15章 電功率2節(jié) 測量小燈泡的電功率(含特殊方法)1. (2018云南省卷)如圖所示,在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電壓為3.8 V,電阻約為12 Ω,電源電壓為6 V.1題圖甲(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電路補(bǔ)充完整.(2)閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑片應(yīng)置于________(選填AB”)端.閉合開關(guān),燈泡不亮,電壓表和電流表都有示數(shù),但示數(shù)較小,接下來的操作是______________________(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8 V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為________W.再繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片進(jìn)行測量的過程中,小燈泡突然熄滅,電流表示數(shù)為0,電壓表示數(shù)接近6 V,你認(rèn)為故障可能是______________________1題圖乙(4)完成測量后,同學(xué)又找來幾個不同阻值的定值電阻替換小燈泡,探究電流與電阻的關(guān)系.當(dāng)電阻為10 Ω時,電流表的示數(shù)為0.2 A;換用20 Ω的電阻后,閉合開關(guān),應(yīng)將滑動變阻器的滑片向________(選填AB”)端移動,使電壓表的示數(shù)為______V,讀出電流表的示數(shù).多次換用阻值不同的電阻,進(jìn)行正確操作后即可得出結(jié)論.2. (2019張家界)小張用兩節(jié)干電池測小燈泡的電功率,電路如圖甲所示,小燈泡額定電壓為2.5 V,電阻約10 Ω,滑動變阻器規(guī)格為“20 Ω 1 A”2題圖(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,連接完整圖甲所示的實(shí)物電路.(2)連接電路時開關(guān)應(yīng)________(選填斷開閉合”)(3)處理故障后,閉合開關(guān)前,圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于________(選填AB”)端.(4)小張連接好實(shí)驗(yàn)電路,檢查連接無誤后,閉合開關(guān)S,卻發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光,電流表無示數(shù),電壓表示數(shù)為3 V,可能發(fā)生的故障可是________A. 滑動變阻器處斷路   B. 燈座接線短路C. 小燈泡的燈絲斷了  D. 開關(guān)接觸不良(5)排除故障后,閉合開關(guān),移動滑片P至電壓表的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為________V.當(dāng)滑動變阻器的滑片PB端移動時,滑動變阻器兩端的電壓________(選填增大減小”)(6)改變滑片P的位置,獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值,繪制得如圖丙所示的IU圖像,根據(jù)圖像比較小燈泡的電阻值,你有什么發(fā)現(xiàn)?把你的發(fā)現(xiàn)寫成一句具有概括性的結(jié)論:________________________________________________________________________.(7)小燈泡的額定功率是________W.3. (2019邯鄲一模)小紅在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓恒為3 V,小燈泡上標(biāo)有“2.5 V”字樣.3題圖(1)連接如圖所示電路時,導(dǎo)線M的另一端應(yīng)接在電壓表________V(選填“3”“15”)接線柱上.(2)閉合開關(guān)后,若燈泡不亮、電壓表無示數(shù)、電流表有示數(shù),則電路中發(fā)生的故障可能是________________(3)處理故障后,閉合開關(guān),電壓表示數(shù)為1.5 V,此時應(yīng)將滑動變阻器的滑片向________(選填ab”)端移動小燈泡才能正常發(fā)光.小紅進(jìn)行了4次測量,并將有關(guān)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中.次數(shù)電壓U/V電流I/A實(shí)際電功率P/W小燈泡亮度10.50.120.06不亮21.50.200.30偏亮32.50.30 正常42.80.320.90更亮(4)分析表中信息,可知小燈泡的額定功率為________W.實(shí)驗(yàn)還可以得出:小燈泡實(shí)際電功率越大,小燈泡的電阻________(選填越大、越小不變”)【拓展】細(xì)心的小紅發(fā)現(xiàn),如果將小燈泡換成電阻,也可以用這個電路測量電阻的阻值.于是她將電路改接正確后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器的滑片到某位置時,電壓表和電流表的示數(shù)分別是2 V0.2 A,被測電阻的阻值是________Ω.老師告訴小紅還需要多次測量,這樣可以________________________________________________________________________4. (2019石家莊新華區(qū)一模)(缺電壓表)小明同學(xué)按圖甲所示的電路圖,連接圖乙實(shí)物圖,來測量小燈泡的額定功率.