教科版九年级物理上 第六章　4.灯泡的电功率(同步练习，含答案）

[第六章　4.灯泡的电功率]
一、选择题
1.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图1所示,下列说法中正确的是(灯丝电阻不变)(　　)
图1
A.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
B.两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
C.两灯均正常发光时,乙灯比甲灯亮
D.将乙灯接入110
V的电路中,它的实际功率为50
W
2.将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中,如图2所示。闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,其原因是
(　　)
图2
A.灯L1额定功率较大
B.灯L2两端电压较小
C.灯L2额定功率较小
D.通过灯L1的电流较大
3.
某房间原来只接有一只标有“PZ220-40”的灯泡,小明又拿来一只完全相同的灯泡,将它俩串联在一起,在电源电压不变的情况下,房间内的总亮度将
(　　)
A.变亮
B.变暗
C.不变
D.无法确定
4.白炽灯泡的灯丝断了,搭上后重新在原电路中使用,下列说法正确的是
(　　)
A.灯泡变暗,因为阻值增大而电流减小
B.灯泡变亮,因为阻值增大,产生的热量增大
C.灯泡亮度不变,因为电源电压不变
D.灯泡变亮,因为其阻值减小,根据公式P=可知,其电功率增大
5.标有“220
V　40
W”的L1和“220
V　60
W”的L2串联在电路中时,两灯泡均发光,灯泡的实际功率分别为P1和P2,则
(　　)
A.P1>P2
B.P1=P2
C.P1D.无法确定
6.
甲、乙两个小灯泡上分别标有“6
V　3
W”和“4
V　2
W”字样,现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化),下列判断错误的是
(　　)
A.若把它们并联在4
V电路中,乙灯正常发光
B.若把它们并联在4
V电路中,甲灯比乙灯亮
C.若把它们串联在10
V电路中,两灯都可以正常发光
D.若把它们串联在10
V电路中,甲灯比乙灯亮
7.白炽灯由于它的能量转换效率低,现在逐渐被电能转化为光能效率高的LED灯所替代。如图甲所示是一只25
W的白炽灯,它和图乙中3
W的LED灯的发光亮度相当。请根据信息判断这只白炽灯将电能转化为光能的效率可能是
(　　)
A.5%
B.12%
C.15%
D.20%
二、填空题
8.灯泡的亮度由其_________决定。甲灯标有“PZ220-100”字样,乙灯标有“PZ220-15”字样。正常工作时甲灯的电阻比乙灯的电阻_________;将它们串联接入电路中,_________灯更亮一些;将它们并联接入电路,_________灯更亮一些。?
9.小壮同学把两只“2.5
V　0.3
A”的小灯泡串联以后接到2.5
V的电路中,则每只灯泡的实际功率是_________W,此时小灯泡的额定功率为________W。(灯丝阻值不变)?
10.某节能灯泡的包装盒上标有“220
V　11
W”的字样,当灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为_________A,连续通电10
s灯泡消耗的电能是_________J。?
11.如图3所示,将规格相同的小灯泡按照甲、乙两种连接方式接入电压均为U且保持不变的电路中,通过分别调节滑动变阻器R1和R2使所有灯泡均正常发光,则甲、乙两电路中的总电流之比I1∶I2=_________电路的总功率之比P甲∶P乙=_________。?
12.
“6
V　3
W”的小灯泡正常工作时的电阻是_________
Ω;要将它接在9
V的电源上正常使用,必须_________联一个_________
Ω的电阻,该电阻的实际功率为_________W。?
13.如图4甲所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为6
V。闭合开关S后,当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,小灯泡的I-U关系图像如图乙所示。则小灯泡的额定功率为_________W,电源电压为_________V。?
图4
三、实验探究题
14.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压6
V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5
V(电阻约为8
Ω)。
图5
(1)请用笔画线代替导线,将图5甲所示的电路连接完整。(要求滑片向左移动时灯泡变亮)
(2)闭合开关前,应将滑片移到_________(选填“A”或“B”)端。?
