13.3学生实验：探究一小灯泡的电功率 2024-2025学年北师大版物理九年级全一册

2024—2025学年九年级物理北师大版13.3学生实验:探究一小灯泡的电功率 一、单选题 1.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关后,滑动变阻器滑片从左向右移动的过程中,下列说法正确的是 A.电流表示数逐渐变大 B.电压表示数逐渐变小 C.电灯的亮度逐渐增强 D.电路总功率逐渐变大 2.把标有“6V 6W”的灯L1和“6V 4W”的灯L2串联后接在电源电压为6V的电路中,下列说法中正确的是( ) A.L1、L2两灯都能正常发光,且L1比L2亮 B.L1、L2两灯都能正常发光,且L1比L2暗 C.L1、L2两灯都不能正常发光,且L1比L2亮 D.L1、L2两灯都不能正常发光,且L1比L2暗 3.如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,两个电阻的“U-I”关系图象如图所示.则下列判断正确的是 A.电源电压为4V B.定值电阻R1的阻值为20 C.滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~10 D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3A 4.如图,物理兴趣小组在做测定小灯泡中用的实验中,将电流表、电压表接入电器。当闭合开关后,发现电流表有示数,电压表示数为零,移动滑动变阻器的滑片时电流表示数有变化,电压表示数始终为零,下列分析正确的是(  ) A.该实物图将滑动变阻器与灯泡并联在了一起 B.在连接电路时,电压表量程选错了,应选择0~15V的量程 C.故障原因可能是小灯泡短路 D.处理完故障后要使灯泡变化,应将滑动变阻器滑片向左移 5.如图所示,灯、分别标有“3V;0.6W”、“6V;3W”的字样。将开关S闭合,灯、均发光。下列说法正确的是( ) A.灯比灯亮 B.通过灯电流大于灯的电流 C.灯的实际功率比灯的实际功率小 D.灯两端的电压等于灯两端的电压 6.小华将标有“6V;3W”的灯L1与标有“6V;6W”的灯L2串联,如图所示。下列说法正确的是( ) A.该电路能测出灯泡L2的额定功率 B.该电路能测出灯泡L1正常发光时的电阻 C.该电路能探究电流与电压的关系 D.该电路不可以探究电流做功的多少与电压的关系 7.小明将标有“6V 6W”的灯L1与标有“6V 3W”的灯L2串联(假设灯丝电阻不变),如图所示.下列说法错误的是 A.该电路能探究串联电路的电压特点 B.该电路能探究电流与电压的关系 C.该电路能探究电流做功的多少与电压的关系 D.该电路可以测出灯泡的额定功率 8.在测量小灯泡的电功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,小明同学通过正确实验得到的数据如下表.分析数据得到的下列结论,正确的是 电压 1.5 2 2.5 3 电流 0.25 0.29 0.32 0.35 A.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比 B.小灯泡的额定功率为 C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值 D.实验中小灯泡的电阻保持不变 9.如图所示的电路中,电源电压恒定,灯泡L标有“6V 3W”的字样(灯丝电阻不变).当S、S1均闭合时,灯泡正常发光,电压表示数为12V;断开S1,灯泡的实际功率变为原来的,则( ) A.断开S1后,电压表的示数变大 B.断开S1前后,电流表的示数之比为1∶4 C.电源电压为24V D.R1的阻值为36 10.下列是小博家的四种家用电器的铭牌,以下说法正确的是( ) 54cm彩色电视机 BC—65B电冰箱 FS—69电风扇 工作电压170V~240V 工作频率50Hz 额定功率85W 额定电压220V 工作频率50Hz 额定功率70W 规格400mm 额定电压220V 工作频率50Hz 额定功率65W A.电压为220V时,这三种用电器都能正常工作 B.电压低于220V时,54cm彩色电视机的额定功率小于85W C.FS—69电风扇正常工作1h,消耗0.65kW h电能 D.BC—65B电冰箱比FS—69电风扇消耗电能更多 11.