第18章 小专题培优11 特殊方法测小灯泡的电功率-【众相原创】2025-2026学年九年级全一册物理分层练（人教版2024）广西专版

１０２　 广西物理（ＲＪ） １１ 特殊方法测小灯泡的电功率 基础巩固 !"#$%&'( １．学习了“伏安法测小灯泡电功率”的实验后， 小明想尝试着在缺少电流表的情况下进行实 验，测标有“２．５Ｖ”字样的灯泡的额定功率， 其他元件完好。 （１）小明用已有的器材、５Ω的电阻Ｒ０和另一 块电压表，设计了如图所示的电路，其中虚线 框内的元件组合相当于一个　电流表　。 （２）小明进行了如下实验，请补充完整。 ①连接好电路，将滑动变阻器的滑片调到阻 值最大端； ②闭合开关，移动滑片，使灯泡两端电压 为　２．５　Ｖ； ③再读出Ｒ０两端的电压为１．５Ｖ； ④测量结束后，应断开开关，先拆除　电源　 两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好 器材。 （３）若（２）中实验操作均正确，则灯泡的额定 电功率为　０．７５　Ｗ。 ２．小明利用实验器材，设计了如图所示的电路， 测出了额定电压为２．５Ｖ的小灯泡的额定功 率。请帮他将实验步骤补充完整。（已知电 源电压为６Ｖ，滑动变阻器标有“２０Ω　１Ａ” 字样） （１）闭合开关 Ｓ、Ｓ１和 Ｓ２，调节滑动变阻器的 滑片，使电压表示数为　３．５　Ｖ时，小灯泡正 常发光。 （２）闭合开关 Ｓ、Ｓ１，断开 Ｓ２，保持滑片的位置 不变，读出电压表的示数为２．５Ｖ。 （３）闭合开关 Ｓ、Ｓ２，断开 Ｓ１，读出电压表的示 数为４Ｖ。 （４）小灯泡的额定功率Ｐ额＝　０．７　Ｗ。 ３．同学们设计了如图所示的电路，并正确测出小 灯泡（额定电压为Ｕ额）的额定功率，已知电源 电压不变，实验步骤如下： （１）闭合开关 Ｓ、Ｓ１，断开 Ｓ２，调节滑动变阻器 的滑片 Ｐ使电压表读数为小灯泡的额定电 压Ｕ额； （２）　闭合开关Ｓ，断开Ｓ１，再闭合Ｓ２　，保持 滑动变阻器滑片 Ｐ位置不动，读出此时电压 表的示数为Ｕ； （３）小灯泡额定功率的表达式Ｐ额＝　　　　 　　　　（用Ｕ额、Ｕ及Ｒ０表示）。 !")$%&*( ４．小丹同学在缺少电压表的情况下，为了测量另 一个额定电流为 ０．２５Ａ的小灯泡的额定功 率，设计了如图所示的电路。 电源电压（未知）保持不变。请完成实验步骤：                                               九全·第十八章 １０３　 （１）闭合开关，移动滑动变阻器滑片Ｐ，使电流 表示数为０．２５Ａ。 （２）断开开关，用５Ω的定值电阻替换灯泡， 滑动变阻器滑片Ｐ　保持不动　（选填“向左 移动”“向右移动”或“保持不动”）。闭合开 关，电流表的示数为０．３Ａ。 （３）将滑动变阻器滑片Ｐ移到最左端，电流表 示数为０．９Ａ，可得电源电压为　４．５　Ｖ。 （４）小灯泡的额定功率为　０．５　Ｗ。 ５．