18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·湖北宜昌·九年级统考期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是
A.电压表的正、负接线柱接错了
B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了
D.电压表与滑动变阻器并联
二、填空题
2.(2022秋·湖北荆州·九年级统考期末)普通白炽灯泡L1上标有“220V 100W”,L2上标有“220V 40W”,两灯都正常工作时,通过灯丝电流大的是 ,灯丝电阻大的是 。将L1、L2串联接在220V的电路中,发光亮的是 ,将L1、L2并联接在220V的电路上,发光亮的是 (均选填“L1”或“L2”)。
三、实验题
3.(2022秋·湖北鄂州·九年级统考期末)小王用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,已知电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为7Ω。现有两个规格分别为“20Ω 1A”的A滑动变阻器和“5Ω 2A”的B滑动变阻器。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整(与甲图对应);
(2)实验中应选择 (选填“A”或“B”)滑动变阻器,闭合开关前滑动变阻器滑片P应放在最 (选填“左”或“右”)端;
(3)闭合开关后,移动变阻器的滑片,滑片P在某一位置时,小灯泡两端的电压为2.0V,为了测量小灯泡的额定功率,滑片P应该向 (选填“左”或“右”)移动;当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(4)移动变阻器的滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丁所示的U﹣I图象。该图象不是直线,主要原因是灯丝电阻受 影响;由图象可知:当小灯泡两端的电压增大时,小灯泡的电功率 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
4.(2022秋·湖北随州·九年级统考期末)在“测量小灯泡电功率”的实验中(已知小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约10Ω):
次数 I/A U/V P/W
1
2
3
平均 / /
(1)如图甲实物电路中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整 ;闭合开关之前,应将滑片P置于 点的位置。
(2)为方便分析数据,小刚设计了一个表格如表,但是同组同学称该表格在设计上有不当之处,请你帮他指出来 。
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,读数为 A;该小灯泡的额定功率为 W。
5.(2022秋·湖北宜昌·九年级统考期末)小明准备利用图做多个电学实验,其中包括做探究“流过导体的电流跟导体两端电压的关系”和“测量小灯泡的电阻和电功率”的实验,实验器材中小灯泡的额定电压为2.5V;
(1)图甲装置 (选填“能”、“不能”)探究“流过导体的电流跟导体两端电压的关系”;
(2)正确连接图甲的电路后,闭合开关发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,其故障可能是小灯泡 ;
(3)排除故障后,移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若要测量小灯泡额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动;根据图丙画出I﹣U的关系图像可以计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)小明还能根据图丙I﹣U图像计算出小灯泡的阻值,通过分析图像,小灯泡电阻的电阻值不是一个定值,其原因是 。
6.(2022秋·湖北襄阳·九年级统考期末)如图甲是小明和同学做“测定小灯泡额定电功率”实验的电路,电源电压为6V,已知小灯泡正常工作时的电压为2.5V,正常发光时灯丝的电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线把未连接完的实物电路连接完整(要求:导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移动灯泡变亮);( )
(2)若实验室有三种规格的滑动变阻器,分别是甲“10Ω 1A”、乙“20Ω 0.5A”、丙“50Ω 0.2A”,则小明应选用 (选填“甲”、“乙”或“丙”);
(3)若闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针超满偏,可能损坏,故障原因是 ;
(4)更换相同规格灯泡后,当滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,为了使灯泡正常发光,应将滑片向 (选填“左”或“右”)移动;小明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,通过图像可知小灯泡正常发光时的电功率为 W。
7.(2022秋·湖北襄阳·九年级统考期末)某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,现有器材:电源(电压恒为6V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为3.8V的待测小灯泡(电阻约为12Ω),滑动变阻器两个(A:“5Ω 2A“;B:“20Ω 0.5A”)。
(1)该实验的实验原理是 ;实验中,应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)如图甲所示是小田同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)。( )
