18.3 测量小灯泡的电功率 培优练习- 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

18.3 测量小灯泡的电功率 培优练习 一、实验探究题 1．小华做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1：“10 Ω1A”和R2：“30Ω 0.5 A”的滑动变阻器各一个、导线若干。 （1）小华设计了图甲所示的电路测量小灯泡电功率，她应选用的滑动变阻器规格为　 　（填“R1”或“R2”）。 （2）如果电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡　 　（填“短路”或“断路”）。 （3）由图乙可以分析得到该灯泡的额定功率为　 　W。 2．小融在测量“小灯泡电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω 1A”，连接电路如图甲所示。 （1）图甲是小融连接的部分实物图，为了使滑片右移时灯泡变暗，请你用笔画线代替导线连接好电路（导线不得交叉）；　 　连接电路时，开关应　 　； （2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表没有示数，则可能的原因是小灯泡　 　（选填“短路”或“开路”）。排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为　 　A，此时小灯泡功率为　 　W； （3）若不考虑温度对灯泡电阻的影响，将该灯泡和规格为“3V 2W”的灯泡串联在一起，则该灯泡比“3V 2W”的灯泡更　 　（选填“亮”或“暗”）； （4）同组的小江又找来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω四个定值电阻继续探究“电流与电阻的关系”。只将5Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为2V。接下来断开开关，保持滑片位置不变，取下5Ω的定值电阻换成10Ω的电阻，闭合开关后，应将滑动变阻器阻值调　 　（选填“大”或“小”）。在用20Ω的电阻替换15Ω的电阻后，小江发现电压表示数始终不能调为2V，小融、小江经过讨论，发现通过调节电源电压可以完成实验，电源电压在2V和　 　V之间时，可以顺利完成整个实验。 3．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉； 　 　 （2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为　 　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V； （3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 4．小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。 (1)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整　 　。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮） (2)闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是　 　。 (3)排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为　 　A，小灯泡的额定功率为　 　W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）1.08W。 (4)同组的小红同学还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。 ①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为　 　V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器连入电路的阻值应　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。 ②实验结论是电压一定时，　 　。 ③实验结束后，小红问老师保持该电压不变的情况下，能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是　 　。 5．如图所示，某同学做“测小灯泡额定电功率”的实验，所用灯泡的额定电压是2.2V。 （1）请根据题意把图中的电压表正确连接到电路图中；　 　 （2）正确连接好电路后，闭合开关前，变阻器的滑片P应处于 　 　端（选填：A、B）；闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表示数为零，此现象的电路故障可能是灯泡L发生了 　 　； （3）实验部分数据与计算如表：从表中可知该小灯泡的额定功率是 　 　W； 实验次数 1 2 3 电压（V） 2.2 1.5 2.5 电流（A） 0.22 0.16 　 功率（W） 　 2.24 　 （4）第3次实验时发现电流表示数如图甲所示，则电流表的读数为 　 　A；某同学用已校零过的电流表在实验使用时出现如图乙所示的情况，则原因可能是 　 　； （5）实验结束时，该同学向老师提出可以用小灯泡来代替定值电阻，进行探究：“电流与电压的关系”的实验。老师指出这个实验操作是不可行的，原因是灯泡的电阻受 　 　影响。 6．小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 （1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；　 　 （2）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 　 　； （3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 　 　A； （4）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 　 　（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；小丽根据记录的多组I﹣U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 　 　W； （5）小丽根据小灯泡的I﹣U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大，你认为原因是 　 　。 7．小明所在小组用图甲所示的电路测量正常工作电压为2.5V的小灯泡的电阻，图乙是小明未完成连接的实验电路。 （1）请你按照图甲电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接；　 　 （2）连接完成后，闭合开关，发现电流表指针明显偏转，电压表指针几乎不动，则电路故障原因可能是　 　； （3）小明将故障原因解决后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，小灯泡正常发光时的阻值是　 　Ω（结果保留一位小数）；多次改变小灯泡两端的电压，并记录电流值，计算出对应的小灯泡的电阻； （4）小组同学还想继续测量此小灯泡的电功率，利用已有数据、同组小亮算出了灯泡在各电压下的平均功率。你认为小亮这样处理数据　 　（选填“正确”或“不正确”），理由是　 　； （5）小组同学根据串联电路的电压特点，重新设计如图丁所示的电路（电源电压未知）、利用电压表和定值电阻（已知阻值）测量未知定值电阻的阻值，闭合开关S后，接下来的操作是： ①闭合开关，断开开关时，测得电压表的示数为； ②　 　； ③表达式：　 　。 8．小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 （1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线　 　； （2）连接电路过程中，开关应　 　，滑动变阻器的滑片应移动到　 　端（选填“最左”或“最右”）； （3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是　 　；（填选项符号） A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 （4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是　 　A； （5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向　 　（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片； （6）小丽根据记录的多组数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为　 　； （7）小组同学在实验时电流表坏了，于是找来了一个已知阻值为的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，请你将实验步骤补充完整： ①断开开关闭合开关，移动滑片P，使电压表示数等于小灯泡的额定电压 ②滑动变阻器的滑片　 　（选填“向左移动”“向右移动”或“位置不变”），断开开关，闭合开关，记下电压表示数U； ③小灯泡额定功率表达式：　 　（用、U、表示）。 9．甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压为5V，小灯泡标有“2.5V”字样。电流表量程选用“0~0.6A”，电压表量程选用“0~3V”。 （1）图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并画出正确的连线；　 　 （2）闭合开关后发现，电压表示数接近5V，电流表指针几乎不偏转，移动滑片P的过程中，两表示数均无变化，已知导线、仪表均完好，且接触良好，则故障原因是　 　； （3）解决好故障之后继续实验，移动滑片，当电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W； （4）小渝将图甲电路中的小灯泡依次替换为了不同阻值的定值电阻，完成了探究“电流与电阻的关系”的实验并绘制了关系图像如图丙所示。实验中使用了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五只定值电阻，在实验过程中将定值电阻由5Ω换成10Ω后，需向左调节滑片，同时眼睛要注视电压表指针达到电压为　 　V； （5）实验全部结束后，大家对欧姆定律有了深刻的认识，爱动脑的小姜同学认为：在第（4）题所述的实验情景中，根据所记录每次实验的电流大小以及计算出的滑动变阻器接入电路的阻值，也能得到电流与电阻的关系。你认为他的说法是　 　（正确/错误）； （6）伏安法测电阻时由于电流表电阻不为零，电压表电阻不是无穷大，会带来误差。为此现在设计A/B两种方案。如下图所示，单刀双掷开关连通1时电压表和电流表的示数为U1和I1，连通2时电压表和电流表的示数为U2和I2，连通3时电压表和电流表的示数为U3和I3，连通4时电压表和电流表的示数为U4和I4，最佳方案是　 　（填A或者B），电阻值R=　 　Ω。 10．小明同学观察到小灯泡的铭牌上只标有“2.5V”字样，为了测量出它的额定电功率，他选择以下实验器材进行实验：学生电源（6V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右滑动时，小灯泡变亮）　 　； （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最　 　（选填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关后，小明发现不论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表、电压表均无示数，且小灯泡不发光，若电路中只有一处故障，出现这种故障的原因可能是　 　； A．电压表短路 B．电流表断路 C．小灯泡断路 （4）问题解决后，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑动变阻器的滑片向　 　（选填“左”或“右”）移动；当小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率为　 　W； （5）小新认为，无需测量小灯泡电压为2.5V时的相关数据，也能计算出灯泡的额定功率。他利用已经测量的数据，计算2V电压下灯泡的电阻R，再根据，计算小灯泡在2.5V下的额定功率，此方法计算出的额定功率与实际的额定功率相比　 　（选填“偏大”“偏小”或“相等）； （6）小明和同学讨论后，认为只用一只电表、增加一个已知阻值的定值电阻R，也可测量仅标有额定电压U额的小灯泡的额定功率（若电源电压未知）。如下四种方案，最可行的是　 　。 11．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样，电源为两节新干电池。图甲是连接的实物图。 （1）图甲有一根导线接错，请在需要改动的导线上打“×”，并在图上改正　 　； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表指针偏转到最右端，则故障可能是小灯泡　 　（选填“短路”或“断路”）。 （3）改正电路后，将滑片移至变阻器阻值最大处。