6.4灯泡的电功率 同步习题 2024-2025学年教科版物理九年级上册

灯泡的电功率 同步习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．在“测定小灯泡的电功率”实验中，操作时手和眼睛的合理分工是：手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察（　　） A．电压表的示数 B．电流表的示数 C．灯泡是否发光 D．变阻器滑片的位置 2．图为某同学在做电学实验时的电路的一部分，根据此电路图，你可以判断该同学正在做的实验是 A．肯定是测定小灯泡的电功率 B．肯定是测定小灯泡的灯丝电阻 C．肯定是研究小灯泡的电流、电压关系 D．以上三个实验均有可能 3．有种加热器当它两端电压不超过额定电压时，电流随电压的变化关系如图，如将两只“220V 100W”的这种加热器串联起来接到220V电路中，则它们消耗的总功率 A．小于50W B．等于50W C．大于50W D．无法确定 4．小明同学在测定额定电压为“3.8 V”的小灯泡的额定功率时，发现电压表“0～15 V”量程坏了，而“0～3 V”量程完好，实验所用其他器材完好，所用的电源电压恒为6 V，在不更换实验器材的情况下，同学们帮助小明同学设计如图所示的四种实验电路图，则能完成实验的电路图是(       ) A． B． C． D． 5．图甲所示电路的电源电压保持不变，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，两电压表与电流表的示数变化关系如图乙所示，则（　　）    A．a是灯泡的U-I图线 B．灯泡电阻的最小值为 C．R的最大阻值为 D．电路的最大功率为1.2W 二、填空题 6．灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示，L和R的I﹣U图线分别为图乙中的A、B。闭合开关S，L正常发光，电路的总功率为4.8W，此时灯泡L的电阻为 Ω，灯泡L功率为 W。若将灯泡L与定值电阻R串联接入另一电路，则另一电路两端所能加的最大电压为 V，此时电路能消耗的最大电功率为 W。    7．如图甲所示电路，电流表量程为，电压表量程为，在保证所有元件安全的情况下，第一次只闭合开关S和，将滑动变阻器的滑片由最右端向左最大范围移动；第二次只闭合开关S和，将滑片由最左端向右移动到某处时灯泡恰好正常发光，两次滑片移动过程中电压表与电流表的示数关系图像如图乙，则小灯泡的额定功率为 W；滑动变阻器的最大阻值为 ；第一次调节中，电阻最多产生的热量为 J。    8．受疫情影响，我市今年线上教学的时间较长，给实验教学带来诸多不便，某位老师利用“NB虚拟实验室”进行实验教学，其界面如图，菜单中可选实验器材有“标准灯泡”L1和“随温度变化灯泡”L2两种规格，如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选 ；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，应选 。（两空均选填“L1”或“L2”）    9．某物理兴趣小组同学设计了如图（甲）所示的电路图进行实验探究，电源为可调压直流学生电源，电压表量程为“0～15 V”、电流表量程为“0～0.6A”，小灯泡标有“6V 、1.2W”字样，R0为20Ω的定值电阻．兴趣小组根据记录的电流表和电压表示数变化，描绘出U－I关系图，如图（乙）所示．当电压表示数为1V时，通过电流表的电流是 A；当灯泡两端的电压为3V时，灯泡能发光，此时灯泡灯丝的电阻是   Ω；调节电源电压，当小灯泡与定值电阻R0消耗的总功率为0.8W时，此时的电源电压为 V，小灯泡的实际电功率是 W． 10．如图所示，小灯泡标有“3V 3W”字样，与阻值为15Ω的电阻串联，此时小灯泡正常发光，则通过小灯泡的电流为 A，电阻消耗的功率为 W。 三、实验题 11．用图甲电路测量小灯泡电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电流为0.2A (1)连接电路时，开关应处于 状态。 (2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，接下来应进行的操作是 ___________（填序号）。 A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 (3)问题解决后，某时刻电流表示数如图乙所示，示数为 A．要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“左”或“右”）端移动，使电流表示数为0.2A。 (4)移动滑片P，记录多组数据，绘制成I﹣U图像。根据图丙信息 W； (5)对实验现象进一步分析可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡亮度越大。但某同学发现：标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是 ___________（填序号）。 A．两灯的实际功率相同 B．相同时间内，电流通过两灯做功不同 C．两灯将电能转化为光能的效率不同 四、简答题 12．小明学了电学后，认为灯泡的额定功率越大，灯泡就越亮。现有发光原理相同的两个小灯泡L1“12V 40W”和L2“12V 15W”，符合要求的电源一个、开关一个、导线若干，请你设计一个实验说明小明的想法是错误的。 (1)画出你所设计的实验电路图； (2)根据实验现象简要说明小明的想法是错误的。 13．小明想用多个小灯泡串联起来，制成一个节日灯串。