16.3 测量电功率 同步测试（含解析）

第三节　测量电功率
一、选择题
1.下列各组仪器中,可以用来测量功率的是(　　)
①电能表和秒表;②电能表和电压表;③电能表和电流表;④电流表和电压表
A.①② B.③④ C.①④ D.②③④
答案　C　由电功率的公式P=W/t知可以利用电能表和秒表测量电功率;由电功率的测量公式P=UI知可以利用电压表和电流表测量电功率。
2.在“测定小灯泡额定电功率”实验中,操作时手和眼睛的合理分工是:手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察(　　)
A.电压表的示数 B.电流表的示数
C.灯泡是否发光 D.变阻器滑片的位置
答案　A　由于小灯泡的额定电压是给定的,所以应用眼观察电压表的示数是否等于额定电压,然后再去读电流表的示数。
3.在做“测定小灯泡额定功率”的实验中,小明在连接好电路后,他无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电流表和电压表示数都不变,而且小灯泡很亮,其原因可能是(　　)
A.滑动变阻器的总阻值太大
B.小灯泡被短路
C.滑动变阻器没有接入电路
D.电路中有断路
答案　C　由题意知,小灯泡很亮,一定没有被短路,B错;小灯泡很亮说明电路中的电流很大,总电阻太小了, A错;小灯泡发光说明电路是通路状态,D错;可能是滑动变阻器有效阻值没有接入电路,C正确。
4.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表的示数虽然有变化,但始终达不到灯泡的额定电压,其原因可能是下述的哪一种(　　)
A.变阻器的总电阻太大
B.电压表的量程太大
C.电源电压太低
D.电流表的量程太大
答案　C　滑动变阻器在电路中的作用是改变灯泡两端的电压,变阻器是可以调节的,其最小阻值可以调节为0,因此不是因为变阻器的总电阻太大, A错误。电压表量程的大小不会影响到灯泡两端的电压,B错误。电源电压太低,即使滑动变阻器阻值为零,灯泡两端的电压也达不到其额定电压,C正确。电流表的量程不会影响灯泡两端的电压,D错误。
5.在“测定小灯泡额定功率”的实验中,某同学电路连接正确。闭合开关,灯泡发光较暗,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,总不能改变灯泡的亮度,且电流表和电压表的示数也不发生变化。造成这一现象的原因可能是下述的哪一种(　　)
A.电源电压太低
B.变阻器的总电阻太大
C.变阻器接成了定值电阻
D.变阻器接入电路时,接的是上面两接线柱
答案　C　电源电压太低,灯泡不能正常发光,但调节滑动变阻器可以改变灯泡两端的电压,灯泡的亮度会发生改变, A不符合题意。由题知无论怎样调节滑动变阻器的滑片,总不能改变灯泡的亮度,说明滑动变阻器没有起到调节灯泡两端电压的作用。因此不是因为变阻器的总电阻太大,B不符合题意。电路连接正确,闭合开关,灯泡发光较暗,说明电路中电阻较大,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,总不能改变灯泡的亮度,则说明滑动变阻器没有起到调节灯泡两端电压的作用,且电流表和电压表的示数也不发生变化。由此推断变阻器接成了定值电阻,C符合题意。变阻器接入电路时,接的是上面两接线柱,则滑动变阻器接入电路的阻值为零,电路中电阻较小,电流较大,灯泡会较亮,D不符合题意。
二、填空题
6.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡在　　　　　的条件下才能正常发光;小灯泡过亮,是因为　　　　　　　　　　　　　　　;小灯泡过暗,是因为　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　额定电压　灯泡两端电压高于额定电压　灯泡两端电压低于额定电压
解析　在“测定小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡在额定电压的条件下才能正常发光;当灯泡两端电压高于额定电压时,实际功率高于额定功率,小灯泡过亮;当灯泡两端电压低于额定电压时,实际功率小于额定功率,小灯泡过暗。
7.滑动变阻器在“测定小灯泡额定功率”实验中的作用是　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　改变灯泡两端的电压
解析　在“测定小灯泡额定功率”实验中,滑动变阻器的作用是改变小灯泡两端的电压,使其等于小灯泡的额定电压,再利用P=UI测出小灯泡的额定功率。
8.在“测定额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率”的实验中,至少要　　　节干电池。电压表应和　　　并联,最好选用　　 V的量程。闭合开关后,调节　　　,使电压表的示数为　　　　;若此时电流表的示数为0.2 A,则该灯泡的额定功率为　　　 W。?
