16章专题电功率测量提升练习
1.小红通过实验研究某电热器的发热功率与通电电流的关系,她使用同一个电热器(其阻值R不变),多次改变这个电热器两端的电压,然后将实验中测量的电流值及对应的电功率画成如图所示的图像.
(1)请你根据图像,补充完整表格中的数据__________.
(2)根据这些数据推算,这个电热器的功率P与电流I两者之间的关系式是_______.
2.在“测定小灯泡的电功率”实验中,小红同学所用电源电压不变,小灯标有“2.5V”字样.她正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键时,电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安.然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时,发现小灯正常发光.接着她将滑片移动到另一端,发现小灯闪亮一下熄灭了,此时电流表的示数为________
安,而电压表的示数如图(a)所示.于是她更换电压表量程,发现电压表的示数如图(b)所示,则电源电压为_________伏,滑动变阻器的最大阻值为________
欧,小灯的额定功率为________
瓦.
3.如图所示,在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为“2.5V”,正常发光时的电阻为10Ω左右。
(1)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了________(选填“短路”或“断路”);
(2)排出故障后,移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表示数为2V,若要测小灯泡的额定功率时,应将滑片P向________端移动(选填“A”或“B”)。
(3)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I-U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。
(4)利用该电路能否探究电流和电压的关系?________,理由是________。
(5)用如图所示的电路可以测量额定电流为I额,额定电压未知的小灯泡的额定功率,已知定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①________;
②闭合开关S、S1,断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额=________。
4.小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6
A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图1的电路图,将图2所示实物图连接完整
。
(2)连接电路后,他进行了以下实验:
①闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数
电压/V
实际功率/w
电阻Ω
1
1.6
O.20
O.32
8.00
2]
2.5
O.24
O.60
1O.42]
3
2.8
O.26
O.73
1O.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处______。
(3)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论小灯泡的实际功率越________,灯泡越亮,。
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变_______表的量程.
(5)小雷在实验结束后与同学们讨论,认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。”这种说法正确吗____?为什么__________________________
5.下面是小明和小华等同学进行的电学实验.
(1)小明为了探究通过导体的电流跟电阻的关系,设计了如图甲所示的电路.
①请用笔画代替导线完成图甲电路的连接
.
②小明看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是_____.
③如果小明连接电路时接入的电阻为5Ω,控制电阻两端的电压为2V,那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时,应将滑动变阻器的滑片向_____端调节,使电压表示数为_____V;把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值,说明她选择的滑动变阻器_____.
④更换器材后,重新实验,将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成_____比.
电压U/V
2
电阻R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.4
0.2
0.1
(2)小明将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡,测量其不同电压下的电功率.
①正确连接电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这种现象的原因可能是_____.
②排除故障,继续实验,如图乙所示是某次实验电流表的示数为_____A最后根据实验数据画出I﹣U图象(如图丙).
③通过分析I﹣U图象,发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大,其原因是_____.
(3)完成上述实验后,小明又重新设计了电路(如图丁),测量另一个小灯泡的额定功率,这个小灯泡正常工作的电流为I1.请完成实验步骤
(已知电源电压为U).
①只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为_____.
②只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,_____
使电流表示数为I1;再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2.
③则小灯泡的额定功率表达式为_____。(用物理量的符号表示)
6.小明同学利用电压表和电流表测量小灯泡的电阻值(已知小灯泡的额定电压为2.5V),实验电路如图所示.
(1)按所示的电路图,请将电路的实物图连接完整(用笔画线代替导线)
(2)小明在实验时,小灯泡突然熄灭,发现电流表的示数为零,电压表的示数接近电源电压,电路故障可能是_________________
(3)开关闭合前,滑片P应移到____(填"a"或“b”)端;实验中,当滑片P移到某一位置时,电流表和电压表示数如图所示,则小灯泡的阻值为________Ω,此后小明同学想测量小灯泡的额定电功率,需移动滑动变阻器的滑片P___________滑动变阻器的阻值(填“增大”或“减小”),使电压表的示数为______V.
7.如图甲所示,是小轩在“测量小灯泡电功率”实验中连接的实验电路.所用小灯泡的额定电压为3.8V,电源是电压为6V且保持不变的蓄电池组.
(1)闭合开关S前,滑片P应滑到_____端.(填“A”或“B”)
(2)请用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整.
(3)实验开始,当开关闭合,变阻器滑片P向左移动时,电流表示数_____,电压表示数_____.(填“变大”“变小”或“不变”)
(4)电路连接正确后,小明他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中.若第二次测量时电流表的示数如图丙所示,则此时电路中电流为_____A,可得小灯泡的额定功率为_____W.分析表中数据,请写出你还能得出的一个结论:_____.