他发现，当灯串两端的电压不变时，串入的小灯泡越多，每个小灯泡的亮度就会越暗。请用学过的物理知识帮小明解释这一现象。 五、计算题 14．如图甲所示电路，电源电压可调。定值电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2标有“60Ω 1A”字样，灯泡L上标有“9V 4.5W”字样，设灯泡阻值不变。电流表可选用“0~0.6A”或“0~3A”两种量程，电压表可选用“0~3V”或“0~15V”量程。 （1）求灯泡正常发光时的电阻； （2）闭合S和S2，调节滑动变阻器的滑片在中点时，灯泡正常发光，求此时的电源电压； （3）调节电源电压，电压表只用“0~15V”量程。闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片过程中，在电路安全的前提下，电流表示数的最值分别如图乙、图丙所示（两次读数时电流表可能更换了量程）。求电源电压的可能值以及电路总功率的最小值。    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 答案 A D A B C 1．A 【详解】由于测量小灯泡的额定电压是给定的，所以应用眼观察电压表的示数是否等于额定电压，然后再去读电流表的数值，故应选A． 2．D 【详解】由电路图可知，图示电路可以测出灯泡两端电压U与通过灯泡的电流I，由P＝UI可以求出灯泡功率，由欧姆定律可以求出灯泡电阻，可以探究灯泡电压与电流的关系，因此A. B. C均可能，但到底是做什么实验，我们无法确定，故ABC错误，D正确；故选D. 【点睛】由电路图可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流，再根据选项中的实验原理进行判断． 3．A 【分析】先根据P=的变形公式求出灯泡正常发光时的电阻，然后根据串联电路电阻的特点以及P=即可求出电路消耗的总功率，再根据图象分析电阻随电压的变化情况，进一步确定实际功率的大小． 【详解】由P=可知，加热器在额定电压下的电阻：R= ==484Ω；假设加热器电阻不变，则两加热器串联时的总功率：= = =50W；由图象可知，加热器电阻是变化的，加热器电阻随电压增大而减小，因此两加热器串联时灯泡两端电压为110V，小于加热器额定电压，加热器电阻大于正常工作时的电阻；由P=可知，两加热器实际功率小于50W，故A正确，B、C、D错误． 4．B 【详解】测定小灯泡的额定功率时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表应并联在小灯泡两端，因为灯泡额定电压为3.8V，因此电压表应选用0~15V量程，由题，电压表“0～15 V”量程坏了，而“0～3 V”量程完好，所以用电压表测滑动变阻器电压，当滑动变阻器两端的电压为UR=6V-3.8V=2.2V时，灯泡两端电压达到额定电压3.8V，读出此时电流表的读数，根据公式P=UI可求出灯泡的额定功率． A．电压表测电源电压，故A不符合题意． B．电压表测滑动变阻器两端的电压，故B符合题意． CD．电压表测灯泡两端的电压，灯泡额定电压超过电压表的量程，故CD不符合题意． 5．C 【详解】A．分析电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测滑动变阻器两端电压，电流表测电路电流。滑动变阻器的滑片由最右端向最左端移动的过程中，电阻越来越小，电路总电阻越来越小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，当滑动变阻器阻值最小时，电路电流最大，此时滑动变阻器两端电压为零，因此a是滑动变阻器的U-I图线，故A错误； B．b是灯泡的U-I图线，由图可知，小灯泡的电阻随电压的增大而增大，当电压为6V时，灯泡有最大电阻 故B错误； C．a是灯泡的U-I图线，由图可知，当电流最小时，滑动变阻器在最大阻值处，即 故C正确； D．根据图像可知，当滑动变阻器阻值为零时，电流最大，此时灯泡两端电压等于电源电压，因此电源电压为6V，根据P=UI，当电流最大时，电路的功率最大 P大=UI大=6V×0.6A=3.6W 故D错误。 故选C。 6． 12 3 16 4.8 【详解】[1][2]由电路图可知，灯泡L与电阻R并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，所以，电路的总功率 因闭合开关S，L正常发光，电路的总功率为4.8W，所以，由图乙可知，当UL＝6V时，，符合题意，此时灯泡的额定电压为6V，灯泡L的电阻为 灯泡L的额定功率为 [3][4]灯泡L与定值电阻R串联在另一个电路中，通过的电流是相同的，为了不损坏灯泡，则电路中的最大电流为灯泡的额定电流，即I大＝0.5A，此时灯泡两端的电压为6V；由图乙可知：当U＝6V时，通过R的电流。由可得，R的阻值为 则定值电阻两端的电压为 最大电压为 此时电路能消耗的最大电功率为 7． 