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文檔簡介
專題37測量小燈泡的電功率
【核心考點講解】
測量小燈泡的電功率
1、實驗原理:P=UI
2、實驗電路圖:
3、實驗器材:電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、小燈泡(額定電壓2.5V)、開關、導線若干。
4、實驗步驟
(1)按照電路圖連接實物電路,連接過程中開關處于斷開狀態(tài)。
(2)移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為U1,讀出電流表的示數(shù)為II,燈泡
亮度較暗。
(3)移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為U2,讀出電流表的示數(shù)為12,燈泡
正常發(fā)光。
(4)移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為U3,讀出電流表的示數(shù)為13,燈泡
亮度較亮。
5、實驗結論
當U實=U額時,P實=P額,小燈泡正常發(fā)光;
當U實〈U額時,P實<P額,小燈泡發(fā)光較暗;
當U實>U額時,P實〉P額,小燈泡發(fā)光較亮;
當小燈泡兩端的實際電壓等于額定電壓時,小燈泡正常發(fā)光;小燈泡的亮度取決于小燈泡的實際功率,實
際功率越大,亮度越亮。
【必刷題型精練】
1.(2021?陜西中考)如圖1是“測量小燈泡電功率”的實驗電路圖,電源電壓恒定不變,小燈泡的額定電壓為2.5V
0
L
七
圖1圖2
(1)本實驗中測量小燈泡電功率的實驗原理是
(2)閉合開關前滑片P應移至(選填"a"或"b")端.如圖2為根據(jù)電路圖所連接的實物電路,其中
有一根導線連接不合理,請你在這根導線上畫“X”并改正。
(3)連接好電路,閉合開關后,無論怎樣移動滑片P,小燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾乎不偏轉,電壓表示數(shù)
接近電源電壓,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是小燈泡
排除故障后進行實驗,并將實驗數(shù)據(jù)記錄在如表中。
實驗序號電壓U/V電流I/A電功率P/W
11.50.28
22.5
33.00.38
(4)移動滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖3所示為A?
(5)分析實驗數(shù)據(jù),小燈泡的額定功率為W。當電壓表示數(shù)為L5V時,小燈泡的亮度比正常發(fā)光
時O
2.(2021?威海中考)小紅和小明進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗,實驗室提供的器材有:不同規(guī)格的小燈
泡和滑動變阻器、L5V的干電池(若干)和其他常用器材。
(1)圖甲是小紅進行實驗的實物電路圖,小燈泡額定電壓為3.8V,滑動變阻器的規(guī)格為“10。1A”,請用筆畫
線代替導線,將圖中的電路連接完整,使閉合開關時滑動變阻器連入電路的阻值最大。
(2)連接好電路之后,閉合開關,移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光,小紅猜想可能的原因:①小燈泡的燈絲
斷了;②小燈泡短路;③滑動變阻器斷路。她再觀察,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,由此可判斷猜想是錯誤的;
又進一步觀察到電壓表有示數(shù),最終確定猜想是正確的。(兩空均選填“①”、"②”或“③”)
(3)排除故障后,小紅移動滑片,使電壓表的示數(shù)達到小燈泡的額定電壓,此時電流表的指針如圖乙所示,小
燈泡的額定功率為Wo
(4)小明用小紅的實驗電路接著測量規(guī)格為“2.5V0.3A”小燈泡的額定功率。閉合開關,保證小燈泡發(fā)光的情
況下,無論如何移動滑片,電壓表示數(shù)始終高于2.5V,為此必須對實驗器材進行調整,下列措施可行的
是:、o(填字母代號)
A.換最大阻值較小的滑動變阻器
B.串聯(lián)定值電阻
C.減少電池個數(shù)
D.增加電池個數(shù)
3.(2021?鎮(zhèn)江中考)某小燈泡的額定電流為0.3A,圖甲是小明測量該燈泡功率的實驗電路。
甲乙丙
(1)請用筆畫線代替導線,將滑動變阻器連入電路,使之接入電路的阻值最大。
(2)閉合開關進行實驗時,若圖中導線M發(fā)生了斷路,則在調節(jié)滑片的過程中,會發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為
V、電流表的示數(shù)為A。
(3)小明將滑片移至某處時,兩電表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的功率為Wo
(4)為測量該小燈泡的額定功率,小強設計了圖丙所示實驗電路,所用電源電壓恒定,Ri、R2均為電阻箱(0?
