.20
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡正常发光,读出电流表示数,记录在表格中,可以算出小灯泡的额定功率为 W。继续移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,灯泡的电流大小是 A。接下来继续移动滑片收集数据记入表中;
(5)小明注意到灯L的亮度变化是:第1次最亮,接下来亮度依次减弱。结合表中数据可以得出的结论是:小灯泡的亮度由 决定;
(6)利用表中数据,还可以发现关于小灯泡的一个特点是: ;
(7)本实验中进行多次测量的目的是 (选填字母)。
A.多次测量求平均值减小误差
B.收集多组实验数据寻找规律
11.(2022秋·河南安阳·九年级统考期末)在测3.8V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小坤连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V。
(1)请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮);( )
(2)实验原理是: ;
(3)小坤合理地连接好电路,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮,小坤分析后确定是灯泡的故障,若电流表有示数,电压表没有示数,可以判断灯泡 (选填“短路”或“开路”);
(4)在某次实验时,电压表出现了故障不能使用,小坤向老师借了一只定值电阻R0(R0值已知),设计了如图乙所示的电路,继续测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率;
①测量时,应闭合开关S和 ,调节滑动变阻器,当电流表的示数为I= 时,(用已知量表示)小灯泡正常工作;
②断开所有开关后,保持滑片位置不变,再将开关S和 闭合,读出电流表的示数为;
③算出小灯泡的额定功率P额= (用和R0等已知量表示)。
12.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)在测定小灯泡电功率的实验中,现有器材为:电压为6V的电源1个,规格为“10Ω 1A”和“50Ω 2A”滑动变阻器各1个,额定电压为2.5V、阻值约为10Ω的小灯泡1个,请回答以下问题:
(1)根据所学知识和题意,应选择规格为 的滑动变阻器;
(2)如图甲所示,是已连接好的实物图,图中有一处连接错误,并导致移动滑动变阻器滑片灯泡亮度较暗且不变,这一处错误是: ;
(3)在改正错误后,移动滑动变阻器滑片进行了多次测量,其中小灯泡正常发光的电流表读数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)该实验中,移动滑动变阻器滑片进行多次实验的目的是: ;
(5)请根据正确的图甲实物图,画出电路图。
13.(2022秋·河南商丘·九年级统考期末)下面是小明和小华测量小灯泡的额定功率的实验过程,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是他们连接的部分电路;
①请用笔画线代替导线将电路连接完整;
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移在最 (选填“左”或“右”)端;
③闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数。小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,另一端触碰接线柱A、B、C,发现只有触碰接线柱C时,小灯泡才发光,若电路中只有一处故障,且各器材、导线均完好,则电路故障可能是 ;
④排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,直到电压表的示数为 V时,记下此时电流表的示数(如图乙所示),则小灯泡的额定功率为 W;
(2)小明和小华重新设计了一种测量小灯泡额定功率的电路,如图丙所示,R0为阻值已知的定值电阻,连接好电路后进行如下操作:
①只闭合开关S、S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 V;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,只闭合开关 ,记下电压表示数为U,则小灯泡的额定功率为 (用已知量和测量量表示)。
14.(2022秋·河南信阳·九年级统考期末)一个同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用小灯泡的额定电压是2.5伏,电路实物图如图所示。按实验要求,他测出了一组实验数据,并记录了小灯泡亮度的变化情况,结果如下表所示:
(1)请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整 ;
(2)闭合开关,接通电路后,电流表、电压表工作正常,示数均不为零。移动滑动变阻器滑片P发现电流表和电压表指针不随着发生变化,则可能的原因是 ;
(3)改正电路后进行实验,测的某次实验结果如图(a)、(b)所示,此时电流表的示数为 A,电压表的示数为 V;
(4)在实验(3)中,你认为该同学的实验操作不妥之处是 ,改进的办法是 。
15.(2022秋·河南许昌·九年级统考期末)小豪在做“测量小灯泡的电功率”的实验,所用的小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲为小豪连接的实物电路,要求向右移动滑片时灯泡变亮,请你帮他补充完整;( )
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.8V时,电流表示数如图乙所示为 A,此时计算出小灯泡的实际功率为 W;
(3)根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W,并可归纳出:小灯泡两端的实际电压越 ,实际功率越大;
(4)完成上述实验后,小豪进一步思考,在没有电流表的情况下,能否测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率?他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置,设计的电路图如图丁所示,然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 V,接着保持滑片位置不变,将电压表 点(选填“A”或“B”)的接线改接到C点,观察并记录电压表示数为U,则小灯泡的额定功率可表示为P额= (用R0、U等物理量符号表示)。