(3)小田确认电路连接无误后闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压,则电路的故障是 。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(5)该组的另一同学接着实验时,发现电压表0~15V量程已经损坏,0~3V量程还可以正常使用,在不添加器材的情况下,为了测出该小灯泡的额定功率,请你画出正确的电路图。( )
8.(2022秋·湖北荆州·九年级统考期末)小明测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率,如图所示:
(1)连接实物电路如图所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,经检查,有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线 ;
(2)如果用干电池做电源,他至少用干电池 节;
(3)闭合开关,移动滑片P到某一点,电压表的示数如图(乙)所示为 V,若要测量小灯泡的额定功率,应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的 (选填“左”或“右”)端移动,才能使电压表的示数为2.5V;
(4)移动滑片P,记录多组电压表和电流表的示数,并绘制出如图(丙)所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡额定功率是 W;
(5)由步骤(4)知小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线,他结合实验过程分析得知,其的原因是 。
9.(2022秋·湖北省直辖县级单位·九年级统考期末)小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,设计了如图所示的实验电路,小灯泡标有“2.5V”的字样。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W 灯泡亮度
1 0.5 0.16 3.1 0.08 不亮
2 1.7 0.24 7.1 0.41 较暗
3 2.5 0.28 8.9 0.70 正常
4 3.0 0.30 10.0 0.90 很亮
(1)如图是小明连接的实验电路,同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误,请你在这根导线上打“×”,并在图中改正;
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,而电流表有示数,电压表没有示数,则可能的故障是 ;
(3)排除故障后继续实验,小明进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中;
(4)根据实验目的分析实验数据及现象,可得出的结论是 ;
(5)实验中小灯泡的电阻变化的原因是 ;
(6)小明测得小灯泡的额定功率为 W,另一位同学认为,无需测量,也能计算出小灯泡的额定电功率。他利用已经测量的其中一组数据,计算出0.5V电压下小灯泡的电阻R,再根据计算小灯泡在2.5V下的额定功率。那么按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(7)小聪认为,为了得到小灯泡准确的额定功率,应求出上述表格中多组小灯泡电功率的平均值作为小灯泡的额定功率,这种数据处理方法是 (选填“正确”或“错误”)。
10.(2022秋·湖北孝感·九年级期末)张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源电压恒为3V。
(1)连接电路时,开关应处于 状态,滑动变阻器的滑片应滑到 (选填“左”或“右”)端;
(2)闭合开关后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光且电压表的示数为0,电流表有示数,产生这一现象的原因是 ;
A.小灯泡短路 B.小灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续进行实验,张华移动滑动变阻器的滑片,记录了多组数据,并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像,如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W,图像是曲线的主要原因是 ;
(4)李英同学设计了另一种方案:不用电流表,但增加了一只阻值已知的定值电阻,用图丙所示的电路进行实验,也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下:
她闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;然后保持不变,将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处,读出电压表示数U,利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式 (用已知和所测量的物理量符号表示)。
11.(2022秋·湖北黄石·九年级统考期末)小明同学在做“探究小灯泡的电阻”的实验中,所用器材如下:两节新干电池,标有“2.5V”的小灯泡,滑动变阻器R,“10Ω 1A”,开关、导线若干。
(1)请根据电路图,用笔画线代替导线将实物电路连接完整 ;(要求:滑动变阻器滑片向左移动时于灯泡交亮,且导线不交叉)
(2)闭合开关S,移动滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表指针未偏转,电压表也无示数,则故障原因可能是 ;
A.小灯泡短路 B.滑动变阻器短路 C.小灯泡断路 D.滑动变阻器断路
次数 1 2 3 4 5
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.5
电流/A 0.16 0.20 0.22 0.28
电阻/ 3.1 6.8 6.8 8.9
(3)排除故障后,移动滑片P,测了5次,数据记录在表一内。其中第四次测量时,电压表、电流表示数如图,则小灯泡的电压为 V,电流为 A;
(4)根据表中数据发现:灯泡电阻随电压增大而 (选填“增大”、“保持不变”或“减小”),那么能不能将5个电阻值的平均值作为小灯泡的电阻 (选填“能”或“不能”);