小华设计了如图所示的电路测量额定电压为 Ｕ额 的小灯泡的电功率，已知定值电阻的阻值 为Ｒ０，电源电压恒为Ｕ。 （１）只闭合开关 Ｓ、Ｓ２，调节滑动变阻器的滑 片，使电流表的示数为　　　　（用已知物理 量表示）； （２）只闭合开关　Ｓ和 Ｓ１　，保持滑动变阻器 的滑片位置不变，记录电流表的示数为Ｉ； （３）小灯泡的额定功率的表达式：Ｐ额 ＝ 　　　　　　　（用Ｕ额、Ｉ和Ｒ０表示）。 能力提升 ６．小红在实验时发现电流表突然损坏，于是她又 找来了一个阻值为 Ｒ０的定值电阻，设计了如 图所示的电路，已知电源电压为 Ｕ且保持不 变，也可以测出另一额定电压为Ｕ额的小灯泡 的额定功率，请将实验步骤补充完整： （１）只闭合 Ｓ、Ｓ２，移动滑片 Ｐ，使电压表的示 数为　Ｕ额　； （２）只闭合　Ｓ、Ｓ１　，保持滑片 Ｐ不动，读出 电压表的示数为Ｕ１； （３）小灯泡的额定功率 Ｐ＝　　　　　　　 （用Ｕ、Ｕ１、Ｕ额 和Ｒ０表示）。 ７．用如图所示电路来测量一只额定电压为 Ｕ额 的小灯泡的额定功率，电源电压为６Ｖ，实验 步骤如下： （１）仅闭合 Ｓ１，调节滑动变阻器 Ｒ２滑片至某 一位置，使电压表示数为Ｕ额； （２）在保持Ｒ２滑片不动的情况下，仅闭合Ｓ２， 调节电阻箱 Ｒ１，使电压表示数为　Ｕ额　，此 时Ｒ１接入电路的阻值为Ｒ１； （３）该小灯泡的额定功率为　　　　。 ８．利用如图所示电路，测量小灯泡的额定功率， 该小灯泡正常工作时的电流为 Ｉ１。请完成以 下实验步骤（已知电源电压Ｕ恒定不变）。 （１）只闭合开关 Ｓ１，移动滑动变阻器 Ｒ２的滑 片，使电流表示数为Ｉ１； （２）只闭合开关Ｓ２，　保持滑动变阻器Ｒ２的滑 片位置不变，调节滑动变阻器Ｒ１的滑片　，使电 流表示数为Ｉ１；再将滑动变阻器 Ｒ２的滑片调 到最左端，读出电流表的示数为Ｉ２； （３）小灯泡的额定功率表达式：Ｐ额＝　　　　 （用字母Ｕ、Ｉ１和Ｉ２表示）。                                                  ３０　 Ｗ０＝ＵＩｔ＝（１０Ω×０．２Ａ）×０．２Ａ×２×６０ｓ＝４８Ｊ （２分）… （２）当电压表的示数Ｕ０＝３Ｖ时， 通过Ｒ０的电流Ｉ０＝ Ｕ０ Ｒ０ ＝３Ｖ １０Ω ＝０．３Ａ （２分）…………… 滑动变阻器允许通过的最大电流为０．５Ａ，则电路中的最大 电流为０．３Ａ， ２ｍｉｎ内整个电路消耗的电能 Ｗ＝ＵＩ０ｔ＝６Ｖ×０．３Ａ×２×６０ｓ＝２１６Ｊ （２分）……………… 第２节　电功率 第一课时　电功率的理解及其简单计算 一阶　基础巩固分点练 １．Ｃ ２．电流做的功为５Ｊ　１ｓ内电流做的功为２０００Ｊ　长　短 ３．０．７５　１８０ ４．该灯泡的额定电压是２２０Ｖ　该灯泡的额定功率为１００Ｗ １０ ５．短　多　０．１８　１２１０　２４０００ 二阶　拓展提升综合练 ６．Ｂ ７．Ｃ ８．Ｄ ９．Ａ １０．Ｃ １１．Ｄ １２．７２０００　４０ １３．电流　大 １４．