第十四章第四节测量小灯泡的电功率练习 2021-2022学年鲁科版物理九年级（含答案）

第十四章第四节测量小灯泡的电功率习题精练
一、单选题
在“测定小灯泡的功率”的实验中，要测定电压为2.5?V的小灯泡的额定功率，在实验操作过程中，手和眼的分工应该是(????)
A. 手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看电流表的示数
B. 手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看电压表的示数
C. 手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看小灯泡的亮度
D. 手按开关，眼睛看电流表的示数和小灯泡的发光情况
如图是小华设计的测量小灯泡额定功率的电路图，电源电压为3V，定值电阻R0的阻值为10Ω，小灯泡L的额定电流为0.3A。连接好电路，断开开关S2，闭合开关S、S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.3A；保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2，此时电流表示数为0.25A。则小灯泡的额定功率为(????)
A. 0.625W B. 0.72W C. 0.75W D. 0.9W
小明在做测小灯泡电功率的实验时，正确连接好电路并闭合开关后，灯泡发光，电流表、电压表均有示数．在实验过程中，突然灯泡熄灭，电压表示数变大，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是(????)
A. 灯泡被短路 B. 滑动变阻器被短路
C. 灯丝烧断了 D. 滑动变阻器断路
小明同学在测定额定电压为“3.8V”的小灯泡的额定功率时，发现电压表“0～15V”量程坏了，而“0?3V”量程完好，实验所用其他器材完好，所用的电源电压恒为6V，在不更换实验器材的情况下，同学们帮助小明同学设计如图所示的四种实验电路图，则能完成实验的电路图是(????)
A. B.
C. D.
小华用如图所示的电路测小灯泡功率．电路中电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω?1A”，灯泡标有“2.5V?1.25W”字样。若闭合开关，两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，不考虑灯丝电阻的变化，则下列说法正确的是(????)
A. 电流表示数的变化范围是0～0.5A
B. 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2.5～20Ω
C. 灯泡的最小功率是0.162W
D. 该电路的最大功率是2.7W
在“测定小灯泡功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为3.8?V，小阳同学通过正确实验得到的数据如表所示，分析数据得到的结论，正确的是(????)
电压U/V
3.0
3.8
4.5
电流I/A
0.25
0.30
0.32
A. 小灯泡的额定功率为三次功率的平均值
B. 小灯泡的额定功率为0.75?W
C. 小灯泡的额定功率为1.14?W
D. 小灯泡的电功率与它两端的电压成正比
在做伏安法测定小灯泡电功率的实验时，有一位同学分别设计了四个实验电路图，如图所示，其中正确的是(????)
A. B.
C. D.
如图所示的电路图在许多科学实验中用到，下列问题不能用该电路来进行研究的是(????)
A. 测量小灯泡发光时的电功率
B. 测量小灯泡发光时的电阻
C. 研究小灯泡的亮度与其两端电压大小的关系
D. 验证欧姆定律
在电源电压恒定、R0阻值已知的情况下，只用电流表测量额定电流为I额的小灯泡的电功率。下列四种设计方案不能得到灯泡额定功率的是(????)
A. B.
C. D.
某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，他正确连接好电路，闭合开关时记录了第1组数据，当小灯泡正常发光时记录了第2组数据，把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭，并记录了第3组数据，如表所示。则下列判断错误的是(????)