(3)闭合开关,发现灯泡不亮,移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上,灯泡亮了。小明敲了几下桌子,灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是_________。?
A.开关短路
B.灯泡短路
C.电压表断路
D.灯泡接触不良
(4)排除故障,再次闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为_________V时,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为_________W。?
(5)现有规格分别为“10
Ω　2
A”“20
Ω　1
A”和“50
Ω　0.2
A”的三个滑动变阻器,为了实验的顺利进行,小明应将规格为_________　　　的滑动变阻器接入电路中。?
(6)小芳利用图甲装置_________(选填“能”或“不能”)做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。?
四、计算题
15.为培养同学们的探究能力,某校组织科技社团的同学们对小灯泡的亮暗进行研究。现取“6
V　6
W”和“6
V　3
W”的小灯泡L1和L2各一个,标有“50
Ω　1
A”字样的滑动变阻器一个,量程为0~0.6
A的电流表和量程为0~3
V的电压表各一个,根据测得的数据绘制出了两灯中电流与其两端电压变化关系的图像如图6甲所示。求:
(1)小灯泡L2的额定电流。
(2)将两灯并联接在电压为6
V的电源两端,10
min内电路消耗的电能。
(3)将小灯泡L2与滑动变阻器R串联接在电压为12
V的电源两端,如图乙所示。闭合开关S,调节滑动变阻器,为了保证电路元件安全,滑动变阻器允许接入电路的最小阻值为多大。
图6
参考答案与部分提示
1.C　[解析]
两灯泡正常发光时,由P=UI=可得,两灯泡的电阻:R甲===1936
Ω,R乙===484
Ω,则R甲>R乙,故A错误。由P=的变形式W=Pt可知,两灯泡正常发光时的时间未知,无法比较二者消耗电能的多少,故B错误。比较灯泡的亮暗程度,要比较灯泡的实际功率,正常发光时,实际功率等于额定功率,所以乙灯泡较亮,故C正确。将乙灯接入110
V的电路中时它的实际功率:P乙'===25
W,故D错误。
2.B　[解析]
由图可知,两个灯泡是串联的,串联电路的电流处处相等,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗,说明灯泡L1的实际功率大,根据P=I2R知,灯泡L1的电阻比L2的电阻大,根据U=IR知,灯泡L1两端的电压大,故B正确,D错误;根据P=可知,两个灯泡的额定电压相等,灯泡L1的电阻大,额定功率小,故A、C错误。
3.B　[解析]
灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻,在电源电压不变的情况下,由P=UI=可知,电路的总功率变小,房间内的总亮度变暗。
4.D　
5.A　[解析]
由两灯泡的铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,L1的额定功率小于L2的额定功率,由R=可知,L1的电阻大于L2的电阻,灯泡L1、L2串联在电路中时,因串联电路中各处的电流相等,由P=UI=I2R可知,L1的实际功率较大,即P1>P2。
6.B　[解析]
灯泡的亮度由实际功率的大小决定。
(1)由P=UI可得,两灯泡的额定电流分别为:I甲===0.5
A,I乙===0.5
A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为R甲===12
Ω,R乙===8
Ω。
(2)两灯泡并联在4
V电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡正常发光,所以,只有乙灯泡能正常发光,其实际功率为P乙实=P乙=2
W;
甲灯泡不能正常发光,其实际功率为P甲实==≈1.33
W所以乙灯比甲灯亮,故A正确,B错误;
(3)两灯泡串联在10
V电路中,两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12
Ω+8
Ω=20
Ω,
此时电路中的电流为I串===0.5
A,
因串联电路中各处的电流相等,且此时的电流与两灯泡的额定电流相等,所以,两灯泡可以同时正常发光;此时两灯的实际功率都等于各自的额定功率,因为P甲>P乙(即3