下列几组实验中,所需测量的物理量不正确的是( ) A.利用伏安法“测小灯泡电功率”实验﹣﹣﹣﹣小灯泡两端的电压及通过灯泡的电流 B.用注射器“估测大气压值”的实验﹣﹣﹣﹣﹣大气对活塞的压力、整个注射器筒的长度、注射器的容积 C.探究“重力的大小与质量的关系”实验﹣﹣﹣﹣﹣物体的质量和重力的大小 D.“测量纸锥下落的平均速度”实验﹣﹣﹣﹣纸锥下落的高度和纸锥下落的时间 12.在“测定小灯泡的电功率”实验中,如图所示,按电路图连接好电路后,接通开关S,移动滑动变阻器的滑片,结果灯不发光,电流表指针不动,但电压表有明显的示数,电路故障可能是( ) A.电流表烧坏了,造成短路 B.滑动变阻器的滑片接触不良 C.连线时,把电流表和电压表互换了位置 D.小灯泡短路 13.判别电灯亮度的主要依据是( ) A.电压 B.电流强度 C.电功 D.电功率 14.如图所示,滑动变阻器的滑片P处于中间位置,闭合开关S和S',灯泡发光(假设灯丝电阻不变)。将滑动变阻器的滑片P向右移动,则( ) A.灯泡L通过的电流变大 B.灯泡L额定功率变大 C.灯泡L两端的电压不变 D.灯泡L实际功率变小 15.在电源电压恒定、R0阻值已知的情况下,只用电流表测量额定电流为I额的小灯泡的电功率,下列四种设计方案不能得到灯泡额定功率的是( ) A. B. C. D. 二、填空题 16.小明手中有一只白炽灯泡,上面标有“220V 100W”字样,说明这只灯泡正常发光时的电阻大小为 ;当通过它的电流大小为0.2A时,它消耗的实际电功率大小为 W。 17.两个灯泡L1(6V3W)与L2(4V4W)串联接在电路中,为了保证电路安全,电源电压最大为 V(温度对灯泡电阻的影响忽略不计)。 18.小明家的电能表如图所示,当小明家只有一盏电灯工作时,15min内转盘正好转过25圈,则该灯泡消耗的电能是 kW•h,它的电功率为 W。 19.标着“220V 40W”字样的电灯,其额定电压为 V,额定功率为 W,则该灯正常工作时通过灯丝的电流约是 A,灯丝的电阻是 。 三、计算题 20.小李同学做“测定小灯泡的电功率”实验,所用电源电压为6伏,且保持不变,小灯泡的额定电压为3.5伏。他正确连接电路,实验步骤正确,闭合开关时,电压表的示数为2伏,电流表的示数为0.2安。 (1)画出小李实验时的电路图; (2)小李根据上述信息,进行了计算。他的计算过程如下: 他利用这组数据计算出小灯的电阻欧; 当小灯正常工作时,伏,瓦。 小李同学的这种做法正确吗?为什么? (3)小李同学继续移动滑动变阻器的滑片继续实验。当滑片移至滑动变阻器中点时,小灯正常发光。请根据相关信息,求出小灯的额定功率。 21.如图所示的电路中,电源电压保持不变,当S断开时,电流表的示数为2A,这时电阻R1消耗的电功率为12W,当S闭合后,电流表的示数为3A,问: (1)电阻R1、R2的阻值是多少; (2)当开关S闭合后,电阻R2在5分钟内产生的热量是多少? 22.如图所示,电源电压为12V,并且保持不变,滑动变阻器R1的最大阻值为30 ,R2为8 ,小灯泡L上标有“6V 3W”字样。 (1)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路中的阻值为多少? (2)闭合S、S1、S2,调节滑动变阻器,此时电流表示数为2A,求通电5min电流通过滑动变阻器做的功是多少? 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 参考答案: 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D C A B D B D A 题号 11 12 13 14 15 答案 B C D D C 1.B 【详解】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电流表测电路中的电流,电压表测灯泡两端的电压; 当滑片从左向右移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大; 根据可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小; 根据U=IR可知,灯泡两端的电压变小,即电压表的示数变小; 根据P=UI可知,灯泡的实际功率变小、灯泡变暗,电路消耗的总功率变小. 