155專題特殊方法測小燈泡額定功率（原卷版）

蘇科版九年級(jí)下冊第十五章《電功和電熱》15.5專題特殊方法測小燈泡額定功率【知識(shí)梳理】一、缺少電壓表的測量方法思路一：借助定值電阻，利用電流表計(jì)算出燈泡額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個(gè)電流表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻（1）已知小燈泡的額定電壓U額，電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電流表示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，，斷開，電流表測出通過R0與L的合電流I總。燈泡的額定電流：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電流表示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，接b，電流表測出通過R0與L的合電流I總。（2）已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電流表示數(shù)為I額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，，斷開，電流表測出通過R0與L的合電流I總。燈泡的額定電壓：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電流表示數(shù)為I額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，接b，電流表測出通過R0與L的合電流I總。思路二：滑動(dòng)變阻器等效替代燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，利用P=I2R算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個(gè)電流表，1個(gè)最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器R1，另一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電流表示數(shù)為I額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，，斷開，保持滑動(dòng)變阻器R1阻值不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2，使得電流表示數(shù)也為I額；3．保持滑動(dòng)變阻器R2阻值不變，將滑動(dòng)變阻器R1滑片調(diào)至最左端，記下此時(shí)的電流表示數(shù)I1；4．保持滑動(dòng)變阻器R2阻值不變，將滑動(dòng)變阻器R1滑片調(diào)至最右端，記下此時(shí)的電流表示數(shù)I2。燈泡正常發(fā)光的電阻：燈泡的額定功率：思路三：通過求出滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，進(jìn)而求出小燈泡額定電壓，從而得到小燈泡的額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個(gè)電流表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電流表示數(shù)為I額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．保持滑動(dòng)變阻器R1阻值不變，閉合，，斷開，此時(shí)電流表示數(shù)為I1；3．閉合，，斷開，將滑動(dòng)變阻器R1滑片滑到最左端，此時(shí)電流表示數(shù)為I2，可求出電源電壓U。電源電壓：燈泡正常發(fā)光時(shí)R1的電阻：燈泡的額定電壓：燈泡的額定功率：二、缺少電流表的測量方法思路一：借助定值電阻，利用電壓表計(jì)算出燈泡額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個(gè)電壓表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻（1）已知小燈泡的額定電壓U額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電壓表示數(shù)為U額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，，斷開，電壓表測出R0與L兩端的合電壓U合。燈泡的額定電流：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電壓表示數(shù)為U額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，接b，電壓表測出R0與L兩端的合電壓U合。（2）已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電壓表示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，，斷開，電壓表測出通過R0與L的合電壓U合。燈泡的額定電壓：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電壓表示數(shù)為，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，接b，電壓表測出通過R0與L的合電壓U合。思路二：滑動(dòng)變阻器等效替代燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，利用算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個(gè)電壓表，1個(gè)最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器R1，另一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2已知小燈泡的額定電壓U額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電壓表示數(shù)為U額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．閉合，，斷開，保持滑動(dòng)變阻器R1阻值不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2，使得電壓表示數(shù)也為U額；3．保持滑動(dòng)變阻器R2阻值不變，將滑動(dòng)變阻器R1滑片調(diào)至最左端，記下此時(shí)的電壓表示數(shù)U1；4．保持滑動(dòng)變阻器R2阻值不變，將滑動(dòng)變阻器R1滑片調(diào)至最右端，記下此時(shí)的電流表示數(shù)U2。燈泡正常發(fā)光的電阻：思路三：通過求出滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，進(jìn)而求出小燈泡額定電流，從而得到小燈泡的額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個(gè)電壓表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻已知小燈泡的額定電壓U額電路圖步驟數(shù)據(jù)處理1．閉合，，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，使得電壓表示數(shù)為U額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；2．保持滑動(dòng)變阻器R1阻值不變，閉合，，斷開，此時(shí)電壓表示數(shù)為U1；3．閉合，，斷開，將滑動(dòng)變阻器R1滑片滑到最左端，此時(shí)電壓表示數(shù)為U2，即為電源電壓U。電源電壓：燈泡正常發(fā)光時(shí)R1的電阻：燈泡的額定電流：燈泡的額定功率：【規(guī)律總結(jié)】1．無論哪種方法測燈泡額定功率，首先都要先通過滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)燈泡至正常工作狀態(tài)。在填寫實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，請注意這一點(diǎn)。2．考試題目一般不會(huì)讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，而是提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，并已給出部分實(shí)驗(yàn)步驟，只需補(bǔ)充完整即可。