【核心素养】双减作业本15.2电功率（第3课时）（苏科2024版九年级下册）含详解

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双减作业本15.2电功率（第3课时）
1.会用伏安法测定小灯泡的电功率。
2.验证小灯泡在不同功率下的亮度特点。
3.学会特殊方法测量用电器的电功率。
（巩固性作业）
1．在进行实验时，往往需要我们手眼并用，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，要让小灯泡在额定电压下发光，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　）
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
2．伏安法测电阻实验中，闭合开关，小明发现电流表有示数，但示数较小，小灯泡不亮，接下来小明应进行的操作是（　　）
A．检查电路是否有故障
B．更换电压表为小量程
C．减小滑动变阻器接入电路中的电阻
D．更换小灯泡的规格
3．如图，物理兴趣小组在做测定小灯泡中用的实验中，将电流表、电压表接入电器。当闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数为零，移动滑动变阻器的滑片时电流表示数有变化，电压表示数始终为零，下列分析正确的是（ ）
A．该实物图将滑动变阻器与灯泡并联在了一起
B．在连接电路时，电压表量程选错了，应选择0~15V的量程
C．故障原因可能是小灯泡短路
D．处理完故障后要使灯泡变化，应将滑动变阻器滑片向左移
4．决定小灯泡亮暗程度的物理量是
A．电压 B．电流 C．电功 D．电功率
5．关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．伏安法测小灯泡电功率实验原理是
B．两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C．两个实验可使用同一组器材完成
D．伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
6．某同学在做“测量小灯泡的功率”实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯不亮，接下来的操作步骤最合理的是（ ）
A．断开开关S，更换额定功率大一点的灯泡重新实验
B．断开开关S，增加电池的节数重新实验
C．断开开关S，拆掉导线重新连接电路
D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路
7．如图所示，这是一个常见的电路图，在A、B两点间分别接人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主要作用，下列描述不正确的是（　　）
A．探究电流与电压的关系———调节定值电阻两端电压成倍数变化
B．探究电流与电阻的关系———保持定值电阻两端的电压不变
C．测量小灯泡的阻值——多次测量求平均值，减小误差
D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端的电压，求实际功率
8．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
9．小明做“测量小灯泡的电功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于，滑动变阻器上标有“”字样，如图甲所示是实验装置图。
(1)在方框中画出相应的实验电路图。
(2)这个实验的实验原理是 ，用 表测量出小灯泡两端的 ，用 表测量出通过小灯泡的 ，从而算出小灯泡的电功率。
(3)在连接电路时，开关应处于 状态。闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值 处。
(4)小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
(5)小明排除故障后，移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（拓展性作业）
10．在电学实验中，多次用到下图所示的电路图。下列说法正确的是（　　）
A．探究“电流与电压的关系”，可以用小灯泡代替定值电阻进行实验
B．探究“电流与电阻的关系”，滑动变阻器是用来改变R两端的电压的
C．测定值电阻的阻值，改变电压获取多组数据，是为了寻找普遍规律
D．将电阻R替换为小灯泡，该装置可测量小灯泡正常工作时的电功率
11．在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验，如：
①“测量爬楼的功率”时，多次测量
②“探究杠杆的平衡条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量
③“测量定值电阻的阻值”时，改变定值电阻的电压和电流，多次测量
④“测小灯泡的电功率”时，改变小灯泡的电压和电流，多次测量
上述实验目的是为了寻找普遍规律的是（　　）
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
12．“测量小灯泡的电功率”的实验电路如图中甲所示，实验中选择“2.5V”规格的小灯泡，实验得到的U﹣I图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的额定功率为0.75W，正常发光时电阻约为8.3Ω
B．用图甲的电路，能完成“探究电流与电压的关系”的实验
C．调节滑片的过程中发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的额定功率变化引起的
D．实验中发现小灯泡两端电压无法调到额定电压值，一定是因为电源电压过小
13．小方利用图所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡电功率，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑片应滑到a端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．移动滑片，只需观察电流表、电压表的示数
D．当电压表示数为2.5V时，电流表示数为0.2A，小灯泡额定功率为0.5W
14．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——保证定值电阻阻值不变
B．探究电流与电阻的关系——调节定值电阻两端电压成倍数变化
C．测量定值电阻的阻值——改变定值电阻电压，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，多次测量求平均电功率
15．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2.5V。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，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，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
16．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)连接电路时开关应 ，并将电路连接完整 。
(2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端。