１∶１　２∶１　１∶２　１∶２ １５．０．４５　０．５ 三阶　冲刺Ａ＋培优练 １６．５　２ １７．１２　２．２５ 第二课时　额定功率与实际功率 一阶　基础巩固分点练 １．Ｃ　２．Ｃ ３．甲　暗 ４．Ｃ　５．Ｄ ６．Ｌ１　３ ７．大　小 ８．不变　０．５　２７．５ ９．Ｄ 二阶　拓展提升综合练 １０．Ａ １１．Ｂ １２．Ｄ １３．Ｄ １４．４８４　５０ １５．５　１．２ １６．解：（１）小灯泡Ｌ的额定功率 ＰＬ＝ＵＬＩＬ＝６Ｖ×０．６Ａ＝３．６Ｗ （２分）…………………… （２）由电路图可知，小灯泡Ｌ与电阻Ｒ串联，因串联电路中 总电压等于各分电压之和，所以，Ｒ两端的电压 ＵＲ＝Ｕ－ＵＬ＝９Ｖ－６Ｖ＝３Ｖ （１分）………………………… 因串联电路中各处的电流相等，所以，由Ｉ＝ Ｕ Ｒ 可得，定值电 阻Ｒ的阻值 Ｒ＝ ＵＲ ＩＲ ＝ ＵＲ ＩＬ ＝３Ｖ ０．６Ａ ＝５Ω （２分）…………………………… （３）整个电路１０ｍｉｎ消耗的电能 Ｗ＝ＵＩｔ＝９Ｖ×０．６Ａ×１０×６０ｓ＝３２４０Ｊ （２分）…………… 三阶　冲刺Ａ＋培优练 １７．３．６　１．５ １８．６０　４０ 第３节　跨学科实践：为家庭节约用电提建议 １．发光效率更高（或功率小更节能） ２．１０　１９２０　家用电器在长时间不用时要及时切断电源 ３．（１）３．９２×１０５　（２）①减小通电时间　③减小用电器的电功 率　４８ 第４节　焦耳定律 一阶　基础巩固分点练 １．Ｂ ２．Ｃ ３．热量　热 ４．Ｄ　５．Ｄ ６．焦耳　小 ７．１∶１　２∶１　１∶１　１∶２ ８．４０　２．４×１０４ ９．解：（１）使水温由２０℃升高到１００℃，水需要吸收热量 Ｑ吸＝ｃ水 ｍΔｔ＝４．２×１０ ３Ｊ／（ｋｇ·℃）×１ｋｇ×（１００℃－２０℃）＝ ３．３６×１０５Ｊ （２分）…………………………………………… （２）不计热量损失，电热水壶消耗的电能等于水吸收的热 量，即Ｗ＝Ｑ吸＝３．３６×１０ ５Ｊ， 加热所需要的时间 ｔ＝ Ｗ Ｐ ＝３．３６ ×１０５Ｊ ８００Ｗ ＝４２０ｓ （２分）…………………………… 二阶　拓展提升综合练 １０．Ｄ １１．Ｂ １２．０．６　９０　４０ １３．（１）两侧液面高度差　转换　（２）电流　电阻　（３）电阻　 电流　（４）左 １４．解：（１）由电路图知，开关Ｓ接高温挡位时，由Ｉ＝ Ｕ Ｒ 可得， 电热丝Ｒ１的阻值Ｒ１＝ Ｕ Ｉ１ ＝２４Ｖ １．５Ａ ＝１６Ω （２分）………… （２）处于“低温”挡加热时， 通过座椅垫的电流Ｉ＝ Ｐ低 Ｕ ＝２４Ｗ ２４Ｖ ＝１Ａ （２分）…………… （３）处于“低温”挡加热５ｍｉｎ，电流通过Ｒ１产生的热量 Ｑ１＝Ｉ ２Ｒ１ｔ＝（１Ａ） ２×１６Ω×５×６０ｓ＝４８００Ｊ （２分）……… 小专题培优１１　特殊方法测小灯泡的电功率 １．（１）电流表　（２）②２．５　④电源　（３）０．７５ ２．（１）３．５　（４）０．７ ３．（２）闭合开关Ｓ，断开Ｓ１，再闭合Ｓ２　（３）Ｕ额× Ｕ－Ｕ额 Ｒ０ ４．