18.3 测量小灯泡的电功率 同步练习 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 同步练习 一、实验探究题 1．在探究电流与电阻关系的实验中，提供的实验器材有：三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻、电源（电压6V且保持不变）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，且连线时导线不能交叉；　 　 （2）实验中将10Ω电阻换成20Ω电阻后，应将滑动变阻器的滑片P向 　 　（选填“左”或“右”）端移动。正确操作后，记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的图象如图乙所示，由图象可得出的结论是 　 　； （3）若电流表损坏，请你利用余下实验器材，测量一个额定电压为2.5V灯泡的额定功率，并把如下实验步骤补充完整。 ①在原实验电路中，断开开关S，拆去电流表，用小灯泡替换定值电阻R0，重新连接好电路，并移动滑片P至最 　 　（选填“左”或“右”）端； ②闭合开关S，移动滑片P，直至电压表的示数为 　 　V时，小灯泡正常发光； ③保持滑片P的位置不变，断开开关S，用定值电阻R0代替小灯泡；闭合开关S，读出电压表的示数U； ④小灯泡的额定功率的表达式P额=　 　。（用R0和U表示） 2．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为。 （1）甲图中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑片向右移灯泡变亮　 　； （2）小明连接好实验电路，闭合开关，发现无论怎样移动滑片灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数且约为电源电压，发生的故障可能是　 　； （3）排除故障后，闭合开关，电压表示数为，将滑片P向　 　（选填“左”或“右”）端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　； （4）小华设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电流为，请完成下列填空（电源电压不变，和为滑动变阻器，的最大电阻为）： ①只闭合开关，，调节使电流表的示数为； ②再断开，闭合，保持滑片位置不变，调节，使电流表示数为　 　； ③接着将的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为；再将的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为，则小灯泡的额定功率　 　（用、、、表示）。 3．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为，电阻大约为，电压表，可供选用的滑动变阻器和的最大阻值分别为和。 （1）本实验应选择　 　的滑动变阻器； （2）正确连接好电路后闭合开关，发现小灯泡较暗，但电流表有示数，为使灯泡变亮接下来的操作是　 　；（写出具体的操作） （3）图甲是根据实验数据绘成的U-I图像，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是　 　 W； （4）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小刚选用一个定值电阻，接在原电路电流表的位置，设计了图乙所示的电路，实验方案如下：调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数为小灯泡额定电压U额，保持滑片P的位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测量两端的电压U0。 ① 小刚的设计方案操作中存在的问题是　 　； ② 纠正操作错误之后，测出两端的电压U0，则小灯泡的额定功率可表示为　 　；（用和所测物理量的符号表示） ③ 所选用定值电阻的阻值不得超过　 　Ω。 4．为了测量小灯泡的额定功率，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路，小灯泡标有“2.5V”字样，灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有．“ ”和“ ”。 （1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整（要求：滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗）。　 　 （2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是　 　（选填字母）。 A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路 （3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。 （4）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是　 　（选填“”或“”）。 （5）另一小组实验时发现电流表已损坏，于是找来了一个阻值为的定值电阻设计了如图丙所示电路，测出了额定电压为的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变，请将实验步骤补充完整： ①只闭合开关S、，移动滑片P，使电压表的示数为　 　； ②只闭合开关　 　，保持滑片P不动，读出电压表的示数为； ③小灯泡的额定功率　 　（用U、、、表示）。 5．小红想测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如下实验。 （1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整　 　； （2）检查无误后，闭合开关，发现电流表无示数，小灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。造成这一故障的原因可能是小灯泡　 　； （3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W；接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的I-U图象，如图丙所示。 （4）小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是　 　； （5）小红还想测出另一个额定电压为U的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于U且未知，滑动变阻器R最大阻值未知，定值电阻阻值为R0，请将实验步骤补充完整： ①闭合S、S2，断开S1，移动滑片P，使电压表示数为U额； ②闭合S、S1，断开S2，保持滑片P位置不变，读出电压表的示数为U1； ③闭合S、S1，断开S2，　 　，读出电压表的示数为U2； ④小灯泡正常发光时的电阻R1=　 　（用U1、U2、U额、R0表示）。 6．电学实验课上，老师提供了“20Ω，1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你完成下面的实验。 （1）探究电流与电阻关系： ①小明连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　； ②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于　 　V； ③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最　 　端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为　 　A； ④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向　 　调节，使电压表示数不变； （2）小亮想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω，1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小亮设计了如图丙所示的电路。 ①先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A； ②将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A； ③断开开关S2，闭合开关S、S1，　 　滑片位置不动，此时电流表的示数为0.24A； ④小灯泡的额定功率P额　 　W。 7．小航和小组的同学完成了下面的实验： （1）如图甲电路所示，探究“电流与电阻关系”，在该实验中： ①滑动变阻器除保护电路外，还有　 　的作用； ②实验中，将定值电阻R1由5Ω换成10Ω，接下来滑动变阻器的滑片应向　 　（选填“左”或“右”） 调节； ③若电源电压为6V，的可选最大电阻为20Ω，为保证电阻两端电压为2V，那么滑动变阻器R2阻值应不小于　 　Ω。 （2）他做完实验后，把定值电阻换成小灯泡，如图乙所示，又完成了“测量额定电压是2.5V 小灯泡电功率”的实验： ①他要连接电路时，发现电流表的指针偏向零刻线左侧，原因可能是　 　； ②调好后，正确连接好电路，马上闭合开关，他发现小灯泡过亮，为了完成实验，接下来他的操作是，立即断开开关，把　 　； ③再闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，记下各组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图丙所示图象，根据图象可知小灯泡的额定电流是　 　，额定功率是　 　W，灯泡的电阻是　 　的（填“变化”或“不变”）。 8．小李和小王测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5 V）、电源电压恒定不变、电流表（0~0.6 A、0~3 A）、电压表（0~3 V、0~15 V）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。 （1）如图甲所示是小李开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，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）当闭合开关前，发现电流表指针出现了图乙所示情况，存在的问题是：　 　； （3）电路连接正确后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表示数接近3 V，若电路中只有一处有故障，则故障可能是　 　； （4）排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为2 V。为测量小灯泡的额定功率，小李向　 　（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为2.5 V时，读出电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W； （5）小王同学设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为的另一个小灯泡的额定功率，电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R0。实验方案如下： ①按电路图连接电路； ②只闭合开关，移动的滑片，使电流表的示数为，灯泡正常发光； ③只闭合开关，保持的滑片位置不动，移动的滑片，使电流表的示数为； ④保持的滑片位置不动，将的滑片移到最左端，电流表的示数为，再将的滑片移到最右端，电流表的示数为； ⑤小灯泡额定功率的表达式为　 　（用、、、表示）。 9．如图是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为，电阻为左右。 （1）用笔代替导线，将图甲实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时，小灯泡变亮　 　； （2）闭合开关前，滑动变阻器滑片移到最　 　端（选填“左”或“右”）。正确连接电路后，小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不动，电压表示数接近且保持不变。若电路中只有一处故障，则故障原因是　 　（选填“小灯泡短路”“小灯泡开路”“滑动变阻器短路”或“滑动变阻器开路”）。 （3）排除故障后，改变滑片位置，小明根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙，根据图像可得小灯泡的额定功率为　 　W。 （4）由图乙可知，通过灯丝的电流与其两端电压　 　（选填“成”或“不成”）正比，原因是：　 　。 （5）小明在测量过程中，电流表坏了，他找来一只定值电阻，设计了如图丙电路图，操作步骤如下：①　 　，保证滑动变阻器阻值不变；②断开闭合，记下此时电压表示数为U。 （6）则小灯泡额定功表达式　 　（用U、、来表示）。 10．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，实验电路如图甲所示，实验器材有：电压为6V的电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关各一个，不同阻值的定值电阻和导线若干。 （1）图甲中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中画上正确的导线；　 　 （2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表都没有示数，用导线检验，接在开关、电流表、定值电阻两端，两表均无变化；接在滑动变阻器两端，两表都有示数，若电路只有一处有问题，故障可能是　 　； （3）在图甲实验中，定值电阻由5Ω更换为10Ω时，闭合开关后，应该将滑动变阻器的滑片P向　 　（选填“左”或“右”）端滑动，逐一将5Ω、10Ω、20Ω三个定值电阻接入电路进行实验，电压表示数为2V不变，为顺利完成实验，应选取滑动变阻器的规格为　 　 A.30Ω 0.5A B.40Ω 0.3A C.50Ω 0.5A D.60Ω 0.3A （4）小明很快完成了老师布置的实验任务，他把以上实验装置中的定值电阻换成额定电压已知的小灯泡，由于电压表小量程损坏，他调整元件位置，用图乙的电路来做“测量小灯泡电功率”的实验并将实验数据和观察到的现象记录在下表中。 次数 电压表示数U/V 电流I/A 灯泡功率P/W 灯泡亮度 1 3.8 0.28 0.616 较暗 2 3.5 0.3 正常发光 3 3.2 0.32 0.896 较亮 ①根据图乙和实验数据，计算出小灯泡的额定功率为　 　W； ②根据表中的实验现象，得出的错误结论是　 　。 A.小灯泡两端的实际电压越高，实际电功率越大 B.小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定 C.小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个 D.实验中多次测量的目的是求小灯泡的平均功率 11．测量未知电阻阻值的实验中，用到的实验器材有：两节新干电池、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、导线若干。 （1）实验小组的同学连接的电路如图甲所示，闭合开后，电流表　 　（选填“有”或“没有”）示数； （2）甲图电路中存在导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法，只能更改一根导线；　 　 （3）正确连接电路后，闭合开关，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则被测电阻的阻值大小为　 　Ω；通过调节滑动变阻器，测得多组的电压值和电流值，最后算出阻值的平均值，这样做的目的是与下列实验中目的相同的是　 　（填选项字母）； A．测量小灯泡电阻 B．用刻度尺测量铅笔的长度 C．探究电流与电压和电阻之间关系 （4）把图甲中的未知电阻换成小灯泡，测量小灯泡的电阻，根据实验的数据绘制出I-U关系图像，如图丙，其中小灯泡的I-U关系图线是　 　（选填“A”“B”或“C”）； （5）在不使用电流表的情况下，按图丁所示的电路，测额定电压为3V的小灯泡的额定功率，使用的滑动变阻器标有“35Ω 1A”。已知一个定值电阻，电源电压高于小灯泡的额定电压但数值未知。实验步骤如下： ①按图丁连接电路，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡两端电压为3V； ②断开开关，保持滑动变阻器的滑片位置不变，用已知电阻的定值电阻替换小灯泡，读出电压表示数为3.5V； ③将滑动变阻器的滑片移到　 　，电压表示数为2.25V； ④计算小灯泡的额定功率为　 　W。 12．小明在“探究通电导体中电流与电阻的关系”实验中，连接了如图甲所示电路。四个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω，电源电压保持4.5V不变。 （1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整　 　；（要求：滑动变阻器滑片P向右移动，电路中电流变小，导线不得交叉） （2）连接好电路，闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数，则故障为　 　； （3）图乙是小明根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。由图象可知，每次更换电阻R，闭合开关后，都要使R两端的电压保持　 　V不变； （4）小明将电阻R更换为20Ω继续探究，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法完成实验，原因可能是　 　； （5）小明发现，只要将电阻R换成小灯泡（额定电压为2.5V），就能测量小灯泡的额定功率。于是他移动滑片，记下多组数据，并绘制成图丙所示图象，则灯泡额定功率为　 　W。 13．张强同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持4.5V不变，小灯泡的额定电压是2.5V，滑动变阻器的规格是“30Ω 1A”。 （1）张强在连线时接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线；　 　 （2）除故障后，张强立即闭合开关，发现灯泡过亮。他在实验中存在的问题是　 　； （3）按正确步骤进行实验。小灯泡正常发光时电流表示数如图乙，小灯泡的额定功率是　 　W； （4）该同学接着使小灯泡两端的电压依次为2.0V、1.0V、3.0V，测得通过小灯泡的电流分别为0.25A、0.20A、0.30A．该过程中，滑动变阻器连入电路的最大阻值与最小阻值之比为　 　； （5）在测出小灯泡的额定功率P额后，该同学又把小灯泡两端的电压调为额定电压的0.5倍，测得的实际功率为P，则P与额定功率P额的大小关系可能为　 　（选填“P额=3P”、“P额=4P”或“P额=5P”）； （6）实验完成后，该同学又找来10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻替换下小灯泡，继续探究“电流与电阻的关系”。实验中调节滑动变阻器的滑片P，控制定值电阻两端电压为U0=2V，当用30Ω的定值电阻替换20Ω的定值电阻时，发现电压表的示数始终不能达到2V。为了完成实验，应该控制U0的最小值为　 　V；若预设U0的值越小，那么，滑动变阻器所需的阻值范围就越　 　（选填“大”或“小”）。 14．如图所示，超超在做“测量小灯泡的电功率”的实验中，使用电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表量程为“0~0.6A”，电压表量程为“0~3V”（灯泡正常工作时灯丝电阻约为8Ω）。 （1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变暗）；　 　 （2）现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器，超超应在其中选择规格为　 　的滑动变阻器接入电路； （3）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，故障的原因可能是　 　； （4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　 　 W； （5）因为灯丝电阻随温度的升高而增大，小明想通过实验来比较灯泡“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，但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小，P1应　 　 P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）； （6）完成测量小灯泡的电功率实验后，同组的欣欣同学把该电路的灯泡换成了定值电阻，电源换成了未知电压的新电源，使用规格为“40Ω 0.5A”的滑动变阻器，电路其它部分均不改变，继续探究电流与电阻的关系，可供选择的4个定值电阻分别为5Ω、10Ω、15Ω和20Ω； ①将5Ω电阻连入电路，正确操作下，闭合开关，此时电流表的示数I1为0.1A，将滑动变阻器移到适当位置，此时电流表的示数变化量ΔI1=0.2 A，记录数据； ②断开开关，将5Ω电阻换成10Ω电阻接入电路，正确操作后，读出电流表示数I2为　 　 A，记录数据，此时变阻器接入电路中的电阻是　 　 Ω； ③若要顺利完成以上4组实验，则电压表示数的控制范围是　 　 V。 15．小明在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为）。 （1）为能顺利完成该实验，应选用滑动变阻器的规格为　 　（选填“，0.5A”“，2A”或“，1A”）； （2）连接电路过程中，开关处于　 　（选填“断开”或“闭合”）状态，电路连接完成后，闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因可能是　 　； （3）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　 　（选填“左”或“右”）端移动； （4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W； （5）实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为。实验步骤如下： ①开关S、闭合，断开，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、闭合，断开，此时电压表的示数为8V； ③再将滑动变阻器的滑片移至最　 　（选填“左”或“右”）端，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率　 　W。 学科网（北京）股份有限公司 $$