第十五章专题训练测量小灯泡的电功率2021—2022学年苏科版九年级物理下册（含答案）

1027430010591800第十五章 专题训练 测量小灯泡的电功率
1．有一个额定电压是2.5V的小灯泡，正常工作时的电阻约为10Ω，小明想测量它的额定电功率。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为“10Ω，0.5A”、“50Ω，0.2A”和“50Ω，0.5A”的滑动变阻器三个、导线若干。
（1）小明设计了图甲所示电路，他应选规格为______的滑动变阻器才能完成实验；
（2）图乙是小华根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线______；
（3）小华排除故障后，继续实验，实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是______W；
（4）小华同学准备利用（乙）中连接好的实物电路，探究电流跟电阻的关系。实验时，她将小灯泡分别换成多个已知阻值的定值电阻R，保持电压表示数始终为如图丁所示，并记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，更换的定值电阻的阻值范围是：______Ω到______Ω；若实验中某两次接入的定值电阻之比为1:2，则滑动变阻器的功率之比是______。
（5）小华打算增加一个阻值为10Ω的电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率。方案一、二是小华设计的两种不同方案的电路图如图戊。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．方案一能，方案二不能
D．方案一不能，方案二能
2．实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材；电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电用约为10Ω）、滑动变阻器（20Ω 1A）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线。将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）（____）
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因______；
（3）故障排除后调节滑动变阻器的滑片，并给制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W。从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比______。（变大/变小/不变）。
（4）完成上述测量后，不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量该小灯泡的额定功率，已知定值电阻的阻值为R，实验步骤如下，请补充完整：
①______；
②闭合开关S、，断开开关，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______；
（5）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了个滑动变阻器（50Ω 5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是______（选填字母：A．20Ω1A B．50Ω0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为______Ω。
3．小明测小灯泡的电功率，实验器材：电源（3V），电流表、电压表、“2.5V”字样的小灯泡、滑动变阻器（10Ω 1A）、开关、导线若干。
（1）图甲是小明连接的实物图，闭合开关后小灯泡_________（会/不会）发光，电流表_________（有/没有）示数，电压表_________（有/没有）示数，小华发现其中有一根导线连接错误，请在错误连线上打“×”，并用笔画线代替导线画上正确的连接；________
（2）正确操作后，若电压表的示数为1.5V，应向_________（左/右）移动滑动变阻器的滑片，直到灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示为_________A，则小灯泡的额定功率为_________W；
（3）小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的功率为_________W。
4．老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器A（“20Ω 1A”）、 滑动变阻器B（“50Ω 0.5A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）；______
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是______；
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W。从图像还发现，当电压表示数增大时，电压表与电流表的示数之比______；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他借到了五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图像，则实验中他所用的滑动变阻器是______（选填“A”或“B”），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为______Ω；
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I2未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝______（用字母R0、I1、I2表示）。
5．在“测量小灯泡额定功率”实验中，有两个小灯泡L1（额定电压U额＝2.5V）和L2（额定电流为I额）；
（1）图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图；
①图甲中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；______
②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是______（填字母）；
A．L1断路 B．L1短路 C．滑动变阻器断路
③故障排除后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表示数为2V，为测量小灯泡L1的额定功率，应将滑片向______（填“左”或“右”）端移动，当小灯泡L1正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为______W；
（2）图丙是能测出小灯泡L2额定功率的实验电路；图中R为电阻箱，R0为阻值已知的定值电阻；请在空白处填上适当内容；
①将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R1；
②将开关接b，保持______不变，调节______，此时电阻箱的示数为R2；
③则L2额定功率P＝______。（用I额、R0、R1和R2表示）
6．兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω 1.5A”的R1和规格为“20Ω 1A”的Rx。
（1）为了完成实验，选择滑动变器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接。请用笔画线代替导线，将电路连接完整______，并指出连接电路时的错误之处_______；
（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表______；
（3）更新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2，为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器Rx替换电路中的R1，其目的是______；
（4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路。请你帮他补全实验步骤：
①滑动变器______调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点______，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额；
②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2，则灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。
7．小明和小红两个同学是电学兴趣小组的成员，做了下面电学实验：
（1）小红同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。
①用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整_______（导线不得交叉）；
②连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一现象的可能操作原因是：__________；
③小红解决问题后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑向___________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
④移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的U-I图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为____________W；