(5)灯泡电阻变化的根本原因是 ;
A.灯泡两端电压增大 B.通过灯泡电流增大 C.灯泡电功率增大,造成灯丝温度升高变阻
(6)由题中数据可以推断:当小灯泡正常发光时,灯泡的电功率最接近 ,变阻器消耗的电功率最接近 。
A.0.1W B.0.3W C.0.5W D.0.7W E.0.9W
12.(2022秋·湖北十堰·九年级统考期末)如图甲在“测量小灯泡额定功率”的实验中,灯泡上标有“3.8V”字样,电源电压恒定。
(1)连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是 ;
(2)故障排除后,开始实验,移动变阻器的滑片直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)完成上述实验后,小明向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻、一个标有“U额”的灯泡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电路,又测出了该灯泡正常发光时的电阻。请将下列实验步骤补充完整;
①闭合开关S1,将S2拨到触点 (选填“1”或“2”),移动滑片,使电压表的示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,再将开关S2拨到触点 (选填“1”或“2”),读出电压表的示数为U1;
③灯泡正常发光时电阻的表达式为R= 。(用符号表示)
13.(2022秋·湖北随州·九年级统考期末)小明和小红在测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率实验中,小明连接了如图甲所示的电路(电源电压6V保持不变,电路元件完好,接线柱接线牢固)。
(1)检查电路发现一处错误,指出连接错误的导线是 (填“a”、“b”、“c”或“d”);
(2)排除故障后,继续实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的I-U图像。某次实验时电流表示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻是 Ω;当小灯泡正常发光时,它的额定功率是 W;
(3)小红将电压表的3V量程正确接在变阻器两端实验,经过正确的操作也测出了小灯泡的额定功率,你认为 的做法比较好。
14.(2022秋·湖北荆门·九年级统考期末)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整 ;
(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的原因:①小灯泡的灯丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想 是错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想 是正确的;(两空均选填“①”“②”或“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表的指针如图乙所示,小灯泡的额定功率为 W;
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关,保证小灯泡发光的情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,为此必须对实验器材进行调整,下列措施可行的是: 、 (填字母代号)。
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
15.(2022秋·湖北襄阳·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,其中电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为10Ω),电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程,电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接,注意导线不能交叉 ;
(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则故障原因不可能是 ;
A.电流表断路
B.小灯泡断路
C.滑动变阻器断路
(3)小组同学连接好电路,闭合开关,发现电流表指针向左偏转至图丙所示位置,原因是电流表 ;断开开关,纠正错误后,再闭合开关,发现指针偏转至图丁所示位置,接下来的操作是:断开开关, 继续进行实验;
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察两电表示数,记录数据。实验小组根据实验数据绘制的U-I图像如图乙所示,根据图像可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(5)实验小组发现小灯泡的U-I图像不是一条直线,原因是小灯泡的电阻随 变化而变化。
16.(2022秋·湖北宜昌·九年级统考期末)在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是 ,经分析有一根导线链接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路.
( )
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I-U图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W.由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 ,滑动变阻器的规格应选择 .
A.10Ω 1A B.15Ω 1A C. 25Ω 1A D.30Ω 1A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法 ( 选填“合理”或“不合理” ),理由是 .
17.(2022秋·湖北十堰·九年级统考期末)某班同学分成两个小组做了以下不同的实验:
(1)第一小组观察小灯泡的亮度与实际功率的关系,小灯泡的额定电压为2.5V实物电略连接如图所示.