电压表示数
电流表示数
小灯亮暗程度
1
1.3V
0.16A
暗
2
2.5V
0.26A
正常发光
3
4.5V
0A
不发光
A. 他所用小灯泡的额定电压为2.5V
B. 他所用小灯泡的额定功率为0.65W
C. 他所用电源的电压为4.5V
D. 滑动变阻器的最大电阻值为30Ω
二、填空题
对于伏安法“研究小灯泡的电功率”和“研究小灯泡电阻”两个实验中所用的电路图，虽然相同但实验原理不同，前者是______；后者是______。
如果用如图所示的电路来测量电阻R1的电功率，则图中x是??????????表，y是??????????表。
用??????????测出小灯泡两端的电压U，用??????????测出通过小灯泡的电流I，根据??????????即可算出小灯泡的电功率。
“测定小灯泡的电功率”的实验原理是______，在连接电路过程中，电键应该处于______状态，电压表应与被测小灯泡______联连接。
三、实验探究题
小宇在做“测量小灯泡电功率的实验”时，先仔细观察实验用的小灯泡，发现小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡电阻大约为10Ω．
(1)请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物电路连接完整；
(2)连接电路时开关应_______(选填“断开”或“闭合”)，甲图中滑动变阻器的滑片P应位于____(选“A”或“B”)端；
(3)正确连接电路后，闭合开关灯不亮，电流表、电压表均有示数，原因是____________;
(4)小宇闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，此时小灯泡两端的实际电压是_____V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向_____(选“C”或“D”)端移动；
(5)小宇同学继续移动滑片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关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W；
利用图中所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整。要求导线不得交叉，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大。
(2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不会发光，两电表示数均无变化。产生这一故障的原因可能是______。
(3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为______A，小灯泡的额定功率为______W。
(4)继续移动滑动变阻器的滑片，记下了多组电压值和电流值，如图丙所示的图像。根据图像可知，小灯泡的电阻是变化的，原因是______。
(5)利用图丁所示电路，测出额定电压为U额的小灯泡的额定功率(定值电阻R0阻值已知，电源电压未知)。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为U额
②保持滑动变阻器的滑片不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表的示数为U1
③则小灯泡的额定功率P额=______(用U额、U1、R0表示)。
在测量额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验中，小明设计并连接的部分电路如图甲所示。在正确完成电路连接后，闭合开关后发现灯泡不亮，经检测是由灯泡断路造成的；排除故障后，移动滑片使其正常发光，此时电流表示数如图乙所示；接着他又进行了两次实验将实验数据记录在下表中，算出了小灯泡的电功率。同组的小聪利用部分原有器材和已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙所示的电路测出了小灯泡的额定功率。请你解答：
实验序号
电压U/N
电流I/A
电功率P/W
平均电功率P/W
1
2.0
0.26
0.52
2
2.5
3
3.0
0.33
0.99
(1)用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整；
(2)灯泡断路时，电压表______(选填“有”或“无”)示数；测得其额定功率为______W。
(3)上述表格不合理之处是______。
(4)按照图丙所示电路将下面实验方案补充完整。
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______V；
②______，读出电压表示数为U0；
③小灯泡额定功率的表达式：P额=______。(用U额、U0、R0表示)
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看电压表的示数，当电压表指示灯泡的额定电压时，停止移动滑片，记录电流表的示数，再利用公式P=UI计算小灯泡的额定功率。
2.【答案】B
【解析】解：断开开关S2，闭合开关S、S1时，小灯泡L与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，
移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数为0.3A时，灯泡正常发光，
由I=UR可得，此时电路的总电阻：R总=UI=3V0.3A=10Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，小灯泡正常发光时的电阻：RL=R总?R滑=10Ω?R滑；
保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开开关S1，闭合开关S、S2时，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，
此时电路中的电流I'=0.25A，电路的总电阻：R总'=UI'=3V0.25A=12Ω，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑=R总'?R0=12Ω?10Ω=2Ω，
小灯泡正常发光时的电阻：RL=10Ω?R滑=10Ω?2Ω=8Ω，
小灯泡的额定功率：PL=I2RL=(0.3A)2×8Ω=0.72W。
故选：B。
3.【答案】C
【解析】解：原来电路完好，灯泡熄灭，电压表示数变大，电流表指针几乎不动，说明与电压表并联的灯泡出现断路，可能是灯丝断，也可能是灯泡与灯座接触不良．若灯泡短路，电压表示数为零，电流表示数变大，故A选项错；滑动变阻器短路后，灯泡亮，电流表示数变大，若断路则电流表、电压表均无示数，故B、D选项均错．
4.【答案】B
【解析】
灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器电压．当滑动变阻器两端的电压为6V?3.8V=2.2V时，灯泡两端电压达到额定电压3.8V，读出此时电流表的读数，根据公式P=UI可求灯泡的额定功率。
A.电压表测的是电源电压，不合题意；
B.测的是滑动变阻器电压，符合题意；
C.电压表与灯泡串联，电路断路不合题意；
D.电压表测的是灯泡电压，灯泡的额定电压超过电压表的量程，无法测量，不合题意。
故选B。
5.【答案】C
【解析】A、①电流表测量灯泡的电流，灯泡两端电压不允许超过额定值，也就是电路中的电流最大为灯泡的额定电流，
即电流最大值I最大=I灯=P灯U灯=1.25W2.5V=0.5A；R灯=U灯I灯=5Ω
②滑动变阻器接入阻值最大时，电路中的电流最小，即电流最小值．
故电流表示数的变化范围是0.18A～0.5A，因此该选项不正确．
B、①滑动变阻器允许接入的最大值为20Ω；
②电路中电流最大为0.5A，根据串联电路电阻的特点，滑动变阻器允许接入的最小阻值为：
故滑动变阻器接入的阻值范围是4Ω～20Ω，因此该选项不正确．
C、电路中的电流最小时，灯泡的电功率最小，
所以灯泡的最小功率P灯最小=I最小2R灯=(0.18A)2×5Ω=0.162W
灯泡的最小功率为0.162W，因此该选项正确．
D、电路中的电流最大时，电路的总功率最大，等于总电压和电流的乘积，
即P总最大=UI最大=4.5V×0.5A=2.25W
故电路最大功率为2.25W，因此该选项不正确．
故选C．??
