寒假伴学营实验题专项培优：测小灯泡的电功率 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

2024-2025学年人教版九年级物理上学期（全一册）寒假伴学营 实验题专项培优：测小灯泡的电功率 学校:___________姓名：___________班级：___________ 1．如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格的滑动变阻器A（10Ω 1A）和B（50Ω 2A）。 （1）本实验中应选择 滑动变阻器（选填“A”或“B”）； （2）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时小灯泡变亮，导线不得交叉）； （3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数。接下来应进行的操作是 ； A．断开开关，更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 （4）问题解决后，继续进行实验，调节滑动变阻器的滑片，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。在某次调节中，小灯泡逐渐变亮，滑动变阻器接入电路的阻值减小了ΔR1，小灯泡的阻值变化了ΔR2、则ΔR1 ΔR2（选填“>”、“<”或“=”）； （5）若只将小灯泡换成电阻箱，还可以完成的实验是 （填标号）； A．探究电流与电压的关系 B．探究电流与电阻的关系 （6）实验室中有一个未知电阻R1，其阻值大约150Ω，小芳同学要准确测量它的阻值，现有下列实验器材：一节旧干电池，两个开关S1、S2，导线若干。另还有可供选择的器材如下： A．电流表A（量程：0﹣0.6A，0﹣3A） B．电压表V（量程：0﹣3V，0﹣15V） C．定值电阻R1（阻值：5Ω） D．定值电阻R2（阻值：150Ω） 请你帮小芳从中选出两种合适的器材： （填器材前面的字母序号）。 2．小华在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源由几节干电池组成（电压为1.5 V的整数倍且保持不变），待测小灯泡标有“0.2 A”字样，滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样。 (1)他按图甲连接电路，闭合开关S后，观察到电表的示数分别为1.3 V和0.16 A，继续移动变阻器的滑片，发现两电表的示数均不发生变化，则其原因是 ，电源的电压为 V。 (2)经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，他移动变阻器的滑片，当电流表示数为 A时小灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上，则小灯泡的额定功率为 W。 (3)该同学在移动变阻器滑片的过程中，若发现电压表的示数如图乙所示，则与其正常发光的亮度相比，此时小灯泡的亮度情况是 。 (4)同组的小芳做实验时发现电流表坏了，老师给她一个已知阻值的定值电阻R0、若干开关和导线，小芳设计电路如图丙所示，并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下：闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片P使电压表读数为U额，此时小灯泡正常发光；不改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关S、S2，断开S1，记录电压表此时读数为U。请用R0、U额、U写出小灯泡额定功率的表达式：P额= 。 3．小明想测量额定电压为的小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻，连接了如图甲所示的电路（电源为两节新干电池）。 (1)小明连接好电路，闭合开关，发现电压表有较大示数，电流表无示数，移动滑片时两电表的示数均无变化，则故障可能是小灯泡发生 （填“短路”或“断路”）。 (2)问题解决后进行实验，某时刻电压表的示数为，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （填“”或“”）端方向移动，直到电压表读数为 V。 (3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；小灯泡正常发光时的电阻为 （结果保留一位小数）。 (4)为测量额定电流为的小灯泡的额定功率，小明又设计了如图丙所示的电路，电源电压不变，实验步骤如下： ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使 ； ②再闭合开关，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表的示数； ③小灯泡L额定功率的表达式为 （用、、表示）。 4．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小马利用电压恒定的电源与额定电压为2.5V的小灯泡进行实验。 (1)如图甲所示是小马连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，请用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法 ； (2)正确连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表和电流表示数均较小，接下来的操作是 ； (3)然后多次改变小灯泡两端的电压，记录电压表、电流表的示数，绘制如图乙所示的图像，当小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡的电阻为 ；由图像可知小灯泡的电阻随温度的升高而 （选填“增大”、“不变”或“减少”）； (4)另一组的小河有电压为4V、6V和8V的三款电源，他将标有“0.3A”字样的另一个小灯泡、一个最大阻值未知的滑动变阻器、电流表和开关用导线串联，并将电压表并联接入电路。将变阻器的滑片置于一端，闭合开关，把电压表和电流表示数记录在下表的序号1中，再将滑片移至变阻器另一端，把相应的电压表和电流表示数记录在下表序号2中。通过分析数据可判断小河所选用的滑动变阻器最大阻值 。接着小河断开开关，仅调整电源电压并将滑动变阻器的电阻调到最大，再次闭合开关，移动变阻器滑片，同时眼睛观察 （选填“电流表”或“电压表”）示数至某一数值时，小灯泡正常发光，然后读出电压表示数如图丙所示； 实验序号 电压/V 电流/A 1 2.0 0.20 2 4.0 0.29 (5)通过分析可知小灯泡的额定功率 W，小河调整后的电源电压 V。 5．小明用如甲图器材进行（一）、（二）两实验（其中电源为三节新电池，滑动变阻器铭牌标有“20Ω1A”） （一）测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率： （1）小明连接了如图甲的电路，经检查，发现有一条导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线； （2）小明改正错误后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （二）小明想用上述改正后正确实验的电路，探究“电流与电阻的关系”，于是他取来5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的六个定值电阻，用定值电阻替换小灯泡，同时把电压表的量程改接。根据前五个电阻的实验数据，小明绘制电流与电阻的图象如图丙。小明把30Ω的电阻接入电路，无论如何移动变阻器的滑片，电压表都不能达到实验控制的电压值。如果不对电路进行改动，只要把定值电阻两端电压控制在 的范围内，同样能完成六组实验数据的测量。 （三）小亮用另一组器材做了如下实验：用标有“20Ω1A”的滑动变阻器RA连接了如图丁所示电路，测额定电流为0.5A的小灯泡的额定功率。 （1）闭合S、S2，断开S1，当滑动变阻器RB的滑片在最左端，滑动变阻器RA的滑片在最右端时，电流表的示数为0.6A； （2） （填开关状态），移动滑动变阻器RA滑片使电流表示数为0.5A，灯泡正常发光； （3）断开S1，闭合S、S2，保持滑动变阻器RA的滑片位置不动，调节滑动变阻器RB的滑片，使电流表的示数为0.5A； （4）保持其中一个滑动变阻器滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片调到最左端，此时电流表的示数为1A； （5）小灯泡的额定功率 。 6．小龚同学和小潘同学做“测定小灯泡的电功率”的实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍）、待测小灯泡有3个，分别标有“4.5V，0.3A”“3.8V，0.3A”，“2.5V，0.3A”、电流表、电压表各两个，滑动变阻器2个，分别标有“10欧 1安”字样和“50欧 2安”字样、开关以及导线若干。小潘选取合适的器材和一个小灯并正确连接电路且实验步骤正确。闭合开关后，电流表的示数如图（a）所示，电压表示数为1.6V，接着，她移动变阻器的滑片至另一端，在此过程中发现小灯始终无法正常发光。经过思考，小潘更换电源并调整电路重新实验，当观察到小灯泡正常发光时，电压表的示数如图（b）所示。 （1）判定小灯正常发光的依据是 （2）请通过计算求出调整后的电源电压U 和小灯泡的额定功率P额。 （3）小潘所选用的滑动变阻器的规格为 小龚从剩余的器材中选取合适的器材和一个小灯并连接电路后，将变阻器的滑片置于一端，闭合开关，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，电流表示数逐渐变大，电压表的指针始终处于图所示位置。 （4）请画出此时实验的电路图 （5）请计算小龚所测量的小灯的额定功率为 W 7．物理王兴趣小组的同学小徐和小王做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电源电压未知且不变）、滑动变阻器两个分别标有A“5Ω 3A”B“20Ω 2A”字样，待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。小徐选取其中一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在待测小灯泡两端，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；闭合开关S后，此时电压表如图所示，他发现无法继续实验。