16.(2022秋·河南三门峡·九年级统考期末)某实验小组的同学设计了如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知待测小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡的额定功率估计在1.2W左右,电源电压恒为6V。
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成实物电路的连接 ;
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到 时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。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;
(4)改变滑动变阻器的阻值,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I一U图像。根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;此时滑动变阻器接入电路的阻值约为 Ω;
(5)同学们设计了A、B、C三种电路图,试图测量另一个小灯泡的额定功率(额定电压已知),其中R0为定值电阻,S为单刀双掷开关(S可以连接“a”或“b”),则以下测量方案可行的是 (选填字母)。
17.(2022秋·河南平顶山·九年级统考期末)在测定额定电压为U额=3.8V的小灯泡(电阻大约为10Ω)的额定功率的实验中,同学们连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V且保持不变。
(1)用笔画线代替导线将实物电路连接完整 (要求:滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡逐渐变亮,连线不得交叉);
(2)在实验中,若电压表示数为2V,为了能测出小灯泡的额定功率,必须将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,当电压表的示数为3.8V时小灯泡正常发光此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)同学们根据测出的小灯泡实际功率的多组实验数据,作出了I~U图像,如图丙所示,结果发现图像不是直线,这是因为 ;
(4)另一组同学们在“测量小灯泡额定功率”的实验时,电流表损坏,老师给他们提供了如下器材:开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为R0的定值电阻导线若干,该组的同学们根据所给的器材经过认真思考后,设计了如图丁所示的实验电路:
①闭合开关S,将S1拨到触点 (选填“a”或“b”),移动滑片P,使电压表的示数为 V;
②保持滑片P位置不变,将开关S1拨到另一触点,此时电压表的示数为U;则小灯泡的额定功率的表达式为P额= ;如果在①步骤中,滑动变阻器的滑片向右多滑了一点,则测出的小灯泡的额定功率会 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
18.(2022秋·河南周口·九年级统考期末)小军在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时,老师为他提供的器材有:电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线,图乙是设有连接完整的实物电路图。
(1)请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图(图乙)连接完整(要求:向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小;导线不交叉);( )
(2)在连接电路时,开关必须 ;实验前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)闭合开关后,无论怎样移动滑片P,发现电流表始终无示数,电压表有示数,其原因可能是 ;
A.滑动变阻器断路
B.定值电阻断路
C.定值电阻短路
(4)排除故障后,当电压表示数为2.4V时,电流表示数如图丙所示为 A,则定值电阻的阻值为 Ω,定值电阻的电功率为 W;
(5)完成上述实验后,小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经损坏,于是他又找来两个开关和一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,已知电源电压恒为U(U>U额),请你完成下面的实验步骤;
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为 ;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数为U1;
③小灯泡额定功率的表达式为P额= 。
19.(2022秋·河南漯河·九年级统考期末)某实验小组要“测量小灯泡的电功率”,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)小明同学连接的部分电路如图甲所示,请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整;(导线不得交叉)( )
(2)另一组的小华同学连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表都有示数,但是数值较小,且无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不发光,两电表示数均无变化、则产生这一故障的原因可能是 ;
(3)小华排除故障后,按照图甲连接好电路,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为 V。要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5V;
(4)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电压和电流值,并绘制成图丙所示的图像,根据图像的信息可以计算出小灯泡的额定功率为 W;