闭合开关，电压表示数如图乙，则应该将滑动变阻器的滑片P向　 　（左/右）移动，将电压表的示数调整到2.5V，此时电流表示数如图丙所示，测出小灯泡的额定功率为　 　W； （4）小强想测灯泡的正常发光时的电阻，老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻，电源电压未知、小强设计的电路图如图丁所示，请将以下实验步骤补充完整。 ①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为　 　A； ②保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，电流表示数为0.2A；将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电流表的示数为0.3A，则电源电压为　 　V； ③小灯泡正常发光时的电阻：　 　。 12．小山用图甲所示的电路，测量定值电阻的实验。 （1）按图甲连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片后，电流表示数为0.3A，此时电压表的示数如图乙所示为　 　V，计算出的阻值为　 　Ω； （2）小山调节滑动变阻器进行了多次测量，然后取多次测量结果的　 　作为的阻值，其目的是　 　； （3）在测量另一个定值电阻时，小山利用刚测得的定值电阻的阻值设计了如图丙所示的方案，请你完善下列相关操作步骤，并写出电阻的表达式： ①只闭合开关S、，用电压表测得电源电压，读出电压表示数为； ②只闭合开关　 　，用电压表测两端电压，读出电压表示数为； ③定值电阻阻值的表达式为　 　（用、、表示）； （4）小山在完成实验后，又利用图丁所示的电路，测出了额定电流为的小灯泡L的额定功率，请你完善下列相关操作步骤，并写出小灯泡L的额定功率的表达式： ①断开，闭合S、，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　 　，L正常发光； ②断开，闭合S、，保持滑片位置不变，读出电流表示数为； ③断开，闭合S、，调节滑片至最左端，读出电流表示数为； ④小灯泡的额定功率的表达式为P＝　 　（用、、、表示）。 13．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源由3节干电池组成，每节干电池电压为1.5V。小婷按照图-1正确连接电路后进行实验。 （1）请你将图-1电路补充完整；（要求：滑片向A端移动变阻器接入电路的阻值变大）　 　 （2）当小婷连好最后一根导线后，立即看到灯泡发出耀眼的光，可能的原因是　 　； （3）实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置，并根据实验数据画出了小灯泡的I-U关系图像如图-2所示。由图像可知：小灯泡的额定功率为　 　W，分析图像后发现：通过灯泡的电流与其两端电压不成正比，形成这一现象的原因是电阻随　 　变化而变化。在实验中还观察到：当小灯泡两端的电压低于1.5V时，小灯泡不发光，根据图像分析其原因是　 　； （4）完成上面实验后小婷同学进行了反思，如果电压表损坏了，能不能用其他实验器材来完成实验呢，经过思考，她选用了一个阻值为10Ω的定值电阻R0。设计了如图-3所示的电路，请将实验步骤补充完整； ①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为　 　A； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”。读出电流表的示数I； ③灯泡额定功率的表达式为　 　（用已知量和测量量表示）。 14．图甲是小明同学设计的测小灯泡正常发光时电功率的实验电路（灯泡的额定电压）。 （1）小明所接的实验电路存在连接错误，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接法；　 　 （2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是　 　； A.更换小灯泡 B.检查开关是否闭合 C.移动滑动变阻器滑片 D.检查电压表是否断路 （3）正确操作后，小灯泡发光，这时电压表的示数为2V，则应向　 　（左/右）端移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数等于　 　时为止，此时电流表的示数（如图乙所示）为　 　A，则小灯泡的额定功率为　 　W； （4）同组的小红同学也设计了一个电路图（如图丙），测出了该小灯泡正常发光时的电功率，其中定值电阻R的阻值为25Ω，正确操作过程如下： ①只闭合开关S和，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为　 　A； ②只闭合开关S和　 　，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为； ③小灯泡额定功率表达式为　 　（用符号表示）。 15．晓丹学习了电功率的知识后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，她在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为10V。 （1）图甲是晓丹实验时连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整　 　； （2）电路连接正确后，晓丹同学闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则电路的故障可能是　 　； （3）故障排除后，若滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表示数为4.5V，为测量小灯泡的额定功率；则应将滑片向　 　（选填“左”或“右”）端移动； （4）经过多次测量，晓丹根据测量的数据，绘制了小灯泡的I-U图象，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　 　W； （5）晓丹通过实验发现灯丝电阻随温度的升高而变大。当灯泡的实际电流为额定电流一半时，其实际功率为P1，当实际电压为额定电压一半时，其实际功率为P2，则P1　 　P2（选填“大于”“等于”或“小于”）； （6）另一名同学设计了如图丙所示电路，来测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率。电源电压未知、电阻的阻值为R0。请你将实验步骤补充完整。 ①只闭合开关S1，将滑动变阻器的滑片移至最左端，读出电压表V1的示数为U1； ②断开开关S1，将变阻器滑片移至最右端后闭合开关S2，再次调节滑片，直到电压表V1的示数为　 　，此时小灯泡正常发光，电压表V2的示数为U2； ③小灯泡额定功率的表达式是P额=　 　（用字母R0、U额、U1、U2表示）。 学科网（北京）股份有限公司 $$