（２）保持不动　（３）４．５　（４）０．５ ５．（１） Ｕ额 Ｒ０ 　（２）Ｓ和 Ｓ１　（３）Ｕ额×（Ｉ－ Ｕ额 Ｒ０ ） ６．（１）Ｕ额　（２）Ｓ、Ｓ１　（３） Ｕ１Ｕ额（Ｕ－Ｕ额） Ｒ０（Ｕ－Ｕ１） ７．（２）Ｕ额　（３） Ｕ额 ２ Ｒ１ ８．（２）保持滑动变阻器 Ｒ２的滑片位置不变，调节滑动变阻器 Ｒ１的滑片　（３） Ｉ２１ Ｉ２ Ｕ 小专题培优１２　电功率相关动态 电路分析与计算 １．Ｃ　２．ＢＣ　３．Ｂ　４．Ｂ　５．Ｃ ６．并　６　１．８ ７．Ｂ　８．Ｃ ９．Ｄ　１０．Ｄ １１．解：（１）小灯泡的电阻 ＲＬ＝ Ｕ２Ｌ ＰＬ ＝（６Ｖ） ２ ６Ｗ ＝６Ω （２分）……………………………… （２）闭合开关 Ｓ，小灯泡和滑动变阻器串联，由题意知小灯 泡正常发光，此时小灯泡两端的电压为６Ｖ， 电路中的电流Ｉ＝ＩＬ＝ ＰＬ ＵＬ ＝６Ｗ ６Ｖ ＝１Ａ （１分）……………… 此时滑动变阻器两端的电压 ＵＲ＝ＩＲ＝１Ａ×３Ω＝３Ｖ （１分）…………………………… 则电源电压Ｕ＝ＵＬ＋ＵＲ＝６Ｖ＋３Ｖ＝９Ｖ （１分）…………… （３）当滑动变阻器的滑片 Ｐ移至某位置时，电压表的示数 为１Ｖ， 此时电路中的电流Ｉ′＝ ＵＬ′ ＲＬ ＝１Ｖ ６Ω ＝１ ６ Ａ （１分）…………… 此时整个电路的电功率 Ｐ总＝ＵＩ′＝９Ｖ× １ ６ Ａ＝１．５Ｗ （１分）……………………… １２．解：（１）当开关Ｓ１、Ｓ２断开，Ｓ３闭合时，此时电流表的示数为 ０．３Ａ，即电路中的电流Ｉ１＝０．３Ａ，由Ｉ＝ Ｕ Ｒ 可知， 电源电压Ｕ＝Ｕ１＝Ｉ１Ｒ１＝０．３Ａ×１０Ω＝３Ｖ （２分）……… （２）当开关Ｓ１断开，Ｓ２、Ｓ３闭合时，Ｒ１与Ｒ２并联； 由并联电路电流的规律知，通过Ｒ２的电流 Ｉ２＝Ｉ－Ｉ１＝０．４５Ａ－０．３Ａ＝０．１５Ａ （２分）………………… Ｒ２的阻值Ｒ２＝ Ｕ Ｉ２ ＝ ３Ｖ ０．１５Ａ ＝２０Ω （２分）………………… （３）当开关Ｓ１闭合，Ｓ２、Ｓ３断开时，两电阻串联，由串联电路 电阻的规律和欧姆定律可知电路中的电流 Ｉ′＝ Ｕ Ｒ１＋Ｒ２ ＝ ３Ｖ １０Ω＋２０Ω ＝０．１Ａ （２分）…………………… 通电１０ｓ电阻Ｒ１产生的热量 Ｑ＝Ｉ′２Ｒ１ｔ＝（０．１Ａ） ２×１０Ω×１０ｓ＝１Ｊ （２分）…………… １３．解：（１）由Ｐ＝ＵＩ可得，灯泡正常发光时的电流 ＩＬ＝ ＰＬ ＵＬ ＝３Ｗ ３Ｖ ＝１Ａ （２分）………………………………… 由Ｉ＝ Ｕ Ｒ 可得，灯泡正常发光时的电阻 ＲＬ＝ ＵＬ ＩＬ ＝３Ｖ １Ａ ＝３Ω （１分）………………………………… （２）当Ｓ闭合，Ｓ１、Ｓ２都断开时，灯泡 Ｌ与滑动变阻器 Ｒ１串 联，灯泡正常发光，所以，电路总电阻 Ｒ＝ Ｕ ＩＬ ＝１２Ｖ １Ａ ＝１２Ω （２分）………………………………… 所以，滑动变阻器接入电路的电阻 Ｒ１＝Ｒ－ＲＬ＝１２Ω－３Ω＝９Ω （１分）……………………… （３）闭合Ｓ、Ｓ１、Ｓ２时，Ｒ１与 