W>2
W),所以甲灯较亮,故C、D正确。
7.A　[解析]
假设3
W的LED灯消耗的电能全部转化为光能,由题意可知,25
W的白炽灯和3
W的LED灯的发光亮度相当,则白炽灯将电能转化为光能的效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=12%。
由于LED灯消耗的电能并不全部转化为光能,所以这只白炽灯将电能转化为光能的效率也应小于12%。
8.实际功率　小　乙　甲
9.0.1875　0.75　[解析]
(1)灯泡的额定功率:P=UI=2.5
V×0.3
A=0.75
W,
(2)灯泡的电阻:R===
Ω,
则两只“2.5
V,0.3
A”的小灯泡串联以后接到2.5
V的电路中,电路中的电流:
I===0.15
A;
此时每个灯泡的实际功率:
P实=R=(0.15
A)2×
Ω=0.1875
W。
10.0.05　110　[解析]
由P=UI可知,灯泡正常发光时的电流:I===0.05
A;由P=可知,通电10
s灯泡消耗的电能:W=Pt=11
W×10
s=110
J。
11.2∶1　2∶1　[解析]
由题可知,甲、乙两图中小灯泡的规格相同,且两电路中灯泡都正常发光,若灯泡正常发光时的电流为I,
图甲中两灯并联后再与变阻器串联,所以干路电流I1=2I,
图乙中两灯与变阻器串联,所以电路中电流I2=I,
所以I1∶I2=2I∶I=2∶1;
两电路的电源电压相等,由P=UI可得电路的总功率之比:
P甲∶P乙=UI1∶UI2=I1∶I2=2∶1。
12.12　串　6　1.5
[解析]
由P=知,小灯泡正常工作时的电阻:RL===12
Ω。因电源的电压U=9
V大于灯泡正常发光时的电压UL=6
V,由串联电路的分压特点可知,要使小灯泡正常发光,应串联一个电阻分压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压:UR=U-UL=9
V-6
V=3
V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I===0.5
A,则串联电阻的阻值:R===6
Ω,该电阻的实际功率:PR=URI=3
V×0.5
A=1.5
W。
13.1.2　6
[解析]
由图乙可知,灯泡两端的电压为6
V时通过的电流为0.2
A,则灯泡的额定功率:
PL=ULIL=6
V×0.2
A=1.2
W。
当滑片P从R的一端滑到另一端的过程中,变阻器接入电路中的电阻为零时,电路中的电流最大,此时灯泡两端的电压即为电源的电压,由图乙可知,灯泡两端的最大电压为6
V,则电源的电压为6
V。
14.(1)如图所示
图6-4-5
(2)B　(3)D　
(4)2.5　0.75　
(5)“20
Ω　1
A”　
(6)不能
[解析]
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即B端。
(3)灯泡有时候发光,有时候不发光,说明灯泡没有损坏,属于接触不良,故D符合题意。
(4)当灯泡两端的电压为额定电压时,即电压表的示数为2.5
V时,灯泡正常发光;
电流表的量程为0~0.6
A,分度值为0.02
A,示数为0.3
A,
灯泡的额定功率:P=ULIL=2.5
V×0.3
A=0.75
W。
(5)实验中,要测出灯泡的额定功率,要使小灯泡两端的电压能达到额定电压(小灯泡的电阻约为8
Ω),此时电路中的电流约为
I===0.3125
A,
则R滑====11.2
Ω>10
Ω,所以应该选择规格为“20
Ω　1
A”的滑动变阻器,而规格为“50
Ω　0.2
A”的滑动变阻器允许通过的电流太小,不合适。
(6)要探究电流与电压的关系,需保持电阻不变,而灯丝电阻随温度的升高而增大,不是定值,所以不能用来探究电流与电压的关系。
15.(1)由P=UI知,小灯泡L2的额定电流:I2额===0.5
A。
(2)将L1和L2并联接在6
V电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,所以,电路的总功率:P=P1+P2=6
W+3
W=9
W,
由P=可得,10
min内电路消耗的电能:W=Pt=9
W×10×60
s=5400
J。
(3)由图示电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,
为了保证电路元件安全,灯泡两端电压最大为3
V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,由图甲知电路中电流I=I2'=0.3
A,则R滑最小====30
Ω。