①开关闭合后,会发现 (选填“电压表”或“电流表”)的指针反偏;
②将错误连接改正后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为0.2V时,发现灯泡不亮,你认为其原因是 (填写选项前的字母序号)
A:小灯泡断路
B:小灯泡的实际功率太小
③继续调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光,电流表的示数为0.30A;再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0V,灯泡强烈发光,此时灯泡的实际功率 (选填“小于”或“等于”或“大于”)1.08W.
(2)第二小组测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定力功率,采用如甲所示的电路图,其中电源电为4.5V,R=10Ω
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 A,灯泡正常发光.
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关,将电流表改接到灯泡所在的支路,与灯泡串联,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,则此时通过灯泡的电流为 A;
③灯泡的额定功率为 W.
18.(2022秋·湖北襄阳·九年级统考期末)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,电源电压恒定为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω.
(1)请用笔画线代替导线把甲图中未完成的实物电路连接完整;
( )
(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 ;
(3)排除故障后,闭合开关又发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 (选填序号 );
A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路
(4)某次实验中,小明同学看到电压表示数为1.8V,要使灯泡L正常发光应向 (选填“A” 或“B” )端移动滑片P,同时视线应注意观察 (选填“电流表”或“电压表”)示数,当灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率是 W;
【拓展】小明同学还想探究电流与电阻的关系,于是将甲图的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻R,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,他更换的定值电阻R的阻值不能大于 Ω.
参考答案:
1.D
【详解】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,说明电压表不是接在小灯泡的两端,而是与滑动变阻器并联,故D正确.
2. L1 L2 L2 L1
【详解】[1]正常发光时两灯泡的电压等于额定电压,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率大于L2的额定功率,根据可知,则正常发光时I1>I2,通过灯丝电流大的是 L1。
[2]正常发光时两灯泡的电压等于额定电压,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率大于L2的额定功率,由可知,R1[3]两灯泡串联在220V的电路中时,串联电路各处电流相等,所以额定电流减小的灯泡正常发光,即灯泡 L2正常发光,因为R1[4]两灯泡并联接在220V电源上时,两灯泡两端的电压均为220V,两灯泡的实际功率和额定功率相等,所以发光亮的是L1。
3. B 左 右 1 温度 变大
【详解】(1)[1]灯的额定电压为2.5V,所以电压表选用小量程与灯并联,滑动变阻器一上一下与灯泡串联,根据图甲知滑动变阻器的接右下接线柱,如图所示:
(2)[2]小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为7Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻为
故选用“5Ω 2A”的B滑动变阻器。
[3]为了保护电路,开闭合开关前,滑动变阻器的滑片调节到阻值最大处即滑片在最左端。