因此，不要求學(xué)生把電路圖記下來，而只要能做到看懂電路圖的設(shè)計(jì)思路，了解到每一步驟的目的，補(bǔ)充完整步驟就行。3．測量思路不止本講義中的三種，但思路一和思路二在試題中更常見，應(yīng)著重把這兩個(gè)思路的實(shí)驗(yàn)步驟搞明白?！镜淅治觥?．（2021·山東煙臺(tái)·九年級(jí)期中）朵朵和同學(xué)們在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中，選擇了以下器材：電源電壓恒為3V，電阻R阻值為5Ω、10Ω、20Ω、40Ω、50Ω各一個(gè)，額定電壓為2.5V的小燈泡一個(gè)，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω1A”字樣，電流表、電壓表各一只，開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）朵朵和同學(xué)們經(jīng)過討論，依次完成了“探究電流與電壓的關(guān)系”三次實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)，如圖甲、乙、丙所示。由圖甲改進(jìn)為圖乙是為保證實(shí)驗(yàn)過程中_____這一因素不變；由圖乙改進(jìn)為圖丙是因?yàn)槭褂没瑒?dòng)變阻器既能保護(hù)電路，又能通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻R兩端的電壓_____（選填“改變”或“保持不變”）；（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，幫助朵朵按電路圖丙將圖丁中實(shí)物電路連接完整；（3）在用圖丁的實(shí)物電路探究“電流與電壓的關(guān)系”時(shí)，朵朵將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到四組數(shù)據(jù)（如表）；實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234電壓U/V0.51.01.52.0電流I/A0.10.20.30.4分析論證時(shí)，同組小軍通過計(jì)算，認(rèn)為表中第一組數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，請指出錯(cuò)誤原因_____；（4）在繼續(xù)用圖丁的實(shí)物電路探究“電流與電阻的關(guān)系”時(shí)，朵朵先將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2V，記下電流值；然后將5Ω電阻換成10Ω電阻，她的下一步操作是：將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，直到_____（選填“電流表”或“電壓表”）的示數(shù)為_____V。同組的小明改用50Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，都無法使電壓表示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，你認(rèn)為“電壓表的示數(shù)無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值”的原因可能是_____；A．滑動(dòng)變阻器的最大值太大 B．電壓表量程選小了C．滑動(dòng)變阻器的最大值太小 D．變阻器燒壞了（5）朵朵和同學(xué)們完成上述探究活動(dòng)后，想測量一只額定電壓為2V小燈泡的額定功率，但發(fā)現(xiàn)電壓表被別的同學(xué)拿走了，于是她借助一個(gè)10Ω的電阻，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，測小燈泡的額定功率。具體操作如下：①只閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為_____A時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光；②只閉合開關(guān)S1、S3，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，讀出電流表示數(shù)為I；③P燈＝_____（用已知量和測量值表示，數(shù)值要求帶單位）。2．（2021·遼寧朝陽·九年級(jí)期末）在“測小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)”中，電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V。（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)至最______（填“左”或“右”）端。閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)小燈泡的功率為______W。若使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑片向______（填“左”或“右”）端移動(dòng)；（2）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小敏設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，測出了額定電流為I的小燈泡的額定功率。實(shí)驗(yàn)方案如下：（電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為R1）①按電路圖連接電路：②閉合開關(guān)______，移動(dòng)R1滑片，使電流表的示數(shù)為I額，小燈泡正常發(fā)光；③使開關(guān)______，保持R1滑片位置不動(dòng)，移動(dòng)R2滑片使電流表的示數(shù)為I額；④保持______滑片位置不動(dòng)（填“R1”或“R2”），將另一個(gè)滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2；⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝______。（用I額、I1、I2、R1表示）【精典訓(xùn)練】1．（2022·四川成都·九年級(jí)期末）小華同學(xué)在測定“額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓保持不變。（1）實(shí)驗(yàn)中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請?jiān)谶B接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路的正確連接；（2）閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某處，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若想要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向______（填“左”或“右”）端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為______V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為______W；（3）實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小燈泡兩端的電壓逐漸增大時(shí)，通過他的電流也隨之增大，燈泡的亮度也變亮，這說明燈泡的亮度取決于它的______；（4）小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下面A、B、C三種電路圖，測量另一個(gè)小燈泡的額定功率（額定電壓已知）其中R0是一個(gè)阻值已知的定值電阻，S為單刀雙擲開關(guān)（S可以連接“a”或“b”），則以下______（選填字母）測量方案不可行。A．B．C．2．（2022·江蘇泰州·九年級(jí)期末）在“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，有兩個(gè)小燈泡L1（額定電壓U額為2.5V）和L2（額定電流為I額）。（1）圖甲是小明同學(xué)測量小燈泡L1額定功率時(shí)連接的實(shí)物圖；①圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請?jiān)谶@根導(dǎo)線上打“×”，并在圖中進(jìn)行改正；②故障排除后，小明同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)為1V，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片向___________（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為___________V。