(5)完成上述实验后,小华同学又向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丁所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为 V;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数为 ;
③小灯泡额定功率的表达式P额= 。(用已知量和测量量表示)
20.(2022秋·河南许昌·九年级统考期末)果果同学在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,设计了如图1所示的电路,小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压为3.0V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样。
(1)请你用笔画线代替导线,帮果果同学将图1电路补充完整 。要求:滑动变阻器的滑片向左滑动时,灯泡亮度变暗;
(2)果果同学检查电路时,发现电压表如图2所示,原因可能是 ;
(3)排除故障。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于最 (填“左”或“右”)端;
(4)移动滑片的位置,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图3所示的I﹣U变化的图象,由图象可以算出小灯泡的额定功率为 W;
(5)观察图象发现小灯泡的电阻并不是固定不变的,你判断的依据是 ;
(6)果果还想测量一未知电阻Rx的阻值,于是用这个未知电阻Rx替换了小灯泡,同时撤掉发生故障的电流表,利用余下器材(电压未知的电源、滑动变阻器、开关、导线),在不改动电压表位置及连线的情况下,很快测出了未知电阻Rx的阻值。
①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端,读出电压表的示数Ux。
②再将滑动变阻器的滑片移到最右端,读出电压表的示数为U。
则电阻Rx= (用测量值和已知量表示)。
21.(2022秋·河南新乡·九年级统考期末)在“测定小灯泡额定功率”的实验中,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线帮助小明把甲图的电路连接好 ;
(2)小明同学连接好电路后,闭合开关,发现电流表指针的转向情况如图乙所示,则可能的原因是: ;
(3)小明正确连接电路,闭合开关,移动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮。小明在查找电路故障时发现,电流表示数为0,电压表示数为3V。若电路中只有一处故障且只发生在小灯泡或滑动变阻器上,电路故障可能是 ;
(4)故障排除后,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,其示数为 A,那么小灯泡的额定功率是 W;
(5)宁宁同学设计出如图丁所示的电路,无电压表也能测出该小灯泡的额定功率,已知定值电阻R1=5Ω。步骤如下:
a.首先,将单刀双掷开关S1拨至位置1,再闭合S0,调节滑动变阻器R,使电流表的示数为 A;
b.再将单刀双掷开关S1拨至位置2,记下电流表的示数I;
c.根据以上数据,可算出该小灯泡的额定功率P= 。(用题中的已知量和测得量表示)
22.(2022秋·河南洛阳·九年级统考期末)如图是“测量小灯泡电功率”的实验电路图,所用的电源电压恒为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 端;(选填“左”或”右”)
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表、电流表示数如图乙所示,其原因可能是 ,此时小灯泡的电功率为 W;
(3)移动变阻器滑片,记下多组对应的电压表和电流表示数,并绘制成I﹣U图像(图丙),由图像可知,灯泡的额定功率是 W,此时灯泡的电阻为 Ω;
(4)该电路不能探究“电流与电压的关系”,原因是 ;
(5)小明想利用这些器材测量另一个未知电阻Rx的阻值,但发现电流表已经损坏。小华帮他找来一个定值电阻R0并设计另一个实验方案,如图所示;
①先闭合开关S、S1,记下电压表示数U1;
②再 ,记下电压表示数U2,则Rx= (表达式用测得的量与已知量表示)。
23.(2022秋·河南新乡·九年级统考期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10,所用滑动变阻器的最大阻值40。
(1)请用笔画线代替导线在图1甲中完成实物电路的连接 ;
(2)小明同学进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是 (选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(3)某次实验中,小明看到电压表示数为1.8V要使灯泡L正常发光,应将滑动变阻器向 (选填“A”或“B”)端移动滑片,当灯正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)安安的电流表坏了,老师给她一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线,安安重新设计了电路如图2所示,并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下:
闭合开关S、S1,断开S2,调节滑片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U。请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式P额= 。
参考答案:
1.B
【详解】A.在“测量小灯泡的电功率”实验中,电流表串联接在电路中,电压表与灯泡并联;如果小灯泡的灯丝断了,电路中无电流,电流表指针不偏转,故A不符合题意;
BCD.电压表的正负接线柱与电源之间是接通的,电压表测量的是电源的电压,移动滑动变阻器,电源能电压不变,电压表示数不变,故B符合题意,CD不符合题意。
故选B。
2.D
【详解】两灯泡并联在电路中,又与滑动变阻器串联;并联电路的总电阻小于各分电阻,灯泡L1的灯丝被烧断后,灯泡L2和滑动变阻器串联于电路中,电路总电阻变大;电源电压不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小。
A.滑动变阻器的电阻不变,通过的电流变小,由P= I2R可知,滑动变阻器的功率会变小,故A错误;
B.灯泡L2额定功率是固定不变的,故B错误;
CD.根据U= IR可知滑动变阻器两端的电压变小,由串联电路的电压规律可知,灯泡L2两端的电压变大,根据可知,在灯泡L2的电阻不变时,其实际功率会变大,灯泡的亮度变亮,故C错误,D正确。
