18.3测量小灯泡的电功率-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识导航与微点作业（人教版）

人教版九年级物理知讲练考全优学案 第十八章《电功率》 18.3测量小灯泡的电功率 知识导航与规律点拨 1.测量小灯泡电功率的原理是 ；方法被称为 。 2.实验电路图： 3. 实验数据表格： 几次实验的电压中至少包括这样三次电压： U实 1.2U额 , U实 U额 , U实 U额 。 次数 电压/V 电流/A 电功率/W 亮度 1 2 3 4 5 4. 实验中对小灯泡的电功率进行多次测量的目的： 两个目的：① 和② 。 5.实验中，滑动变阻器所起的作用是：① ；② 。 6.实验结论：① 。 ② 。 7.若多次测量求出功率的平均值，功率的平均值没有意义。 8.测出小灯泡的额定功率方法： 调节滑动变阻器，使灯泡两端的实际电压等于额定电压，读出此时电流值，应用公式P=UI进行计算。 注 意：测小灯泡的额定功率实验的多种可能性，先满足额定条件，再测出另外一个物理量。 ①若所给额定条件是额定电压U额，可测额定电流I额，用公式 进行计算， 或测出小灯泡正常工作时的电阻R，用公式 进行计算； ②若所给额定条件是是额定电流I额，可测额定电压U额，用公式 进行计算， 或测出小灯泡正常工作时的电阻R，用公式 进行计算； ③若所给额定条件是正常工作时的电阻R，可测额定电流I额，用公式 进行计算， 或测出小灯泡的额定电压U额，用公式 进行计算； 9.比较“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1 P2（选填“>”、“<”或“=”） 【1.P=UI 伏安法 3.= = ＜ 4.①探究小灯泡的实际电压与额定电压的关系时实际电功率与额定功率的关系②小灯泡亮度与其实际功率的关系 5.保护电路 调节灯泡两端电压 6.U实＞U额 时,P实＞P额 U实＝U额 P实＝P额, U实＜U额 P实＜P额 小灯泡的亮度决定于小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮 8. 9.＞ 】 微点作业 一、单选题 1．如图所示小灯泡额定电压为，利用这个电路可以进行很多电学实验，下列说法错误的是（　　） A．探究灯丝电阻与温度的关系 B．探究灯泡亮度与实际功率的关系 C．测量小灯泡额定功率 D．探究电流与电压的关系 2．有关“测定小灯泡额定功率”的实验分析正确的是( ) A．所选择的电源的电压必须等于小灯泡的额定电压 B．实验原理是 C．要计算三次实验的功率并取平均值 D．滑动变阻器的作用之一是保护电路 3．关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（　　） A．伏安法测小灯泡电功率实验原理是 B．两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差 C．两个实验使用的实验器材完全相同 D．伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法 4．如图所示，是电学中比较重要的电路图，利用此电路图可以完成多个电学实验。若电源电压保持不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A．若探究电流与电阻关系，定值电阻R由5Ω换成10Ω，为完成实验，应将滑片左移 B．若要测量定值电阻R的值，可多次改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组数据，算出多个电阻值求其平均值，可以减小误差 C．若将定值电阻R换成小灯泡，可以探究电流与电压的关系 D．若将定值电阻R换成小灯泡，测量小灯泡的额定功率，而多次改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组数据，算出功率并求其平均值，减小误差 5．如图所示是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件，并进行对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（    ） A．探究电流与电压的关系——保证定值电阻阻值不变 B．探究电流与电阻的关系——调节电阻两端电压成倍数变化 C．测量定值电阻的阻值——多次测量求平均值，减小误差 D．测量小灯泡的电功率——改变小灯泡两端电压，求平均电功率 6．用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”字样，闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（　　） A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因是小灯泡断路 B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱 C．当小灯泡的实际电压为3V时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向左移动 D．电压表无示数，电流表有示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路 二、实验题 7．在一次测量小灯泡额定功率的实验中，（电源由三节新干电池串联组成）聪明而粗心的小刚连接了如图（A）所示的电路，同组的小明发现电路连接有错，问： (1)小明主张拆了以后重新连接，可是时间来不及了，小刚眼珠一转，在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡的功率，请你帮助小刚在图（A）中画出要改动的那条导线； (2)纠正错误后，在闭合开关S之前应该把滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。小灯泡上标有“2.5V”字样（灯泡额定功率约为1W），则电流表量程为 ，电压表量程为 ；闭合开关后，电压表的读数如图（B）所示，电流表的读数为0.2A，小灯泡的实际功率为 W，小灯泡发光情况为 ；（正常发光/可以发光/亮度较暗/不发光） (3)如要测量小灯泡的额定功率，则应该将滑动变阻器的滑片P向 移动（左/右），将电压表的示数调整到 V，如果此时电流表的示数如图（C）所示，则该小灯泡的额定功率是 W。 8．某同学利用图所示的电路测量小灯泡的电功率，实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。 (1)该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“”，并补画出正确的那根导线； (2)正确连接电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是 ； (3)排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示； 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 发光情况 明亮 亮 更明亮 较亮 较暗 微光 熄灭 熄灭 电压U/V 2.5 2.1 30 1.7 1.3 0.9 0.5 0.1 电流I/A 0.28 0.26 0.30 0.24 0.21 0.19 0.16 0.05 分析实验数据可知： ①小灯泡的额定功率为 W； ②7、8两次实验中，小灯泡熄灭的原因是 ； ③实验结束后整理完器材，小灯泡的电阻值可能是 （填“0Ω”、“1Ω”或“2Ω”）； ④在相邻的某两次实验中，若滑动变阻器接入电路的电阻减小了∆R1，小灯泡的电阻增大了∆R2，则∆R1 （填“大于”“等于”或“小于”）∆R2。 9．小明同学用“伏安法”测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，观察并记录数据，绘制出如图乙所示的图像。 (1)小明所接的实验电路甲存在错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“”，并用笔画线代替导线画出正确的连接法。 (2)由图像可知小灯泡的额定功率是 ，实验表明：小灯泡的亮度是由它的 决定的。 (3)若小灯泡的实际电压为U1，且与小灯泡额定电压的关系为U额=2U1，以下关于灯泡额定功率P额与实际功率P1的数值关系，可能是______（填字母）。 A．P额=P1 B．P额=3P1 C．P额=4P1 D．P额=5P1 (4)将小灯泡换成发光二极管，测量加在它两端的电压和通过它的电流。计算它的电功率，将所得的电功率与小灯泡相比，发现它们在亮度相当的时候， 的电功率较小。 10．小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω。 (1)用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图甲电路连接完整； (2)闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“C”或“D”）端； (3)闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）； (4)排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为 V，若要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“C”或“D”）端移动，根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象，小灯泡的额定功率为 W； (5)小韩还想用标有“600res/(kW·h)”的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器，只让电灶单独工作，发现6min电能表的转盘转过120r，则电灶的功率为 W。 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D D C B C C 1．D 【详解】A．闭合开关，记录电流表和电压表示数，保持滑片位置不变，随着时间推移，灯丝的温度升高，观察电压表和电流表示数变化，即可探究灯丝电阻与温度的关系，故A正确，不符合题意； B．闭合开关，记录电流表和电压表示数，改变滑片的位置，观察灯亮度变化及记录电流表与电压表示数，利用计算灯的实际功率，即可探究灯泡亮度与实际功率的关系，故B正确，不符合题意； C．移动滑动变阻器滑片，至电压表示数为2.5V，记录电流表示数，由即可求出灯泡的额定功率，故C正确，不符合题意； D．探究电流与电压的关系，要控制定值电阻阻值不变，灯泡的阻值随着温度的变化而变化，不是一个定值，所以不能用于探究电流与电压的关系，故D错误，符合题意。 故选D。 2．D 【详解】A．测定小灯泡额定功率，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡在额定电压下正常发光，故所选择的电源电压必须大于灯泡的额定电压，故A错误； B．测小灯泡额定功率实验原理是P=UI，故B错误； C．灯泡在额定电压下正常发光，不同电压下灯泡的实际功率不同，不能取三次实验的功率的平均值，故C错误； D．滑动变阻器的基本作用是保护电路，实验中，滑动变阻器还可改变灯泡两端的电压，从而测量不同电压下的功率，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流，根据P=UI求灯泡的电功率，伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI，故A错误； B．“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的找电阻丝的电阻与温度的关系，“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时，实际功率和额定功率的关系，故B错误； C．根据和P=UI知这两个实验可以使用同一电路，测量小灯泡两端的电压和电流，两个实验使用的实验器材完全相同，故C正确； D．两个实验都没有采用控制变量法，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】由图得，电阻R与滑动变阻器串联，电压表测量电阻R的电压，电流表测量电路的电流，滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大。 A．探究电流与电阻关系，要控制电阻的电压不变，定值电阻R由5Ω换成10Ω，定值电阻分到的电压变大，因此为完成实验，应将滑片右移，使滑动变阻器接入电路中的电阻变大，使滑动变阻器的电压变大，直到定制电阻的电压为原来的电压值，故A错误； B．若要测量定值电阻R的值，可多次改变滑动变阻器的滑片位置，记录多组定值电阻的电压和电流，根据欧姆定律算出多个电阻值求其平均值，减小误差，故B正确； C．若将定值电阻R换成小灯泡，由于小灯泡的电阻随温度的改变而改变，因此不可以探究电流与电压的关系，故C错误； D．若将定值电阻R换成小灯泡，测量小灯泡的额定功率，多次改变滑动变阻器的滑片位置，得到的是不同的电压和电流，灯在不同电压下的功率不同，故算出不同电压下的功率是错误的，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．探究电流与电压的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变被测电阻两端电压来分析比较电阻一定时，电流和电压之间的关系，故A错误； B．