实验序号
1
2
3
小灯泡两端的电压U/V
3.0
3.8
4.5
通过小灯泡的电流I/A
0.36
0.45
小灯泡的发光亮度
较暗
正常发光
很亮
(5)如果电压表的0~15V量程被损坏,只有0~3V量程能正常使用,实验室里也没有其他电压表可供更换,要求利用现有器材测出小灯泡的额定功率.请在虚线框中画出电路图.
(6)由实验数据,小轩还计算出灯泡的电阻,他发现灯丝的电阻是变化的,请分析造成这种差异的原因:_____.
(7)另一组的小雷刚连接完最后一根导线,立即看到灯泡发出明亮的光.在一旁的小红一惊,提醒小雷,小雷想,我的实验连线没有出问题啊!请你说出小雷在实验中两个操作不当之处:
①_____;
②_____.
(8)做完实验后,小轩将测灯泡实际功率实验与以前做过的测某一固定电阻阻值的实验进行比较,发现这两个实验有许多相似的地方,也有不同之处.请你写出一个不同之处:_____.
8.一位同学在做测量小灯泡电功率的实验时,他先设计了实验电路,根据所设计的实验电路连接了实验器材如图甲所示.
(1)与设计的实验电路对照检查后,他发现所连接的电路存在错误,但只需要调整一根导线的接法后,就与所设计的正确的实验电路相符了,也即可进行正常的实验了.请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连接
.
(2)请在虚线框中画出连接正确电路时所参照的实验电路图___________.
(3)在正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,根据小组同学们的分析和猜想,认为有三种可能:
A.小灯泡的灯丝断了;
B.电路中有断路;
C.滑动变阻器接入电路的阻值较大.
你认为最有可能的是_____.
(4)若要测量小灯泡的额定功率,其操作为_____,然后根据公式求出额定功率.
(5)如果实验中,电流表和电压表的示数如图乙所示,由表的示数可知灯泡中的电流为_____A,该灯泡此时的实际功率为_____W.
9.在“探究电流与电阻的关系”实验中,现有器材如下:电源(电压恒定),四个定值电阻R1(5Ω)、R2(10Ω)、R3(15Ω)、R4(25Ω),标有“×Ω
1A”的滑动变阻器(阻值模糊不清),电压表(可用量程:0~3V、0~15V),电流表(可用量程:0~0.6A),导线,开关.
(1)设计并正确连接如图甲所示的电路,把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间,将滑动变阻器的滑片移到最_____端,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2V时,电流表的示数应为_____A.
(2)分别用定值电阻R2、R3、R4依次替换R1,重复(1)的实验步骤.根据所得的四次试验数据绘制出I﹣R图象,如图乙所示.由图象可得出的结论是:在导体两端电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____.
(3)在使用定值电阻R1和R4进行实验过程中,读取数据时,滑动变阻器消耗的电功率之比为_____.
10.在“测定小电灯电功率的实验中”小灯泡额定电压为2.5V、电压恒定为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路,进行实验.
(1)图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图,图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正.
(2)连接电路时,开关应_____,滑动变阻器滑片应移至_____(A/B)端.
(3)在实验过程中,小明调节滑动变阻器的滑片,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图乙所示.由图可知该小灯泡的额定功率为_____W,利用该电路_____(能/不能)测出灯泡的电阻,此电路的数据_____(能/不能)研究导体中的电流与电压的关系.
(4)当灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路中的电阻为_____Ω,此时滑动变阻器的电功率为_____W.
(5)小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b,老师据图指出该曲线中明显可以看出有一处是错误的,所以此图不正确,你认为这一处的错误是_____.
11.小宝同学要测量一个小灯泡的电功率,已知电源电压是6V,小灯泡的额定电压是2.5V,灯丝电阻大约为10Ω,滑动变阻器的规格有A“10Ω1A”,B“20Ω
1.5A”
(1)为了测小灯泡的额定功率,滑动变阻器应选________(选填“A”或“B”)。请用笔画线代替导线帮小宝同学将图甲中的实物图连接完整,要求:滑片向右移动时灯变亮。
(2)故障排除后,为了测出小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_____V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为_________W。
(3)为了考察同学们的能力,老师拿来了一个已知额定电流为0.2A,但额定电压未知的小灯泡,一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2,利用上面的部分器材为同学们设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率,请你将下列实验步骤补充完整;
①_____________(填开关S、S1、S2的通断情况),调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为__;
②闭合开关S、S2,断开S1,__________________(选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”),读出电压表的示数为U;
③灯泡额定功率的表达式为:P=_______________.
12.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”样.
(1)小华连接了如图甲所示的电路,闭合开关前,小明发现有一根导线连接错误,请你用笔在图中这根导线上画“×”,并重新画一根正确连接电路的导线
(导线不能交叉).
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表没示数,电压表示数接近电源电压,,则灯泡__(选填“短路”或“断路”).
(3)电路元件完好,正确连接后,将滑动变阻器调到最大阻值.闭合开关,调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压是2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是______A,小灯泡的额定功率是___W.