(3)[4]小灯泡两端的电压为2.0V时,小于小灯泡的额定电压,为测灯泡的额定功率,应使小灯泡两端电压为额定电压,根据串联电路的分压原则,即要增大小灯泡两端电压,应使滑动变阻器的滑片向右移动以减小变阻器连入电路的阻值,从而减小滑动变阻器分得的电压,直到电压表示数为2.5V。
[5]由图丙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.4A,灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.4A=1W
(4)[6]由图丁可知,小灯泡两端的电压增大量大于电流的增大量时,由欧姆定律知小灯泡的电阻变大,这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。
[7]在实验过程中发现,当小灯泡两端的电压逐渐增大时,通过它的电流也随之增大,根据P=UI,灯的实际功率变大。
4. A 不应该有平均值一栏 0.26 0.65
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;滑动变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联在电路中,如下图所示:
[2]为了保护电路,闭合开关之前,应将滑片P置于阻值最大处,即A点的位置。
(2)[3]根据可知,灯泡两端电压改变时,灯泡的实际功率会随着改变,求功率的平均值没有意义,不应该有平均值一栏。
(3)[4][5]由图甲可知,电流表选用小量程,电流表的示数如图乙所示,电流表的量程为0~0.6A,电流表分度值0.02A,则电流表的示数为0.26A;当小灯泡正常发光时,额定功率等于实际功率,则小灯泡额定功率为
5. 不能 断路 B 0.5 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【详解】(1)[1]探究电流与电压的关系,需要保持电阻不变,而灯丝的电阻随温度的变化而变化,所以不能探究“流过导体的电流跟导体两端电压的关系”。
(2)[2]电流表无示数,说明电路可能断路;电压表示数接近电源电压,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,与电压表并联的小灯泡断路了,其故障可能是小灯泡断路。
(3)[3]灯在额定电压下正常发光,图乙中电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯泡的额定电压2.5V,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器两端的电压,由分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向B移动,直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
[4]根据图丙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0.2A,则小灯泡的额定功率是
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(4)[5]由图丙可知,通过灯泡的电流随电压的变化关系图象为一曲线,则灯的电阻是变化的,原因是小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
6. 乙 小灯泡断路 右 0.75
【详解】(1)[1]在“测定小灯泡额定电功率”实验中,电压表应并联在灯泡两端;滑动变阻器滑片向右移动灯泡变亮,说明电路中电流变大,电阻变小,故变阻器应选右下接线柱与灯泡串联在电阻中,如下图所示
(2)[2]电源电压为6V,已知小灯泡正常工作时的电压为2.5V,正常发光时灯丝的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
由串联电路的规律及欧姆定律,灯正常发光时变阻器连入电路的电阻
考虑到电阻和电流两个因素,则小明应选用乙。
(3)[3]若闭合开关后,发现灯泡不亮,电流表无示数,初步判断电路可能断路;又因为电压表指针超满偏,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,即故障原因是小灯泡断路。
(4)[4]由图甲可知,电压表选用小量程;当滑动变阻器的滑片在某一位置时,电压表的示数如图乙所示,其分度值0.1V,示数为2.2V,小于灯泡额定电压2.5V,为了使灯泡正常发光,应增大灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小变阻器两端的电压,根据分压原理,应减小变阻器接入电路的阻值,故应将滑片向右移动。
[5]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡额定功率为