3 20 216 【详解】[1]由第一次图像可知，电压表示数恒为9V，即电源电压为9V；第二次只闭合S合S2，滑动变阻器与灯泡串联，滑片在最左端，接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，为0.3A；当滑片逐渐向右移动到某一位置时，此时滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流增大，电压表测量灯泡两端的电压，灯泡刚好正常发光，由图像可知，此时灯泡两端的电压为6V，电流为0.5A，故此时灯泡的电功率为 P=UI=6V×0.5A=3W [2]电源电压为9V，如图所示，当滑动变阻器滑到最左端时，其阻值最大，电路中的电流最小为0.3A，灯泡两端的电压为3V，则滑动变阻器两端的电压为 故滑动变阻器的最大阻值为 [3]第一次调节过程中，滑片在最右边时，R1与R2的最大电阻串联，此时电路中的电流最小为0.3A，根据串联电路的特点和欧姆定律可知，电路中的总电阻为 定值电阻R1的阻值为 要使电阻R1产生的热量最多，由图可知，此时电路中的电流最大，为0.6A，故1min 电阻 R1 最多产生的热量为 8． L2 L1 【详解】[1][2]“标准灯泡”L1，即灯的电阻不随温度的变化而变化；如果要做“伏安法测灯丝电阻”这一实验，应选用灯丝的电阻随温度变化的灯泡L2；如果要探究“用电器功率与其两端电压电压关系”的实验，要控制其它条件应相同，只改变灯的电压大小，故应选用L1。 9． 0.3 10 2 0.6 【详解】试题分析：由图甲指灯泡与定值电阻并联，电流测量干路的电流， （1）由图乙可知，当电压为1V时，通过电流表的电流为0.3A； （2）由图乙可知，当电压为3V时，通过电流表的电流为0.45A； 通过R0的电流：，则通过灯泡的电流为； 此时灯泡的电阻：； （3）当电路消耗的总功率为0.8W，从乙图中可以看出，电流表和电压表的示数分别为0.4A和2V， 因此电源电压为2V； 此时通过定值电阻的电流为：， 通过灯泡的电流为：， 灯泡的实际功率为：． 考点：并联电路电流规律 欧姆定律的应用 电功率 10． 1 15 【详解】[1]标有“3V，3W”的小灯泡恰好正常发光，说明小灯泡两端的电压刚好是额定电压，由可得通过小灯泡的电流为 [2]灯泡与15Ω的电阻串联，电流相等，所以电阻的功率为 11．(1)断开 (2)C (3) 0.08 左； (4)0.5 (5)C 【详解】（1）连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态。 （2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路处于通路状态，但小灯泡不亮，则有可能是滑动变阻器接入电路中的阻值过大，则接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）[1]因电流表量程选择为0～0.6A，故由图乙知道，电流表示数为0.08A。 [2]因小灯泡的额定电流为0.2A，故要测量小灯泡的额定功率，应增大电路中的电流，即将滑动变阻器的滑片P向左端移动，使电流表示数为0.2A。 （4）由图丙知道，流过小灯泡的电流为I=0.2A时，小灯泡两端电压为U=2.5V，故小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.2A=0.5W （5）由题意可知，LED灯的实际功率小于白炽灯的实际功率，即相同时间内，电流通过LED做功远小于白炽灯，而两灯的亮度几乎相同，则原因可能是LED灯将电能转化为光能的效率更高，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 12．(1)；(2)见解析 【详解】[1]取额定电压相同，额定功率不同的两灯泡，串联在电路中，如下图所示： [2]串联电路中，电流相同，灯泡实际功率P=I2R，额定电压相同，L1额定功率较大，电阻较小，L1实际功率较小，灯泡较暗，故小明的想法是错误的。 13．见解析 【详解】这是因为串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，随着串联的小灯泡数量的越来越多，由于电路的总电压不变，就必然导致每只小灯泡两端分得的电压也越来越低，而小灯泡的电阻可视为不变，根据公式 可知，每只灯泡的实际功率会变小，所以灯泡越来越暗。 14．（1）18Ω；（2）24V；（3）18V，5.4W 【详解】解：（1）根据可知，灯泡正常发光时的电阻为 （2）闭合开关S和S2，灯泡和滑动变阻器串联，滑片在中点时电阻为30Ω，此时灯泡正常发光，则 UL=U额=9V 根据串联电路电流处处相等可知电流为 此时电源电压 U=UL+U2=UL+IR2=9V+0.5A×30Ω=24V （3）闭合开关S和S1时，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，由图可知，左边电流表示数可能为1.5A、0.3A，右边电流表示数可能为1A、0.2A，由于滑动变阻器允许通过的最大电流是1A，所以电流表的示数不能是1.5A，所以电流表的可能的读数最大是值1A，最小值是0.3A，或电流表的可能的读数最大值是0.3A，最小值是0.2A。 ①当最大电流为1A、最小电流为0.3A时，当电流最小为0.3A时，滑片不能调到最右端，因为此时变阻器电压为 U=IR=60Ω×0.3A=18V 会超过电压表的最大量程，故变阻器两端最大电压为15V，此时电源电压 U总=IR1+U=0.3A×10Ω+15V=18V 最小功率为 P小=Ul小=18V×0.3A=5.4W ②当最大电流为0.3A、最小电流为0.2A时；当电流最小为0.2A时，滑片能调到最右端，不会超过电压表的最大量程，此时电源电压为 U=IR=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+60Ω)=14V 但该情况下0.3A小于电路安全下电路中电流的最大值0.6A，故不合理舍去，故电源电压的可能值为18V，电路总功率的最小值5.4W。 答：（1）灯泡正常发光时的电阻为18Ω。 （2）电源电压24V。 （3）电源电压的可能值为18V，电路总功率的最小值5.4W。 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 $$