第15章 专题一 特殊方法测小灯泡的电功率-【课时提优计划作业本】2024-2025学年九年级物理下册（苏科版）

课时提优计划作业本物理九年级下册(SK版))) 专题一特殊方法测小灯泡的电功率 类型一：不用电压表测小灯泡的电功率 1.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小红经过思考，发现用两只电流表和 一个阻值为R。的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率.已知小灯泡⑧ 的额定电压为2.5V,滑动变阻器Rp规格为“2021A”,电源由2节 新干电池串联组成.她设计的电路如图所示，具体操作是：闭合开关S,调节滑动变阻器 使电流表A1的示数为 时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I,则小灯 泡额定功率的表达式为P颜= (用已知量和测量量表示) 2.某小灯泡的额定电流为0.3A,为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了如图所示的实 验电路，所用电源电压恒定（未知），R1、R2均为电阻箱(0~999.92). (1)实验步骤如下. 第1步：仅闭合S,R2调至52时，电流表的示数为0.3A 第2步：仅闭合S2,R1、R2分别调至6n和9时，电流表的示数为0.3A. 则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，小灯泡的额定功率为 W. (2)小强对图中电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的有 ( A.将原实验步骤的第1步和第2步对调 B.将R2换成适当规格的滑动变阻器 C.将Rg换成导线 D.将R,换成导线 3.在“测量灯泡电功率”的实验中，已知灯泡的额定电压U=2.5V,电源电压保持不变.如 果没有电压表，用如图所示的电路也可测量灯泡的额定功率，其中定值电阻的阻值为 先断开开关S闭合开关S、S。,调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为：再 持滑动变阻器滑片的位置不变，只断开开关 、闭合其他开关，读出电流表示数为 I,则灯泡额定功率的表达式为P (用R。、U、I表示). 48 第十五章电功和电热 类型二：不用电流表测小灯泡的电功率 4.用如图所示的电路测量额定电压为2.5V的灯泡L的额定功率，调节电阻箱R,使它接 入电路的阻值为4，闭合开关S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为 2.5V:保持滑片P的位置不变，闭合开关S2,断开开关S,此时电压表示数为1.6V:断 开开关S,调节电阻箱R,使它接入电路的阻值为14Ω，闭合开关S,此时电压表示数为 2.8V.则灯泡的额定功率为 () A.1W B.0.75W C.0.625W D.0.5W 5.小华测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，但是电流表已坏，小华用一个电阻箱 代替电流表来测量小灯泡的额定功率.她设计了如图所示的电路图，并按照电路图连接 好电路.以下是她的实验步骤，请补充完整， (1)只闭合开关 ,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V. (2)保持(1)中滑动变阻器的滑片P的位置不变， ,调节电阻箱的阻值，当 电压表示数为2.5V时，读出电阻箱接入电路的阻值R. (3)利用上述测量出的物理量和已知量，写出小灯泡额定功率的表达式：P= (第5题) (第6题) 6.兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V,小灯泡L的额定电压为 2.5V,正常发光时电阻约为8Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω1.5A”的R1和规格为 “2021A”的R2,开关、导线若干，电压表一个，但没有电流表，为测量出小灯泡L的额 定功率，小明设计了如图所示的电路，请你帮他补全实验步骤 (1)将滑动变阻器 接入电路的阻值调到最大且保持不变，闭合开关S,将S拨向触点 ,调节另一滑动变阻器接入电路的阻值，使电压表的示数为U, (2)再将开关S拨向另一触点，读出电压表示数为U.滑动变阻器R1、R2的最大阻值分 别为R,、R2,则小灯泡L的额定功率表达式为P额= (用已知物理量的符号 表示) 7.