故选D。
3.BD
【详解】A.实验中没有电压表,无法判断灯泡两端是否为额定电压,需利用已知电阻计算电压,但图中无法测量出灯泡正常工作的经过R的电流,所以不能测量灯泡的额定功率。故A不符合题意;
B.如图所示,闭合开关S、S1,R与L并联,两端电压相同,调节滑动变阻器,使R所在支路上的电流表示数为时,根据欧姆定律,R与L两端电压均为3.8V,L正常发光,再读出干路上的电流表示数为I,则灯泡的额定电流为
所以L额定功率为
故B符合题意;
C.电压表在分别测量L与R的电压时,正负接线柱接反,无法完成实验,故C不符合题意;
D.如图,闭合S1,单刀双掷开关置于2,调节滑动变阻器,使电压表示数为3.8V,保持滑动变阻器接入阻值不变,再将单刀双掷开关置于1,测出R与L的总电压为U,则R两端的电压为
则此时电路中的电流即灯泡的额定电流为
所以L额定功率为
故D符合题意。
故选BD。
4.AC
【详解】A.探究电流与电压的关系,滑动变阻器可以改变定值电阻两端的电压,故A正确;
B.探究电流与电阻的关系,需要保持定值电阻两端的电压不变,滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持不变,故B错误;
C.测量定值电阻的阻值,滑动变阻器改变电阻两端的电压和通过电阻的电流,可以多次测量求平均值,减小误差,故C正确;
D.测量小灯泡的电功率,滑动变阻器改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,可以得到不同电压下小灯泡的电功率,不能求平均功率,故D错误。
故选AC。
5. B 右 不变 d 电压表示数 0.7 2.5
【详解】(1)[1]实验中,灯泡和滑动变阻器串联,电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为,则灯泡正常发光时滑动变阻器的电压为,此时电路电流为
则滑动变阻器阻值为
所以选择B滑动变阻器合适。
[2]为保护电路,闭合开关前要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,图中滑动变阻器选择了左下角的接线柱,则向右移动滑片阻值变大,所以应将滑动变阻器的滑片移至最右端。
(2)[3][4]甲图中电压表测电源电压,所以闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电压表的示数不变;问题在于d导线连接错误。
(3)[5]小灯泡的额定电压为2.5V,所以应根据电压表示数确定灯泡是否正常发光。
[6]纠正错误连线,小明闭合开关,移动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表指针的位置如图乙所示,为0.28A,则小灯泡的额定功率为
(4)[7][8]要测灯泡的额定功率,首先要让灯泡正常发光,所以调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电压表的示数为2.5V,达到额定电压。依题意得,灯泡正常发光时,与之串联的定值电阻阻值为,两端电压为,则电路中电流即灯泡的额定电流为
所以小灯泡额定功率的表达式为
6. P=UI 2.2V 1.52W
【详解】(1)[1]实验中,利用电压表和电流表分别测出灯泡的电压和电流,利用P=UI计算出灯泡的电功率。
(2)[2]根据实验过程可知,电路为串联电路,电压表测灯泡电压,电流表测电路中的电流,连线如下图:

(3)[3]电压表0~15V量程已损坏,只有小量程可以使用,根据串联分压规律可知,滑动变阻器两端电压处于小量程范围,所以可知使电压表测量滑动变阻器电压完成实验,如下图:

(4)[4]根据题意,电源电压为
灯泡额定电压为3.8V,则滑动变阻器的电压为
[5]由图可知,电流表的示数为0.4A,则灯泡的额定功率为
7. 断开 C 灯泡断路 电流I/A 电功率P/W 0.5 小灯泡的电阻 12.5Ω
【详解】(1)[1][2]为保护电路,连接电路时开关要断开,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片放在阻值最大处,即C端。
(2)[3]闭合开关,灯不亮,电流表示数几乎为零,说明电路出现断路,电压表的示数接近电压电压,说明断路处在与电压表并联的地方,即可能是灯泡断路。
(3)[4][5]根据P=UI知表格中需要记录小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流,小灯泡的电功率以及小灯泡的发光情况,所以的数据表格缺少电流I/A,电功率P/W。
(4)[6][7][8]由乙图可知,当小灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时,小灯泡的的额定电流为0.2A,则小灯泡的额定功率为
此电路还可以用来测量灯泡的电阻,灯泡正常工作时,灯泡的电阻大小为
8. 1.14 小灯泡断路 变化 灯丝的电阻随温度的升高而增大 求平均值
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为3.8V,故电压表选用大量程并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)[2]闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光,若此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,则小灯泡额定功率为
(3)[3]闭合开关,移动变阻器滑片P时发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,说明电路可能断路;电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,即原因可能是小灯泡断路。
(4)[4][5]由图丙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝的电阻随温度的升高而增大,故小灯泡中的电流跟它两端的电压不成正比,这说明灯丝电阻的大小是变化的,造成这一结果的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大。
(5)[6]在测量定值电阻的阻值实验中,用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过电阻的电流,根据求出定值电阻的阻值,故实验的原理是。
[7]在测量定值电阻的阻值实验中,为了减小误差,实验时需要对定值电阻的阻值进行多次测量并求平均值。