999.9。)。
①實驗步驟如下:
第1步;僅閉合Si,R2調至5。時,電流表的示數(shù)為0.3A。
第2步:僅閉合S2、Ri、R2分別調至6。和9。時,電流表的示數(shù)為0.3A。
則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為。,額定功率為Wo
②小強對圖丙電路及操作進行了下列調整,其中仍能完成測量的有。
A.將Ri換成導線
B.將R2換成導線
C.將R2換成適當規(guī)格的滑動變阻器
D.在實驗操作時,先閉合的開關是S2
4.(2021?資陽中考)小明所在實驗小組要測量小燈泡的額定功率,實驗室提供的實驗器材如下:
A.待測小燈泡一個(額定電壓2.5V,電阻約為10Q)
B.電源一個(電壓6V)
C.電流表一■個(量程0?0.6A和。?3A)
D.電壓表一個(量程0?3V和0?15V)
E.滑動變阻器Ri(最大阻值10。,額定電流1A)
F.滑動變阻器R2(最大阻值50。,額定電流0.5A)
G開關一個,導線若干
(1)實驗前選擇實驗器材時,為了實驗結果盡可能準確,小明他們應該選用的滑動變阻器是(選填儀
器前的字母代號)。
(2)經(jīng)過討論,實驗小組設計了圖甲所示的實驗電路,并根據(jù)圖甲完成了部分實驗器材的連接,如圖乙所示;
請用筆畫線代替導線將圖乙中的實物電路連接完整。
(3)正確連接電路后,閉合開關S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電壓表無示數(shù),但電流表有示數(shù),造成這一現(xiàn)象的原
因口」能是O
(4)排除故障后重新開始實驗,閉合開關S,移動滑動變阻器滑片使電壓表讀數(shù)U=2.5V、小燈泡正常發(fā)光時,
電流表示數(shù)如圖丙所示,則可以求得小燈泡的額定功率Po=W?
(5)在沒有電壓表、只有電流表的情況下,能否測出小燈泡額定功率呢?實驗小組經(jīng)過討論,設計了如圖丁所
示的實驗電路,他們向實驗老師要了一只Ro=5C的定值電阻,并利用原有器材,進行了如下實驗操作:
T
①按照圖丁所示電路圖正確連接實物電路;
②閉合開關,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)11=A時,小燈泡正常發(fā)光;
③斷開開關,保持不變,將電流表改接在小燈泡所在支路中,再閉合開關S,讀出電流表示數(shù)12;
④寫出小燈泡額定功率的測量式:Po=(用11、12、Ro等字母表示)。
5.(2021?鞍山中考)在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻
器的規(guī)格為“20。1A”。
(1)如圖甲所示,閉合開關后,發(fā)現(xiàn)只有有示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有根導線連接錯誤。請在錯誤導線上打
“義”,并用筆畫線代替導線,將電路連接正確;
(2)改正錯誤后,移動滑動變阻器的滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要測量小燈泡的額定功率,
應將滑片適當向(選填“左”或“右”)滑動;
(3)圖丙是小燈泡的電流隨電壓變化關系的圖象,根據(jù)圖象可知,小燈泡的額定功率為W;
(4)測量小燈泡的電功率(選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,原因是;
(5)在實際測量過程中,調節(jié)滑動變阻器使其接入電路中的電阻減小AR1,相應的小燈泡的阻值變化AR2,則
AR1AR2(選填“〈”或“=”);
(6)實驗結束后,某同學設計了如圖丁的電路來測定額定電壓為3V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為9V,
定值電阻R的阻值為請幫助他完成以下實驗步驟:
①開關S、Si閉合,S2斷開,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為V時,燈泡正常發(fā)光;
②保持滑片位置不動,開關S、S2閉合,Si斷開,此時電壓表示數(shù)為4V;再將滑動變阻器的滑片移至最(選
填“左”或“右”)端,此時電壓表示數(shù)為7V;
③小燈泡的額定功率為P額=Wo
6.(2021?德州中考)在“測量小燈泡額定功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V。
甲乙丙
(1)請你用筆畫線代替導線將圖甲中的實物電路連接完整,要求:滑動變阻器的滑片P向A端移動時,電流表
示數(shù)變大,連線不得交叉。
(2)正確連接電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),出現(xiàn)該狀況的原因是o
(填字母序號)
A.電流表內(nèi)部斷路了
B.燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路
C.燈泡的燈絲斷了
(3)排除故障后,閉合開關,調節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時電流表的示數(shù)如圖乙所
示,其讀數(shù)為A,小燈泡的額定功率為W?
