人教版初中物理九年级全册 18.3测量小灯泡的电功率 同步练习（含答案解析）

18.3测量小灯泡的电功率
同步练习
一．选择题
1．如图所示是小刚同学测量小灯泡电功率的电路图，当闭合开关时，发现灯L不亮，电压表有明显示数，电流表示数为零，若故障只出现在变阻器R和灯L中的一处，则下列判断正确的是（　　）
A．变阻器R短路
B．变阻器R断路
C．灯L短路
D．灯L断路
2．将两只电压表按图所示电路连接。“探究电功率与电压的关系”，下列说法错误的是（　　）
A．小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断
B．选用的两只小灯泡规格必须相同
C．将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同
D．将其中一只电压表移接到电源两端也可以完成实验
3．在“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（　　）
A．电压表的示数
B．变阻器滑片的位置
C．灯泡的发光情况
D．电流表的示数
4．在“测定小灯泡的功率”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，电压表的示数虽然有变化，却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．电压表的量程太大
B．电流表的量程太大
C．电源电压太低
D．变阻器的电阻太大
5．在“测量小灯泡电功率的实验”中，某班四位同学所连接的电路如图所示，其中连接正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示为“用电流表和电压表测定小灯泡功率”的实验电路，如果小明同学在连接该电路时误将电流表和电压表的位置互换了，则闭合开关后将出现的情况是（　　）
A．电压表、电流表均无示数，灯泡不亮
B．电压表有示数，电流表无示数，灯泡不亮
C．电压表、电流表均有示数，灯泡不亮
D．电压表无示数，电流表有示数，灯泡亮
7．如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，那么两个电表的量程最好选用（　　）
A．电压表选“0﹣15V”，电流表选“0﹣3A”
B．电压表选“0﹣15V”，电流表选“0﹣0.6A”
C．电压表选“0﹣3V”，电流表选“0﹣3A”
D．电压表选“0﹣3V”，电流表选“0﹣0.6A”
8．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（　　）
A．R1＞R2，P1＞P2
B．R1＜R2，P1＜P2
C．R1＞R2，P1＜P2
D．R1＜R2，P1＞P2
二．填空题
9．在“测定小灯泡功率实验”中，小灯泡标有“2.5V
3W”的字样。请回答下列问题：
（1）应至少进行　
　次实验；
（2）每次实验时，应使电压表的示数分别为　
　，　
　，　
　。
10．小明同学把两个额定电压相同的小灯泡串联在电路中，如图所示，他发现L1比L2亮，于是他认为L1的额定功率比L2的大。请你设计一个实验，证明他这种说法是否正确。（设灯丝电阻不变）
（1）在如图所示的器材基础上，要完成实验，还需要的器材有　
　。
（2）简述实验操作步骤　
　。
（3）分析与结论　
　。
11．在“探究灯泡的电功率跟哪些因素有关”时，同学们猜想：电功率跟电压和电流有关。其中一个实验小组的同学设计了实验以验证电功率跟电流的关系：
（1）他们需要的实验器材有：电源、导线、开关及保护电路的滑动变阻器外，还需要　
　；
（2）请你在方框图中画出他们设计的实验电路；
（3）该实验收集的数据是　
　；
（4）你是通过观察　
　来判断灯泡的功率大小。
12．在测定小灯泡电功率的实验中：
（1）电源电压要　
　小灯泡的额定电压，串联一个滑动变阻器是为了　
　；
（2）闭合开关前，滑动变阻器应放在　
　位置上，这样做的好处是　
　；
（3）为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率，除了要用电压表、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线外，还应在下列器材中选用　
　。
A．三节干电池；
B．三节蓄电池；
C．两节干电池；
D．两节蓄电池。
13．在“测定小灯泡的电功率”实验中，连接了如图所示的电路。当闭合开关S后，若发现：
（1）灯泡发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因是　
　；
（2）灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是　
　；
（3）灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，故障原因是　
　。
14．实验中常用电压表和电流表测量小灯泡的电功率，某同学按照如图（a）所示的电路图，将实物连接成如图（b）所示的实验电路。
（1）请指出图（b）中的连线错误，并将错误之处写在下面的横线上。
①　
　；②　
　；③　
　。
（2）排除了故障后，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表示数如图（c）所示，此时通过小灯泡的电流为　
　A，小灯泡的实际功率为　
　W。
15．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡额定电压为3.8V，灯丝电阻约为8Ω，则电流表（0.6A、3A）应选用的量程为　
　。电压表（3V、15V）应选用的量程为　
　。某同学在连接好电路并检查无误后，闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到　
　值（变阻器与灯串联）；要测定小灯泡的额定功率，必须使小灯泡两端电压为　
　
V，并测出通过小灯泡的电流值。
三．实验探究题
16．某同学为测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，连接了如图甲所示的部分电路。请按要求完成下列问题：
（1）请添加一条导线将图甲中的实物图连接完整。
（2）在连接电路时，开关应处于断开状态，连好电路后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于　
　端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，他发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则可能是
A．滑动变阻器发生断路
B．小灯泡发生断路
C．小灯泡发生了短路
D．滑动变阻器发生短路
（4）实验过程中，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表的示数为　