(3)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
(4)小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)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，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，下列原因可能是（　　）
A．滑动变阻器断路 B．滑动变阻器短路
C．灯泡断路 D．灯泡短路
17．小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的电路，还差一根导线，请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)电路连接完毕，闭合开关S，电压表示数如图乙所示，要使灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向 （A/B）端移，并注意观察电压表示数。
(3)小华进行了多次实验，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙中①所示的I-U图像，由图像可知，小灯泡的额定功率为 W，观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是 。
(4)完成上述实验后，小华将小灯泡换成待测电阻，通过实验测得数据后，作出它的I-U关系图像（图丙②），则该待测电阻的阻值为 Ω。
(5)完成上面实验后，小华又设计了如图丁所示的电路测某未知电阻Rx的阻值，（R0为已知阻值的定值电阻），请帮他写出Rx的表达式。实验步骤：
①只闭合开关S，记下电流表的示数I0；
②闭合开关S、S1，记下电流表的示数I1；
③计算电阻的表达式是：Rx= （用己知物理量和测量出的物理量的符号表示）。
（探究性作业）
答案部分
核心巩固：
1．【答案】C
【解析】灯在额定电压下正常发光，在“额定电压下测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示数，使达到额定电压，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．【答案】C
【解析】闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，灯泡实际功率太小不足以引起灯泡发光造成的，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，减小变阻器接入电路的阻值，使电路电流变大，灯泡实际功率变大，看灯泡能否发光。
故选C。
3．【答案】C
【解析】A．由图可知，该电路为串联电路，灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压，故A错误；
B．由图可知，电源有两节干电池组成，电源电压为3V，所以电压表应该选用0~3V的量程，故B错误；
C．当闭合开关后，发现电流表有示数，这表明电路是通路；移动滑动变阻器的滑片时电流表示数有变化，说明滑动变阻器接法正确，电压表示数为零，说明与电压表并联部分电阻为0，即灯泡短路，故C正确；
D．处理完故障后，闭合开关前，滑动变阻器阻值要调至最大，即滑片在最左端，要使灯泡变化，应将滑动变阻器滑片向右移，故D错误。
4．【答案】D
【解析】决定小灯泡亮暗程度的物理量是：实际电功率.
5．【答案】C
【解析】A．测小灯泡电功率，分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流，根据P=UI求灯泡的电功率，伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI，故A错误；
B．“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的是得到灯丝的电阻与温度的关系，“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B错误；
C．根据和P=UI可知，这两个实验可以使用同一电路，测量小灯泡两端的电压和电流，两个实验使用的实验器材完全相同，故C正确；
D．伏安法测小灯泡的电阻多次实验目的是得到灯丝的电阻与温度的关系，没有采用控制变量法，故D错误。
故选C。
6．【答案】D
【解析】将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，由于滑动变阻器接入的阻值太大，电路中电流太小，小灯泡不发光是正常现象，此时需要先观察电流表，若电流表没有示数，则电路断路，排除故障后再接入，若电流表有示数，则只需要移动滑动变阻器的滑片P即可，故D符合题意；ABC不符合题意。
故选D。
7．【答案】C
【解析】A．探究电流与电压的关系时，应控制电阻不变，滑动变阻器的作用是保护电路和调节定值电阻两端电压倍数变化，多次实验，便于找出普遍规律，故A正确，不符合题意；
B．探究电流与电阻的关系时，应改变电阻，滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变，多次实验，找出普遍规律，故B正确，不符合题意；
C．测量小灯泡的电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测小灯泡两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，探究灯泡电阻随温度的变化规律。不同电压下灯泡电阻不同，求平均值没有实际物理意义，故C错误，符合题意；
D．在测量小灯泡的电功率的实验中，滑动变阻器的作用是通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可求出小灯泡的实际功率，可比较灯泡的实际功率与小灯泡亮度之间的关系，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．【答案】B
【解析】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。
9．【答案】(1) (2) 电压 电压 电流 电流
(3) 断开 最大 (4)断路 (5)
【解析】（1）分析实物图可知，电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端，如图所示：
（2）[1][2][3][4]小灯泡的电功率不能直接测量，实验时，需用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电流，再根据算出小灯泡的电功率，所以，实验原理是。
（3）[1]在连接电路时，开关应处于断开状态，这是为了防止电路连接过程中出现短路等故障，损坏仪器。
[2]闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，这样可以使电路中电流最小，起到保护电路的作用。
（4）如果小灯泡短路，电压表会被短路而无示数；如果小灯泡断路，电压表会串联接入电路，有示数且电路无电流，灯泡不亮，所以故障原因可能是小灯泡断路。
（5）由图乙可知，电流表使用的是量程，分度值为，图乙中示数为 ，小灯泡额定电压，额定功率
素养提升：
10．【答案】D
【解析】A．探究电流与电压的关系，需要控制定值电阻的阻值一定，而小灯泡的电阻是变化的，所以不能用小灯泡代替定值电阻进行实验，故A错误；