(4)該實驗裝置不能完成的實驗是o(填字母序號)
A.探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律
B.探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律
C.探究電流與電壓的關系
(5)另一組的小芳在進行實驗時發(fā)現(xiàn)電流表已損壞無法使用,老師給她一個已知阻值為Ro的定值電阻,同學們
設計了如圖丙所示的電路,并正確測出小燈泡的額定功率,已知電源電壓不變,實驗步驟如下:
①閉合開關S、Si,斷開S2,調節(jié)滑動變阻器的滑片P使電壓表讀數(shù)為小燈泡額定電壓U額;
②閉合開關S,斷開Si,再閉合S2,保持滑動變阻器滑片P位置不動,讀出此時電壓表的示數(shù)為U;
③小燈泡額定功率的表達式P額=o(用U額、U、Ro表示)
7.(2021?梧州中考)小亮在做“測量小燈泡的電功率”的實驗,所用的小燈泡額定電壓為2.5V。
(1)圖甲為小亮連接的實物電路,請你幫他補充完整:
(2)電路連接正確后,閉合開關前、應將滑動變阻器的滑片移到(選填“左”或“右”)端:閉合開關
后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是(寫出一種合理情況即可);
(3)排除故障后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,當電壓表示數(shù)為2V時,電流表示數(shù)如圖乙所示為A,
此時計算出小燈泡的實際功率為W;
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖像如圖丙所示,根據(jù)圖像提供的信息,可計算出小燈泡的額定功率是
W,并可歸納出:小燈泡兩端的實際電壓越,實際功率越大。
(5)完成上述實驗后,小亮進一步思考,在沒有電流表的情況下,能否測量小燈泡的額定功率?他想利用一個
定值電阻Ro接在原電路電流表的位置,設計的電路圖如圖丁所示,然后調節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為U
額,接著保持滑片位置不變,將電壓表點(選填"A”或"B”)的接線改接到C點,觀察并記錄電壓表
示數(shù)為U,則小燈泡的額定功率可表示為P額=(用Ro、U額、U等物理量符號表示),所選用的定值電
阻Ro的阻值不得超過0。
8.(2021?宿遷中考)興趣小組在“測量小燈泡電功率”的實驗中,有電流表、電壓表各一個,開關、導線若干,
電源的電壓恒為6V,小燈泡Li的額定電壓為3.8V,正常發(fā)光時電阻約為10。,滑動變阻器有規(guī)格為“10。L5A”
的R1和規(guī)格為“20。1A”的R2O
(1)為了完成實驗,選擇滑動變阻器R1等器材,進行如圖甲所示的電路連接,請用筆畫線代替導線,將電路連
接完整,并指出連接電路時的錯誤之處o
(2)實驗時,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表無示數(shù)。用導線連接電流表兩端,燈泡發(fā)光,則故障原
因是電流表。
(3)更換新的電流表,完成測量后,小華將小燈泡Li更換為額定電壓2.5V,正常發(fā)光時阻值約為8Q的L2。
為了測量它的額定電功率,需用滑動變阻器R2替換電路中的R1,其目的是0
(4)小明認為不用電流表,同樣能測量出燈泡L2的額定功率,設計了圖乙所示的電路,請你幫他補全實驗步驟:
①將滑動變阻器調到最大阻值且保持不變,閉合開關S,將Si撥向觸點,調節(jié)另一滑動變阻
器的阻值,使電壓表的示數(shù)為U額。
②再將開關Si撥向另一觸點,讀出電壓表示數(shù)為U,滑動變阻器的最大阻值分別為Ri、R2O則燈泡L2的額定
功率表達式為P額=O
9.(2021?丹東中考)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,小明設計了如圖甲所示的電路圖。已知小燈泡的額定電
甲乙丙
(1)小明同學連接電路后閉合開關,在移動滑動變阻器滑片的過程中發(fā)現(xiàn),小燈泡變亮時電壓表示數(shù)反而減小,
小燈泡變暗時電壓表示數(shù)反而增大,經(jīng)檢查所用器材均完好,你認為原因可能是。
(2)重新正確連接好電路后閉合開關,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,電流表示數(shù)如圖乙所示,
則小燈泡額定功率為Wo
(3)接下來,小明想測量小燈泡兩端的電壓略低于額定電壓時的電功率,滑動變阻器的滑片應向(選
填“A”或"B”)端調節(jié)。
(4)小明又設計了如圖丙所示的電路,測量小燈泡的額定功率。已知滑動變阻器R1最大阻值為Ro,小燈泡額
定電壓為U額(U額小于電源電壓)。請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關Si、S3,調節(jié)滑動變阻器R2滑片,使電壓表示數(shù)為U額,小燈泡正常發(fā)光。
②閉合開關Si、S2,使滑動變阻器R2滑片(選填“保持不動”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),滑
動變阻器R1滑片(選填“保持不動”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),記下此時電壓表示數(shù)為Ui。
③閉合開關,滑動變阻器R2滑片(選填“保持不動”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),記
下此時電壓表示數(shù)為U2。
④小燈泡額定功率P額=(選用字母Ui、U2、U額、Ro表示)。
10.(2021?營口中考)小剛在實驗室利用圖甲所示的實驗裝置測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率(電源電壓
恒定)。實驗步驟如下:
(1)開關閉合前,應將滑片移到變阻器的(選填“最左”或“最右”)端;
(2)閉合開關,移動變阻器的滑片,電流表有示數(shù),而電壓表沒有示數(shù),故障的原因可能是小燈泡(選
填“短路”或“斷路”);
(3)排除故障后,移動變阻器的滑片到某一位置時,電壓表的示數(shù)為IV,此時應將變阻器的滑片向(選
填“左”或“右”)滑動,直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則電流值為A,
小燈泡的額定功率為W?