9. B 小灯泡发生断路 0.28 0.7 不是 小灯泡在不同电压下的电功率不同
【详解】(1)[1]由图可知,电压表测小灯泡两端的电压,电压表示数变小,根据串联分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻变大,如图:
(2)[2]为了保护电路,开关闭合前,由图甲可知,滑动变阻器的滑片应置于B端。
(3)[3]闭合开关后,发现小灯泡不亮,可能电路中出现断路,则故障原因可能是小灯泡断路。
[4]由图乙可知,电流表选择小量程,电路中电流为0.28A。
[5]在额定电压下灯泡正常发光,其功率为额定功率,当灯泡两端电压为2.5V时;小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
(4)[6][7]在不同电压下的功率不同,计算小灯泡的平均功率没有意义的,所以这种处理数据的方法不是合理的。
10. 滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱 电压U/V 1.216 0.24 灯泡的实际功率 灯泡的电阻是变化的 B
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为3.8V,电压表选择大量程遵循“正进负出”的原则与灯泡并联接入电路,电流表选择小量程遵循“正进负出”的原则与灯泡串联接入电路,如下图所示:
(2)[2]灯L几乎不发光,电流表和电压表都有示数,说明电路通路,移动滑片P也不能改变灯的亮度,说明滑动变阻器接入电路的是两个下接线柱。
(3)[3]实验中需记录电压值和电流值,所以表格处需填电压U/V。
(4)[4][5]根据题意可知,小灯泡的额定功率为
电流表选择小量程,分度值为0.02A,电流表的示数如图丙所示,灯泡的电流大小是0.24A。
(5)[6]小明注意到灯L的亮度变化是:第1次比第2次亮,第2次比第3次亮,由表中数据可知
P2=U2I2=2.5V×0.24A=0.6W
P3=U3I3=2.0V×0.20A=0.4W
第1次比第2次的实际功率大,第2次比第3次实际功率大,由此可得:灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡的实际功率越大,灯泡越亮。
(6)[7]实验中测量了小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,结果表格数据,根据可得
通过计算灯泡的电阻可知,灯泡的电阻是变化的。
(7)[8]本实验中进行多次测量的目的是寻找普遍规律。
故选B。
11. P=UI 短路 S1 S2
【详解】(1)[1]灯泡额定电压为3.8V,故电压表选用大量程,将电压表并联在灯泡两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中,滑动变阻器的滑片向左移动时小灯变亮,说明电路中电流变大,电阻变小,故变阻器选用左下接线柱与灯泡和开关串联在电路中,如下图所示
(2)[2]用电压表和电流表分别测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流,然后利用
计算灯泡的额定功率,故测小灯泡额定功率的实验原理是
(3)[3]闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮,小坤分析后确定是灯泡的故障,若电流表有示数,说明电路是通路;电压表没有示数,说明电压表并联的电路短路,故可以判断灯泡短路。
(4)[4][5]测量时,应闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为
时,(用已知量表示)小灯泡正常工作。
[6]断开所有开关后,保持滑片位置不变,再将开关S和S2闭合,读出电流表的示数为。
[7]在步骤①中,R0与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为
时,由并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压,灯正常发光;在步骤②中,保持滑片位置不变,通过开关的转换,使R0与灯并联,电流表测灯与R0并联的总电流,因电路的连接方式不变,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,灯的额定电流为
小灯泡的额定功率为
12. “50Ω 2A” 滑动变阻器接入的是下端两接线柱 0.75 测量不同电压下小灯泡的实际电功率
【详解】(1)[1]灯泡额定电压为2.5V、阻值约为10Ω,灯泡额定电流约为
根据串联电路电压规律,灯泡正常发光时变阻器两端电压为
滑动变阻器接入电路的阻值
所以,应选择规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器。
(2)[2]连好电路闭合开关后,发现小灯泡发光较暗,说明电路中的电流较小,电阻较大,无论如何移动滑动变阻器滑片P,小灯泡亮度都不变,说明变阻器没有变阻的作用,所以,这一处错误是:滑动变阻器接入的是下端两接线柱。
(3)[3]在改正错误后,移动滑动变阻器滑片进行了多次测量,其中小灯泡正常发光的电流表读数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,小灯泡额定功率为
(4)[4]此实验中滑动变阻器的作用是改变小灯泡两端的电压实现多次测量,因此实验中多次测量的目的是:测量不同电压下小灯泡的实际电功率。
(5)[5]根据实物图画出电路图,如下图所示:
13. 左 BC处有断路 2.5 0.75 2.5 S、S1
【详解】(1)①[1]由题知,灯泡的额定电压2.5V,所以电压表应选择小量程与灯泡并联,由图乙可知灯正常发光时选用小量程,实物连接如图所示
②[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处即最左端。
③[3]闭合开关后,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,灯泡都不亮,电压表和电流表均无示数,说明电路断路;小明找来一根完好的导线,一端连在电源负极,当发现只有触碰接线柱C时,灯泡才发光,若电路中只有一处故障,则BC处有断路。
④[4][5]移动滑动变阻器,当电压表为2.5V时灯泡正常发光,电流表示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(2)①[6]本实验时要测量小灯泡的额定功率,故需要控制小灯泡两端电压为额定电压,故应该只闭合开关S、S2,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V。