7. P=UI B 小灯断路 1.14
【详解】(1)[1]在初中物理中,电功率是间接测量出来的,测出电压与电流,利用P=UI计算出功率。
[2]由图乙可知,当小灯正常工作时,电路中的电流为0.3A。此时滑动变阻器分担的电压为
变阻器连入电路中的阻值为
所以,应该选用变阻器B
(2)[3]我们要通过电压表来监测小灯是否正常发光,而小灯的额定电压为3.8V,故电压表应选用0~15V量程。所以,应将连接电压表的“3”接线柱的导线改接到“15”接线柱上
(3)[4]小灯始终不发光,说明电路中有断路。而电压表有示数,说明电压表与电源两极是相连的,因此,是在与电压表并联的部分出现了断路,故是与电压表并联的小灯断路了。
(4)[5]读乙可以知道,小灯正常工作时,通过它的电流为0.3A,故其额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
(5)[6]当小灯正常工作时,滑动变阻器分担的电压是2.2V,因此可以通过测变阻器两端电压是否是2.2V来判断小灯是不是正常工作,电路如图所示:
8. 2 2.2 左 0.5 灯泡的电阻随温度的变化而变化
【详解】(1)[1]由图可知,滑动变阻器与灯泡并联,电压表串联在电路中了,应将滑动变阻器与灯泡串联,电压表应并联在小灯泡两端,将灯泡右端接线柱改接到电源的负极接线柱上即可,如图所示:
(2)[2]一节干电池1.5V,灯泡的额定电压为2.5V,所以至少用干电池2节。
(3)[3]由乙图可知,电压表接的是0~3V量程,分度值是0.1V,指针所在位置的示数为2.2V。
[4]要测量小灯泡的额定功率,要使得电压的示数等于灯泡的额定电压2.5V,即要让灯泡两端的电压变大,即必须让滑动变阻器两端电压变小,由串联分压原理可知,应让滑动变阻器的电阻变小,所以应该将滑片向左移动。
(4)[5]由图像可知,当灯泡两端电压U=2.5V时,通过灯泡的电流I=0.2A,所以灯泡的额定功率为
(5)[6]灯泡灯丝的电阻是变化的,会随温度的升高而增大,所以电流随电压变化的图像不是一条直线。
9. 灯泡短路 见解析 灯的电阻随温度的变化而变化 0.7 偏大 错误
【详解】(1)[1]原电路中,电压表测电源电压是错误的,电压表应测灯的电压,如下所示:
(2)[2]电路连接正确后,闭合开关,而电流表有示数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表没有示数,则可能的故障是灯泡短路。
(4)[3]由实验数据可知,灯的实际功率越大,灯越亮。
(5)[4]实验中小灯泡两端电压增大,灯丝的温度也随之升高,所以电阻变化的原因是灯的电阻随温度的变化而变化。
(6)[5]由表格知小灯泡的电压为2.5V时,通过的电流为0.28A,小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
[6]灯的电阻随温度的升高而变大,用已经测量的其中一组数据,计算出0.5V电压下小灯泡的电阻R小于灯在额定电压下的电阻,再根据计算小灯泡在2.5V下的额定功率,则按此方案算出的小灯泡的额定功率与前一步测量的额定功率相比偏大。
(7)[7]小聪的做法错误,小灯泡在不同电压下的功率不同,在额定电压下的功率为额定功率。
10. 断开 右 A 0.625 小灯泡的电阻受温度的影响
【详解】(1)[1][2]连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态,滑片应置于变阻器阻值最大处于,即图甲中的变阻器的最右端。
(2)[3]A.实验所用电路为串联电路,电流表有示数,说明电路通路,电压表无示数,且小灯泡不亮,可能是小灯泡短路了。故A符合题意;
B.小灯泡断路时,电流表无示数,但电压表与电源接通,电压表有示数,故B不符合题意;
C.滑动变阻器短路时,电路通路,电流表有示数,电压表与电源接通,电压表有示数,故C不符合题意;
D.滑动变阻器断路,电流表无示数,电压表也无示数,故D不符合题意。
故选A。
(3)[4]由图乙知,小灯泡两端的电压为2.5V时,电路中的电流为0.25A,小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
[5]图乙中,图像是曲线是因为小灯泡的电阻受温度的影响,电压增大时,小灯泡灯丝的温度升高,电阻也随之增大。
(4)[6]由图丙知,小灯泡与R0和滑动变阻器串联连接,电压表的导线接在a处时,电压表测小灯泡两端的电压,调节滑片,让电压表的示数为小灯泡的额定电压U额,小灯泡正常工作。滑片位置保持不变,电压表的导线换接到b处时,电压表测量小灯泡及R0的总电压, R0两端的电压
U0=U-U额
电路中的电流
小灯泡的额定功率
11. D 2.2 0.26 增大 不能 C D A