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像,如圖丙所示,該圖像不是直線的原因
是。實驗中小燈泡隨著它兩端電壓的增大而逐漸變亮,是因為小燈泡的亮度是由它的決定的。
(5)小剛又設計了如圖丁所示的電路,測出了只標有額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率。電源電壓恒定,變
阻器R1的最大阻值為10。,實驗操作如下:
①閉合S1,斷開S2,移動變阻器R1的滑片,使電流表的示數(shù)為0.3A;
②閉合S2,斷開Si,保持變阻器R1的滑片位置不動,移動變阻器R2的滑片,使電流表的示數(shù)仍為0.3A;
③,將變阻器R1的滑片移到最左端,電流表的示數(shù)為0.6A,再將變阻器Ri的滑片移到最右端,電流表
的示數(shù)為0.2A;
④小燈泡的額定功率為Wo
專題37測量小燈泡的電功率
【核心考點講解】
測量小燈泡的電功率
1、實驗原理:P=UI
2、實驗電路圖:
3、實驗器材:電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、小燈泡(額定電壓2.5V)、開關、導
線若干。
4、實驗步驟
(1)按照電路圖連接實物電路,連接過程中開關處于斷開狀態(tài)。
(2)移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為U1,讀出電流
表的示數(shù)為II,燈泡亮度較暗。
(3)移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為U2,讀出電流
表的示數(shù)為12,燈泡正常發(fā)光。
(4)移動滑動變阻器的滑片,觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)為U3,讀出電流
表的示數(shù)為13,燈泡亮度較亮。
5、實驗結論
當U實=U額時,P實=P額,小燈泡正常發(fā)光;
當U實〈U額時,P實<P額,小燈泡發(fā)光較暗;
當U實>U額時,P實〉P額,小燈泡發(fā)光較亮;
當小燈泡兩端的實際電壓等于額定電壓時,小燈泡正常發(fā)光;小燈泡的亮度取決于小
燈泡的實際功率,實際功率越大,亮度越亮。
【必刷題型精練】
1.(2021?陜西中考)如圖1是“測量小燈泡電功率”的實驗電路圖,電源電壓恒定不變,
小燈泡的額定電壓為2.5V.
(1)本實驗中測量小燈泡電功率的實驗原理是P=UI
(2)閉合開關前滑片P應移至b(選填"a”或"b”)端.如圖2為根據(jù)電路圖所
連接的實物電路,其中有一根導線連接不合理,請你在這根導線上畫“X”并改正。
(3)連接好電路,閉合開關后,無論怎樣移動滑片P,小燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾
乎不偏轉,電壓表示數(shù)接近電源電壓,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是小燈泡斷路。
排除故障后進行實驗,并將實驗數(shù)據(jù)記錄在如表中。
實驗序號電壓U/V電流I/A電功率P/W
11.50.28
22.5
33.00.38
(4)移動滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V時,電流表的示數(shù)如圖3所示為0.34A?
(5)分析實驗數(shù)據(jù),小燈泡的額定功率為0.85W。當電壓表示數(shù)為1.5V時,小燈
泡的亮度比正常發(fā)光時暗。
解:(1)測量小燈泡電功率的實驗原理是P=UI;
(2)閉合開關S前,應將滑動變阻器的滑片P滑到阻值最大處b端;
由圖可知,電源電壓為3V,電壓表應選。?3V的量程,如圖所示:
圖2
(3)小燈泡都不發(fā)光,電流表指針幾乎不偏轉,則電路可能斷路,而電壓表有示數(shù),說
明電壓表與電源連通,則原因可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路;
(4)由圖2和圖3可知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,流過電阻的電流為0.34A;
(5)因為燈泡的額定電壓為2.5V,電流表的示數(shù)為0.34A,則燈泡的額定功率:P=UI
=2.5VX0.34A=0.85W;
當電壓表示數(shù)為1.5V時,小燈泡兩端的電壓小于額定電壓,故小燈泡的亮度比正常發(fā)光
時暗。
答案:€1)P=UI;(2)b;如圖所示;(3)斷路;(4)0.34;(5)0.85;暗。
2.(2021?威海中考)小紅和小明進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗,實驗室提供的器
材有:不同規(guī)格的小燈泡和滑動變阻器、L5V的干電池(若干)和其他常用器材。
(1)圖甲是小紅進行實驗的實物電路圖,小燈泡額定電壓為3.8V,滑動變阻器的規(guī)格為
“10Q1A”,請用筆畫線代替導線,將圖中的電路連接完整,使閉合開關時滑動變阻器連
入電路的阻值最大。
(2)連接好電路之后,閉合開關,移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光,小紅猜想可能的
原因:①小燈泡的燈絲斷了;②小燈泡短路;③滑動變阻器斷路。她再觀察,發(fā)現(xiàn)電流
表示數(shù)為零,由此可判斷猜想②是錯誤的;又進一步觀察到電壓表有示數(shù),最終確
定猜想①是正確的。(兩空均選填“①”、"②”或“③”)
(3)排除故障后,小紅移動滑片,使電壓表的示數(shù)達到小燈泡的額定電壓,此時電流表