②[7][8]保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S、S1,读出电压表示数为U;在②中,电压表测灯与定值电阻的总电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯泡仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压为
由欧姆定律可得灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率为
14. 见解析 0.2 1.2 电流表量程选择过大 选择0~0.6A量程接入电路
【详解】(1)[1]测定小灯泡的电功率实验中,需要将电压表与灯泡并联,由于灯泡额定电压为2.5V,所以电压表选择0~3V量程;滑动变阻器应串联在电路中,接线柱应一上一下连接,电路连接如图所示:
(2)[2]闭合开关,接通电路后,电流表、电压表工作正常,示数均不为零。移动滑动变阻器滑片P发现电流表和电压表指针不随着发生变化,说明滑动变阻器接入电路的电阻不变,可能的原因是:同时连接了上面的两个接线柱(相当于导线)或下面的两个接线柱(相当于在电路中串联了一个定值电阻)。
(3)[3]由图知,电流表选择的量程为0~3A,分度值为0.1A,指针所在位置的示数为0.2A,所以电流表的示数为0.2A。
[4]电压表选择的是0~3V量程,对应的分度值为0.1V,指针所在位置的示数为1.2V,所以电压表的示数为1.2V。
(4)[5]由图知,电流表指针偏转角度太小,原因是选择的量程太大,所以应该连接小量程。
15. 0.16 0.288 0.5 大 2.5 B
【详解】(1)[1]滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,实验中要求向右移动滑片时灯泡变亮,说明电路中的电流变大,滑动变阻器的阻值变小,故变阻器右下接线柱连入电路中,由图乙知,电流表选择小量程串联在电路中,如下图所示:
(2)[2]由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.16A,即通过小灯泡的电流是0.16A。
[3]此时小灯泡的实际功率
P=UI=1.8V×0.16A=0.288W
(3)[4]由丙图的U﹣I图像可知,当小灯泡的电压为额定电压U额=2.5V时,电流I额=0.2A,小灯泡的额定功率为
P额灯=U额灯I额灯=2.5V×0.2A=0.5W
[5]由丙图的U﹣I图像可知,U越大,I也越大,根据P=UI可得:小灯泡两端的实际电压越大,实际功率越大。
(4)[6][7][8]调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额=2.5V,即使小灯泡正常工作,接着保持滑片位置不变,根据电流从电压表正接线柱流入,将将电压表B点的接线改接到C点,观察并记录电压表示数U,因为各个电阻的大小和电压大小都不变,灯泡仍然正常发光,根据串联电路的电压规律,定值电阻的电压为
U0=U-U额
由欧姆定律,通过定值电阻的电流
根据串联电路的电流规律,通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流,则小灯泡的额定功率可表示为
16. B 电压表示数为3.8V 左 1.52 5.5 BC
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率, 小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量灯泡电流。由于小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表的量程为0~15V,且与小灯泡并联;根据知,小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为
所以电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中,如图所示:

(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(3)[3]灯泡额定电压为3.8V,电路调整正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当观察到电压表示数为3.8V时,表明小灯泡正常发光,并记录电流表的示数。
[4]当灯的实际电压等于额定电压,灯的功率为额定功率;当灯的实际电压大于灯的额定电压时,灯的实际功率大于灯的额定功率,故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,要增大灯的电压,由串联电路电压的规律,要减小变阻器两端的电压,由分压原理,要减小变阻器连入电路中的电阻,应将滑动变阻器的滑片向左端滑动。
(4)[5]根据图像信息,灯的电压为3.8V时,灯的电流为0.4A,小灯泡的额定功率是
[6]由欧姆定律,此时滑动变阻器接入电路中的电阻为
(5)[7]A.图中小灯泡、定值电阻R0并联后和滑动变阻器进行串联,无论开关S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光,故无法测量小灯泡的额定功率,故A不符合题意;
B.小灯泡、定值电阻R0并联后和滑动变阻器进行串联,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻应起到电压表的测量作用,开关S先接b,电流表测量的是定值电阻R0的电流,通过移动滑动变阻器的滑片使电流表的示数
时,此时灯泡正常发光;保持滑片位置不动,开关S再接a,电流表测量的是小灯泡和定值电阻R0的总电流,通过并联电路中电流规律得到通过小灯泡的额定电流,再由 得小灯泡的额定功率,故B符合题意;
C.小灯泡、定值电阻R0和滑动变阻器三者串联,开关S先接a,使电压表测量灯泡电压,通过移动滑片的位置,观察电压表示数,使灯泡的电压为额定电压;保持滑片位置不动,电路连接方式不变,电路中总电阻不变,灯泡仍正常发光,开关S再接b,电压表测量定值电阻R0和灯泡的总电压,通过串联电路中电压的规律和欧姆定律可以得到通过小灯泡的额定电流,由得小灯泡的额定功率,故C符合题意。
故选BC。
17. 见解析 A 1.52 灯丝电阻随温度的升高而增大 a 3.8 偏小
【详解】(1)[1]滑动变阻器的滑片向左移动时灯泡逐渐变亮,即电流变大电阻变小,故变阻器左下接线柱连入电路中;灯的额定电压为3.8V,电阻大约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
电流表选用小量程与灯串联,如下图所示:

(2)[2]灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2V小于灯的额定电压3.8V,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,由分压原理可知,应减小变阻器连入电路中的电阻,故滑片应向A端移动。
[3]当电压表的示数为3.8V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,则电路中的电流是0.4A,小灯泡的额定功率为
P=ULIL=3.8V×0.4A=1.52 W
(3)[4]图线弯曲说明小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,即灯泡的电阻值是变化的,不是定值,这是因为灯丝电阻随温度升高而增大。
(4)要测灯的额定功率,首先使灯正常发光,先将电压表与灯并联,通过移动滑片的位置,使灯的电压为额定电压;保持滑片位置不动,通过开关的转换,使电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,可求出此时定值电阻的电压,由欧姆定律可求出灯的额定电流,根据P=UI可求出灯的额定功率。
①[5][6]闭合开关S,将S1拨到触点a,移动滑片P,使电压表的示数为3.8V,此时小灯泡正常发光。
②[7]保持滑片P位置不变,将开关S1拨到另一触点,即b点,此时电压表的示数为U。
电压表测灯与定值电阻的电压,根据串联电路电压的规律,则定值电阻两端的电压为
U0=U﹣3.8V
则通过定值电阻的电流为
即灯的额定电流,小灯泡的额定功率为
[8]若步骤①中,不小心将滑片向右移动了少许,其他操作正确,则电路总电阻偏大,由欧姆定律可知,干路电流变小,即I额偏小,由P=UI可知,测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
18. 断开 B B 0.3 8 0.72 U﹣U额
【详解】(1)[1]向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小,说明滑动变阻器的滑片P在向右移动过程中接入电路的有效电阻在增大,故用导线将A端与电阻右接线柱连接起来,如图所示
(2)[2][3]为了保护电路,在连接电路时,开关必须断开,滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处,即B端。
(3)[4]分析电路可知为串联电路,电压表测Rx两端电压,发现电流表始终无示数,则可能发生断路故障;同时电压表有示数,说明电压表与电源连接部分完好,则故障可能是定值电阻断路,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[5][6]电流表接“0~0.6A”量程,指针指在0.3A处,则电流为0.3A,则定值电阻的阻值为
[7]电功率为
P=U定I定=2.4V×0.3A=0.72W
(5)①[8]闭合开关S、S1,断开开关S2,灯L、R0、滑动变阻器R三者串联,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,其两端电压为U额,此时电压表测R0和R串联的总电压,根据串联电路电压的特点,电压表的示数为
U′=U﹣U额
②要测小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压U额,还需要测定小灯泡正常发光时的电流,根据串联电路电流处处相等的特点,可先测通过R0的电流,通过闭合开关 S、S2,断开开关S1,此时电压表测R0两端电压表示数为U1。
③[9]则通过R0的电流为:,由于串联电路电流处处相等,则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小,得到小灯泡的额定功率为
19. 将变阻器下面两个接线柱连入了电路中 2.2 A 0.5 2.5 U
【详解】(1)[1]电压表与灯并联,如下
(2)[2]连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,电路为通路,电路的电流较小,电路的电阻较大,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不发光,两电表示数均无变化,则变阻器没有了变阻的作用,产生这一现象的原因可能是将变阻器下面两个接线柱连入了电路中。
(3)[3][4]灯在额定电压下正常发光,图乙中电压选用小量程,分度值为0.1V,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A移动,小灯泡两端的电压达到2.5V。
(4)[5]根据绘制成图丙所示的I﹣U图像知,灯在额定电压下的电流为0.2A,小灯泡的额定功率为
(5)①[6][7][8]连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为2.5V;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接1,读出电压表示数U,电压表测量灯泡和R0的总电压;
③此时定值电阻R0两端的电压为
通过灯泡的电流为
则小灯泡额定功率为
20. 电压表没有调零 左 0.75 通过灯丝的电流与电压不成正比
【详解】(1)[1]因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程与小灯泡并联,滑片向左滑动时,灯泡亮度变暗,说明滑动变阻器连入电路的电阻变大,故变阻器右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)[2]果果同学检查电路时,发现电压表如图2所示,即电压表指针没有对准零刻度线,说明电压表没有调零。
(3)[3]为了保护电路,闭合开关实验前,应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,由图知,滑片右侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大的最左端。
(4)[4]根据图3所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知,灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率是
P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
