伏安法测小灯泡的电功率实验题典型考点 模型归纳练 2025年中考物理二轮复习备考

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名称 伏安法测小灯泡的电功率实验题典型考点 模型归纳练 2025年中考物理二轮复习备考
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资源类型 试卷
版本资源 鲁科版(五四制)
科目 物理
更新时间 2025-04-16 16:59:35

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伏安法测小灯泡的电功率实验题典型考点 模型归纳练
2025年中考物理二轮复习备考
一、实验题
1.为了测量小灯泡的电功率,某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压为6V。
(1)图甲是未连接好的电路,请在图中用笔画线代替导线连接好电路 。
(2)电路正确连接后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是 (填数字编号)。
①电流表断路 ②小灯泡短路 ③小灯泡灯丝断了 ④滑动变阻器短路
(3)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学发现此时电压表的示数为2V,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W。
(4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,他根据多组实验数据描绘出的I-U图象如图丙所示,主要原因是:灯丝电阻随温度而变化。若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足,则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系,你认为最有可能的是(  )
A.U0=1.5U1 B.U0=2U1
C.U0=3U1 D.U0=4U1
2.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“”字样,额定电流约为,电源电压恒为,实验电路如图甲所示。
(1)现有规格为A“”、B“”、C、“”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 (选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验.实验中滑动变阻器的作用是保护电路和 ;
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 (选填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;
(3)测得小灯泡的额定功率后,把小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,正确计算后发现测得的实际功率大于其额定功率的四分之一,请分析原因: 。
3.某初中物理实验小组的同学想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。于是他们找来额定电流小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L接在电源电压恒为6V的电路中,按照图甲所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示的实物图连接完整;
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“A”或“B”)端;
(3)表格为他们所测得的四次实验数据得,丁玲同学在四次实验中观察到,灯的亮度是后一次都比前一次亮。结合表中数据得出的结论是:小灯泡越亮,实际功率越 ;
实验次数 1 2 3 4
U/V 1.40 2.00 2.50 2.80
I/A 0.14 0.18 020 0.21
(4)根据实验数据可得,小灯泡的额定功率是 W;
(5)小明同学在计算小灯泡的电阻时,取了所求四次电阻的平均值。这种计算方法忽略了 对灯泡电阻的影响;
(6)已知实验室内有规格为“10Ω 2A”“20Ω 1A”和“50Ω 1A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器供选用,根据(3)中表格内的数据可知 (选填“甲”“乙”或“丙”)接入电路。
4.如图甲,是芳芳同学测量小灯泡的电功率的实验电路,电源电压为3V且保持不变,小灯泡L的额定电压为2.5V。
闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,多次实验并将数据和现象记录在如表中。分析表中信息,回答(1)-(5)题。
实验序号 电压 电流 小灯泡的亮度 电功率
1 不亮
2 暗
3 较暗
4 正常亮
5 很亮
(1)该实验的实验原理是 。
(2)小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为 W。
(3)第1次实验中,小灯泡L不亮的原因是 。
(4)分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,其原因是 。
(5)为了测量小灯泡的电功率,在具体的实验操作中,手和眼睛的分工应该是(  )
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡是否发光
D.手按开关,眼睛观察小灯泡
(6)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路并完成了该实验(电源电压不变):
①闭合开关S,开关接 (选填a或b),调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,记录电压表示数;
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,接a,记录电压表示数。则小灯泡额定功率 (用字母、、表示)。
5.小陈同学测量小灯泡额定功率的实验时,准备的器材有:标有“3V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表(没有电流表)、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。
(1)实验电路如图甲所示,闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至图中的 (选填“最左”或“最 右”)的位置。调节变阻器的过程中若电压表V1的示数变大,电压表V2的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)为了测量小灯泡的额定功率,闭合开关后,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为3.0V,此时电压表V2的示数如图乙所示,是 V, 小灯泡的额定功率为 W。
6.小明在做“测量小灯泡的电功率”实验时,准备了以下器材:电压恒为6V的学生电源、小灯泡(额定电压为,正常发光时的电流约为)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。
(1)图甲是小明连接的部分实物电路,请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大 。
