第六章　第4节　第2课时　实验：测量小灯泡的电功率 （原卷版+答案版）2024-2025学年物理教科版九年级上册

第2课时　实验:测量小灯泡的电功率
【A层 基础必会】
1.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(D)
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
2.(2023·达州中考)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6 V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8 V。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮。
答:
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是　A　(选填字母)。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向　右　移动,同时眼睛注意观察　电压表　(选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光。
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为　3　W。
(5)若该实验中电压表标有15 V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是　C　(选填字母)。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
3.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格是0~20 Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图中的实物图连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗)。
答:
(2)小明连接好电路后,检查连线正确,但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭,出现这一故障的原因可能是　滑动变阻器连入电路的电阻太小　。
排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将甲图中的滑片P向　A　(选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如丙图所示,则小灯泡的额定功率为　0.75　W。
(3)继续实验时,小灯泡突然熄灭,电压表示数为零,则可能是小灯泡　短路　(选填“短路”或“开路”)。
(4)小明利用测得的多组数据作出了I-U图像,结果发现图像不是一条直线,这表明通过灯泡的电流与电压不成正比,原因是灯丝电阻受　温度　影响。
(5)实验结束,小明应先　断开　开关,再进行器材整理。
【B层 能力提升】
4.小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时,实验器材有:电源(三节新的干电池)、额定电压为2.5 V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路(图甲)连接完整(要求:向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,导线不交叉)。
答:
(2)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是　小灯泡开路　。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,此时电压为　2.2　V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向　A　(选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V。
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均电功率(如表),你认为她这样处理数据是　不合理　(选填“合理”或“不合理”)的,理由是
　小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同　。
实验 序号 电压 U/V 电流 I/A 功率 P/W 平均功 率P/W
1 2.0 0.26 0.52 0.71
2 2.5 0.28 0.70
3 3.0 0.30 0.90
(5)实验提供的滑动变阻器规格为R1“5 Ω　2 A”、R2“20 Ω　1 A”、R3“100 Ω　0.1 A”,小琪选择的是　R2　(选填“R1”“R2”或“R3”)完成上述实验。
【C层 素养培优】
5.(2023·石家庄二模)小明利用如图所示电路测量小灯泡的额定功率。所用器材:学生电源(电压恒为4 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器(30 Ω,2 A)、开关和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的滑动变阻器接入电路,要求滑片向右移动时灯变亮。
答:
(2)连接完电路后,小明闭合开关,移动滑片,发现电流表、电压表均无示数。小明再把电压表并联在滑动变阻器两端时,电压表无示数;把电压表并联在开关两端时,电压表有示数。则电路中存在的故障可能是　开关处开路　。
(3)解决上述问题后,小明闭合开关,连续移动滑动变阻器滑片,得到如表所示的数据。
实验次数 U/V I/A P/W 灯泡亮度
1 0.5 0.16 不发光
2 1.5 0.22 较暗
3 2.1 0.26 较亮
4 2.5 很亮
①第4次实验时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　0.7　W;
②分析数据还能发现小灯泡的实际功率与其两端实际电压的关系是:　实际电压越大,实际功率越大　;
③第1次小灯泡不发光的原因是　实际电压过小　(写出一种即可)。
【拓展】小明还发现小灯泡在不同亮度下,其两端的电压与电流的比值不同,主要原因是:　灯丝电阻受温度影响　;
若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1,则额定电压U0与实际电压U1的数值关系最有可能是　C　(选填选项字母)。
A.U0=1.5U1　　B.U0=2U1　　C.U0=3U1第2课时　实验:测量小灯泡的电功率
【A层 基础必会】
1.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
2.(2023·达州中考)小明学习了电功率的知识后,在家中找来了一个标有额定电压为“6 V”的小灯泡,为了测定该小灯泡的额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压恒为8 V。
(1)请用笔画线代替导线,帮他连接好实物图。要求闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮。
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是 (选填字母)。
A.滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B.灯泡的电阻太小
C.滑动变阻器的最大阻值太小
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动,同时眼睛注意观察 (选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光。
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I-U图像,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
(5)若该实验中电压表标有15 V的接线柱损坏了无法使用,于是他向老师请教,老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率,你认为老师的方案可能是 (选填字母)。
A.只将电源电压减小
B.只更换一个其他规格的滑动变阻器
C.将该电压表并联到滑动变阻器的两端
3.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格是0~20 Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将甲图中的实物图连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗)。
(2)小明连接好电路后,检查连线正确,但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭,出现这一故障的原因可能是 。
排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P到某处,电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将甲图中的滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V,此时电流表的示数如丙图所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)继续实验时,小灯泡突然熄灭,电压表示数为零,则可能是小灯泡 (选填“短路”或“开路”)。
(4)小明利用测得的多组数据作出了I-U图像,结果发现图像不是一条直线,这表明通过灯泡的电流与电压不成正比,原因是灯丝电阻受 影响。
(5)实验结束,小明应先 开关,再进行器材整理。
【B层 能力提升】
4.小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时,实验器材有:电源(三节新的干电池)、额定电压为2.5 V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
(1)请用笔画线代替导线按要求将电路(图甲)连接完整(要求:向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大,导线不交叉)。
(2)正确连接电路后,闭合开关,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障原因可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,此时电压为 V。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移动,直到电压表的示数为2.5 V。
(4)小琪在进行实验数据处理时,计算出了小灯泡的平均电功率(如表),你认为她这样处理数据是 (选填“合理”或“不合理”)的,理由是
。
实验 序号 电压 U/V 电流 I/A 功率 P/W 平均功 率P/W
1 2.0 0.26 0.52 0.71
2 2.5 0.28 0.70
3 3.0 0.30 0.90
(5)实验提供的滑动变阻器规格为R1“5 Ω　2 A”、R2“20 Ω　1 A”、R3“100 Ω　0.1 A”,小琪选择的是 (选填“R1”“R2”或“R3”)完成上述实验。
【C层 素养培优】
5.(2023·石家庄二模)小明利用如图所示电路测量小灯泡的额定功率。所用器材:学生电源(电压恒为4 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器(30 Ω,2 A)、开关和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的滑动变阻器接入电路,要求滑片向右移动时灯变亮。
(2)连接完电路后,小明闭合开关,移动滑片,发现电流表、电压表均无示数。小明再把电压表并联在滑动变阻器两端时,电压表无示数;把电压表并联在开关两端时,电压表有示数。则电路中存在的故障可能是 。
(3)解决上述问题后,小明闭合开关,连续移动滑动变阻器滑片,得到如表所示的数据。
实验次数 U/V I/A P/W 灯泡亮度
1 0.5 0.16 不发光
2 1.5 0.22 较暗
3 2.1 0.26 较亮
4 2.5 很亮
①第4次实验时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
②分析数据还能发现小灯泡的实际功率与其两端实际电压的关系是: ;
③第1次小灯泡不发光的原因是 (写出一种即可)。
【拓展】小明还发现小灯泡在不同亮度下,其两端的电压与电流的比值不同,主要原因是: ;
若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1,则额定电压U0与实际电压U1的数值关系最有可能是 (选填选项字母)。
A.U0=1.5U1　　B.U0=2U1　　C.U0=3U1