已知小燈泡的額定電壓為2.5 V,電源電壓恒為3 V.4題圖(1)請根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實(shí)物連接成完整電路.(2)正確連接電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電壓表有示數(shù),電流表指針幾乎不動,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是________________________(3)排除故障,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出IU圖像,如圖丙所示,根據(jù)圖像求出小燈泡正常發(fā)光時的功率為________W.(4)通過分析IU圖像,發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻是變化的,其原因是________________________________(5)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又重新設(shè)計(jì)了電路,如圖丁所示,測量另一個小燈泡的額定功率,這個小燈泡正常工作的電流為I1,請完成實(shí)驗(yàn)步驟(已知電源電壓為U)只閉合開關(guān)S1,移動滑動變阻器R2的滑片,使電流表示數(shù)為________只閉合開關(guān)S2,保持滑動變阻器R2的滑片位置不變,____________________________使電流表示數(shù)為I1;再將滑動變阻器R2的滑片調(diào)到最左端,讀出電流表的示數(shù)為I2;則小燈泡的額定功率表達(dá)式為P________(用字母表示)5. (2018天水改編)(缺電壓表)小明同學(xué)手里有一個標(biāo)有“3.8 V”字樣的小燈泡,他想知道小燈泡正常工作時的電功率,于是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室借了一些實(shí)驗(yàn)器材,連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路,電源電壓恒定不變.5題圖(1)在圖甲中找出連接錯誤的一根導(dǎo)線并在該導(dǎo)線上畫×,用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確.(2)電路連接好后,小明閉合開關(guān),無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度不變,且微弱發(fā)光,則故障原因可能是______________________(3)故障排除后,小明調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為________W.(4)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小明又找到了一只阻值已知的定值電阻R0,并借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,繼續(xù)測量另一個額定電壓為U的小燈泡正常發(fā)光時的電阻.測量時,應(yīng)先閉合開關(guān)SS1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的示數(shù)為________時,小燈泡正常發(fā)光;接著將S1斷開,S2閉合,讀出電流表的示數(shù)I,則小燈泡正常發(fā)光時的電阻R______(以上兩空均用含有I、UR0的代數(shù)式表示)6. (2019河南)(缺電流表)探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:電源電壓U恒為8 V,滑動變阻器規(guī)格為“20 Ω 2 A”,小燈泡的額定電壓U2.5 V,額定功率小于1.2 W,兩個阻值分別為10 Ω、20 Ω的定值電阻R0可供選擇.(1)為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍,小聰設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖乙中實(shí)物電路的連接.6題圖(2)正確連接電路后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄的數(shù)據(jù)如表所示.當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時,電流表示數(shù)如圖丙所示,小燈泡的額定功率為________W.(3)分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:小燈泡工作時,消耗的電功率隨電壓的增大而________.根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出,小聰在實(shí)驗(yàn)中選用的是R0________Ω的定值電阻. 物理量12345電壓/V1.01.52.02.53.0電流/A0.240.320.38 0.44電功率/W     (4)完成實(shí)驗(yàn)后,愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路,所用電壓表量程為“015 V”,請將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整.檢查電路無誤后,閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至“1”,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為________;6題圖丁滑片不動,再將開關(guān)S1撥至“2”,讀出電壓表示數(shù)為U0小燈泡的額定功率:P______(U、U0R0表示)若步驟中,在將開關(guān)S1撥至“2”時,不小心將滑片向右移動了少許,其他操作正確,則測出的小燈泡額定功率比真實(shí)值________(選填偏大偏小”)7. (2019石家莊裕華區(qū)二模改編)(缺電流表)小明利用如圖甲所示的電路測量小燈泡的額定功率.