小王选取另一个变阻器进行实验，并将电压表并联在电路中某处；移动滑片，进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。 物理量实验序号 电压U（伏） 电流I（安） 1 3.0 0.22 2 2.0 0.28 3 1.5 0.30 ①测定小灯泡电功率的实验原理是 ； ②请通过以上信息判断，小王同学所选滑动变阻器规格为 ，电压表并联在 两端（选填“电源”或“待测小灯泡”或“滑动变阻器”）； ③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程） 8．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有器材：电源（电压为3伏、4.5伏、6伏可调）、待测小灯泡（标有“2.5V”字样）、电流表（表盘如图（a）所示）、电压表、开关各一个，滑动变阻器两个（规格分别为“5Ω ； 3A”、“10Ω ； 2A”），导线若干。 小华连接电路，将变阻器连入电路阻值达到最大。闭合开关，将部分数据记录在下表序号1中。经过思考后，他对电路中某一个元件进行了调整。闭合开关，移动滑片到某一位置，将部分数据记录在下表序号2中。继续移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表的指针在序号2的基础上偏转了1小格，此时滑片位置如图（b）所示。 序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 电压表示数与电流表示数的乘积（瓦） 1 2.8 0.34 2 2 0.6 （1）判断小灯泡正常发光的方法是 。 （2）判断电压表所接入的位置，并说明理由 。 （3）判断小灯泡正常发光时所用滑动变阻器规格，并计算小灯泡的额定功率 。（需写出解答过程） 9．小林想测定额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的功率和电阻，将学生电源调到电压为3V，使用滑动变阻器规格为“20Ω  2A”。 （1）在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，则电路故障是 。 （3）正确连接电路后，实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛注视 （选填“电流表”或“电压表”）。 （4）根据测得的数据绘制了小灯泡的I－U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是 W。小林分析发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变，这是因为小灯泡两端电压的变化引起 发生变化，从而导致电阻发生改变。 （5）小林发现实验室还有一待测小灯泡（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5W~0.7W之间），接着他采用了一个学生电源（电压为2V的整数倍）重新连接线路。闭合开关后，移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐增加，电压表的示数逐渐变小。他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。如果将小林所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65W。根据相关信息可知小灯泡的额定功率为 W。 10．小嘉做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好。他将学生电源（档位为2伏整数倍可调），标有“0.3安”字样的小灯泡、滑动变阻器、电流表、开关用导线串联，并将电压表并联接入电路，再将变阻器的滑片置于一端。闭合开关，将观察到的电压表和电流表示数记录在下表的序号1中，将滑片移至变阻器另一端，将相应的电压表和电流表示数记录在下表序号2中、分析记录的数据，小嘉断开开关，调整电源电压档位，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大。再次闭合开关，移动变阻器滑片至某一位置时，小灯泡正常发光，电压表示数如图所示。 实验序号 电压（伏） 电流（安） 1 2.0 0.20 2 4.0 0.28 （1）实验中判断小灯泡正常发光的方法是 ； （2）实验中所用滑动变阻器的最大阻值为 欧； （3）计算调整后的电源电压及小灯泡的额定功率= 。 11．小荣同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡上标有“2.5V”字样。 （1）图甲中有一根导线的一端连接错误，请在该导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线； （2）小荣同学改正了错误的接线，将电路重新连接好，闭合开关前，应将滑片P移到 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表、电流表均有较小的示数，对此现象判断和后续操作正确的是 ； A．灯泡短路，应更换灯泡         B．灯泡断路，应更换灯泡 C．滑动变阻器断路，应更换滑动变阻器     D．