　A，则小灯泡的额定功率P＝　
　W。
17．为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校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6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω
1A”的R1和“20Ω
1A”的R2。
（1）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是　
　。（选填“R1”或“R2”）
（2）请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）
（3）当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0～15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　
　移（选填“左”或“右”）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，你认为其主要原因是　
　。
18．小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关，他找来了阻值约为10Ω，额定电压是2.5V的灯L，接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图电路图进行探究。
（1）小明同学按电路图连接了实物，将小明未完成的连线接上，并能实现滑片P向左移时灯变亮。
（2）小明同学进行了实验，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使灯L发光，测出灯L的相关物理量，并在实验表格中记录数据和现象。根据实验表格，可以得出结论：　
　。
（3）在交流讨论中，小明知道了自己对实验现象的观察和数据的记录都是正确的，但所设计的这个实验表格存在不妥之处，请指出：　
　。
序号
电压
U（V）
电流
I（A）
灯
L
亮度
实际电功率
P（W）
电功率平均值（W）
1
2.20
0.28
较暗
0.62
0.76
2
2.50
0.30
正常发光
0.75
3
2.80
0.32
较亮
0.90
参考答案
一．选择题
1．解：由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压；
当闭合开关时，小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路是断路；而电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，且故障只出现在变阻器R和灯L中的一处，所以故障是与电压表并联的灯泡断路。
故选：D。
2．解：
A、灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断，故A正确；
B、探究电功率与电压的关系时，应控制电流相等，而两灯的电压不同，由欧姆定律可知两灯的电阻应不同，即两只小灯泡的规格不同，故B错误；
C、将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同，故C正确；
D、探究电功率与电压的关系时，应控制电流相等，比较两灯的电压大小，若将其中一只电压表移接到电源两端，根据串联电压的规律可得出另一个灯的电压，所以也可以完成实验，故D正确。
故选：B。
3．解：按电路图连接电路，闭合开关之前，为保护电路，要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处，闭合开关时，电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压，此时要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数。
故选：A。
4．解：A、电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
B、电流表量程的大小，也不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
C、如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，符合题意；
D、变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，因此它不是电压过低的原因，不合题意。
故选：C。
5．解：A、电压表不应串联在电路中，故A错误；
B、符合实验要求，故B正确；
C、电压表使用了一个接线柱，没有接入电路，滑动变阻器使用的都是上边接线柱，起不到作用，故C错误；
D、电流表的正负接线柱接反了，指针反偏可能烧坏且读不出数。
故选：B。
6．解：由电路图可知，将电流表与电压表的位置互换，电流表与灯泡并联，灯泡被短路，电压表串联接在电路中，由于电压表电阻很大，电路断路，电流表无示数，灯泡不亮，电压表接在电源两端，测电源电压，电压表有示数，故ACD错误，B正确；
故选：B。
7．解：小灯泡标有2.5V，即额定电压为2.5V，故电压表应选取3V的，可以保证准确；
而小灯泡的电流较小，如选取3A的电流表，则测量误差过大，故应选取0﹣0.6A的。
故选：D。
8．解：灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，因为灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，所以L2的实际功率比L1的实际功率大。
由于两灯是串联，我们根据P＝I2R可知，在电流相同的情况下，用电器的电功率与阻值成正比，所以R2＞R1。
因为两灯的额定电压U相同，根据P＝可知，电功率与电阻成反比。由于R1＜R2，所以P1＞P2。
故选：D。
二．填空题
9．解：（1）实验中尽管进行了三次测量，但不需要求平均值，多次测量是为了研究规律不是减小误差；
（2）实验中要求电压表的示数改变三次，第一次等于灯泡的额定电压2.5V，第二次等于灯泡额定电压的1.2倍即2.5V×1.2＝3V，第三次等于灯泡额定电压的0.8倍即2.5V×0.8＝2V，
故答案为：（1）3；（2）2.5V、2.55～3.0V、2.0～2.45V。
10．解：（1）要测量电功率，需要用到电流表和电压表分别测出电流和电压，根据公式P＝UI计算得出；
（2）（3）将电流表串联在电路中，测出电路中的电流，便可知两灯泡的电流I；
分别将电压表与两灯泡并联，测出两灯泡两灯泡两端的电压U1、U2，则可根据P1＝U1I、P2＝U2I计算出功率比较得出结论；
故答案为：（1）电流表、电压表；
（2）①把调节好的电流表串联在电路中，测出电路中的电流为I，记录在表格中；