小华在只有一只电压表的情况下，连接如图所示电路，测出了额定电压为2.5V的小灯 49 课时提优计划作业本物理九年级下册(SK版)))) 泡的额定功率（已知电阻R1的阻值为202，电源电压为4.5V,R2铭牌上标有“502 2A”字样)，请你将实验步骤补充完整， (1)闭合开关S,将开关S,接 (选填“a”或“b”),调节R。的滑片，使电压表的示 数为 V时，小灯泡正常发光 (2)保持R,的滑片位置不动，闭合开关S,将开关S接a,此时电压表的示数为3V. (3)小灯泡L的额定功率P= W. (第7题) (第8题) 8.(2023·大庆节选)某研究小组利用如图所示的电路测量一只额定电压U额为2.5V的 小灯泡的额定功率.电路中电源电压未知但恒定不变，R,和R2为滑动变阻器，R2的最 大阻值为10Ω，实验操作如下， (1)保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1,调节R2的滑片，使电压表的示数为U题 (2)断开开关S,同时闭合开关S和S2,保持 (选填“R,”或“R2”)的滑片位置不 变，调节 (选填“R,”或“R2”)的滑片，使电压表示数仍为U· (3)仅将R,的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1=3V,再将R2的滑片P调至最 右端，记下电压表的示数U2=1V,则小灯泡L的额定功率P,= w. 9.已知R1=5n,R2=15n,R,=25n,R。为规格为“2021A”的滑动变阻器，R为最大 阻值为9992的电阻箱，小华利用R,、R。及R、R2、R,中的某一个定值电阻，设计了如图 所示的电路，测出了额定电压为3.8V的小灯泡L的额定功率（小灯泡的电阻约为10Ω）. ⑧ 之马 (1)只闭合开关S、S,先使电阻箱R。的阻值为零，再调节滑动变阻器R,的滑片，使电压 表示数为3.8V. (2)断开开关S1,闭合S、S2,保持 不变，调节 ,使电压表示 数为3.8V,读出此时电阻箱R,的阻值为4Ω. (3)根据题中信息和以上数据可知，图中选用的定值电阻为 (选填“R,”“R2”或 “R,”);小灯泡L的额定功率P徽= W(结果保留1位小数). 50(Uon)2 P=R,求得小灯泡的额定功率.选项A中，先仅闭合 220V一165V=55V,电热箱的电功率PA=P,= R。 S,R1与R,串联，分别调节两个电阻箱，使电流表的示数为 (55V2 55W 5W,方法一中电路电流1A=亡=220 0.3A,读出两个电阻箱的阻值分别为R,和R:,再仅闭合S: 550 L与R,申联，调节R:,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正 0.25A,R。两端的电压UM=IR。=0.25A×55n= 常发光，读出电阻箱R:的阻值为R,',则小灯泡正常发光时 13.75V,电热丝R的阻值R= UA U-Us 的电阻R=R,十R:一R,',A符合题意：选项B中，将R,换 IA 成适当规格的滑动变阻器，先仅闭合S,L与滑动变阻器串 220V-13.75V 0.25A =825n 联，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常 发光，再仅闭合S,保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节 R,,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的阻值为R,,则 小灯泡正常发光时的电阻R,=R:,B符合题意：选项C中，将 方法 方法二 R:换成导线，先仅闭合S,电路为小灯泡L的简单电路，电路 解析：(1)由题图可知，电路为R。的简单电路，开关S闭合后， 中的电流大小不一定刚好为0.3A,故不能确保小灯泡正常发 U220V 光，C不符合题意：选项D中，将R:换成导线，先仅闭合S 电路中的电流I一R。-550-4A.(2)通电100s电热丝R, 时，L与R:串联，调节R2,使电流表的示数为0,3A,则小灯 产生的热量Q=2Rt=(4A)2×55n×100s=8.8×10J. 泡正常发光，读出电阻箱的阻值为R,,再仅闭合S时，电路 (3)见答案. 为R,的简单电路，湖节R,,使电流表的示数仍为0.3A,读 8.(1)漏电保护断路器A(2)零并(3)①断开家中所有用 出电阻箱的阻值为R,',则小灯泡正常发光时的电阻R= 电器的开关，直至电能表指示灯停止闪烁④16O0imp/(kW·h) R:一R,D符合题意. 解析：(1)由题图甲可知，A中没有开关且位于干路，A为漏电 3.S2 U U。×(1-R】 解析：先断开开关S,闭合开关S、 保护断路器；当有人因操作失误而触电或用电器漏电时，A会 自动断开电路.