(5)[5]由图3可知,灯泡的I﹣U图线不是一条直线,通过灯丝的电流与电压不成正比,灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快,由欧姆定律可知,小灯泡的电阻随电压增大而增大。
(6)[6]①闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端,读出电压表的示数Ux,由于滑动变阻器的规格已知,此时滑动变阻器相当于一个定值电阻,未知电阻Rx两端的电压为Ux;
②再将滑动变阻器的滑片移到最有端,读出电压表的示数为U,此时滑动变阻器接入电路的电阻为0,电路为未知电阻Rx的简单电路,电压表测电源电压,即电源电压为U;由串联电路的电压特点可知,在①中滑动变阻器两端的电压
U滑=U﹣Ux
由串联电路的电流特点可知,此时通过未知电阻Rx的电流
则电阻
21. 电流表没有调零 小灯泡断路 0.4 1 0.5 2.5V×(I﹣0.5A)
【详解】(1)[1]为保护电路,将变阻器的最大电阻连入电路中与电流表串联,如下所示:
(2)[2]电流表使用前要调零,小明同学在连接电路时,发现电流表指针的转向情况如图(乙)所示,则可能的原因是:电流表没有调零。
(3)[3]小明正确连接电路,闭合开关,移动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮,电流表示数为0,电路可能断路,电压表示数为3V,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路断路了,故电路故障可能是小灯泡断路。
(4)[4]故障排除后,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图(丙)所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.4A。
[5]小灯泡的额定功率是
PL=ULLL=2.5V×0.4A=1W
(5)要测灯的额定功率,应先使灯正常发光,在没有电压表的情况下,电流表与定值电阻R1应起到电压表的测量作用,故R1与电流表串联后再与灯并联,通过移动变阻器的滑片使电流表示数为
此时定值电阻的电压为2.5V,由并联电路电压的规律,灯的电压为2.5V,灯正常发光;保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电流表测灯与R1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求出灯的额定电流,根据P=UI写出灯的额定功率的表达式。
a.[6]将单刀双掷开关S1拨至位置1,再闭合S0,调节滑动变阻器R,使电流表的示数为0.5A;
c.[7]在a中,电流表与R1串联后灯泡与并联,根据欧姆定律,R1的电压为
U1=I1R1=5Ω×0.5A=2.5V
由并联电路电压的规律,灯的电压为2.5V,故灯泡正常发光;在b中,电流表测灯与R1并联的总电流,因保持滑片位置不变,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灯的额定电流为
I灯=I﹣0.5A
该小灯泡的额定功率
P=ULI灯=2.5V×(I﹣0.5A)
22. 右 小灯泡实际电功率太小 0.05 0.625 10 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大 断开S1
【详解】(1)[1]为了保护电路安全,闭合开关前,滑动变阻器滑片P应位于阻值最大处,即最右端。
(2)[2]图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,则小灯泡两端的电压为0.5V;电流表选用小量程,分度值为0.02A,则通过小灯泡的电流是0.1A;小灯泡的额定功率
PL=ULIL=0.5V×0.1A=0.05W
因此小灯泡不亮的原因是小灯泡实际电功率太小。
(3)[4][5]灯泡正常发光时的电压为2.5V,由丙可知,此时通过灯泡的电流为0.25A,则灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
由可知,此时灯泡的电阻
(4)[6]小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,当灯泡两端的电压发生变化时,灯泡的功率发生变化,灯丝的温度就发生变化,而在探究电流与电压的关系时,需控制电阻不变,所以不能利用“测定小灯泡额定功率”的实验装置探究电流与电压的关系。
(5)[7][8]①先闭合开关S、S1,记下电压表示数U1;
②再断开S1,记下电压表示数U2;
在①中,闭合开关S、S1时,待测电阻短路,电压表测的是电源电压为U1;在②中,R0与Rx串联,电压表测R0两端的电压为U2,根据串联电路电压的规律,待测电阻的电压
Ux=U1﹣U2
根据串联电路电流的规律,通过待测电阻的电流
所以待测电阻为
23. 小灯泡断路 A 0.6
【详解】(1)[1]根据电路图连接实物电路,先将串联的元件连接好,最后将电压表并联在灯泡两端。小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω,根据欧姆定律可知灯泡正常发光时电路中的电流为
电流表可选择0 ~ 0.6A的量程与灯泡串联;小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应选择0 ~ 3V的量程与灯泡并联,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路,如图所示
(2)[2]发现小灯泡始不亮,电流表无示数,则电路可能断路,而电压表有示数且接近电源电压,说明电压表电流表、开关、滑动变阻器与电源连通,则原因可能是与电压表并联的小灯泡断路;
(3)[3][4]根据已知条件,电压表示数为1.8V, 说明小灯泡两端的电压太小,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以应向A端移动滑片,使灯泡两端的电压为额定电压2.5V;根据丙图,电流表的量程为0~0.6A,其分度值为0.02A,其读数为0.24A,所以小灯泡的额定功率为
P= UI = 2.5V × 0.24A = 0.6W
(4)[5]实验步骤如下:闭合开关S、S1, 断开S2调节清片P使电压表读数为U额,此时小灯泡正常发光;不改变滑动变阻器滑片P的位置,闭合开关S、S2,断开S1,记录电压表此时读数为U;在第一步操作中,电压表测灯的电压,灯正常发光,在第二步操作中,电压表测灯与定值电阻的电压,因此时各电阻的大小和电压不变,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻的电压
U0=U-U额
由欧姆定律可求出灯的额定电流为
则小灯泡额定功率的表达式为