（2）小明想利用小红的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电表已经损坏，聪明的小明利用小红实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额，设计了如图所示的电路，测出了电阻Rx的阻值，请你帮助小明全实验步骤：
①闭合开关S，将单刀双掷开关S1拨向触点___________，移动滑动变器滑片，使得___________；
②开关S仍闭合，再将单刀双掷开关S，拨向另一触点，应___________（填滑动变阻器滑片位置的变化情况），读出电流表示数为I；
③写出Rx的表达式：Rx=____________（用所测物理量和已知量的符号表示）。
（3）上述（2）测量未知电阻R的阻值的方案的不足之处是______________。
（4）老师又拿来一个额定电流为I额的小灯泡和一些新电压表，要求兴趣小组的同学利用一电压恒定但未知的电源和阻值为R0的定值电阻，并且只利用电压表来测量该小灯泡的额定功率，兴趣小组的同学设计了如图戊所示电路，请你将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片移至最左端，读出电压表V1的示数为U1；
②只闭合开关S2，再次调节滑片，直到电压表V2的示数为____________，此时小灯泡正常发光，电压表V1的示数为U2；
③小灯泡额定功率的表达式是P额=___________。（要求：用已知量及测量量表示）
8．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整______；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是______；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向______（左/右）侧移动；
（4）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为______W；
（5）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为______；
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
（6）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω；
（7）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。
9．在“测小灯泡电功率实验”中，小灯泡L1额定电压为2.5V。
（1）图甲是小明测小灯泡L1额定功率连接不完整的实物电路图，请你用笔画线代替导线将图中未连接部分连接好，要求：滑动变阻器的滑片向左移时，灯泡变暗；______
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该情况的原因是______；
A．电流表内部短路
B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路
D．滑动变阻器的电阻线断了
（3）故障排除后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表示数为1.5V。若使小灯泡L1正常发光，应将滑片向______（选填“左”或“右”）端移动，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为______W；
（4）测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测______值引起小灯泡电功率______（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）为测量额定电流为I0的小灯泡L2的额定功率，小明又设计了如图丙所示的电路，电源电压U不变，实验步骤如下：
①闭合开关______，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I0；
②再闭合另一个开关，______（选填“改变”或“不改变”）滑动变阻器滑片的位置，读出电流表的示数为I；
③小灯泡L2额定功率的表达式为P额＝______（用U、I0、I表示）。
10．在测量小灯泡的电功率的实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω-15Ω之间。所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（40Ω 1A）一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小明没有连完的实物电路，请用笔面线代替导线将实物图补充完整；
（2）闭合开关前，图甲中的滑片P应位于______（选填“左”或“右”）端；闭合开关后，无论怎样移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是______（写出一种即可）；
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W；
（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了另一个额定电流为I1的小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示电路图，请你帮她完成实验步骤并写出小灯泡额定功率的表达式，实验步骤：
①按图连接电路，然后只闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为I1；
②再闭合开关S2，______；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额=______；（用字母表示，可能用到的物理量有，已知的电源电压U、灯泡的额定电流I1和实验中测得的物理量）
（5）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻R，多次实验并记录各次电流表的示数。若不更换其他器材。为了能够顺利完成数据的测量，电压表至少保持______V不变。
11．小华在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
（1）小华连接的电路如图甲所示，闭合开关，电流表______示数（有/没有），小灯泡______（亮/不亮）。
（2）检查后发现电路连线存在一处错误，请你在错误的导线上面“×”，用笔画线代替导线，画出正确的连线______。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，此时灯泡的功率为______W，要测灯泡的额定功率，则应将滑动变阻器的滑片向______（左/右）移动，调节过程中，眼睛应注视______（滑动变阻器/电压表/电流表）。
（4）小华还想探究“电流与电阻的关系”，她将小灯泡换成5Ω的定值电阻，电路其他部分的连接均未改变，实验时保持定值电阻两端的电压为2V不变，当完成第一组实验，小华断开开关，拆下5Ω的电阻，改接15Ω的电阻，对于接下来的操作，小华认为：应闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2V，记下电流表示数；小华的做法______（合理/不合理），原因是______。
12．某实验小组用图甲所示器材“测量小灯泡的额定功率”，电源电压恒为4.5V，待测小灯泡L的额定电压为U额=2.5V，滑动变阻器R的规格为 “20Ω 1A”。
（1）将图甲中电路连接完整，使滑片往右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大。（_____）
（2）按图甲正确连接电路后，小明闭合开关，发现灯L不亮，电压表有较大示数，电流表无示数，则故障原因可能是：___________；
（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑片P，直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为___________W；
（4）仅用图甲实验装置中的器材，以下探究活动能够完成的有___________（填序号）；
①测量小灯泡的电阻 ②探究影响电流做功的因素
③探究串联电路电压的特点 ④探究电流与电压的关系
（5）完成实验后，爱动脑筋的小明又想了一种测量小灯泡额定功率的方法：他运用图甲中的部分器材，增加了一只已知阻值为R0的定值电阻和一只单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为___________；
②保持滑片位置不动，再将开关S1拨至“2”读出电压表示数为U0；
③计算小灯泡额定功率P额=___________（用U额、U0、 R0表示）。
若实验步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率与真实值相比___________（偏大/偏小/相等）。
参考答案
1．50Ω，0.5A 0.75 4 25 2:1 B
2． 电流表指针没有调零 0.625 变大 见解析 B 10
3．不会 有 没有 左 0.3 0.75 0.15
4． 闭合开关前电流表指针未调零 0.625 变大 B 10
5． C 左 0.65 滑片的位置 电阻箱直至电流表示数为I额 I额2（R0+R2﹣R1）
6． 开关未断开 断路 使L2正常发光 R1 2
7． 将变阻器下面两个接线柱连入了电路中 A 0.5 2 灯泡正常发光 滑动变阻器滑片位置不变 见解析 U1-I额R0 (U1-U2)I额
8． 移动滑片，观察灯泡是否发光 右 0.75 0.37 17.5
9． B 右 0.65 电流 偏大 S1 不改变 （U﹣）I0
10． 右 灯泡断路 1.2 见解析 I1×(U- I1×) 2
11．有 不亮 0.52 左 电压表 不合理 改接15Ω电阻闭合开关后，电压表示数会超出量程（未将变阻器滑至阻值最大处）
12． 灯泡断路 0.75 ①③ 2V U额× 偏小