Ｒ２并联，电流表测干路电流，由 欧姆定律知，通过定值电阻Ｒ２的电流 Ｉ２＝ Ｕ Ｒ２ ＝１２Ｖ １２Ω ＝１Ａ （２分）………………………………… 调节滑动变阻器Ｒ１，使Ｒ１以最大功率工作时，干路电流为 ３Ａ， 通过滑动变阻器的电流 Ｉ１＝Ｉ－Ｉ２＝３Ａ－１Ａ＝２Ａ （１分）…………………………… １ｍｉｎ内电流通过滑动变阻器做的功 Ｗ＝ＵＩ１ｔ＝１２Ｖ×２Ａ×６０ｓ＝１４４０Ｊ （２分）………………… 小专题培优１３　含图像类电功率计算 １．６　Ｒ２　【变式训练】＞　１∶２　４８ ２．Ｄ　３．ＢＤ ４．ＢＣ　５．ＡＢ ６．ＡＣ　７．ＡＤ ８．ＢＤ ９．３．５　５　０．７ １０．１０　电功率　０．３　０．９ １１．１０　３．６ １２．２０　６ １３．ＣＤ １４．６０　８　０．２ １５．ｂ　１５　６ １６．１０　５．６　４５ 小专题培优１４　电功率比值类计算 １．Ｄ ２．６　２∶３ ３．Ｄ ４．Ｄ ５．Ｃ ６．５∶１　１∶４ ７．Ｄ ８．２０　１２ ９．Ｃ １０．１∶２　９∶８ １１．４∶１　４０ １２．９　２０　１∶９ 小专题培优１５　电功率极值、范围类计算 １．１　１２ ２．１０　０．９ ３．Ｃ ４．ＢＣＤ ５．０～８．８　０．２１～１．６５ ６．１５　１．２～２．４ ７．解：（１）由Ｐ＝ＵＩ可知，小灯泡正常工作时的电流 ＩＬ＝ ＰＬ ＵＬ ＝３Ｗ ６Ｖ ＝０．５Ａ （２分）………………………………… （２）当Ｓ２闭合，Ｓ１、Ｓ３断开时，小灯泡与滑动变阻器Ｒ２串联； 要使小灯泡正常发光，则此时电路中的电流Ｉ＝ＩＬ＝０．５Ａ， 由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻 Ｒ＝ Ｕ Ｉ ＝１５Ｖ ０．５Ａ ＝３０Ω （２分）………………………………… 小灯泡的电阻ＲＬ＝ ＵＬ ＩＬ ＝６Ｖ ０．５Ａ ＝１２Ω （２分）……………… Ｒ２接入电路中的阻值 Ｒ２＝Ｒ－ＲＬ＝３０Ω－１２Ω＝１８Ω （１分）……………………… （３）当Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３都闭合时，Ｒ１、Ｒ２并联，小灯泡被短路；当滑 动变阻器接入电路中的阻值最大时，电路中的总电阻最大， 由Ｐ＝ Ｕ２ Ｒ 可知，整个电路消耗的功率最小；此时Ｒ１的电功率 Ｐ１＝ Ｕ２ Ｒ１ ＝（１５Ｖ） ２ １５Ω ＝１５Ｗ （２分）……………………………                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　参考答案 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　参考答案 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　参考答案