(4)小华按照正确方法进行了多次实验,测量数据和观察到的现象如下表所示.
分析实验数据可知:
①由第1次到第7次的实验可知,滑动变阻器的滑片P是逐渐向______(填“a”或“b”)端移动的.
②小灯泡的实际功率越______(填“大”或“小”),小灯泡就越亮.
③在不同电压下,小灯泡的电阻不同,是因为灯丝的电阻与______有关
13.在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源是2节新干电池,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,选用的滑动变阻器的铭牌标有“50Ω
1A”.
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
0.20
0.80
1.40
2.00
2.50
电流I/A
0.02
0.08
0.13
0.18
0.20
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.(要求滑片向A端滑动时灯泡变暗)
(2)电路连接正确后,闭合开关小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来的操作应是_________.
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)改变滑动变阻器滑片的位置,测得多组对应的电压、电流值,如上表所示.由测得数据可知,小灯泡的额定功率为_________W.实验中测出小灯泡在U=2.0V时的功率后,要测量其额定功率,应向______(A/B)端移动滑片.
(4)实验时闭合开关,两表均有示数,然后将灯泡从灯座中取走,电流表_________(有/没有)示数,电压表_________(有/没有)示数.
(5)实验结束后,老师发现无法得到上述表格中的一组数据,请根据所学的知识进行推断应是第_____次(填序号)数据,理由是_________.
14.某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率,待测小灯泡额定电压为3.8V
,小灯泡的额定功率估计在1
W
左右。
(1)请用笔画线代替导线,完成图乙中实物电路的连接,连线时导线不能交叉
。
(2)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表有示数且接近电源电压,电流表指针几乎不动,产生这一现象的原因可能是___________________________。
(3)故障排除后,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表示数如图甲所示,请读出电流表的示数,并填入表格中__________。
(4)实验中,同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值,但表格中仍有不完整的地方,请将所缺内容填写完整___________。
(5)小组同学们分析实验数据得出:小灯泡的发光亮度是由灯泡的_______________决定的,且灯泡的_______________________,灯泡发光越亮。
(6)用图乙电路还可测量灯泡的_______,当小灯泡正常发光时的电阻是________Ω(取整数)
15.小美在做“测量小灯泡的电功率”实验时,选用的器材如下:两节干电池,一个电流表,一个电压表,一个滑动变阻器,额定电压为2.5
V的小灯泡,开关,导线若干.设计的电路图如图甲所示.
甲 乙
(1)请你用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整
.
(2)闭合开关前,应使滑动变阻器的滑片处于最____(填“左”或“右”)端.
(3)根据小美记录的数据信息,要让小灯泡正常发光,电压表的示数应是___V.
(4)电路中电流表及导线的电阻都很小,对电路的影响忽略不计,且小美所测量的数据准确无误,通过对实验记录中的数据计算分析,你发现的新问题是:___.导致此问题产生的根本原因是:___.
答案
1.1
9
P=100I2
2.0
4.5
20
0.5
3.
断路
B
0.5
不能
灯丝的电阻随温度的升高而增大,不能控制电阻一定
闭合开关S、S2,断开开关S1,调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为I额;
I额
R0(I-I额)
4.
电流/A
大
电压
不正确
灯丝电阻受温度影响??
5.
小灯泡断路
左
2
最大阻值太小
反
小灯泡断路
0.1
灯丝电阻随温度升高而增大
I1
调节滑动变阻器R1的滑片
6.
小灯泡处断路
b
9Ω
减小
2.5V
7.
B
变大
变大
0.44
1.672
通过灯泡的电流随灯泡电压的增大而增大
灯丝电阻受温度影响,随温度升高而变大
开关未断开
滑动变阻器的滑片未移至最大阻值处
实验原理不同,测电功率的实验原理是P=UI,测电阻的实验原理是R=.
8.
C
移动变阻器的滑片,直到电压表的示数为额定电压,读出此时电流表的示数
0.12
0.192
9.右0.4反比5:1
10.
断开
B
0.75
能
不能
5
0.45
当滑动变阻器的电阻与灯泡的电阻相等时(曲线的交点处)电压之和明显不等于电源电压4V
11.
B
2.5
、
0.95
闭合开关S、S
0.2R
保持滑动变阻器的滑片不动
0.2A×(U﹣0.2R)
12.
断路
0.28
0.7
b
大
温度
13.
c
0.5
B
没有
有
1
滑动变阻器最大阻值较小,无论怎样移动滑片灯两端的电压均大于0.5V
14.
灯泡处断路(或灯丝断了)
0.32(电流表的示数)
1.216(或
1.22)
实际电功率
实际电功率越大
电阻
12
15.
右
2.5
随着小灯泡两端电压的增大,灯泡的电阻变大
灯丝的电阻受温度的影响