6.【答案】C
【解析】小灯泡的额定功率为在额定电压下发光时的功率，不是三次功率的平均值，故A错误；小灯泡的额定功率P=U额I=3.8?V×0.30?A=1.14?W，故B错误、C正确；根据P=U2R可知，小灯泡的电功率与其两端电压的平方成正比，故D错误。故选C。
7.【答案】D
【解析】解：A、由图可知，电流表与小灯泡并联，不能测量小灯泡的电流，由P=UI可知不能测定小灯泡电功率，故A错误；
B、由图可知，电压表测电源电压，不能测量出小灯泡的电压，由P=UI可知不能测定小灯泡电功率，故B错误；
C、由图可知，电流表串联在干路上，测得是小灯泡与滑动变阻器的总电流，不能测量出小灯泡的电流，由P=UI可知不能测定小灯泡电功率，故C错误；
D、由图可知，电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的电压，电流表与小灯泡串联测量通过小灯泡的电流，根据P=UI可求小灯泡的电功率，故D正确。
故选：D。
8.【答案】D
【解析】解：A、测量小灯泡发光时的电功率的实验原理是P=UI，图中有电压表和电流表，可以测量电流和电压，从而可以求出电功率，故A不合题意；
B、测量小灯泡发光时的电阻的实验原理是：R=UI，图中有电压表和电流表，可以测量电流和电压，从而可以求出小灯泡的电阻，故B不合题意；
C、图中通过滑动变阻器的调节可改变小灯泡两端的电压，因此可以研究小灯泡的亮度与其两端电压大小的关系，故C不合题意；
D、验证欧姆定律时，必须在电压一定时，改变电阻的大小；在电阻一定时，改变电压的大小，图中缺少不同阻值的电阻，且小灯泡的阻值会随温度改变，因此，不能用来验证欧姆。故D符合题意。
故选：D。
9.【答案】C
【解析】解：
A、图中，灯L与R0并联，电流表A1、A2分别测量通过灯L、R0的电流，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1的示数等于I额，读出此时A2的示数I0，灯L的额定电压U额=U0=I0R0，灯L的额定功率P额=U额I额=I0R0I额.A设计方案能测量灯泡额定功率，故A不符合题意；
B、图中，灯L与R0并联，电流表A1测量通过灯L的电流，电流表A2测量干路电流，调节滑动变阻器的滑片，使电流表A1的示数等于I额，读出此时A2的示数I，通过R0的电流I0=I?I额，灯L的额定电压U额=U0=I0R0=(I?I额)R0，灯L的额定功率P额=U额I额=(I?I额)R0I额.B设计方案能测量灯泡额定功率，故B不符合题意；
C、图中，单刀双掷开关，连接b时，调节滑动变阻器的滑片，能使电流表A的示数等于I额，但无法测量灯的额定电压，无法计算灯的额定功率。C设计方案不能测量灯泡额定功率，故C符合题意；
D、图中，闭合S、S1，断开S2，灯L与R0并联，电流表A测量通过灯L的电流；调节滑动变阻器的滑片，使电流表A的示数等于I额；
闭合S、S2，断开S1，灯L与R0还是并联，电流表A测量干路电流I，此时通过灯L、R0的电流不变，灯L、R0两端的电压不变；
通过R0的电流I0=I?I额，灯L的额定电压U额=U0=I0R0=(I?I额)R0，灯L的额定功率P额=U额I额=(I?I额)R0I额.D设计方案能测量灯泡额定功率，故D不符合题意。
故选：C。
10.【答案】D
【解析】解：A、灯泡在额定电压下正常发光，由表中实验数据可知，灯泡正常发光时电压为2.5V，所以灯泡额定电压为2.5V，故A正确；
B、灯泡正常发光时的功率为额定功率，由表中实验数据可知，灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W，故B正确；
C、滑片移到端点时小灯泡闪亮一下后熄灭，由表中数据知，电压表有示数，说明灯泡被烧坏了，即灯泡断路，电压表测电源电压，所以电源电压为U=4.5V，故C正确；
D、为了保护电路，闭合开关时，滑动变阻器阻的滑片在最大值端，由第一组实验数据可知，此时滑动变阻器两端电压：U滑=U?UL=4.5V?1.3V=3.2V，
由欧姆定律可得，滑动变阻器最大阻值：R=U滑I1=3.2V0.16A=20Ω，故D错误。
故选：D。
11.【答案】P=UI? R=UI
【解析】解：研究小灯泡的电功率的实验原理是：P=UI；
研究小灯泡电阻的实验原理是：R=UI
故答案为：P=UI；R=UI。
12.【答案】电压；
电流
13.【答案】电压表；电流表； P=UI
14.【答案】P=UI? 断开? 并
【解析】解：测定小灯泡的电功率”的实验原理是P=UI，在连接电路过程中，电键应该处于断开状态，电压表应与被测小灯泡并联连接。
故答案为：P=UI；?断开；?并。
15.【答案】(1)
?