滑動變阻器標(biāo)有“20 Ω 2 A”字樣,電源電壓恒為9 V,小燈泡的額定電壓為2.5 V,額定功率小于1.5 W,阻值為R15 ΩR215 Ω,R325 Ω的三個定值電阻R.7題圖(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,完成圖甲中實(shí)物電路的連接.(2)電路連接正確后,閉合開關(guān),小燈泡發(fā)出耀眼的光,然后熄滅,則出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是:________________________________(3)排除故障后換新的同樣的燈泡,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),收集的數(shù)據(jù)記錄在表中.當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5 V時,電流表的示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率________W.(4)分析表中的數(shù)據(jù),可知實(shí)驗(yàn)中選用的是____Ω的定值電阻.實(shí)驗(yàn)序號1234電壓/V1.01.52.02.5電流/A0.260.290.32 【拓展】小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,去掉電流表,又多用了兩個開關(guān)及一些導(dǎo)線,沒有更換其他器材,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,也完成了對小燈泡額定功率的測量.實(shí)驗(yàn)步驟如下,請補(bǔ)充完整:閉合S、S1,斷開S2,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為________V;②______________________________________,讀出電壓表的示數(shù)為U;燈泡額定功率的表達(dá)式為P________(用已知量和測量的量表示) 
 參考答案及解析 2節(jié) 測量小燈泡的電功率(含特殊方法)1. (1)如答圖所示 (2)B 將滑動變阻器滑片由B端向A端緩慢調(diào)節(jié) (3)1.216 小燈泡斷路 (4)B 21題答圖【解析】(1)滑動變阻器和電流表均應(yīng)與小燈泡串聯(lián),并且使電流從電壓表的正接線柱流入,從負(fù)接線柱流出;小燈泡的額定電壓為3.8 V,電阻約12 Ω,則正常發(fā)光時小燈泡的電流約為0.3 A小于0.6 A,則電流表應(yīng)選用小量程,如答圖所示;(2)閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)置于接入電路的阻值最大的B端;閉合開關(guān),小燈泡不亮,電壓表和電流表都有示數(shù)但較小,是因?yàn)樾襞輧啥说碾妷汉屯ㄟ^它的電流太小,應(yīng)使滑片向A端緩慢移動,減小滑動變阻器接入電路的阻值,再觀察燈泡的亮度變化;(3)由題圖乙可知,電流表使用小量程,示數(shù)為0.32 A,此時小燈泡正常發(fā)光,則其額定功率為PUI3.8 V×0.32 A1.216 W;小燈泡熄滅,電流表示數(shù)為0,說明沒有電流通過小燈泡;電壓表示數(shù)接近電源電壓6 V,則故障原因可能是小燈泡斷路;(4)探究電流與電阻的關(guān)系時,應(yīng)采用控制變量法,保持電阻兩端的電壓不變;當(dāng)電阻為10 Ω時,電流為0.2 A,則電壓表示數(shù)為UIR0.2 A×10 Ω2 V;換用20 Ω的電阻后,為保持電壓表示數(shù)為2 V不變,應(yīng)增大滑動變阻器接入電路的阻值,將滑片PB端移動.2. (1)如答圖所示 (2)斷開 (3)A (4)C (5)2.2 減小 (6)燈絲電阻受到溫度的影響發(fā)生變化  (7)0.5 2題答圖【解析】(1)根據(jù)小燈泡的額定電壓2.5 V和小燈泡的電阻約為10 Ω可知,電壓表、電流表均選用小量程并要求電流正進(jìn)負(fù)出,如答圖所示;(2)連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開;(3)閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大處,即滑片位于A端;(4)實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),電流表無示數(shù),說明電路中出現(xiàn)斷路,電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明斷路故障位于與電壓表并聯(lián)的部分,即為小燈泡的燈絲斷了,故選C;(5)實(shí)驗(yàn)過程中電壓表讀數(shù)是2.2 V,滑動變阻器滑片向B端移動,滑動變阻器連入電路的阻值減小,燈泡與滑動變阻器串聯(lián)分壓,故滑動變阻器分得的電壓減?。?