②把调节好的电压表分别并联在L1、L2两端，测出它们两端的电压分别为U1、U2，记录在表格中；
③利用分别算出L1、L2的阻值为R1、R2。
（3）利用（或P＝UI）分别算出L1、L2的额定功率为P1、P2，比较P1、P2的大小，从而证明小明的说法是否正确。
11．解：（1）实验中要探究电功率和电流的关系，所以需用到电流表，同时还需要两个规格不同的灯泡；
（2）为保证两灯泡两端的电压相同，可将两灯泡并联，此时通过两灯泡的电流不同，如图所示：
（3）实验中要测出通过两盏灯泡的电流值I1和I2；
（4）通过观察灯泡的亮度来判断灯泡的功率大小，灯泡越亮，功率越大，灯泡越暗，功率越小。
故答案为：（1）电流表、两个规格不同的灯泡；（2）设计电路见上图；（3）通过两灯的电流值I1、I2；（4）两个灯泡的亮度。
12．解：（1）在实验中为了测得小灯泡的功率，电源电压要稍大于灯泡的额定电压；实验中串联一个滑动变阻器的目的是保护电路和改变小灯泡两端的电压与电流达到多次测量的效果；
（2）闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，防止电流过大烧坏电路元件；
（3）为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率时，电源的电压应稍大于灯泡的额定电压，故选三节蓄电池串联组成的电源。
故答案为：（1）稍大于；改变小灯泡两端的电压与电流达到多次测量的效果；（2）最大阻值；防止电流过大，烧坏电路元件；（3）B。
13．解：（1）灯泡发光，说明电路是通路，电流表无示数，说明电流表短路；
（2）电压表无示数，说明电路断路或灯泡短路，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡不发光，说明灯泡发生了短路；
（3）无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变；
移动滑动变阻器滑片，电表示数都不变，说明变阻器下面两接线柱接入电路。
故答案为：（1）电流表短路；（2）灯泡发生短路；
（3）滑动变阻器连接方法错误（四个接线柱中接了两上或两下）。
14．解：（1）①电流表在使用时，电流应该从“+”接线柱流入，从“﹣”接线柱流出，图中显然接反了；
②电源有两节干电池组成，其电压为U＝1.5V×2＝3V，所以电压表选择0～3V量程就行，图中显然电压表量程选大了；
③滑动变阻器应该“一上一下”的连接，图中都选择了上面的接线柱，显然是错误的。
（2）电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值是0.02A，指针指在0.2A后第8个小格上，
因此示数为0.2A+0.02A×8＝0.36A，
小灯泡的实际功率为：P＝UI＝2V×0.36A＝0.72W。
故答案为：（1）电流表的正负接线柱接反了、电压表量程选大了、滑动变阻器接线错了；
（2）0.36、0.72。
15．解：灯泡正常发光时的电流约为：
I＝＝＝0.475A，则电流表应选择0～0.6A量程，
灯泡额定电压为3.8V，电压表应选0～15V，
闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片调到阻值最大处；
要测定小灯泡的额定功率，必须使小灯泡两端电压等于其额定电压3.8V，并测出通过小灯泡的电流值。
故答案为：0～0.6A；0～15V；最大；3.8。
三．实验探究题
16．解：
（1）测额定电压为2.5V灯泡额定功率的实验中，电压表应选择0～3V量程与灯泡并联，实物图如图所示：
（2）为了保护电路，应使电路中的电阻最大、电流最小，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值的A端；
（3）由题知，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数；
A．若滑动变阻器发生断路，整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；
B．若小灯泡发生断路，灯不亮，电流表没有示数，此时电压表串联在电路中测电源电压，则电压表有示数，故B符合题意；
C．若小灯泡发生了短路，电压表也被短路而没有示数，故C不符合题意；
D．若滑动变阻器发生短路，电路为通路，两表都有示数，故D不符合题意；
故选B；
（4）由图乙知，电流使用的0～0.6A量程，分度值为0.02A，其示数为0.3A，即灯泡正常发光时通过的电流I＝0.3A，灯泡正常发光时的功率，即额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。
故答案为：（1）如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.3；0.75。
17．解：（1）标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为6V﹣2.5V＝3.5V，由分压原理，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻为：×10Ω＝14Ω，故选用”20Ω
1A”的R2；
（2）要求滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示：
（3）当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0～15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，则对应的电压表现2V刻度处，故此时的电压为2V，灯在额定电压下正常发光，2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（4）小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，由欧姆定律，这个比值即为灯的电阻，主要原因是灯的电阻随温度的升高而变大。
故答案为：（1）R2；（2）如上所示；（3）0.65；（4）灯的电阻随温度的升高而变大。
18．解：
（1）灯泡正常发光时的电流为：I＝＝＝0.25A，所以电流表的量程为0～0.6A；灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表量程为：0～3V；
灯泡和滑动变阻器串联接入电路中，电压表并联到灯泡的两端，滑动变阻器采用一上一下的接法，滑片向左移动时，灯泡变亮，电阻变小，应接左下接线柱，如图所示：
；
（2）由表格数据可知，灯泡两端的电压越大，电流越大，根据P＝UI可知，实际功率越大，灯泡越亮；（3）灯泡电压增大，电流增大，功率增大，不同电压下功率不同，求功率的平均值错误的，即设计电功率“平均值”一栏是错误的。
故答案为：（1）如图；（2）实际功率越大，灯泡越亮；（3）设计电功率“平均值”一栏是错误的。