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专项四 测量电功率
一、选择题
1.(2023·山东滨州中考真题)某小组在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中,发现电压表只有0~3V量程完好,正确连接电路,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,测得三组数据记录在表一中同学们分析数据,发现小灯泡不能正常发光。讨论后重新连接电路,再次测得三组数据记录在表二中。下列分析正确的是( )
表一
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
1
1.5
016
2
2.5
0.22
3
3
0.24
实验序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
4
3
0.24
5
2.2
0.28
6
1.5
0.30
A. 电源电压为6V
B. 小灯泡的额定电压为3V
C. 小灯泡正常发光时的电阻为20Ω
D. 小灯泡正常发光消耗电功率为1.064W
【答案】AD
【解析】
【详解】由于该实验为测量小灯泡电功率的实验,故该电路应设计为串联电路。分析两表数据,可以发现,表一电压表示数变大,电流表数据变大;表二电压表示数变小,电流表示数变大,可推测出,表一电压表测量灯泡两端电压,表二电压表测量滑动变阻器两端电压。
结合两表数据可知,由得,当电压表为3V时,可得灯泡和滑动变阻器电阻相等为
根据电路电流处处相等,由得,电源电压为
由题意知小灯泡正常发光时电流为0.28A,此时滑动变阻器两端的电压为2.2V,根据串联电路电压特点,电源电压等于个部位电压之和,可得,小灯泡的额定电压为
根据得,小灯泡正常发光时得电功率为
故选AD。
二、实验探究题
2.(2023·山东泰安中考真题)物理实验小组连接了如图甲所示的电路,做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选择的器材有:电源(可选电压为4.5V、6V),规格为“20Ω 2A”的滑动变阻器一个,小灯泡(额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W)一个,电压表、电流表各一个,开关、导线若干。
(1)甲图连接的电路有一处错误,请把接错的那一根导线找出来打“×”,用笔画线代替导线画出正确的连接(只改接一根导线);_______
(2)正确连接电路后,当变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电源电压为________V,小灯泡的额定功率为_________W;
(3)变阻器的滑片P移至某处时,电流表示数为0.18A,电压表示数如图乙所示为_________V,此时小灯泡的电阻为_________Ω;
(4)该实验小组的同学又设计了如图丙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,经检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表_________(选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为U;
②用已知物理量和测量量的符号表示出小灯泡额定功率_________。
【答案】 ①. ②. 4.5 ③. 0.5 ④. 1.8 ⑤. 10 ⑥. V1 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,电压表被串联在电路中,正确做法是将其正极导线,接在灯泡正极,负极导线接在灯泡负极,使其并联在灯泡两侧,如图所示:
(2)[2][3]由题意知,小灯泡与滑动变阻器串联,小灯泡额定电压为2.5V,额定功率小于0.75W,由得
小灯泡额定电流不能大于0.3A,变阻器的滑片P在中点时小灯泡正常发光,根据欧姆定律得
变阻器此时分得电压应低于3V,根据串联电路电压特点,电源电压等于各部分电压之和,为保证灯泡正常工作,所以电源电源应选择4.5V,则此时滑动变阻器分得电压为
由得,此时经过变阻器电流为
根据串联电路电流处处相等可得,灯泡得额定电流为0.2A,由可得,灯泡得额定功率为
(3)[4][5]图乙可知,电压变读数为1.8V,根据得,小灯泡电阻阻值为
(4)[6]由图可知,电压表V1测灯泡两端电压,所以要测量灯泡得额定电压,应让电压表V1示数为U额。
[7] 由图可知另一个电压表V2测灯泡与定值电阻R0两端电压,示数记为U,其中定值电阻R0与灯泡串联,根据串联电路电压特点可得,定值电阻R0两端电压为
由于串联电路电流处处相等,根据得,经过定值电阻R0的电流就是电路电流,即
由得,灯泡额定功率为
3.(2021·山东威海中考真题)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”,请用笔画线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大______。
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