2.D 【详解】L1的电阻 L2的电阻 根据串联正比分压可知,L1两端的实际电压 小于额定电压,L1不能正常工作; L2两端的实际电压 U2实=U-U1=6V-2.4V=3.6V 小于额定电压,L2不能正常工作; L1的实际功率 L2的实际功率 显然P1实<P2实,L2亮,故D正确,ABC错误。 故选D。 3.D 【详解】当滑动变阻器的阻值最大时,两电阻串联,电路中的电流最小;由图乙可知,此时电路中的电流I=0.2A,电阻R1的电压U1=2V,滑动变阻器两端的电压U2=4V;∵串联电路总电压等于各支路电压之和,∴电源电压为,故A不正确;根据欧姆定律可得,定值电阻R1的阻值:,故B错误;滑动变阻器的阻值最大为:,即滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~20 ,故C不正确; (2)∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,∴变阻器滑片在中点时,电流表示数: ,故D正确. 故选D. 【点睛】本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,要明白电路各个用电器的连接情况,还要会看“U-I”关系图象.在电学中,有些题目的信息是通过图象给出的,所以要会读电路图中的信息和U-I图象中的信息. 4.C 【详解】A.由图可知,该电路为串联电路,灯泡与滑动变阻器串联接入电路中,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压,故A错误; B.由图可知,电源有两节干电池组成,电源电压为3V,所以电压表应该选用0~3V的量程,故B错误; C.当闭合开关后,发现电流表有示数,这表明电路是通路;移动滑动变阻器的滑片时电流表示数有变化,说明滑动变阻器接法正确,电压表示数为零,说明与电压表并联部分电阻为0,即灯泡短路,故C正确; D.处理完故障后,闭合开关前,滑动变阻器阻值要调至最大,即滑片在最左端,要使灯泡变化,应将滑动变阻器滑片向右移,故D错误。 5.A 【详解】灯L1的电阻为 灯L2的电阻为 灯L1电阻大于灯L2电阻,两灯串联,电流相等,串联分压,灯L1两端的电压大于灯L2两端的电压,根据 灯L1的实际功率比灯L2的实际功率大,即灯L1比灯L2亮,故A正确,BCD错误。 故选A。 6.B 【详解】A.由可得,L1的额定电流小于L2的额定电流,因此电路中的最大电流为L1的额定电流,因此该电路能测量灯泡L1的额定功率,故A错误; B.由A选项可知,灯泡L1能正常发光,因此能测量出灯泡L1正常发光时的电阻,故B正确; C.探究电流与电压的关系时,根据控制变量法可知,需控制电阻大小不变,因为灯丝的电阻随温度的改变而改变,因此无法探究电流与电压的关系,故C错误; D.根据的变形式可得,两个灯泡的额定电压相同,额定功率不同,故灯的电阻不同,串联电路中电流一定,由欧姆定律变形公式U=IR,两灯的实际电压不同,通过时间相同,由W=UIt可得,因此可以探究电流做功的多少与电压的关系,故D错误。 故选B。 7.D 【详解】A、电压表可以分别测量串联电路各部分电压,以及串联电路两端的电压,故该电路可以探究串联电路电压特点;B、因为灯丝的电阻不变,电压表和电流表分别测量电压和电流,故B选项说法正确;C、由W=UIt可得,串联电路中电流一定,因此可以探究电流做功的多少与电压的关系;D、由I=可得,L1的额定电流大于L2的额定电流,因此电路中的最大电流为L2的额定电流,因此不能测量灯泡L1的额定功率.故选D. 【点睛】已知两灯串联,电压表分别测量灯泡两端电压,电流测量电路中的电流;注意已知两灯泡的额定电压和额定功率,并且电路中电流相等.再根据选项所给条件逐一解决.本题考查串并联电路的辨别、串联电路的特点、欧姆定律的应用以及电功率公式的应用,难点是对欧姆定律和电功率公式的灵活应用. 8.B 【详解】A. 因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,故A不符合题意; B. 根据表中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过的电流为0.32A,则小灯泡的额定功率: , 故B符合题意; C. 灯泡在不同电压下的功率不同,因此只有灯泡两端电压为2.5V时对应的功率为额定功率,故C不符合题意; D. 实验中小灯泡的电阻随温度的升高而增大,故D不符合题意. 