【详解】(1)[1]根据实验电路图要求,电流表、滑动变阻器、灯泡应串联,电压表测灯泡两端电压,由于电源电压为3V,电压表应接入0~3V量程,根据表格数据电流表应接入0~0.6A量程,滑动变阻器应一上一下,由于左滑灯变亮,则说明接入阻值变小,故滑动变阻器下端接入柱接入左下端。如图所示
(2)[2]AB.如图仅灯泡或滑动变阻器短路,则电路中有电流,电流表示数不为0,故AB不符合题意;
C.灯泡断路,则电路中无电流,电压表相当于串联在电路中,电压表示数为电源电压,故C不符合题意;
D.滑动变阻器断路,则电路处于开路,电流表无示数,电压表无示数,故D符合题意。
故选D。
(3)[3][4]电压表应接入0~3V量程,分度值为0.1V,则读数2.2V,电流表应接入0~0.6A量程,分度值为0.02,读数为0.26A。
(4)[5]根据表格的数据可知,当电压越大时,电流越大,功率越大,产生的热量变多,即定值电阻的大小与温度有关,温度升高,电阻变大。
[6]由于温度的影响,本实验每次测得的电阻不相同,不是误差造成的,而是温度变化引起的,故不能求平均值。
(5)[7]导体的电阻大小与导体的材料、温度、长短、横截面积有关,与电压、电流的大小无关,灯泡的功率变大时,温度升高,电阻变大,与灯泡两端电压、电流无关,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(6)[8]当小灯泡正常发光时,电压为2.5V,电流为0.26A,灯泡的电功率为
故ABCE不符合题意,D符合题意。
故选D。
小灯泡正常发光时,变阻器的两端电压为
变阻器消耗的电功率为
最接近的为0.1W,故BCDE不符合题意,A符合题意。
故选A。
12. 灯泡断路 1.52 2 1
【详解】(1)[1]电流表无示数,说明电路可能断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,故可能是与电压表并联的小灯泡断路了。
(2)[2]由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,故示数为I额=0.4A,则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=3.8V×0.4A=1.52W
(3)①[3]因灯泡的额定电压为U额,闭合开关S1、S2接2,调节滑动变阻器,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光。
②[4]保持滑动变阻器滑片位置不变,S2接1,此时小灯泡与定值电阻串联,此时电压表测小灯泡与定值电阻两端电压之和,读出电压表示数U1。
③[5]由串联电路的特点和欧姆定律可得通过灯泡的电流为
所以灯泡的电阻为
13. d 10 1.064 小红
【详解】(1)[1]由图可知,电压表测量变阻器和灯泡的总电压,电压表应测量的是灯泡的电压,根据实验要求,故连接错误的导线是d。
(2)[2]如图丙所示,电流表选用的是0~3A量程,分度值为0.02A,电流表的示数为0.18A,小灯泡的电阻为
[3]当小灯泡正常发光时,灯泡的电压为额定电压3.8V,如图乙可知此时灯泡的电流为0.28A,灯泡的额定功率为
P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W
[4]原实验中,使用电压表大量程(0~15V),分度值为0.5V,去测量3.8V的电压,需要估读,误差较大;电源电压为6V且保持不变,小灯泡的额定电压为3.8V,根据串联电路电压的规律,当变阻器的电压为
U滑=6V-3.8V=2.2V
小灯泡正常发光,小红用电压表小量程(0~3V,分度值为0.1V)测量变阻器的电压能提高测量的准确程度。
14. ② ① 1.14 B C
【详解】(1)[1]滑动变阻器需要“一上一下”串联接在电路中,因为小灯泡额定电压为3.8V,所以电压表要选0~15V的大量程。如图所示:
(2)[2][3]移动滑片,发现小灯泡始终不发光,但发现电流表示数为零,则故障不可能是小灯泡短路,故②是错误的;又进一步观察到电压表有示数,则是电压表所测的地方发生了断路,此时电压表串联在电路中测电源电压,故最终确定猜想①是正确的。
(3)[4]乙图电流表的量程为0~0.6A的小量程,分度值为0.02A,指针所在位置读数为0.3A,小灯泡的额定功率为
(4)[5][6]测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率,应使电压表示数为2.5V,若无论如何移动滑片,电压表示数始终高于2.5V,应想办法减小小灯泡两端的电压。
A.换最大阻值较小的滑动变阻器,由串联分压原理可知,此时小灯泡两端的电压会更大,故A不符合题意;
B.串联定值电阻,由串联分压原理可知,此时定值电阻也会分走一部分电压,小灯泡两端的电压会变小,故B符合题意;
