18.3测定小灯泡的电功率—九年级物理人教版全一册课时优化作业（含解析）

18.3测定小灯泡的电功率—九年级物理人教版全一册课时优化作业
1.“伏安法测电阻”和“伏安法测小灯泡的电功率”是电学中两个重要的实验，小聪同学对两个实验进行了梳理和对比，下列说法正确的是( )
A.两个实验的原理相同
B.滑动变阻器在两个实验中的作用仅是保护电路
C.两个实验进行多次测量的目的不同
D.两个实验都采用了控制变量法
2.某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率，已知小灯泡额定电压为2.5 V。若此实验中只有一只电表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加一个阻值为25 Ω的定值电阻，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图甲、图乙是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是( )
A.两种方案都能 B.两种方案都不能
C.甲方案能，乙方案不能 D.甲方案不能，乙方案能
3.为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是( )
A.手移动变阻器的滑片，眼观电流表
B.手移动变阻器的滑片，眼观电压表
C.手移动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光
D.手按开关，眼观电流表
4.已知小灯泡的额定电压，小明打算增加一个定值电阻，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.在做“测定小灯泡额定功率”的实验中，手移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应看着( )
A.电流表 B.电压表 C.小灯泡 D.变阻器
6.测量小灯泡的电功率实验电路如图所示，电源电压保持3 V不变，小灯泡标有“”字样，下列说法错误的是( )
A.小灯泡正常工作时的电阻为5 Ω
B.小灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路中的阻值为1 Ω
C.调节滑动变阻器，测量多组数据计算小灯泡的平均阻值
D.小灯泡正常发光时，电路消耗的总功率为1.5 W
7.小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率，其中具体有：额定电压为2.5 V的小灯泡，“35 Ω，1 A”的滑动变阻器等元件，检查无误后，闭合开关就直接记录了第一组数据，以下说法不正确的是( )
序号 1 2 3 4 5
U/V 0.5 1.7 2.1 2.5 2.8
I/A 0.1 0.15 0.26 0.28 0.3
A.表格中第2组数据明显是错误的
B.小华所用电源电压是4 V
C.其它器材不变，若用一个定值电阻替换灯泡，就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D.无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
8.为了测定标有“2.5 V”小灯泡的额定功率，小明设计了如图甲所示电路，电源电压恒为4 V不变，图乙是根据实验记录数据画出的小灯泡曲线，关于此实验，下列说法错误的是( )
A.此小灯泡的额定功率为0.625 W
B.当滑动变阻器的阻值调为15 Ω时，电路的总功率约为0.64 W
C.当“2.5 V”小灯泡正常工作时，小灯泡和滑动变阻器的功率之比为5:3
D.利用图甲电路，不能探究导体的电流与电压的关系
9.“测定小灯泡电功率”的实验原理是____________。按如图所示电路图连接电路，电压表的“+”接线柱应与待测小灯泡L（标有“2.5 V”字样）靠近电源_____极的一端相连；闭合开关S前，滑片P应置于变阻器的_____端（选填“a”或“b”）。开关S闭合后，移动滑片P，当观察到电压表示数为_____时，可判断小灯泡L正常发光。
10.测量小灯泡电功率的实验电路如图所示。连接电路时，滑片应移到最__________（选填“左”“右”）端。滑动变阻器的作用主要有两个，一是保护电路安全，二是通过改变__________来改变电路中的电流。
11.在做“测小灯泡的额定功率”实验时，
（1）已知小灯泡的额定电压是3.8V，额定功率小于2W，如图所示，请你在实物图上用笔画线代替导线连接好________（要求正确选择电压表和电流表的量程）；
（2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是_________；
A.滑动变阻器开路 B.电压表短路 C.灯短路 D.灯断路
（3）在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，电流表如图所示，其读数为_________A，则小灯泡的额定功率是_________W；
（4）该实验电路除了可以测电小灯泡功率外，还可以进行的实验有_____。（写出一种即可）
12.在测量额定电压为3.8 V的小灯泡的电功率实验中，电源电压为4.5 V，电路如图所示。
（1）连接电路时，开关应______，电压表的量程应选择______；
（2）检查电路无误后，闭合开关，会发现小灯泡不亮，但电流表和电压表的示数都很小，接下来应进行的操作是____________；
（3）当小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.3 A，则小灯泡的额定功率是______W。
13.在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，电路元件均完好，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路时，开关要处于__________（填“闭合”或“断开）状态；
（2）连接好电路如甲图，闭合开关，__________（填“电压表”、“电流表”或“两表”）指针有明显偏转，是因为两表位置接反了；
（3）电路连接正确后，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为额定电压，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率为__________W；
（4）完成上述实验后，另外一组同学又设计了如图丙所示的实验电路，借助实验室的器材，同样测出了该小灯泡正常发光时的电功率，其中定值电阻R的阻值为25Ω。请你完成下列实验步骤：
