2023年上海市中考物理復(fù)習(xí)-專(zhuān)題8 測(cè)小燈泡電功率 題型1 正確連接類(lèi)、故障類(lèi)

經(jīng)典例題經(jīng)典例題題型一：利用“正確連接電路，實(shí)驗(yàn)步驟正確”求電源電壓和滑動(dòng)變阻器電阻例1.例1.（★★★）某同學(xué)利用電源、電流表、電壓表、電鍵、標(biāo)有“20Ω2A”字樣的滑動(dòng)變阻器和若干導(dǎo)線測(cè)定小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為3.8伏。該同學(xué)正確連接電路，實(shí)驗(yàn)步驟正確，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中。當(dāng)電鍵剛閉合時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.2安、2伏，此時(shí)小燈泡較暗。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片恰好在中點(diǎn)上(即變阻器連入電路的電阻為10歐)，小燈正常發(fā)光。他繼續(xù)移動(dòng)變阻器的滑片到端點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3安，小燈比正常發(fā)光時(shí)要亮。請(qǐng)將下表填寫(xiě)完整，并計(jì)算出小燈的功率和電阻?！究键c(diǎn)】測(cè)小燈泡的電功率【解析】由“正確連接電路，實(shí)驗(yàn)步驟正確”可知，實(shí)驗(yàn)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，且滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律先求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電源的電壓和小燈泡的電阻，利用P=UI求出此時(shí)小燈泡的電功率；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片恰好在中點(diǎn)上時(shí)，小燈泡正常工作，可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值和小燈泡兩端的電壓，求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，再求出小燈泡的電功率和電阻值；當(dāng)移動(dòng)變阻器的滑片到端點(diǎn)時(shí)，電路中只有小燈泡自己工作，可知小燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，電流表測(cè)通過(guò)小燈泡的電流，求出小燈泡的電功率和電阻值?！敬鸢浮?.4；10；3.8；0.22；0.836；17.3；6；0.3；1.8；20【教學(xué)建議】本題難度不高，基本思路與伏安法測(cè)電阻一樣，求出電源電壓是很重要的一步和橋梁，之后的電壓和電流示數(shù)就不難求出了。例2.例2.（★★★）某同學(xué)在做“測(cè)小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω2A”字樣，燈泡上所標(biāo)“2.2V”字樣清晰可見(jiàn)，他按圖所示的電路圖正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合電鍵S。該同學(xué)在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)滑片P移到某位置時(shí)，燈泡發(fā)光正常，此時(shí)電表的示數(shù)如圖所示，則小燈泡的額定電流為安，又通過(guò)分析可知電壓表V2的示數(shù)伏，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)求得小燈泡的額定功率是瓦?！究键c(diǎn)】測(cè)小燈泡的電功率【解析】先分析電路結(jié)構(gòu)：燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表V2測(cè)量電源電壓，電壓表V1測(cè)量燈泡兩端電壓，電流表測(cè)量電路中的電流；具體解題思路：根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡兩端電壓為2.2V，從電壓表中選出示數(shù)為2.2V的電壓表，即電壓表V1，則另一個(gè)為電壓表V2；再根據(jù)電壓表V2為的示數(shù)大于2.2V確定其量程和示數(shù)；從電流表接線柱確定電流表量程，并從電流表中讀出額定電流，最后利用P=UI求出燈泡的額定功率?！敬鸢浮?.24；5；0.528【教學(xué)建議】本題中兩個(gè)電壓表，要根據(jù)電壓表的測(cè)量對(duì)象確定量程，要牢記各用電器兩端電壓之和為電源電壓；且燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流、電壓均為額定值。題型二：利用電路故障求電源電壓和滑動(dòng)變阻器電阻例3.例3.（★★★）小王同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有額定電壓為“2.5伏”、“2.2伏”的小燈各一個(gè)。他選取一個(gè)小燈并正確連接電路，剛閉合電鍵時(shí)，觀察到電壓表、電流表的示數(shù)分別為1伏和0.14安。他移動(dòng)變阻器的滑片，觀察到小燈逐漸變亮。突然，小燈熄滅，無(wú)論他怎樣移動(dòng)變阻器的滑片，小燈都不亮，電壓表的示數(shù)始終如圖（a）所示，則電源電壓為_(kāi)_______伏，變阻器的最大阻值為_(kāi)_______歐。他將另一小燈接入該電路中，重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)此小燈正常發(fā)光時(shí)，滑片的位置恰好在變阻器的中點(diǎn)上，電壓表的示數(shù)如圖（b）所示，則此小燈的額定電壓為_(kāi)_______伏，額定功率為_(kāi)_______瓦?！究键c(diǎn)】測(cè)小燈泡的電功率【解析】此題重點(diǎn)是要準(zhǔn)確判斷電壓表的量程。移動(dòng)變阻器的滑片，觀察到小燈逐漸變亮，小燈泡兩端電壓逐漸增大，小燈熄滅是由于電流過(guò)大，燈絲被燒斷，此時(shí)電壓表示數(shù)為電源電壓應(yīng)大于額定電壓，故示數(shù)為8伏；滑動(dòng)變阻器最大阻值為7V÷0.14A=50Ω；換用另一個(gè)燈，額定電壓為電壓表示數(shù)2.5伏，額定電流5.5V÷25Ω=0.22A，額定功率=2.5V×0.22A=0.55W?！敬鸢浮?