(2)现有规格为A“”、B“”和C“”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 (选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验;连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表和电压表的示数都很小,接下来应进行的操作是 。
(3)问题解决后,继续进行实验,发现电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (选填“右”或“左”)移动,直到小灯泡正常发光。小明根据测量数据画出了通过灯丝的电流与其两端电压关系的图像(如图丙),由图像可得小灯泡的额定功率为 W。
(4)测出小灯泡的额定功率后,小明又把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”),原因是 。
(5)在测量小灯泡电功率的实验过程中,电流表坏了,小明找来一个阻值合适的定值电阻,设计了如图丁的电路图,实验步骤如下:
①闭合开关S1,将开关S2拨到触点1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡额定电压;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S2拨到触点2,记下此时电压表示数为U,则小灯泡的额定功率表达式 。(用、U和表示)
7.在“测量小灯泡额定功率”实验中,小灯泡的额定电压。
(1)实验电路如图甲所示,正确连接电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表、电压表都有示数,接下来应进行的操作是________(填序号);
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路或短路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(2)正确操作后,小明移动滑片P到某一位置,电压表示数如图乙所示为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动;
(3)移动滑片P,记下多组数据,并绘制图丙所示的图像,由图像可知,小灯泡的额定电流是 A,额定功率是 W;
(4)如图丙所示,通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压不成正比,造成这种变化的原因是 ;
(5)小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表已损坏,他找来一只阻值为的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,也可测出小灯泡(已知)的额定功率。主要的操作步骤如下:
①把电流表接在a处,闭合开关,调节滑片P,使电流表的示数为
②保持滑片P的位置不变,断开开关,把电流表接在b处,闭合开关,读出电流表的示数为I;
③计算得出小灯泡的额定功率 (用、、I表示)。
8.小明同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图甲所示,小灯泡所标示的额定电压为2.5V。
(1)检查电路连接时,他发现有一根导线连接错了,请你在图乙中应改动的导线上打“×”,并在图上改正 ;
(2)根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图丙所示,由图像可知小灯泡的额定功率是 W;其I﹣U图像并不是一条直线,原因是 ;
(3)实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大,工作时有微弱的电流通过。实验中灯泡两端电压达到2.5V时,额定功率的测量值 真实值。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
参考答案
1.(1)
(2)③
(3) A 0.65
(4)C
(1)小灯泡额定电压2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如图所示:
(2)电路正确连接后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路可能断路,电压表指针明显偏转,说明电压表与电源连通,电压表被串联在电路中,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,即造成这一现象的原因可能是小灯泡灯丝断了,故选③。
(3)[1]排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学发现此时电压表的示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向A端移,直到小灯泡正常发光。
[2]根据图甲可知,电流表选用小量程,此时电流表的示数如图乙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.26A,则小灯泡额定功率为PL=UI=2.5V×0.26A=0.65W
(4)小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足,若U0=4U1,则I0=I1,才能满足,故U0<4U1,根据丙图可知,R0>R1,根据得,所以U0>2U1。
故选C。
2.(1) B 改变灯泡两端电压
(2) 电压表 0.65
(3)见解析
(1)[1]根据实验电路是灯泡和变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电路中的电流,已知灯泡的额定电压是2.5V,则变阻器两端电压为
此时变阻器力的阻值为
且灯泡额定电流大于0.2A,故为了能够顺利完成实验探究,应选用“20Ω 1A”的滑动变阻器,故选B。
[2]实验中需要分别测量灯泡在额定电压下、大于额定电压下、小于额定电压下的电功率,因此需要改变灯泡两端电压,因此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和改变灯泡两端电压。
(2)[1]已知灯泡正常发光时电压为2.5V,实验中要使灯泡正常发光,眼睛应该看着电压表移动滑动变阻器的滑片。
[2]乙图中电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,读数为0.26A,则小灯泡的额定功率为
(3)由知道,在电阻R不变时,电压为原来的二分之一,功率为原来的四分之一,但因灯丝的电阻随温度的降低而减小,故小灯泡两端的电压调为额定电压的一半,发现测得的实际功率大于其额定功率的四分之一。
3.(1)
(2)B
(3)大
(4)0.5
(5)温度
(6)丙
(1)由图甲得,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量电路电流,滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联入电路,灯泡的额定电压为2.5V,则电压表的量程选用0~3V,灯泡的额定电流小于0.6A,则电流表选用0~0.6A,如图所示:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大的B端。
(3)由表中数据可知,电压表和电流表的示数逐渐增大,由得,灯泡的实际电功率越大,灯的亮度是后一次都比前一次亮,说明小灯泡越亮,实际功率越大。
(4)灯泡正常发光时的电压为2.5V,由表格可知此时通过灯泡的电流为0.20A,灯泡的额定功率