(2)断开；A；
(3)灯泡实际功率太小；
(4)2.2；D；(5)0.5
16.【答案】小灯泡断路? 0.26? 0.65? 灯丝电阻随温度升高而变大? U额?U1?U额R0
【解析】解：(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时，电路中电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱串联入电路中，如下图所示：

(2)电流表无示数，灯泡不亮，说明电路出现了断路，电压表有示数，且任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变，说明与电压表并联的灯泡断路，即灯泡断路；
(3)由图乙知电流表的量程为0?0.6A，分度值为0.02A，示数为0.26A，
小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.26=0.65W；
(4)由图丙所示I?U图象可知，随灯泡电压U变大，通过电阻电流变大，且△U>△I，根据R=UI可知，灯丝电阻变大，
由于电压变大，电路变大，变亮，灯泡的温度升高，所以灯丝电阻随温度升高而变大；
(5)①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R的滑片，使电压表的示数为U额，此时L、R0、变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器的滑片不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，读出电压表的示数为U1，此时电路的连接方式不变，电压表测L、R0的总电压，各元件电阻大小不变，所以灯泡仍正常发光；
③由串联电路特点和欧姆定律可知，灯泡正常发光电流：I=I0=U0R0=U1?U额R0，
小灯泡额定功率为：
P额=U额I=U额?U1?U额R0。
故答案为：(1)见上图；(2)小灯泡断路；(3)0.26；0.65；(4)灯丝电阻随温度升高而变大；(5)U额?U1?U额R0。
17.【答案】有? 0.75? 平均电功率? 2? 滑动变阻器滑片位置不变，将开关S1拨至“2”?U额U0R0
【解析】解：(1)从电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电源负极，小灯泡的额定电压是2.5V，则电压表选择0～3V，滑动变阻器选择一上一下接线柱，正确连接如图。

(2)灯泡断路时，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压，所以电压表有示数。
如实物图，电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A，
小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值，所以表格最后一列平均电功率是错误的。
(4)小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，电源有三节干电池串联起来，则电源电压为4.5V。
①检查电路无误后闭合开关S，将开关S1拨至“1”，电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为U0+U滑=U?U额=4.5V?2.5V=2V，此时小灯泡正常工作。
②滑动变阻器滑片位置不变，将开关S1拨至“2”，电压表测量定值电阻两端的电压U0，电路中的电流I=I0=U0R0。
③小灯泡额定功率P额=U额I=U额×U0R0=U额U0R0。
故答案为：(1)如上图；(2)有；0.75；(3)平均电功率；(4)①2；②滑动变阻器滑片位置不变，将开关S1拨至“2”；③U额U0R0。
(1)从电源正极出发，依次连接开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电源负极，注意电压表和滑动变阻器连接正确。
(2)灯泡断路时，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压。
确定电流表的量程，读出电流表的示数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
(3)小灯泡每一个实际电压对应一个实际功率，功率不能求平均值。
(4)小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联在电路中，电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的总电压，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，保持滑动变阻器的滑片位置不变，再用电压表测量定值电阻两端的电压，求出串联电路中的电流，即小灯泡正常工作的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率。
本题采用两种方法测量小灯泡的电功率，一种方法是伏安法测量小灯泡的额定功率，一种是利用伏阻法测量小灯泡的额定功率，这两种方法要熟练掌握。