C.减少电池个数,电源电压减小,由串联电路电压特点可知,此时小灯泡两端的电压会变小,故C符合题意;
D.增加电池个数,电源电压变大,由串联电路电压特点可知,此时小灯泡两端的电压会变大,故D不符合题意。
故选BC。
15. B 正负接线柱接反了 换用0~0.6A量程 0.625 温度
【详解】(1)[1]电压表测小灯泡两端的电压,电流表测小灯泡的电流。图中只有电流表还未连接完成,因为小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为,所以其额定电流约为0.25A,故电流表选择“0~0.6A”量程,如图所示:
(2)[2]闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,说明电路中出现了断路,而电压表测的是小灯泡的电压,当小灯泡断路时,电压表的正负接线柱与电源两极相连,电压表测的是电源电压,电压表会有读数,所以不可能是小灯泡断路,故选B。
(3)[3]如图丙,在闭合开关后发现电流表指针向左偏转,这是电流表的正负接线柱接反了。
[4]如图丁,闭合开关后发现电流表的指针摆动幅度很小,这是电流表的量程选大了,应换用0~0.6A量程后继续进行实验。
(4)[5]小灯泡的额定电压为2.5V,根据图乙可知,小灯泡正常工作时的电流为0.25A,所以其额定功率
(5)[6]由于灯丝的电阻随温度的升高而增大,所以小灯泡的U-I图像不是一条直线。
16. 电压表串联在电路中 0.625 增大 C或(25Ω 1A) 不合理 灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比
【分析】本题考查测量小灯泡功率的实验.
【详解】(1)根据题图,电压表串联在电路中,所以出现了连接电路后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数.改正时需要把电压表由串联改成并联在灯泡两端,把滑动变阻器由并联在灯泡两端改成串联在电路中;图如下.
(2)由图中可以看到,当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W.由图可知,小灯泡的实际功率随电压的增大而增大.由图可以看出,电路中电流的最小值为0.1A,这时小灯泡灯丝的阻值为R===5Ω.这时候电路中的总电阻R总===30Ω.这时候连入电路的是滑动变阻器的最大阻值,Rmax=R总-R=30Ω-5Ω=25Ω,所以滑动变阻器的规格应选择C.
(3)灯丝的电阻随着电压的变化而变化,所以不能得出导体中电流和导体两端电压成正比的结论,该同学的说法不合理.
17. 电压表 B 小于 0.38 0.40 1.52
【详解】(1)①由实物图可知电压表负进正出,因此电压表的指针反偏;②灯泡亮度与实际功率有关,灯泡不亮说明实际功率太低;③小灯泡电阻为,调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0V此时功率为,但是由于灯泡强烈发光温度升高电阻值会相应变大,因此实际功率小于1.08W;
(2)①由图甲可知定值电阻与灯泡并联,两支路电压相等为3.8V,因此电流表示数为 ;②由图乙知此时的电流为0.4A;③灯泡的额定功率为 .
18. 见解析所示 小灯泡断路 C A 电压表 0.6 20Ω
【详解】(1)由于小灯泡的额定电压是UL =2.5V,由欧姆定律知道,此时电路电流约为 =0.25A,所以电流表的量程应选0~0.6V,电压表应选择0~3V的量程,将电压表并联在灯泡两端,电路图连接如图所示:
(2)根据题意知道试触时,灯泡不亮,电流表无示数,说明电路有断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,所以应是与电压表并联的电路断路,即灯泡断路;
(3)闭合开关又发现小灯泡不亮,但电流表有示数,则可能是滑动变阻器在最大值处,小灯泡两端电压太低,电路中电流太小,所以,按要求应先移动滑动变阻器的滑片;
(4)根据题意知道,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,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;由乙图知道,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是:P=UI=2.5V×0.24A=0.6W;
【拓展】由于电源电压为6V,电阻两端电压为U定 =2V,所以滑动变阻器分的电压是U滑 =6V-2V=4V,由分压原理知道,滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的=2倍,又因为滑动变阻器最大阻值为40欧姆,所以,定值电阻最大阻值为20Ω,即定值电阻R的阻值不能大于20Ω.