小明根據(jù)所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為___________W。從圖像中還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）圖丙是小華同學(xué)設(shè)計(jì)的測量小燈泡L2額定功率的實(shí)驗(yàn)電路；圖中R1為滑動(dòng)變阻器，R2為電阻箱，請幫他完成下列實(shí)驗(yàn)步驟（R1、R2接入的阻值均已調(diào)至最大）：①閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)R1的滑片，使電流表的示數(shù)為I額；②接著只斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，___________，調(diào)節(jié)___________（選填“R1”或“R2”），使電流表的示數(shù)為___________；③讀出電阻箱此時(shí)連入電路的阻值為R0；④計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式：P額=___________。3．（2022·江蘇南京·九年級(jí)期末）在“測量小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓U額=2.5V。（1）圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實(shí)物電路圖。圖中有一根線連接錯(cuò)誤，請?jiān)谶@根線上打“×”，并在圖中改正；（2）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P直到電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示為___________A，則小燈泡的額定功率為___________W；（3）小華設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路也完成了該實(shí)驗(yàn)。電源電壓不變，R1和R2為滑動(dòng)變阻器，R2的最大阻值為R0，請完成下列填空：①閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)R2，使電壓表的示數(shù)為2.5V；②斷開開關(guān)___________，閉合開關(guān)___________調(diào)節(jié)___________使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；③接著將R2的滑片P調(diào)至最左端，記下電壓表的示數(shù)為U1，再將R2的滑片P調(diào)至最右端，記下電壓表的示數(shù)為U2。則小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=___________（用U額、R0、U1、U2表示）。4．在“測小燈泡額定電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6V保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω；（1）請根據(jù)電路圖把實(shí)物圖連接完整______；（2）實(shí)驗(yàn)中所用滑動(dòng)變阻器除了有保護(hù)電路的作用外，還有______的作用；（3）連接電路時(shí)，剛連接好最后一根導(dǎo)線，小燈泡立即發(fā)光，且發(fā)現(xiàn)電壓表的指針如下圖所示偏轉(zhuǎn)，則連接電路時(shí)存在的問題是：______；（4）正確連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，則故障可能是小燈泡______；（5）排除故障后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將測得的數(shù)據(jù)記錄在下面表格中；實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的發(fā)光情況10.50.16不發(fā)光210.2較暗31.50.25較亮42.5正常發(fā)光530.32發(fā)出耀眼的光小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如下圖所示，則小燈泡的額定功率是：______W；（6）第1次實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，原因是______；（7）同組的小敏認(rèn)為對于此實(shí)驗(yàn)的意義是便于求出平均功率達(dá)到減小測量誤差的目的；你對小敏此觀點(diǎn)的評價(jià)是______（需說明理由）；（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小組同學(xué)對測量結(jié)果進(jìn)行誤差分析，考慮到電壓表中也有電流通過，該電路所測小燈泡的額定功率與真實(shí)值相比______(選填“偏大”或“偏小”)；（9）將小燈泡換成一個(gè)定值電阻，還可探究電流與______的關(guān)系（選填“電壓”或“電阻”）；（10）在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，利用如下圖所示的電路測出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率，其中R0的阻值已知，請你將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：①閉合S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為______；②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，閉合S、S2，斷開S1，讀出電壓表示數(shù)為U；③小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL＝______，額定功率P額＝______。（用I額、R0、U表示）5．（2022·山東青島·中考模擬）為了測量小燈泡的額定功率，某校物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣，燈泡電阻約為10Ω，電源電壓6V，可供選用的滑動(dòng)變阻器有R1“10Ω；1A”和R2“20Ω；1A”。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整（要求：滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，燈泡變暗）。（2）電路正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則電路的故障可能是_______（選填字母）。A．小燈泡斷路 B．小燈泡短路 C．滑動(dòng)變阻器斷路 D．滑動(dòng)變阻器短路（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_______W。（4）為了完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是_______（選填“R1”或“R2”）。（5）另一小組實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表已損壞，于是又找來了一個(gè)阻值為R0的定值電阻設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路，測出了額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為U且保持不變，請將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：①只閉合開關(guān)S、S2，移動(dòng)滑片P，使電壓表的示數(shù)為_______；②只閉合開關(guān)_______，保持滑片P不動(dòng)，讀出電壓表的示數(shù)為U1；③小燈泡的額定功率P額＝_______（用U、U1、U額、R0表示）。6．（2022·遼寧沈陽·中考真題）在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，所選小燈泡的額定電壓為。（1）如圖甲是測量小燈泡的電功率的電路圖。正確連接電路，閉合開關(guān)后，電壓表和電流表都沒有示數(shù)，電路故障可能是______A．滑動(dòng)變阻器短路 B．電流表斷路 C．電壓表斷路（2）排除故障后，實(shí)驗(yàn)中，電壓表的示數(shù)為