①只闭合开关S和，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为__________A；
②闭合开关S和，断开开关，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为；
③小灯泡额定功率表达式为__________（用、、表示）。
14.在“测量小灯泡额定功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“0.3 A”字样的小灯泡、电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，同时观察________表示数；
（3）此小灯泡正常发光时电压表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W；
（4）在实验过程中，某组同学电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出灯泡额定功率的方案是________（选填“丙”或“丁”），简单描述测量方法________________（用符号表示出需要记录的物理量，灯泡的额定电流用表示）；用已知量和测量量表示灯泡额定功率________。
15.在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压。
（1）图1是小明测量小灯泡额定功率的实验电路图，图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中改正。
（2）在连接电路时，开关应处于______（选填“断开”或“闭合”）状态；滑动变阻器的滑片P应位于______（选填“A”或“B”）端。
（3）闭合开关移动滑片P直到电压表示数为2.5 V，此时电流表示数如图2所示，电流大小为______A，则小灯泡的额定功率为______W。
（4）该同学又设计了如图3所示的测量电路，测量额定电压为的小灯泡的额定功率，其中为阻值已知的定值电阻，请把下列实验步骤补充完整。
①闭合开关S，把开关拨到______，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不变，把开关拨到______测量小灯泡与串联后的总电压U。
③可得出小灯泡的额定功率______。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.伏安法测“定值电阻”的原理为
测伏安法测“小灯泡的电功率”的原理为
故A错误；
B.滑动变阻器在两个实验中的作用除了保护电路外，还可以改变定值电阻和灯泡两端的电压和通过的电流，多次测量，故B错误；
C.“伏安法测电阻”的实验多次测量的目的是减小误差，“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时，实际功率和额定功率的关系，故C正确；
D.“伏安法测电阻”和“伏安法测小灯泡的电功率”两个实验都没有采用控制变量法，故D错误。
2.答案：B
解析：开关分别接“a”、“b”各一次，a图，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；b中，、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5 V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率。
3.答案：B
解析：由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压，故在用手调节滑动变阻器的滑片时，眼应观察电压表的示数的变化，当电压表达到额定电压时，再去观察电流表的示数及灯泡的亮度，故ACD不符合题意，B符合题意。
4.答案：C
解析：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，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，闭合，测得定值电阻和小灯泡的电压之和，两个电压值相减可得到定值电阻两端的电压，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，开关往上连接，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，接着把开关往下连接，电流表测小灯泡和定值电阻的电流之和，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，能够测出小灯泡额定功率的是乙和丙。
5.答案：B
解析：额定功率是指用电器在额定电压下的规律，“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时，同时观察电压表的示数，直到等于小灯泡的额定电压，记下此时电流表的示数，然后根据计算出小灯泡的额定功率。故ACD不符合题意，B符合题意。
6.答案：C
解析：A.闭合开关，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，电压表测量灯泡两端的电压，根据欧姆定律可知小灯泡正常工作时的电阻
故A正确，不符合题意；
B.小灯泡正常工作时，电路电流
总电阻
根据电阻串联的特点可知滑动变阻器接入电路中的阻值
故B正确，不符合题意；
D.小灯泡正常发光时，电路消耗的总功率
故D正确，不符合题意；
C.小灯泡的电阻随温度的变化而变化，调节滑动变阻器，测量多组数据计算小灯泡的平均阻值无意义，故C错误，符合题意。
7.答案：C
解析：A.由第2组数据可知，灯泡的电阻为
第3组灯泡的电阻为
因灯丝电阻随温度的升高而增大，第3组灯泡的电阻应该大于第2组灯泡的电阻，而计算的结果是，所以表格中第2组数据是错误的，故A不符合题意；
B.检查无误后，闭合开关，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律结合欧姆定律和第1组数据可知，电源电压为
故B不符合题意；
C.在探究电流与电阻的关系实验中，需更换不同阻值的定值电阻，而本实验中只用一个定值电阻替换灯泡，所以只能探究电流与电压的关系，不能探究电流与电阻的关系，故C符合题意；
D.因为串联电路处处电流相等，因此小灯泡的电流变化量一定等于变阻器的电流变化量；因为电源电压不变，灯泡两端电压和滑动变阻器两端电压之和等于电源电压，故小灯泡的电压变化量一定等于变阻器的电压变化量，所以无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值，故D不符合题意。
故选C。
8.答案：B
解析：A.由图乙知，灯的电压为2.5 V时，电流大小为0.25 A，灯的额定功率