9.D 【详解】A.根据电路图知,S、S1均闭合时,L、串联,R1短路,再断开S1时,灯泡与两电阻串联,电路中的总电阻变大,电流变小,由可知,两端的电压变小,即电压表的示数变小,故A不符合题意; B.S、S1均闭合时,灯泡正常发光,L、串联,因串联电路中各处的电流相等,所以,根据可得,电路中的电流: , 由可得: , ; 再断开S1时,灯泡与两电阻串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,因灯泡的实际功率变为原来的,所以,由可得,此时电路中的电流即电流表的示数: , 则断开前后,电流表的示数之比: , 故B不符合题意; C.当S、S1均闭合时,灯泡与电阻串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,因灯泡正常发光,所以,灯泡两端的电压为6V,功率为3W,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压: , 故C不符合题意; D.电路中的总电阻: , 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以, , 故符合题意。 10.A 【详解】A.分析三种用电器铭牌可知,电视机的正常工作电压为170V~240V;电冰箱和电风扇的额定电压都是220V,所以电压为220V时,这三种用电器都能正常工作,故A正确; B.用电器的额定功率只有一个,是固定不变的,所以电压低于220V时,54cm彩色电视机的额定功率仍然是85W,故B错误; C.FS—69电风扇正常工作1h,消耗的电能 W=Pt=65 10-3kW 1h=0.065kW h 故C错误; D.根据公式W=Pt可知,用电器消耗电能多少取决于功率及工作时间,由于不知道电冰箱和电风扇工作时间,所以消耗电能多少无法比较,故D错误。 故选A。 11.B 【详解】解:A、伏安法测电阻的原理是欧姆定律的变形公式R=,利用电压表和电流表分别测量导体两端电压和通过导体的电流,故A正确; B、用注射器“估测大气压值”的实验,根据p=知需要测量大气对活塞的压力、注射器有刻度部分的长度、注射器的容积,故B错误; C、要探究物体所受重力的大小与质量的关系,根据G=mg知,需要测量物体的质量和重力的大小重力,故C正确; D、“测量纸锥下落的平均速度”实验的原理v=,需要测量纸锥下落的高度和纸锥下落的时间,故D正确. 故选B. 12.C 【详解】由图得,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流。 A.若电流表烧坏了,会造成断路,灯泡不发光,电流表、电压表都没有示数,故A错误; B.若滑片接触不良,电流将时断时续,灯泡会时灭时亮,同时电流表、电压表的示数时有时无,故B错误; C.若连线时两表互换了位置,由于电压表的电阻很大,所以电路中电流非常小,则灯泡不发光,电流表没有示数,此时电压表相当于接在电源两端,有较明显的示数,故C正确; D.如果小灯泡被短路不能发光,但电路中会有较大电流,电流表有示数;电压表同时被短路,无示数,故D错误。 故选C。 13.D 【详解】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大灯泡越亮。故D符合题意,ABC不符合题意。 故选D。 14.D 【详解】ABC.由图可知,该电路为混联电路:灯泡与滑动变阻器的右半部分并联后再与滑动变阻器的左半部分串联在电路中,电流表测量干路中的电流; 闭合开关S和S',灯泡发光,将滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器右半部分接入电路的电阻变小,根据并联电路的电阻关系可知,并联部分的总电阻变小,根据串联电路的分压规律可知,并联部分分担的电压减小,灯泡两端的电压变小,根据可知,通过灯泡的电流变小;对于一个用电器来说,其额定功率是不变的;故ABC不符合题意; D.灯泡的电阻不变,根据可知,灯泡两端的电压变小,灯泡消耗的实际功率变小,故D符合题意。 故选D。 15.C 【详解】A.电流表A1与灯泡串联,电流表A2与R0并联,之后整体再并联,当电流表A1示数达到小灯泡的额定电流时,根据电流表A2示数与R0即可计算出灯泡两端的额定电压,故能得到灯泡的额定功率,故A不符合题意; B.