的指針如圖乙所示,小燈泡的額定功率為1.14Wo
(4)小明用小紅的實驗電路接著測量規(guī)格為“2.5V0.3A”小燈泡的額定功率。閉合開關,
保證小燈泡發(fā)光的情況下,無論如何移動滑片,電壓表示數(shù)始終高于2.5V,為此必須對
實驗器材進行調整,下列措施可行的是:B、Co(填字母代號)
A.換最大阻值較小的滑動變阻器
B.串聯(lián)定值電阻
C.減少電池個數(shù)
D.增加電池個數(shù)
解:(1)連接電路圖,使閉合開關時滑動變阻器連入電路的阻值最大,滑動變阻器采用
一上一下的連接方式,故選擇右下接線柱,因小燈泡的額定電壓為3.8V,選擇電壓表的
量程為。?15V,與小燈泡并聯(lián)連接,連接電路如圖所示:
(2)連接好電路之后,閉合開關,移動滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光,電流表示數(shù)為零,
可以判斷電路是斷路,由此可判斷猜想小燈泡短路是錯誤的;又進一步觀察到電壓表有
示數(shù),說明電壓表與電源之間的電路連接是通路,最終確定猜想小燈泡的燈絲斷了是正
確的;
(3)如圖乙所示,電流表選用的是小量程,分度值為0.02A,電流表的示數(shù)為0.3A,此
時小燈泡的電壓為額定電壓3.8V,根據(jù)功率公式計算可得小燈泡的額定功率為:P=UI
=3.8VX0.3A=1.14W;
(4)閉合開關,保證小燈泡發(fā)光的情況下,無論如何移動滑片,電壓表示數(shù)始終高于2.5V,
說明小燈泡兩端的電壓較大,應采取措施減小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路中電流和
電壓規(guī)律可知,可以通過增加電路中總電阻的方法,降低電路中的電流,使燈泡兩端的
電壓減小,故換最大阻值較大的滑動變阻器和串聯(lián)定值電阻的方法可行,故A錯誤,B
正確;還可以從電源電壓考慮,減小電源電壓,即減少電池個數(shù),故C正確,D錯誤;
故選:BC;
答案:⑴如圖所示;⑵②;①;⑶1.14;(4)B;C;
3.(2021?鎮(zhèn)江中考)某小燈泡的額定電流為0.3A,圖甲是小明測量該燈泡功率的實驗電路。
甲乙丙
(1)請用筆畫線代替導線,將滑動變阻器連入電路,使之接入電路的阻值最大。
(2)閉合開關進行實驗時,若圖中導線M發(fā)生了斷路,則在調節(jié)滑片的過程中,會發(fā)
現(xiàn)電壓表的示數(shù)為3V、電流表的示數(shù)為0Ao
(3)小明將滑片移至某處時,兩電表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的功率為0.36W,
(4)為測量該小燈泡的額定功率,小強設計了圖丙所示實驗電路,所用電源電壓恒定,
Ri、R2均為電阻箱(0—999.9(1)。
①實驗步驟如下:
第1步;僅閉合Si,R2調至5。時,電流表的示數(shù)為0.3A。
第2步:僅閉合S2、Ri、R2分別調至6。和9。時,電流表的示數(shù)為0.3A。
則小燈泡正常發(fā)光時的電阻為10fl,額定功率為0.9Wo
②小強對圖丙電路及操作進行了下列調整,其中仍能完成測量的有ACDo
A.將Ri換成導線
B.將R2換成導線
C.將R2換成適當規(guī)格的滑動變阻器
D.在實驗操作時,先閉合的開關是S2
解:(1)實驗中,要通過滑動變阻器來改變小燈泡兩端的電壓,所以滑動變阻器應與小
燈泡串聯(lián),如圖甲所示,滑片位于滑動變阻器的右端,要使其接入電路的阻值最大,應
選擇左側下接線柱接入電路,如圖所示;
(2)閉合開關,導線M斷路時,小燈泡開路,電壓表在電路中相當于斷開,則電路中
的電流幾乎為零,即電流表的示數(shù)為0A;電壓表相當于測量電源兩端電壓,即電壓表的
示數(shù)為3V;
(3)由圖甲可知,電壓表測量小燈泡兩端電壓,由圖乙可知,電壓表所選量程為0?3V
的量程,分度值為0.1V,示數(shù)為:1.5V;電流表所選量程為。?0.6A的量程,分度值為
0.02A,示數(shù)為:0.24A,小燈泡此時的功率為:P=UI=1,5VX0.24A=0.36W;
(4)①在第1步實驗中,僅閉合Si,R2調至5。時,R2與L串聯(lián),電路中的電流為0.3A,
即通過小燈泡的電流ILI=I額=0.3A,小燈泡正常發(fā)光,
電路中的總電阻為:M§=R2+RL;
在第2步實驗中,僅閉合S2、R1與R2串聯(lián),當電路中的電流仍為0.3A時,電路中的總
電阻為:R總'=R2'+R1;
由歐姆定律可知,在電源電壓恒定時,兩次電路中的電流相等,則兩次電路的總電阻相
等,即R總=Rj,
由此可得:5O+RL=9O+6。,
則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=10。,
小燈泡的額定功率為:P額=1;額1額=1額2RL=(0.3A)2X10H=0.9W;
②在設定的4種調整中,只要能測出小燈泡正常發(fā)光時的電阻,就可利用公式P額=11額
I額=1額2RL求得小燈泡的額定功率。
A、將R1換成導線。當只閉合Si時,L與R2串聯(lián),調節(jié)R2,使電流表的示數(shù)為0.3A,
則小燈泡正常發(fā)光,讀出電阻箱的阻值為R2;當只閉合S2時,L被短路,調節(jié)R2,使
電流表的示數(shù)仍為0.3A,讀出電阻箱R2的阻值為R2',則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:
RL=R2'-R2,故A調整仍能完成小燈泡額定功率的測量;
B、將R2換成導線。當只閉合Si時,只有L連入電路,電路中的電流大小不一定剛好為
0.3A,故不能確保小燈泡是否正常發(fā)光;若同時閉合Si、S2,L與Ri并聯(lián),兩者互不影