(2)题图丙中插座上有开关，开关接线柱接的 U 是火线，则最上面的一根线应该是零线；接两线插座与三线插 S,调节滑动变阻器，使电流表的示数为尺，此时电流表测 座的用电器可以独立工作、互不影响，则两线插座与三线插座 R。所在支路的电流，则灯泡和定阻电阻两端的电压均为U。, 是并联的，(3)①利用电能表和秒表测量空满的电功率时，应 灯泡正常发光：再保持滑动变阻器滑片的位置不变，只断开开 先新开家中所有用电器的开关，直至电能表指示灯停止闪烁， 关S、闭合其他开关，读出电流表的示数为I,此时电流表测 实验时只让空调工作，④数出电子式电能表的指示灯在3min 干路电流，通过灯泡和定值电阻的电流不变，灯泡仍正常发 内闪烁的次数，根据电能表参数“1600imp/(kW·h)”求出消 光，根据并联电路的电流规律可知，灯泡的额定电流I■1一 耗的电能， 灯泡额定功率的表达式为P。=U:×(一完). U R。 专题一特殊方法测小灯泡的电功率 类型二： 类型一： 4.C解析：闭合开关S、S2,断开开关S,滑动变阻器与电阻 1 2.5V×1-2,5y解析：闭合开关S,L与R。 箱R串联，电压表测电阻箱两端的电压，当电压表示数为 R。 并联后和R,串联，电流表A,测通过R。的电流，电流表A: UR 1.6 V 1.6V时，电路中的电流I一尺-40-0.4A,由事联电路电 测电路的总电流，小灯泡正常发光时，R。两端的电压U。= 压特点和欧姆定律可知，电源电压U=UR十Uw=UR十RW= U量=2.5V,故应调节滑动变阻器使电流表A,的示数为 1.6V十0.4A×R。①：当电压表示数为2.8V时，电路中的 2.5V R。 ,此时电流表A:的示数为1，则小灯泡的额定电流 电流'= R =140=0.2A,电源电压U=UR'+U。'= 1w=1-2.5 Ro ,小灯泡的额定功率P。=UmIm=2.5V× Ug'+I'Rm=2.8V+0.2AXRm②：联立①②解得，Rm= 6n,U=4V:闭合开关S,S,断开开关S2,滑动变阻器与灯泡 2.5V 1 串联，电压表测灯泡两端的电压，由串联电路的电压特点可 R。 知，滑动变阻器两端的电压U”-U-Um=4V一2.5V=1.5V, 2.(1)100.9(2)ABD解析：(1)在第1步中，仅闭合S, R:调至5时，R:与L串联，电路中的电流为0.3A,即通过 则灯泡的额定电流1。=1n”_1上5 =0.25A,灯泡的 R 60 小灯泡的电流I=Im=0.3A,小灯泡正常发光，电路中的总 额定功率P=U1m=2.5V×0.25A=0.625W.C正确. 电阻R=R2十RLt在第2步中，仅闭合S:时，R:与R2串 联，当电路中的电流仍为0.3A时，电路中的总电阻R' 5.1)S(2)只闭合s(3).5D 解析：(1)只闭合 R R,'十R；由欧姆定律可知，在电源电压恒定时，两个电路中的 S,滑动变阻器与L串联，电压表测L两端电压，移动滑动变 电流相等，则两个电路中的总电阻相等，即R。=R。',由此可得 阻器滑片，使电压表示数为2.5V(此时小灯泡正常发光) 5十R=9n十6，则小灯泡正常发光时的电阻R1=10n,小 (2)保持滑片不动，只闭合S,滑动变阻器与R串联，电压表 灯泡的额定功率P。=1R=(0.3A)2×10Q=0.9W. 测R两端电压，调节电阻箱，使电压表示数为2.5V,根据等 (2)只要能测出小灯泡正常发光时的电阻，就可利用公式效替代法可知，当电压表示数均为2,5V时，电阻箱接入电路 课时提优计划作业本·物理·九年级下册(SK版) …22- 的阻值R等于小灯泡正常发光时的电阻，(3)小灯泡额定功率 专题二家庭电路故障分析 的表达式为P=_U-(2.5 RL R R 类型一： 1,A解析：电灯仍正常工作，说明保险丝设有烧坏，即没有 )U-一UU。解析：(1)闭合开关s,将S 6.(1)R:2(2)R, 发生短路故障：启动微波炉加热食品时，发现微波炉不工作， 拨向触点2，将滑动变阻器R:接人电路的阻值调到最大，此 电热水壶突然停止工作，说明电路故障可能是零线上αb间断 时L、R,R2串联，电压表测量L两端的电压，调节滑动变阻路了，A正确 器R,接人电路的阻值，使小灯泡正常发光，即电压表的示数 类型二： 为U.(2)将S拨向触点1，L、R1、R:依旧串联，小灯泡仍正2.B解析：只闭合开关S1,电动机M正常工作，电热丝R不 常发光，此时电压表测量L、R,两端的总电压，示数记为U,则 工作；同时闭合开关S1,S2,电动机M和电热丝R都能正常工 电路电流I-受-“，小灯泡的氨定功案P:-U,1一 作：只闭合开关S,电动机M和电热丝R均不工作，说明电动 U-UsUa. 机M和电热丝R并联，S,在干路上，S2在电热丝R所在的支 R 路上；仅闭合S,,S中任一开关时，试电笔氛管均不发光：同 7.(1)b2.5(3)0.5解析：(1)闭合开关S,将开关S接时闭合开关S,S时，试电笔氛管发光，说明电热丝R所在支 b,R,L串联，电压表测L两端的电压，调节R。