；50；2.5；0.55【教學(xué)建議】本題最重要的是對(duì)故障現(xiàn)象作出準(zhǔn)確的判斷，并由此得到電源電壓和變阻器最大阻值，教師應(yīng)該把這個(gè)思路告訴學(xué)生，這是一個(gè)最常用的解題思路。例4.例4.（★★★）在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，所用電源的電壓為45伏。小燈泡L標(biāo)有“3.8V”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“1A20Ω”字樣。（1）小王設(shè)計(jì)的電路如圖所示，其中還有一根導(dǎo)線尚未連接，請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線在圖中正確連接。（2）小張同學(xué)按圖正確連接電路，閉合電鍵時(shí)，觀察到燈泡L閃亮一下后立即熄滅，原因可能是_______________________________________。（3）小徐同學(xué)正確連接電路，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。閉合電鍵后移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈亮度增加、電流表示數(shù)增大、電壓表示數(shù)始終為零的現(xiàn)象。經(jīng)教師檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該電壓表的“15V”一檔量程已損壞，“3V”一檔量程完好。經(jīng)小組同學(xué)討論后，大家認(rèn)為只要在測(cè)量過(guò)程中稍作調(diào)整，利用這些器材和這個(gè)電路，也能測(cè)出小燈的額定功率等。你認(rèn)為他們調(diào)整的方法是___________________________________。（4）小吳同學(xué)正確連接電路，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。閉合電鍵后，記錄的電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)如上表所示。由上表可知，燈泡L的額定功率為_(kāi)_______瓦?！究键c(diǎn)】測(cè)小燈泡的電功率【解析】連線時(shí)注意滑動(dòng)變阻器接入電路的是最大阻值，同時(shí)要一上一下的去接；閉合電鍵，燈閃亮了一下，說(shuō)明此時(shí)電流過(guò)大，隨后熄滅，則燈泡被燒壞，原因可能是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的阻值沒(méi)有調(diào)到最大處，導(dǎo)致電路中的電阻較小，電流過(guò)大；小燈泡的額定電壓為3.8伏，電壓表的“15V”一檔量程已損壞，若使用“3V”一檔量程，則將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端即可，當(dāng)電壓表示數(shù)為0.7伏時(shí)燈正常發(fā)光；額定功率根據(jù)公式即可得出，要注意表格中的數(shù)據(jù)是電壓表示數(shù)，不是燈泡的額定電壓?！敬鸢浮浚?）（略）（2）（3）先將電壓表并聯(lián)接在小燈兩端，閉合電鍵移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)達(dá)（1.5伏～3伏）時(shí)，打開(kāi)電鍵，將電壓表?yè)Q接到滑動(dòng)變阻器兩端，繼續(xù)移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為降到0.7伏為止（4）1.14【教學(xué)建議】本題第二問(wèn)中，小燈泡閃亮了一下又熄滅，說(shuō)明電路中電流過(guò)大，原因是滑動(dòng)變阻器未接入最大阻值；第三問(wèn)中發(fā)現(xiàn)小燈亮度增加、電流表示數(shù)增大、電壓表示數(shù)始終為零說(shuō)明電壓表有故障，這個(gè)可以單獨(dú)出故障題，教師要提醒學(xué)生對(duì)積累相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，故障并不一定只發(fā)生在燈泡和滑動(dòng)變阻器上。例5.例5.（★★★）某同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，所用電源由若干節(jié)普通新干電池串聯(lián)組成，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“50歐2安”字樣，待測(cè)小燈上標(biāo)有“0.2安”字樣，其額定功率大于0.5瓦。他正確連接電路并按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。當(dāng)他閉合電鍵時(shí)，觀察到電流表示數(shù)為0.12安，但小燈卻不發(fā)光，電壓表也無(wú)示數(shù)。(1)若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在滑動(dòng)變阻器或小燈上，則電路發(fā)生故障是___________________。實(shí)驗(yàn)所用電源由____________節(jié)干電池串聯(lián)組成。(2)該同學(xué)用規(guī)格相同的元件換下發(fā)生故障的元件后重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片最終使小燈正常發(fā)光時(shí)，發(fā)現(xiàn)電路中兩個(gè)電表的指針偏離零刻度線的角度恰好相同。①該同學(xué)判斷小燈正常發(fā)光的依據(jù)是觀察到______________。②請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算出小燈泡的電功率為_(kāi)___________瓦?！究键c(diǎn)】測(cè)小燈泡的電功率【解析】閉合電鍵時(shí)，觀察到電流表示數(shù)為0.12安，但小燈卻不發(fā)光，電壓表也無(wú)示數(shù)，說(shuō)明燈泡短路；此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻為最大值，電源電壓為0.12A×50Ω=6V，由四節(jié)干電池組成；當(dāng)小燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓或者電流達(dá)到額定電流時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.2A，而電路中兩個(gè)電表的指針偏離零刻度線的角度恰好相同，且由