響,也不能確保L是否正常發(fā)光,故B調整不能完成小燈泡額定功率的測量;
C、將R2換成適當規(guī)格的滑動變阻器。當只閉合Si時,L與滑動變阻器串聯(lián),調節(jié)滑動
變阻器,使電流表的示數(shù)為0.3A,則小燈泡正常發(fā)光;當只閉合S2時,保持滑動變阻器
的滑片位置不變,調節(jié)R1,使電流表的示數(shù)仍為0.3A,讀出電阻箱的阻值為Ri,則小
燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=RI,故C調整仍能完成小燈泡額定功率的測量;
D、在實驗操作時,先閉合的開關是S2。如圖丙所示,當僅閉合S2時,R1與R2串聯(lián),
分別調節(jié)兩個電阻箱,使電流表的示數(shù)為0.3A,
讀出兩電箱的示數(shù)分別為:R1和R2;當僅閉合Si時,L與R2串聯(lián),調節(jié)R2,使電流表
的示數(shù)為0.3A,則小燈泡正常發(fā)光,讀出電阻箱R2的阻值為R2',
則小燈泡正常發(fā)光的電阻為:RL=RI+R2-R2',故D調整仍能完成小燈泡額定功率的
測量;
故選:ACDo
答案:(1)如圖所示;(2)3;0;(3)0.36;(4)①10;0.9;②ACD。
4.(2021?資陽中考)小明所在實驗小組要測量小燈泡的額定功率,實驗室提供的實驗器材
如下:
A.待測小燈泡一個(額定電壓2.5V,電阻約為10Q)
B.電源一個(電壓6V)
C.電流表一■個(量程0?0.6A和。?3A)
D.電壓表一個(量程。?3V和0?15V)
E.滑動變阻器Ri(最大阻值10Q,額定電流1A)
F.滑動變阻器R2(最大阻值50Q,額定電流0.5A)
G開關一個,導線若干
(1)實驗前選擇實驗器材時,為了實驗結果盡可能準確,小明他們應該選用的滑動變阻
器是(選填儀器前的字母代號)。
(2)經(jīng)過討論,實驗小組設計了圖甲所示的實驗電路,并根據(jù)圖甲完成了部分實驗器材
的連接,如圖乙所示;請用筆畫線代替導線將圖乙中的實物電路連接完整。
(3)正確連接電路后,閉合開關S,發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電壓表無示數(shù),但電流表有示
數(shù),造成這一現(xiàn)象的原因可能是小燈泡短路。
(4)排除故障后重新開始實驗,閉合開關S,移動滑動變阻器滑片使電壓表讀數(shù)U=2.5V、
小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖丙所示,則可以求得小燈泡的額定功率Po=0.65
Wo
(5)在沒有電壓表、只有電流表的情況下,能否測出小燈泡額定功率呢?實驗小組經(jīng)過
討論,設計了如圖丁所示的實驗電路,他們向實驗老師要了一只Ro=5Q的定值電阻,
并利用原有器材,進行了如下實驗操作:
T
①按照圖丁所示電路圖正確連接實物電路;
②閉合開關,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)11=0.5A時,小燈泡正常發(fā)光;
③斷開開關,保持變阻器滑片P的位置不變,將電流表改接在小燈泡所在支路中,
再閉合開關S,讀出電流表示數(shù)12;
④寫出小燈泡額定功率的測量式:Po=I1I2R0(用11、12、Ro等字母表示)。
解:(1)(2)燈的額定電壓2.5V,電阻約為10C,由歐姆定律,燈的電流約為I=EL=
R
區(qū)黑=0.25A,故電流表選用小量程與燈串聯(lián),
10。
變阻器接一個上接線柱和一個下接線柱串聯(lián)接入電路中,因為小燈泡的額定電壓為2.5V,
所以電壓表選用小量程與燈泡并聯(lián),如下所示:
燈的額定電壓為2.5V,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知;滑動變阻器兩端的電壓為:
U??=U-U額=6V-2.5V=3.5V,根據(jù)分壓原理,=,
滑動變阻器的阻值至少為:RXRL=2i_5V_X10(1=14(1,故應選用F中的R2“50。
2.5V
0.5A”的滑動變阻器;
(3)閉合開關,電流表有示數(shù),說明電路是通路,但小燈泡不發(fā)光,而電壓表無示數(shù),
則電路中故障可能是小燈泡短路了;
(4)排除故障后,移動滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V,燈泡正常發(fā)光,由
圖丙知,電流表選用小量程,分度值為0.02A,電流為0.26A,則小燈泡的額定功率為:
P=UI=2.5VX0.26A=0.65W;
(5)②小明增加了一只5。的定值電阻Ro,因當電流表示數(shù)為11=也=區(qū)穿_=0.5A
Ro5Q
時,Ro兩端的電壓一定為2.5V,
根據(jù)并聯(lián)電路電壓的特點,燈的電壓為2.5V,燈一定正常發(fā)光,所以,閉合開關,調節(jié)
滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.25A時,燈泡正常發(fā)光;
③斷開開關,保持變阻器滑片P的位置或變阻器接入電路的阻值不變,將電流表改接在
所在燈支路中,此時電路的連接關系沒有改變,只是電流表由原來測通過R的電流變?yōu)?/p>
測通過燈的電流12,R與燈兩端的電壓與變阻器的電壓均保持不變,燈仍正常發(fā)光,通
過燈的電流12即為燈正常發(fā)光時的電流大??;
④小燈泡額定功率的表達式為P額=11額I額=Ill2R0。
答案:(1)F;(2)見上圖;(3)小燈泡短路;(4)0.65;(5)②0.5;③變阻器滑片P的
位置;④IibRo。
5.(2021?鞍山中考)在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定