灯泡正常，应移动滑动变阻器的滑片 （3）解决上述问题后，小红测量了多组数据并根据所测数据绘制成如图乙所示的图像，可得出小灯泡的额定功率为 W； （4）若某次测得灯泡的实际功率为额定功率的四分之一，此时灯泡的电流 0.5（选填“”“”或“”）； （5）小智、小燕同学继续验证电流跟电阻的关系，他们选择六个定值电阻（5、10、15、20、25、40）和规格为“60 0.5A”的滑动变阻器，依次增大定值电阻的阻值进行实验，其余器材及连接方式不变。小智、小燕两同学根据各自前四次实验数据作出了如图所示的图像，其中 （选填“小智”或“小燕”）同学的实验操作是错误的，经检查发现，是因为该同学在做完第一次实验之后一直忘记调节滑动变阻器。则他们选择的电源电压为 V。 （6）修正错误后，他们发现无论怎么调节滑动变阻器，都无法完成所有实验，经过讨论，他们采取只改变“滑动变阻器最大阻值”或“定值电阻两端设定的电压值”或“电源电压”的方法来完成所有实验，最终正确测得数据的各状态中，滑动变阻器功率的最大值为 W。 12．小明利用电学实验盒设计并进行了以下几组实验（采用的电源都是三节新干电池）： （1）实验一：利用图甲电路来探究电流与电阻的关系，实验中控制电压表示数为U0不变； ①开关闭合前，滑动变阻器的滑片置于图中最右端；将电阻箱调至某阻值，闭合开关，调节滑动变阻器时，发现电压表示数始终为零而电流表示数有明显变化，经检查是由于 而造成的； ②排除故障后，调节电阻箱阻值R，多次实验，得到I与的关系如图乙所示，U0= V； ③在本实验的交流与评估环节，甲同学想知道每次实验中滑动变阻器连入电路的电阻值，但又无法从滑动变阻器上读取。乙同学思考了一会儿，发现一个规律：在电压表示数为U0时，无论电阻箱取哪个阻值，滑动变阻器连入电路的阻值一定是电阻箱阻值的 倍； （2）实验二：将图甲中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡，实验得到丙所示图像，则小灯泡的额定功率为 W；当小灯泡的电功率为0.6W时，小灯泡的电阻为 Ω； （3）实验三：小明打算增加一个阻值为R0的电阻，用图丁所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1，移动滑片P使电压表的示数为U1；保持滑片P位置不动，只断开开关S1，闭合开关S2，记下电压表的示数为U2，则小灯泡的电功率为 （用已知字母表示）。 13．小田在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中，调到电源电压为3V，使用滑动变阻器规格为“20；2A”。 （1）在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整； （2）连接电路时，开关应处于 状态。实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时灯泡的功率为 W，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛注视 （选填“电流表”或“电压表”）； （3）小田经过计算发现，在某次正常调节滑动变阻器的过程中，滑动变阻器R的阻值变化量比灯泡L的阻值变化量大，则滑片P的移动方向是 （选填“一定向左”、“一定向右”或“向左、向右均可”）； （4）小田根据测得的数据绘制了小灯泡的I-U关系图像如图丙所示（实线AB部分），现将规格相同的另一只小灯泡L2也串联在该电路中，将滑动变阻器的滑片从一端移动到另一端的过程中，获得L1的I-U关系图像可能是图丙中的 ； A．AB段　　B．AD段　　C．CD段　　D．DE段 （5）对面聪聪发现实验室还有一待测小灯泡（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5W~0.7W之间），接着他采用了一个学生电源（电压为2V的整数倍）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关以及导线若干；重新连接线路后，将电压表并联在电路中。闭合开关后，继续移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐而增加，电压表的示数逐渐变小。他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。如果将聪聪所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65W。根据相关信息可知小灯泡的额定功率为 W。 学科网（北京）股份有限公司 答案解析 1．B C 0.75 > AB BD 2．将变阻器的下面两个接线柱连入了电路 4.5 0.2 0.5 更亮些 3．(1)断路 (2) b 2.5 (3) 0.75 8.3 (4) 电流表示数为 4．(1) (2)向左移动滑动变阻器的滑片 (3) 5 增大 (4) 10 电流表 (5) 1.35 6 5． 0.76 断开S2，闭合S、S1 3 6．电流表示数为0.3A 6V 1.14W “10欧 1安” 1.35 7．P=UI B 滑动变阻器 0.7W 8．观察到电压表示数为2.5V 0.8W 9． 小灯泡断路 5 右 电压表 1 温度 0.55 10．电路中电流为0.3A 10 6V，1.35W 11． A D 0.625 > 小智 6 1.75 12． 电阻箱短路 2 1.25 1.25 3.75 13． 断开 0.36 右 电压表 向左、向右均可 C 0.55 学科网（北京）股份有限公司 $$