B．探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端电压不变，故B错误；
C．伏安法测量定值电阻阻值的实验时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值，目的是取平均值减小实验的误差，故C错误；
D．测量小灯泡额定功率的实验时，调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压，读出电流表的示数，根据得，小灯泡正常工作时的电功率，故D正确。
故选BD。
11．【答案】D
【解析】①“测量爬楼的功率”时，是为了求平均值减小误差，不是寻找普遍规律；
②“研究杠杆的平衡条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量是为了探究杠杆的平衡条件，总结出“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的一般规律；
③“测量定值电阻的阻值”时，改变定值电阻的电压和电流，多次测量，测量值是个定值，多次测量求平均值可以减小误差；
④“测小灯泡的电功率”时，改变小灯泡的电压和电流，多次测量，是为了得出灯泡亮度由实际功率决定的一般规律。
综上所述，上述实验目的是为了寻找普遍规律的是②④，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
12．【答案】A
【解析】A．由图乙可知，当灯泡电压等于其额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为
灯泡正常发光时电阻为
故A正确；
B．“探究电流与电压的关系”的实验中，应保持电阻不变，小灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以用图甲的电路，不能完成“探究电流与电压的关系”的实验，故B错误；
C．额定功率是灯泡在额定电压下的功率，不会变化；调节滑片时，变阻器连入电路的阻值发生变化，这样灯泡两端电压和电流都会发生变化，导致其实际功率发生变化，所以灯泡亮度会发生改变，故C错误；
D．实验中，移动滑片调节灯泡两端电压，但都无法使灯泡两端电压调到其额定电压，可能是电源电压低于灯泡的额定电压，也可能是电源电压过大，而变阻器的最大电阻过小，当变阻器的最大电阻连入电路中时，灯的电压也高于其额定电压，故D错误。
故选A。
13．【答案】D
【解析】A．闭合开关前，为保护电路安全，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即端，故A错误；
B．闭合开关后，小灯泡不发光，也可能是电路中的其它地方断开了，造成电路中没有电流，故B错误；
C．移动滑片时，不仅要观察电流表、电压表的示数，还要注意小灯泡的亮度变化，从而更全面地了解小灯泡的工作情况，故C错误；
D．小灯泡的额定电压为，当电压表示数为时，小灯泡正常工作，电流表示数为0.2A，则通过小灯泡的电流为，利用公式，可得出小灯泡的额定功率为
故D正确。
故选D。
14．【答案】C
【解析】A．探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压来分析比较电阻一定时，电流和电压之间的关系，故A错误；
B．探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变，得出电压一定时，电流与电阻之间的关系，故B错误；
C．测量定值电阻的阻值时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故C正确；
D．在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可比较不同电压时的电功率不同，小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系，不可以求平均电功率，故D错误。
故选C。
15．【答案】B
【解析】开关分别接“a”、“b”各一次，甲图，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；乙中，R0、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2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率。故B正确，ACD错误。
故选B。
16．【答案】(1) 断开 (2)A (3) 2.2 B
(4)0.5 (5)AD
【解析】（1）[1]为了保护电路，防止连接电路过程中出错而损坏电路元件，连接电路时开关应断开。
[2]实验中，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流。小灯泡额定电流为
则电流表的量程选用0~0.6A，如图所示：
（2）闭合开关前，为了保护电路，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大的A端。
（3）[1]由图乙可知，电压表的量程为0~3V，电压表的分度值为0.1V，示数为2.2V。
[2]若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B端移动，减小滑动变阻器接入电路中的电阻，增大通过灯泡的电流，使电压表的示数为2.5V。
（4）由图丙所示的图像可知，灯泡的额定电流为0.2A，小灯泡的额定功率是
（5）A．若滑动变阻器断路，灯泡没有电流经过，灯泡不亮，灯泡的电压为0，则电压表的示数为0，故A符合题意；
B．若滑动变阻器短路，电路为的灯泡的简单电路，则灯泡会亮，电压表的示数几乎等于电源电压，故B不符合题意；
C．若灯泡断路，灯泡不亮，但电压表与滑动变阻器串联，相当于测电源电压，其示数几乎等于电源电压，故C不符合题意；
D．若灯泡短路，则电路为滑动变阻器的简单电路，灯泡没有电流经过，灯泡不亮，灯泡的电压为0，则电压表的示数为0，故D符合题意。
故选AD。
17．【答案】(1) (2)B (3)0.75 小灯泡的电阻随着温度升高而增大
(4)20 (5)
【解析】（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，如下图所示：
（2）由图甲可知，电压表选用小量程；电路连接完毕，闭合开关S，电压表示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为1.2V，小于灯泡额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，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P向B端移，并注意观察电压表示数。
（3）[1][2]由图丙①可知，灯泡额定电压对应的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为
因灯丝的电阻随温度升高而增大，不是一定值，故图中①所示的I-U图像不是直线。
（4）由图丙②可知，当待测电阻两端电压为2V时，通过待测电阻的电流为0.1A，则该待测电阻的阻值为
（5）闭合开关S，此时的电路为只有R0的简单电路，记下电流表的示数I0，则电源电压为
接着闭合S1，电路为并联电路，电流表测量干路电流，记下电流表示数为I1；并联电路各支路互不影响，所以R0的电流大小不变，仍为I0；支路电压等于电源电压，干路电流等于支路电流之和，故流过Rx的电流为
则Rx的电阻为
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