電壓為2.5V,滑動變阻器的規(guī)格為“20。1A”。
(1)如圖甲所示,閉合開關后,發(fā)現(xiàn)只有電壓表有示數(shù),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有根導線連
接錯誤。請在錯誤導線上打“義”,并用筆畫線代替導線,將電路連接正確;
(2)改正錯誤后,移動滑動變阻器的滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要測
量小燈泡的額定功率,應將滑片適當向左(選填“左”或“右”)滑動;
(3)圖丙是小燈泡的電流隨電壓變化關系的圖象,根據(jù)圖象可知,小燈泡的額定功率為
0.625W;
(4)測量小燈泡的電功率不需要(選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值,
原因是燈泡在不同電壓下的功率不同;
(5)在實際測量過程中,調節(jié)滑動變阻器使其接入電路中的電阻減小AR1,相應的小燈
泡的阻值變化AR2,則AR]>AR2(選填“〈”或“=”);
(6)實驗結束后,某同學設計了如圖丁的電路來測定額定電壓為3V的小燈泡的額定功
率。已知電源電壓為9V,定值電阻R的阻值為10Q。請幫助他完成以下實驗步驟:
①開關S、Si閉合,S2斷開,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為6V時,
燈泡正常發(fā)光;
②保持滑片位置不動,開關s、S2閉合,Si斷開,此時電壓表示數(shù)為4V;再將滑動變阻
器的滑片移至最左(選填“左”或“右”)端,此時電壓表示數(shù)為7V;
③小燈泡的額定功率為P額=0.9W。
解:
(1)觀察圖甲可知由于開關與燈泡之間的導線連接錯誤,電壓表串聯(lián)在電路中,所以閉
合開關后,導致電壓表測量電源電壓,電壓表有示數(shù),由于電壓表相當于開路,則電流
表的沒有示數(shù);要測燈的額定功率,應將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,如下圖:
(2)圖乙中電壓表選用小量程,分度值為0.1V,示數(shù)為1.8V,小于燈泡的額定電壓2.5V,
應增大燈泡的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應減小滑動變阻器的電壓,由分壓原理
可知,應減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向左移動,直到電壓表示數(shù)為
燈泡的額定電壓2.5V;
(3)根據(jù)圖丙所示的小燈泡電流隨電壓變化的關系圖象知,燈在額定電壓2.5V時的電
流為0.25A,則小燈泡的額定功率是:
P額=U額1額=2.5VX0.25A=0.625W;
(4)測量小燈泡的電功率不需要多次測量求平均值,原因是燈泡在不同電壓下的功率不
同;
(5)在實際測量過程中,調節(jié)滑動變阻器接入電路中的電阻減小時,燈泡兩端電壓增大,
電流也增大,根據(jù)歐姆定律可知電路中總電阻變小,
由于燈泡兩端電壓增大,電流增大,則燈泡的功率變大,由于燈泡電阻受溫度的影響,
則燈泡的電阻會變大,
根據(jù)R=R滑+R燈可知:只有當滑動變阻器接入電路中的電阻減小量AR1大于燈泡的阻值
增加量△R2才會讓總電阻變?。?/p>
(6)根據(jù)上面的分析,具體步驟:
①開關S、S1閉合,S2斷開,滑動變阻器滑片右邊的電阻與燈泡串聯(lián),電壓表測變阻器
的電壓,要使小燈泡正常發(fā)光,則燈泡兩端的電壓:UL=U額=3V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得:LT^=U-UL=9V-3V=6V,所以,調節(jié)滑動變阻器的
滑片,使電壓表的示數(shù)為6V,則燈泡正常發(fā)光;
②保持滑片位置不動,開關S、S2閉合,Si斷開,滑動變阻器的全部電阻R'與定值電
阻R串聯(lián),電壓表測量變阻器滑片右邊電阻兩端的電壓,此時電壓表示數(shù)為U右=4V;
由于滑動變阻器的全部電阻連入電路,為了間接測出定值電阻R兩端的電壓,所以需要
測出滑動變阻器兩端的電壓,故再將滑動變阻器的滑片移至最左端,此時電壓表示數(shù)為
滑動變阻器兩端的電壓,即U'=7V;
③在②中,滑動變阻器的全部電阻R'與定值電阻R串聯(lián),
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得,R的電壓為:
UR=U=U'=9V-7V=2V,
由分壓原理可得:
R右u右
所以變阻器滑片右邊電阻的阻值:
100=20。;
UR2V
故在①中,燈的額定電流為:
6V
IL===0.3A,
20^
則小燈泡的額定功率:
P額=ULIL=3VX0.3A=0.9W。
答案:(1)電壓表;如上所示;(2)左;(3)0.625;(4)不需要;燈泡在不同電壓下的
功率不同;(5)>;(6)①6;②左;③0.9。
6.(2021?德州中考)在“測量小燈泡額定功率”的實驗中,小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請你用筆畫線代替導線將圖甲中的實物電路連接完整,要求:滑動變阻器的滑片P
向A端移動時,電流表示數(shù)變大,連線不得交叉。
(2)正確連接電路后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表有示數(shù),電壓表無示數(shù),出
現(xiàn)該狀況的原因是Bo(填字母序號)
A.電流表內(nèi)部斷路了
B.燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路