电流表A1与灯泡串联,整体再与R0并联,电流表A2测量干路电流,当电流表A1示数达到小灯泡的额定电流时,R0支路电流为电流表A2示数与电流表A1示数之差,可计算出灯泡两端的额定电压,故能得到灯泡的额定功率,故B不符合题意; C.电流表每次只能与电阻R0或灯泡组成串联,二者没有关联性,故不能得到灯泡的额定功率,故C符合题意; D.先只闭合开关S1,电流表A与灯泡串联,整体再与R0并联,调节电流表示数达到小灯泡的额定电流时,只闭合开关S2,灯泡与R0并联,电流与测量干路电流,R0支路电流为电流表A2示数与电流表A1示数之差,可计算出灯泡两端的额定电压,故能得到灯泡的额定功率,故D不符合题意。 故选C。 16. 484 19.36W 【分析】有“220V 100W”字样,可由公式,算出灯泡正常发光时的电阻,当电压和电流变化时,温度一般要变,电阻一般也有变化,不过一般认为电阻是不变的;在已知电流的情况下可由公式算出实际功率。 【详解】[1]灯泡上面标有“220V 100W”字样,根据可得,灯泡正常发光时的电阻 [2]当电流是0.2A时,电阻不变,则实际功率为 【点睛】注意在运用电功率公式进行计算时,公式中的各个量一定是同一段电路上的,也是电路的同一个状态的;如本题实际状态下的电流和额定状态下的电流是不一样的,题中要算的是实际功率,如果用额定状态下的电流就是错误的,这也是一个易错点,不过电阻可以用。 17.8 【详解】L1的额定电压为6V,额定功率为3W,可计算得额定电流为 电阻为 L2的额定电压为4V,额定功率为4W,可计算得额定电流为 电阻为 两灯串联接在电路中,允许的最大电流为 电源电压最大为 18. 0.01 40 【详解】[1]2500表示每消耗1的电能,电能表的转盘转2500r,转25r消耗的电能为 [2]电灯的电功率 19. 220 40 0.18 1210 【详解】[1][2]根据铭牌,其额定电压为220V,额定功率为40W。 [3]则该灯正常工作时通过灯丝的电流约是 [4]灯丝的电阻是 20.(1);(2)见解析;(3)0.875W 【详解】解:(1)伏安法测量小灯泡的电功率,由P=UI可知,需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,用滑动变阻器调节电路中的电流,所以电流表、变阻器与灯串联在电路中,电压表并联在灯的两端,电路图如图所示: (2)小李同学的这种做法不正确,因为灯丝电阻随温度变化而变化,在2V时灯丝的电阻不等于3.5V时灯丝的电阻,用10 计算额定功率是错误的。 (3)闭合开关时,电压表的示数为2V,电流表的示数为0.2A,此时变阻器处于阻值最大处,变阻器两端的电压 UR=U-UL=6V-2V=4V 变阻器的最大阻值 当滑片移至滑动变阻器中点时,小灯正常发光,此时变阻器两端的电压 U' R=U-U额=6V-3.5V=2.5V 由串联电路电流的规律和欧姆定律得到通过灯泡的电流 灯的额定功率 P额=U额I额=3.5V 0.25A=0.875W 答:(1)如上图所示; (2)见解析; (3)小灯的额定功率是0.875W。 21.(1)3 ,6 ;(2)1800J 【详解】解:(1)由图可知,当S断开时,电路中只有R1,已知电流和消耗的电功率,根据得,电阻R1的阻值 当S闭合后,电阻R1和R2并联,电流表测量的是干路中的总电流,由并联电路电流特点,可得通过电阻R2的电流 由并联电路电压特点,可得加在电阻R2两端的电压为 根据欧姆定律得,电阻R2的阻值 (2)当开关S闭合后,根据焦耳定律得,电阻R2在5分钟内产生的热量 答:(1)电阻R1、R2的阻值分别是3 和6 ; (2)电阻R2在5分钟内产生的热量是1800J。 22.(1)12 ;(2)1800J 【详解】(1) 当S闭合,S1、S2都断开时,电路中滑动变阻器R1、小灯泡L串联,电流表测量串联电路单流,要使灯泡正常工作,小灯泡两端电压为6V,滑动变阻器两端电压也为6V,电路电流为 滑动变阻器接入电阻为 (2) 闭合S、S1、S2,电阻R2与滑动变阻器R1并联,小灯泡L被短路,电流表测量干路电压,电流表示数为2A,则通过电阻R2的电流为 则通过滑动变阻器的电流为 通电5min电流通过滑动变阻器做的功是 答:(1)滑动变阻器接入电路中的阻值为12 ; (2)通电5min电流通过滑动变阻器做的功是1800J。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$