答案　2　小灯泡　0~3　滑动变阻器　2.5 V　0.5
解析　因为小灯泡的额定电压为2.5 V,则至少需要干电池的节数n=≈2。电压表应和小灯泡并联,因为小灯泡的额定电压为2.5 V,电压表最好选用0~3 V的量程。闭合开关后,调节滑动变阻器,使电压表的示数为小灯泡额定电压2.5 V,若此时电流表的示数为0.2 A,则该灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5 V×0.2 A=0.5 W。
9.电能表的表盘上标有“3000 r/(kW·h)”。如果转盘在半小时内转了1200 r,表明用电器消耗的电能是　　　　 kW·h; 用电器的电功率是　　　　　 W。?
答案　0.4　800
解析　用电器消耗的电能W==0.4 kW·h,用电器的功率P===0.8 kW=800 W。
10.小明家的电能表如图所示,他家能同时工作的用电器的总功率不宜超过　　　　 W。若单独将某一用电器接入电路工作时,测得电能表的转盘在6 min内转过了30转,则该用电器的功率是　　　　　 W。?
答案　4400　100
解析　由图知电能表允许通过的最大电流为20 A,所以同时工作的用电器的最大总功率P=UI=220 V×20 A=4400 W;电能表转30转消耗的电能W== 0.01 kW·h,所以用电器的功率为P===100 W。
11. 如图甲所示,将额定电压为2.5 V的小灯泡接入电源电压为4.5 V的电路中,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,记录相应电压表和电流表的示数,并绘制出如图乙所示的I-U图像,则小灯泡的额定功率为　　　　 W,小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是　　　　 Ω。?
答案　0.625　8
解析　由图乙可知,当小灯泡两端的电压为U额=2.5 V时,通过小灯泡的电流I额=0.25 A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5 V×0.25 A=0.625 W;由电路图知,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测小灯泡两端的电压,当小灯泡正常发光时,U额=2.5 V,电路中的电流I=I额=0.25 A,滑动变阻器两端的电压U滑=U-U额=4.5 V-2.5 V=2 V,滑动变阻器接入电路的电阻R滑===8 Ω。
三、实验探究题
12.小刚学了电功率之后,决定测定自己家的电视机的实际电功率,所用的测量仪器是:电能表一块[3000 r/(kW·h)]、秒表一只,请你简要叙述实验过程。
答案　关闭家中其他用电器,只让电视机工作,测出此时电能表转过n圈所需时间t,则可计算出电视机的实际功率,则W= kW·h=n×1200 J,根据P==,可求出电视机的实际电功率。
13.某同学在用电流表和电压表“测定小灯泡的功率”的实验中,当他合上开关、移动滑动变阻器滑片的过程中发现:灯泡变亮时,电压表的示数反而变小;灯泡变暗时,电压表的示数反而变大。经检查所有器材均完好。
(1)根据上述情况画出该同学实验时的电路图;
(2)若按该同学实验时所连接的电路进行实验,结果电流表和电压表如图所示(已知电源电压为6 V),则电流表的读数为　　 A,电压表的读数为　　　 V,测得小灯泡的实际功率为　　　 W。?
答案　(1)如图所示
(2)0.5　1.8　2.1
解析　(1)用“伏安法”测小灯泡的功率的实验中,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表应并联在小灯泡两端,当小灯泡两端电压增大时,滑动变阻器两端电压减小。由题意当灯泡变亮时,小灯泡两端电压变大,电压表的示数反而变小;灯泡变暗时,电压表的示数反而变大。说明电压表并联在滑动变阻器两端。(2)由图可知,电流表选用0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,示数为0.5 A;电压表选用0~3 V量程,分度值为0.1 V,示数为1.8 V。因为电压表测量滑动变阻器两端的电压,小灯泡两端的电压UL=U-U滑=6 V-1.8 V=4.2 V,测得小灯泡的实际功率P=ULI=4.2 V×0.5 A=2.1 W。