C.燈泡的燈絲斷了
(3)排除故障后,閉合開關,調節(jié)滑動變阻器的滑片P,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時
電流表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為0.3A,小燈泡的額定功率為0.75W,
(4)該實驗裝置不能完成的實驗是Co(填字母序號)
A.探究串聯(lián)電路中的電流規(guī)律
B.探究串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律
C.探究電流與電壓的關系
(5)另一組的小芳在進行實驗時發(fā)現(xiàn)電流表已損壞無法使用,老師給她一個已知阻值為
Ro的定值電阻,同學們設計了如圖丙所示的電路,并正確測出小燈泡的額定功率,已知
電源電壓不變,實驗步驟如下:
①閉合開關S、Si,斷開S2,調節(jié)滑動變阻器的滑片P使電壓表讀數(shù)為小燈泡額定電壓
U額;
②閉合開關S,斷開S1,再閉合S2,保持滑動變阻器滑片P位置不動,讀出此時電壓表
的示數(shù)為U;
U-USK
③小燈泡額定功率的表達式P額=U額X一一一以_。(用U額、U、Ro表示)
P-o一
解:(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,則電壓表選用小量程,滑動變阻器的滑片P向A端
移動時,電流表示數(shù)變大,電阻變小,故左下接線柱應接入電路,如圖所示:
(2)A.若電流表內(nèi)部斷路了,則整個電路斷路,兩表都沒有示數(shù),不符合題意;
B.若燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路,電壓表沒有示數(shù),電路為通路,電流表有示數(shù),符合題意;
C.若燈泡的燈絲斷了,電流表沒有示數(shù),電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓,有示數(shù),不
符合題意;
故選:B;
(3)由圖乙可知,當電壓表的示數(shù)為2.5V,電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)
為0.3A,小燈泡的額定功率為:P=UI=2.5VX0.3A=0.75W;
(4)A.將電流表分別串聯(lián)在電路中的不同位置,可以測出不同位置的電流,故可探究串
聯(lián)電路中的電流規(guī)律;
B.用電壓表分別測量燈與變阻器的電壓以及電路兩端的總電壓,故可探究串聯(lián)電路中的
電壓規(guī)律;
C.探究電流與電壓的關系,要控制電阻大小不變,而燈的電阻隨溫度的變化而變化,故
不能探究電流與電壓的關系;
故選:C;
(5)實驗步驟:
①閉合開關S、Si,斷開S2,調節(jié)滑片P使電壓表讀數(shù)為U額,此時小燈泡正常發(fā)光;
②不改變滑動變阻器滑片P的位置,閉合開關S、S2,斷開S1,記錄電壓表此時讀數(shù)為
U;
③在①中,電壓表測燈的電壓,燈正常發(fā)光,在②中,電壓表測燈與定值電阻的電壓,
因此時各電阻的大小和電壓不變,燈仍正常工作,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,此時定值電阻的電壓:Uo=U-U額,
U-U既
由歐姆定律可得,燈泡的額定電流:IL=IO=——嬰,
R。
U-Ugfi
所以小燈泡額定功率的表達式:P額=11額IL=U額X——生。
Ro
U-Ugfi
答案:(1)見解答;(2)B;(3)0,3;0.75;(4)C;(5)U額X-----竺。
R0
7.(2021?梧州中考)小亮在做“測量小燈泡的電功率”的實驗,所用的小燈泡額定電壓為
2.5V。
(1)圖甲為小亮連接的實物電路,請你幫他補充完整:
(2)電路連接正確后,閉合開關前、應將滑動變阻器的滑片移到右(選填“左”
或“右”)端:閉合開關后,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表無示數(shù),電流表有示數(shù),產(chǎn)生這種
現(xiàn)象的原因是燈泡短路(寫出一種合理情況即可);
(3)排除故障后,閉合開關,移動滑動變阻器滑片,當電壓表示數(shù)為2V時,電流表示
數(shù)如圖乙所示為0.16A,此時計算出小燈泡的實際功率為0.32W:
(4)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖像如圖丙所示,根據(jù)圖像提供的信息,可計算出小
燈泡的額定功率是0.5W,并可歸納出:小燈泡兩端的實際電壓越大,實際功
率越大。
(5)完成上述實驗后,小亮進一步思考,在沒有電流表的情況下,能否測量小燈泡的額
定功率?他想利用一個定值電阻Ro接在原電路電流表的位置,設計的電路圖如圖丁所
示,然后調節(jié)滑動變阻器滑片使電壓表示數(shù)為U額,接著保持滑片位置不變,將電壓表_B
點(選填"A”或"B”)的接線改接到C點,觀察并記錄電壓表示數(shù)為U,則小燈泡的
u-u既
額定功率可表示為P堀=U^x——竺一(用Ro、U額、U等物理量符號表示),所選
叫一
用的定值電阻Ro的阻值不得超過2.5。。
(2)電路連接正確后,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處,即最右端;
閉合開關,電流表有示數(shù),則電路為通路,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表的示數(shù)為0V,產(chǎn)生
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