/span>(6)由圖像可得燈泡的電流與其兩端電壓不成正比,這是因?yàn)闊艚z電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化;(7)由圖像可知,燈泡正常發(fā)光時的電功率PUI2.5 V×0.2 A0.5 W.3. (1)3 (2)小燈泡短路(或電壓表短路)  (3)a   (4)0.75  越大 【拓展】10 減小誤差【解析】(1)測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表和小燈泡應(yīng)串聯(lián),電壓表并在小燈泡兩端,而電源電壓為3 V,所以電壓表選03 V的量程,所以導(dǎo)線M的另一端接電壓表的3 V接線柱上;(2)電流表有示數(shù),說明電路是通路,而燈泡不亮,電壓表無示數(shù),說明小燈泡短路或電壓表短路;(3)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.5 V時,為使小燈泡正常發(fā)光,需使小燈泡兩端的電壓達(dá)到2.5 V,根據(jù)串聯(lián)正比分壓可知:滑動變阻器分得的電壓應(yīng)變小,即阻值減小,所以滑片向a端移動;(4)由表中數(shù)據(jù)可知:當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5 V時,小燈泡正常發(fā)光,此時的電流為0.3 A,所以小燈泡的額定功率為2.5 V×0.3 A0.75 W;隨著小燈泡越來越亮,小燈泡實(shí)際功率越來越大,電阻越來越大.【拓展】電壓表示數(shù)為2 V時,電流表示數(shù)為0.2 A,所以電阻R10 Ω;多次測量,這樣可以取多次測量的平均值作為待測電阻的阻值以減小誤差.4. (1)如答圖所示 (2)小燈泡斷路 (3)0.625 (4)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 (5)I1 移動滑動變阻器R1的滑片 4題答圖5. (1)如答圖所示 (2)滑動變阻器的兩下接線柱接入電路  (3)1.14 (4) ()5題答圖6. (1)如答圖所示 (2)1.05 (3)增大 10  (4)① 5.5 V U 偏小6題答圖【解析】(1)PUI得,小燈泡的額定電流小于I0.48 A,所以電流表選擇00.6 A的量程;燈泡、R0及滑動變阻器串聯(lián),故將電流表的“0.6”接線柱與電源的極連接,小燈泡的左接線柱與R0的左接線柱連接,如答圖所示;(2)(1)可知,電流表選擇00.6 A的量程,分度值為0.02 A,示數(shù)為0.42 A.則小燈泡的額定功率PUI2.5 V×0.42 A1.05 W;(3)由表中數(shù)據(jù)可知,隨著電壓的增大,電流增大,根據(jù)PUI可知,小燈泡消耗的電功率增大,即小燈泡工作時,消耗的電功率隨電壓的增大而增大.由表中數(shù)據(jù)可知,第5次實(shí)驗(yàn)電流最大,此時電路總電阻最小,由I可得,第5次實(shí)驗(yàn)時電路總電阻R≈18.2 Ω20 Ω,故小聰在實(shí)驗(yàn)中選用的是R010 Ω的定值電阻;(4)要測量小燈泡的額定功率,需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓:閉合開關(guān)S,將開關(guān)S1撥至“1”,小燈泡、R0和滑動變阻器串聯(lián),電壓表測R0和滑動變阻器兩端的總電壓,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,燈泡正常發(fā)光時,電壓表的示數(shù)U8 V2.5 V5.5 V滑片不動,再將開關(guān)S1撥至“2”,電壓表測R0兩端的電壓U0,此時電路中的電流即為小燈泡的額定電流I;小燈泡的額定功率PUIU.若將開關(guān)S1撥至“2”,滑片向右移動少許,滑動變阻器接入電路的阻值變大,根據(jù)串聯(lián)分壓知識可知,滑動變阻器兩端的電壓變大,定值電阻R0兩端的電壓U0變小,根據(jù)PUIU可知,測出的小燈泡的額定功率比真實(shí)值偏?。?/span>7. (1)如答圖所示 (2)閉合開關(guān)前,滑片未放置在阻值最大處 (3)0.9  (4)15 【拓展】①2.5 閉合SS2,斷開S1,保持滑片位置不動 7題答圖【解析】(1)在測小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中,電源、開關(guān)、滑動變阻器、小燈泡和電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端,由于小燈泡額定電壓為2.5 V,所以電壓表接03 V的量程,由于小燈泡的額定功率小于1.5 W,所以燈泡的額定電流小于0.6 A,故電流表選擇00.6 A的量程,具體連接如答圖所示;(3)電流表使用的是00.6 A的量程,分度值是0.02 A,指針指在第18個小格處,所以電流表的讀數(shù)為0.02 A×180.36 A,此時的電壓為額定電壓即2.5 V,所以額定功率PUI2.5 V×0.36 A0.9 W;(4)由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)電壓表示數(shù)U11 V時,電路中的電流I10.26 A,定值電阻和滑動變阻器分得的電壓為U19 V1 V8 V,定值電阻和滑動變阻器的總電阻R1≈30.8 Ω;當(dāng)電壓表示數(shù)U42.5 V時,電路中的電流I40.36 A,定值電阻和滑動變阻器分得的電壓為U49 V2.5 V6.5 V,定值電阻和滑動變阻器的總電阻R4≈18.1 Ω;由于RRR,若選定值電阻R325 Ω時,大于18.1 Ω,不合題意;若選定值電阻R15 Ω時,即使滑動變阻器全部接入電路,總電阻為5 Ω20 Ω25 Ω<30.8 Ω,不合題意;選R2時,R215 Ω<18.1 Ω,15 Ω20 Ω>30.8 Ω,故定值電阻R215 Ω合理.【拓展】閉合S、S1,斷開S2,移動滑片使電壓表的示數(shù)為2.5 V,燈泡正常發(fā)光;閉合S、S2,斷開S1,滑片不動,讀出電壓表的示數(shù)U,此時與比較,電路結(jié)構(gòu)沒有變化,只是中電壓表測量燈泡兩端的電壓,而中電壓表測量定值電阻和燈泡兩端的電壓,由于滑片位置沒變,電路電流不發(fā)生變化,定值電阻兩端的電壓UU2.5 V,通過燈泡和定值電阻的電流I,所以燈泡額定功率的表達(dá)式為PUI. 

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