故A正确，不符合题意；
B.当滑动变阻器的阻值调为15 Ω时，根据串联电路各处电流都相等，由图乙知，只有当灯电压为1 V，通过灯的电流为0.2 A时，由欧姆定律，变阻器的电压为
根据串联电路电压的规律，灯与变阻器的电压
为电源电压，故电路的总功率为
故B错误，符合题意；
C.当“2.5 V”小灯泡正常工作时，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压
因串联电路各处的电流都相等，根据，在电流不变时，功率与电压成正比，故小灯泡和滑动变阻器的功率之比为
故C正确，不符合题意；
D.探究导体的电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故不能探究导体的电流与电压的关系，故D正确，不符合题意。
9.答案：；正；b；2.5 V
解析：在“测定小灯泡电功率”的实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据求出灯泡的功率，故“测定小灯泡电功率”的实验原理是；电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，故电压表的“+”接线柱应与待测小灯泡L靠近电源正极的一端相连；为了保护电路，闭合开关S前，滑片P应置于变阻器阻值最大处，即b端；当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光，故开关S闭合后，移动滑片P，当观察到电压表示数为2.5 V时，可判断小灯泡L正常发光。
10.答案：右；接入电路部分的电阻大小
解析：开关闭合前，连接电路应将滑动变阻器的滑片P滑至阻值最大处，即最右端。
在此实验中，滑动变阻器主要有两个作用：一是保护电路；二是通过改变接入电路部分的电阻来改变电路中的电流，从而改变小灯泡两端的电压，使其分别小于额定电压、等于额定电压、略大于额定电压。
11.答案：（1）见解析；（2）D；（3）0.32；1.216；（4）测灯泡电阻
解析：（1）小灯泡额定电压为3.8V，故电压表应选0～15V量程；额定功率小于2W，则由功率公式可得，电流小于0.6A，故电流表量程可选0～0.6A；滑动变阻器与电路串联，注意一上一下接入电路.如下图所示：
（2）闭合开关后，灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路；电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，断路位置在电压表的并联部分，则电路故障可能是灯泡断路，只有选项D符合。
（3）电流表所选量程为 0～0.6A，分度值为0.02A，则读数为0.32A，则小灯泡的额定功率是
（4）该实验电路除了可以测电功率外，还可以测出灯泡两端的电压与电流，由欧姆定律可以求出灯泡电阻。
12.答案：（1）断开；0~15 V
（2）移动滑动变阻器滑片观察小灯泡发光情况
（3）1.14
解析：（1）为保护电路，连接电路时开关应断开：由灯泡的额定电压为3.8 V可知，电压表的量程应选0~15 V；
（2）电路连好后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片观察小灯泡发光情况；
（3）小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.3 A，则小灯泡的额定功率为。
13.答案：（1）断开；（2）电压表；（3）1.25；（4）0.1；
解析：（1）为了保护电路，连接电路时开关要处于断开状态；
（2）由图甲可知，电压表和电流表位置接反了，闭合开关，电压表电阻非常大，则电路中没有电路，电流表无示数，电压表两端与电源接通，电压表有示数；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.5A，则小灯泡的额定功率为：；
（4）实验步骤：
①只闭合开关S和，调节滑动变阻器，使电流表示数，此时小灯泡正常发光；
②闭合开关S和，断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，记录此时电流表的示数为；
③在步骤①中，定值电阻与灯泡并联后，再与滑动变阻器串联，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，由欧姆定律可知，灯两端的电压为，灯正常发光；在步骤②中，定值电阻与灯泡并联后，再与滑动变阻器串联，电流表测干路的电流，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，灯的额定电流为，小灯泡的额定功率：
14.答案：（1）如图所示
（2）电流
（3）0.75
（4）丙；将置于b，移动滑片，使电流表示数为，保持滑片的位置不动，将置于a，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为，记下电阻箱连入电路中的电阻为；
解析：（1）小灯泡额定电流为0.3 A，故电流表选用小量程与灯泡和开关串联在电路中，如答案图所示；
（2）为了使灯泡正常发光，应让电流表示数为额定电流，故闭合开关，移动变阻器的滑片，同时观察电流表示数；
（3）由图甲可知，电压表选用小量程；由图乙可知，电压表示数为2.5 V，则小灯泡额定功率为；
（4）丁图中，电流表与灯串联，无论置于a、b，灯两端的电压都等于电源电压，不能使灯正常发光，不能测出灯泡额定功率，故丁图错误；丙图中，将置于b，移动滑片，使电流表示数为，则灯正常发光；保持滑片的位置不动，将置于a，调节电阻箱的旋钮，使电流表的示数仍为，记下电阻箱连入电路中的电阻为，则灯正常发光时的电阻等于灯的额定功率：，丙图正确。
15.答案：（1）如图所示
（2）断开；B
（3）0.26；0.65
（4）①a；②b；③
解析：（1）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡、电流表、滑动变阻器应串联在电路中，电压表应并联在小灯泡两端，结合图1可知，电流表与变阻器串联后再与灯并联，电压表串联在电路中，是错误的，改接电路图如答案图所示；
（2）为了保护电路，在连接电路时，开关要处于断开状态，同时滑动变阻器滑片位于阻值最大端，即B端；
（3）闭合开关移动滑片P直到电压表示数为2.5 V，由图2知，电流为0.26 A，则小灯泡的额定功率：；
（4）实验步骤：①闭合开关S，把开关拨到a，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片位置不变，把开关拨到b测量小灯泡与串联后的总电压U；③根据串联电路电压的规律，两端电压为，由串联电路电流的特点和欧姆定律可知，小灯泡正常发光时的电流，可得出小灯泡的额定功率：。