探究电流与电阻的关系时，滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变，得出电压一定时，电流与电阻之间的关系，故B错误； C．测量导体的电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故C正确； D．在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系；不同电压时电功率不同，不可以求平均电功率，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．小灯泡不亮，电流表几乎无示数，说明电路可能断路，电压表的示数几乎等于电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即故障原因是小灯泡断路，故A正确，不符合题意； B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，说明电路中电阻较大，且滑动变阻器没有变阻的作用，即故障原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱，故B正确，不符合题意； C．当小灯泡的实际电压为3V时，小于灯泡额定电压3.8V，要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，因此应将滑动变阻器滑片向右移动，故C错误，符合题意； D．电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，因此电路故障可能是小灯泡短路，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．(1) (2) 0~0.6A 0~3V 0.34 亮度较暗 (3) 左 2.5 0.75 【详解】（1）将灯泡与滑动变阻器相连的线去掉改接在电源负极，电路图如图所示： （2）[1][2]因为小灯泡上标有“2.5V”字样，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表并联在小灯泡的两端，所以，电压表选择0~3V的量程；灯泡的额定功率约为1W，根据P=UI可得，小灯泡的额定电流约为 所以，电流表选择0~0.6A的量程。 [3][4]电压表的分度值为0.1V，示数为1.7V，即小灯泡的两端电压为1.7V，此时小灯泡的实际功率为 小于小灯泡的额定功率，所以，小灯泡亮度较暗。 （3）[1][2][3]由于小灯泡的额定电压为2.5V，要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡的两端电压为2.5V，所以需增大小灯泡的两端电压，减小变阻器的两端电压，根据串联分压原理可知，需减小变阻器接入电路的电阻，则应该将滑动变阻器的滑片P向左移动，将电压表的示数调整到2.5V，此时电流表的示数如图（C）所示，电流表的分度值为0.02A，示数为0.30A，即此时通过小灯泡的电流为0.30A，则该小灯泡的额定功率是 8．(1) (2)小灯泡发生短路 (3) 0.7 小灯泡的实际功率过小 1Ω 大于 【详解】（1）图中灯泡被短路，电压表与灯泡串联，根据电压表要与被测电路并联，正确电路如图所示 （2）电流表有示数说明电路是通路，在减小滑动变阻器连入电路的电阻时，电流表示数增大，电压表示数为零，说明电压表并联部分发生短路，即小灯泡被短路。 （3）[1]小灯泡的额定功率 [2]灯泡的亮度取决于灯泡实际功率大小，当灯泡功率过小时，灯泡不亮，7、8两次实验中，小灯泡熄灭的原因是小灯泡的实际功率过小。 [3]由欧姆定律可知第8次实验时灯泡的电阻 根据灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大且灯丝电阻不为零可知，小灯泡在实际结束后的电阻值大于零小于2Ω即可能为1Ω。 [4]当变阻器连入电路的电阻减小时，电路电流增大，由欧姆定律知电路的总电阻减小，由串联电路电阻规律可知 可得∆R1大于∆R2。 9．(1) (2) 0.75W 实际电功率 (3)B (4)发光二极管 【详解】（1）测小灯泡电功率的实验中电流表、灯泡、滑动变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压。由图可知：电流表与灯泡并联了，电压表与灯泡串联了，所以将灯泡左边的导线接在电压表的3接线柱，如图所示： （2）[1]由图像可知小灯泡的额定电压为2.5V时，通过灯的电流为0.3A，则灯的额定功率为 [2]实验表明：小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。 （3）若小灯泡的电阻不变且小灯泡的额定电压为实际电压的2倍，根据可知，灯泡额定功率P额为实际功率P1的4倍，即； 但实际小灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以当实际电压为额定电压的时，温度低，电阻小，根据可知，灯泡的实际功率应该大于灯泡额定功率的，即，当实际电压为额定电压的时，实际功率一定小于额定功率，所以只能是。 故B正确。 （4）因发光亮度相当，所以W有相同，根据可得 相同。 由于发光二极管将电能转换成光能的效率更高，所以发光二极管消耗的电能较少，相同的时间内发光二极管电功率较小。 10．(1) (2)C (3)断路 (4) 2.2 D 0.5 (5)2000 【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常发光时的电流约为 故电流表选用小量程与灯串联，如下所示： （2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的C端。 （3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，可能电路中出现断路，电压表示数为3V，可能是小灯泡断路。 （4）[1]图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V。 [2]灯在额定电压下正常发光，2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向D移动，直到电压表示数为额定电压。 [3]根据该同学实验得到的如图2所示的I-U图象知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为 P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W （5）转盘转动120转，电灶消耗的电能 电灶的功率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$