的滑片使电路的绝缘皮破损.B符合题意. 压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光.(2)保持R:的滑片3.C解析：保险丝是用电阻较大、熔点较低的材料制成的， 不动，闭合开关S,将开关S接，此时R2、R:串联，电压表这样才能保证在电流过大时及时熔断，对电路起保护作用 测R:两端的电压，电压表的示数为3V.(3)在(2)中，电路中A错误：根据题图可知，开关接在了灯泡与零线之间，当灯泡 U 3V 电流1，=R=200=0.15A,R:接人电路的阻值R,= 开关断开时，灯泡与火线仍然接触，人接触灯泡时容易发生触 电事故，故这种接法是不安全的，B错误，用试电笔检测插座 U-U 4.5 V-3 V =100,在(1)中，小灯泡正常发光，通过 的两个插孔，氖管均不发光，这说明插座的右孔与火线之间是 I 0.15A 断开的，所以故障可能是cd间断路，C正确：若ab间断路，则 _U-U4.5V-2.5V 它的电流IL=R: 100 =0.2A,小灯泡的额灯泡不会发光，D错误 定功率Pm=U111=2.5V×0.2A=0.5W. 4.D解析：电路无故障时，用试电笔接触a、b处，试电笔与 8.(2)R,R,(3)1.25解析：(1)保持开关S断开，同时灯并联，氛管发光：用试电笔接触c、d处，由于试电笔和人的 闭合开关S和S,R:、L串联，调节R:的滑片，使电压表示数电阻远大于导线的电阻，故试电笔被零线短路，氖管不发光 即小灯泡两端电压为U·(2)晰开开关S,同时闭合开关S若灯丝断了，用试电笔接触c处，氖管依然不发光，A不符合 和S,此时两个滑动变阻器串联，保持R:的滑片位置不变， 题意：若灯短路了，则保险丝会被熔断，用试电笔接触a,b,c、 通过调节滑动变阻器R,,使电压表示数即R,两端电压为小 d处时，氖管都不发光，B不符合题意，若开关处断路，则b、c、 灯泡的额定电压U,根据等效替代法可知，此时R:一R, d处没有电流通过，用试电笔接触b、c、d处，氖管不发光，C (3)将R,的滑片P调至最左端，R,接人电路中的电阻为零 不符合题意：若cd间断路，则a、b、c处相当于都与火线相连， 电压表的示数U:即为电源电压：再将R:的滑片P调至最右 用试电笔接触α、b、c处，氛管都发光，用试电笔接触d处，氖 端，R:接入电路中的电阻最大，此时电压表的示数即R,两端 管不发光，D符合题意， 的电压U2=1V,根据申联电路电压的规律和欧姆定律可知， U-U:U: R8大 U,R达=1VX100=50,则小灯 5.D解析：为了保证用电安全，开关应该接在火线和灯泡之 =R,解得R=U,t=3V一1V 间，题图中开关接在零线上，则和灯泡连接的开关接法错误，A =_U_2.5D 错误：将电饭煲的插头插入三线插座后，正在烧水的电热壹突 泡的额定功率P:一RR,=5Q -=1.25W. 然不能工作，灯泡也熄灭了，这表明火线或零线中出现了断路 9.(2)滑动变阻器R,的滑片位置电阻箱R,(3)R,1,6 故障：拔出电饭煲的插头，电热壶仍不能工作，把测电笔分别 解析：(1)闭合开关S、S,使电阻箱R:的阻值为零，此时小灯 插入插座的左，右孔，氯管均发光，说明插座的两个孔都是与 泡L与R,串联，电压表测小灯泡两端电压，调节滑动变阻器 火线相连的，所以故障是零线断路：若C、D两点间零线断路， R,的滑片，使电压表示数为U=,(2)断开开关S,闭合S、S2 则灯泡会发光，所以故障是人户零线至C点间的导线断路， R,R。和定值电阻申联，电压表测定值电阻和电阻箱两端的 B、C错误，D正确. 总电压，保持滑动变阻器R,的滑片位置不变，则滑动变阻器 6.C解析：由题图可知，若火线上熔丝断了，则用测电笔测 接人电路的电阻不变，调节电阻箱R:,使电压表示数为U, a,b两点时，氖管均不发光，A不符合题意；若开关S处断路， 此时电阻箱的阻值R:=4∩，根据等效法替代可知，定值电阻 和电阻箱的总电阻等于小灯泡的电阻.(3)小灯泡的电阻约为 则用测电笔测b点时，氛管不发光，B不符合题意：若灯泡灯 102,则定值电阻的阻值肯定小于10一40=60，因此要选 丝断了，则用测电笔测α，b两点时，氖管均发光，用测电笔测 择阻值为5的R1:由以上分析可知，小灯泡L正常发光时 c,d两点时，氖管均不发光，C符合题意：若导线c、d间断路， 的电阻R:=R,十R,=50十4Q=9Ω，小灯泡L的额定功率 则用测电笔测c点时，氖管会发光，D不符合题意. _U_(3.8V) 7.C解析：若进户线火线上的熔丝烧断，则台灯均不会发 P-R90 1.6W. 光，A错误：若进户线零线断了，则台灯均不会发光，B错误： 课时提优计划作业本·物理·九年级下册(SK版) …23-