13.3学生实验：探究——小灯泡的电功率－－第2课时 测量小灯泡电功率的变式实验 课时训练--2023-2024学年北师大版物理九年级上学期

13.3学生实验：探究——小灯泡的电功率 第2课时 测量小灯泡电功率的变式实验 课时训练 第十三章 电功和电功率 【2023·沈阳】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所选小灯泡的额定电压为2.5 V。 (1)如图甲是测量小灯泡的电功率的电路图。正确连接电路，闭合开关后，电压表和电流表都没有示数，电路故障可能是________。 A．滑动变阻器短路 B．电流表断路 C．电压表断路 1 B 2 【点拨】 由图甲可知，L与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测L两端的电压；闭合开关后，若滑动变阻器短路，电压表测电源电压，电压表有示数，电流表有示数，故A不符合题意；若电流表断路，则整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故B符合题意；若电压表断路，电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关构成通路，电流表有示数，故C不符合题意，故选B。 (2)排除故障后，实验中，电压表的示数为2 V，小雨为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移动，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.3 A，则小灯泡额定功率为________W。 左 0.75 4 【点拨】 电压表的示数为2 V，小于灯泡的额定电压2.5 V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向左移动，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.3 A，则小灯泡的额定功率PL＝ULIL＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W。 (3)小雨的电流表坏了，老师给他一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器、一个阻值未知的定值电阻R1、电压保持不变的电源、若干开关和导线， 小雨重新设计了如图乙所示的电 路图，按电路图连接电路，并正 确测出小灯泡的额定功率P额。具 体实验步骤如下： 6 ①断开开关S2，闭合开关S1和S3，调节滑动变阻器的滑片P至a端，电压表的示数为U1；再将滑片P调至b端， 电压表示数为U2，则R1＝____________。(用U1、U2和R0表示) 7 【点拨】 断开开关S2，闭合开关S1和S3，调节滑动变阻器的滑片P至a端时，灯泡L被短路，滑动变阻器接入电路电阻为0，此时电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，即电源电压U＝U1；再将滑片P调至b端，此时R1与R0串联接入电路，电压表测R1两端的电压为U2，则滑动变阻器R0两端的电压U0＝U－U2＝U1－U2；则电路中的电流I＝I0＝＝，则R1的阻值R1＝＝＝； ②断开开关S1和S3，闭合开关S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U1－U额。(U额为已知量，表示小灯泡的额定电压) 9 【点拨】 断开开关S1和S3，闭合开关S2时，灯泡L、R1、R0串联接入电路，电压表测R1和R0的总电压，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U1－U额，等于电源电压减灯泡的额定电压，说明此时灯泡正常发光； ③不改变滑动变阻器的滑片P的位置，断开开关S2和S3， 闭合开关S1，电压表示数为U3，则P额＝____________。(用U额、U1、U2、U3和R0表示) 11 【点拨】 不改变滑动变阻器的滑片P的位置，断开开关S2和S3，闭合开关S1，灯泡L、R1、R0仍串联接入电路，电压表测R1两端的电压为U3；由于电路结构不变，电路中电阻不变，电流不变，此时灯泡仍正常发光，电路中的电流I′＝＝＝，则灯泡的额定功率P额＝ U额I′＝U额×＝。 【点规律】 在测量小灯泡电功率的实验中，若缺少电流表，这时可选择一个电压表并联在已知阻值的定值电阻两端，这样的组合相当于一个“电流表”，再将这个“电流表”与灯泡串联就可以测量流过小灯泡的电流。 【2023·通辽】如图所示，甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω)、电流表、电压表、开关各一个， 规格分别为R1(10 Ω　1 A)和R2 (30 Ω　0.5 A)的滑动变阻器各 一个，导线若干。 2 (1)连接电路时，滑动变阻器应选______(填“R1”或“R2”)。 【点拨】 灯泡正常发光时电路电流约为I′＝＝＝0.25 A；此时滑动变阻器两端的电压U滑＝U－UL＝6 V－2.5 V＝3.5 V，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝＝＝14 Ω> 10 Ω，因此应选规格为“30 Ω　0.5 A”的R2滑动变阻器。 R2 (2)连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障可能是___________。 【点拨】 连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，电路故障可能是小灯泡短路。