(5)灯丝电阻受温度影响较大,灯泡在不同电压下,温度不同,灯丝中电阻不同,求不同电阻的平均值是没有意义的,即小明同学计算时忽略了温度对电阻的影响。
(6)根据表格中的数据知,第一次电流最小,电阻最大,实验所需变阻器的阻值最大,由串联电路电压的规律以及欧姆定律知,滑动变阻器的最大阻值为
则应选择丙变阻器人电路中。
4.(1)
(2)0.9
(3)小灯泡的实际功率太小
(4)小灯泡的电阻随温度的变化而变化
(5)B
(6) b
(1)在测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系实验中,用电压表测灯泡两端电压,用电流表测通过灯泡的电流,利用求出灯泡额定功率,故该实验的原理是
(2)小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图乙所示,分度值为,示数为,则小灯泡L的额定功率为
(3)第1次实验中,灯的电压和通过灯的电流都小,小灯泡L不亮的原因是小灯泡的实际功率太小。
(4)分析数据还发现,通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比,灯的电阻不是一个定值,其原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
(5)灯在额定电压下正常发光,为了测量小灯泡的电功率,在具体的实验操作中,手和眼睛的分工应该是手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(6)[1]在步骤①中,电压表测量灯的电压,小灯泡正常发光, 闭合开关S,开关S1应接b。
[2]在步骤②中,电压表测量灯与定值电阻两端的电压,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,此时定值电阻两端的电压
由欧姆定律可求出灯的额定电流
灯的额定功率
5.(1) 最右 变大
(2) 2.4 0.72
(1)[1]闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处,即最右端。
[2]据图可知,电路是串联的,电压表V1测灯泡L两端电压,电压表V2测定值电阻R0两端电压,调节变阻器的过程中若电压表V1的示数变大,根据可知,电路中的电流变大,则由可知,定值电阻R0两端电压变大,即电压表V2的示数变大。
(2)[1]乙图中电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,读数为2.4V。
[2]根据R2的电压和电阻可求电路中的电流为
小灯泡的额定功率为
6.(1)
(2) B 移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
(3) 右
(4) 大于 灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)
(1)小灯泡正常发光时的电流约为0.3A,故电流表选用小量程串联在电路中;滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,故滑动变阻器选用右下接线柱与电流表串联在电路中,如下图所示:
(2)[1][2]小灯泡正常发光时的电流约为0.3A;当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故为了能够顺利完成实验探究,应选用“20Ω 1A”的滑动变阻器,即选B;闭合开关,发现电流表和电压表的示数都很小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不亮,说明灯泡实际功率太小,故接下来应进行的操作是:移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光。
(3)[1][2]问题解决后,继续进行实验,发现电压表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为1.7V,小于灯泡额定电压2.5V,要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器的滑片向右移动,直到小灯泡正常发光;
由图丙可知,灯泡额定电压对应的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为;
(4)因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,根据可知,把小灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,灯丝温度低,电阻变小,根据欧姆定律可知通过灯丝的电流大于额定电流的一半,根据可知,测得的实际功率大于其额定功率的。
(5)①闭合开关S1,将开关S2拨到触点1,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡额定电压,小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S2拨到触点2,记下此时电压表示数为U,此时测量的是和小灯泡的电压之和,则定值电阻两端电压为,
根据串联电路电流规律和欧姆定律可知,小灯泡额定电流为
则小灯泡的额定功率表达式
7.(1)C
(2) 1.8 左
(3) 0.4 1
(4)小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
(5)
(1)正确连接电路后闭合开关,发现电流表、电压表都有示数,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不亮,说明灯泡实际功率太小,因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光。
故选C。
(2)[1]由题干可知,电压表使用的0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,根据图乙可知,此时电压表的示数为1.8V。
[2]此时小灯泡两端的电压是1.8V,要使小灯泡两端的电压是2.5V,根据串联电路分压特点,要增大小灯泡两端电压,滑动变阻器两端的电压要减小,减小滑动变阻器连入电路的电阻,所以滑动变阻器向左移动。
(3)[1][2]由图像知,小灯泡在2.5V下的额定电流是0.4A,则小灯泡的额定功率
(4)由于小灯泡的灯丝随温度的升高而增大,所以通过灯泡的电流与灯泡两端电压无法成正比。
(5)[1][2]据题意可知,干路中的电流为I,通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I额;根据并联电路的电流规律可知,通过定值电阻的电流为
定值电阻两端的电压为
根据并联电路的电压规律可知,灯泡的额定电压为
灯泡的额定功率为
8.(1)
(2) 0.75 小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(3)大于
(1)测量小灯泡电功率的实验,电压表并联在小灯泡两端,而图乙中电压表并联在变阻器和灯泡的两端了,故正确的连接如图所示:
(2)[1]已知小灯泡的额定电压为2.5V,根据图丙可得,小灯泡在额定电压下通过的电流为0.3A,由可得,小灯泡的额定电功率变为
[2]小灯泡的I﹣U图像是一条曲线,说明小灯泡的电阻不是一个定值,小灯泡的电流增大,小灯泡灯丝的温度升高而电阻变大。
(3)若考虑电压表的内阻时,由于电压表所在的支路有微弱的电流,所以实际通过小灯泡的电流略小于电流表的示数,根据P=IU额可知,小灯泡的额定功率比真实值偏大。
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