专题05 电功率测量与计算(期末压轴题训练)九年级物理上学期新教材苏科版
2026-01-04
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2份
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87页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电功率 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.72 MB |
| 发布时间 | 2026-01-04 |
| 更新时间 | 2026-01-04 |
| 作者 | 楚昭库里 |
| 品牌系列 | 学科专项·压轴题 |
| 审核时间 | 2026-01-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55771369.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题05 电功率测量与计算重难点分析
题型01 电能表、秒表法测量电功率
①大功率用电器
1.(24-25九年级上·江苏泰兴·期末)如图所示,利用电能表和秒表测家中电热水壶的电功率。电热水壶使用的是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳,插入三孔插座后可将其与 相连,防止漏电时对人造成伤害。让电热水壶单独工作5min,消耗了0.1kW•h的电能,则电能表的转盘转了 转,电热水壶的实际功率为 W。
【答案】大地;300;1200。
【详解】
(1)带三脚插头的用电器要使用三孔插座,使用电器的金属外壳通过地线与大地相连,防止因漏电造成的安全事故;
(2)消耗了0.1kW•h的电能,则电能表的转盘转了n=0.1kW•h×3000r/(kW•h)=300r,
电热水壶的实际功率P===1.2kW=1200W。
2.(24-25九年级上·江苏南京·期末)小明想利用电能表和秒表,测量家中标有“220V 10W”的节能灯和标有“220V 2000W”的电热水壶的实际功率,已知家中电能表常数为1200imp/(kW•h)。以下有两个方案:
方案一:测量出1min时间内电能表指示灯闪烁的次数n;
方案二:测量出电能表指示灯闪烁1次间隔的时间t。
若你是小明,你应选择方案 测量电热水壶的实际功率,不选择另一方案的理由是 。
【答案】一;电能表的转盘转一圈所需要的时间较少,不容易测量。
【详解】
电热水壶的功率为P=2000W=2kW,工作1min=h消耗的电能为:W=Pt=2kW×h=kW•h,
1200imp/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的指示灯闪烁1200次,
1min电能表指示灯闪烁的次数:n=1200imp/(kW•h)×kW•h=40imp,比较容易测量,故方案一可行;
电能表的转盘转一圈消耗的电能W′=kW•h,
由P=可知,电热水壶需要工作的时间为:
t===h=1.5s,不容易测量,故方案二不可行。
3.(24-25九年级上·江苏如皋·期末)小江利用家里的电子式电能表和秒表测电水壶的额定功率。他只让电水壶正常工作,记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1,由于电能表常数被遮挡,他借助额定功率为P0的电热水器,只让电热水器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2,则电水壶的额定功率为 。(用所测物理量和已知物理量的字母表示)
【答案】P=×P0。
【详解】
设电表表闪烁1次消耗的电能为W0,只让电水壶正常工作,记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1.根据W=Pt,则n1W0=Pt1﹣﹣﹣﹣①,
额定功率为P0的电热水器,只让电热水器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2;
则有:n2W0=P0×t2﹣﹣﹣﹣﹣②,
①÷②得:
电水壶的额定功率为:
P=×P0。
②小功率用电器
4.(24-25九年级上·江苏高邮·期末)如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
(1)该电能表示数为 kW•h。
(2)小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器,将该节能灯接入220V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t1;
方案二:测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
①若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:P= (单位:W)。(用数字和n表示)
②比较三种方案,最可行的是方案 。
【答案】(1)1469.5;(2)①30n;②三。
【详解】
(1)电能表单位是kW•h,最后一位是小数位,由图知电能表的示数是1469.5kW•h;
(2)①方案二:2000r/(kW•h)表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能,电能表的转盘转2000转,
则节能灯1min消耗的电能:W=kW•h,
节能灯的实际电功率:
P===0.03nkW=30nW;
②节能灯的功率:P=10W=0.01kW,
电能表转盘转一圈消耗的电能为:
W=kW•h,
节能灯需要工作的时间:
t===0.05h=180s;
由以上分析可知:
方案一:因节能灯功率较小,根据t=可知,测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t较长,不易操作;
方案二:因节能灯功率较小,节能灯工作1min电能表转动不到一圈,无法测量;
方案三:电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作180s,比较容易测量。
比较可知,方案三容易操作,实验误差较小,最可行。
题型02 伏安法测量电功率
5.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为的电源一个、小灯泡(额定电压为)、电压表V、电流表A、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)连接电路过程中,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表A无示数,电压表V有示数,则电路的故障可能是________;(填选项符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表A指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 ,同时小丽发现小灯泡没有发光,且电压表V有示数但很小,则小灯泡没有发光的原因可能是 ;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表V的示数为,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 。
【答案】
(1)
(2)最左
(3)B
(4) 0.14 灯泡实际功率太小
(5)右
(6)0.625
【详解】(1)在“测量小灯泡的电功率”实验中,电压表应并联在小灯泡两端,分析实物图甲,电压表串联进电路,因此电路中小灯泡右端接线柱与电流表正接线柱连接的导线是错误的,应将小灯泡右端接线柱与电压表的负接线柱相连,故修改电路图如下:
(2)连接电路时,滑动变阻器的滑片应移到最大阻值处,由实物图可知,滑片移到最左端时,滑动变阻器接入电阻最大。
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表A无示数,说明电路断路或电路中电流极其微小不足以引起电流表指针偏转;电压表V有示数,说明电压表两端与电源连通,与电压表并联的用电器断路,因此电路故障是小灯泡断路,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[1][2]分析图乙,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,指针指在0.14A刻度线处,故电流大小为0.14A,此时小灯泡不发光,电压表示数很小,说明小灯泡的实际功率太小。
(5)已知小灯泡的额定电压为2.5V,此时电压表示数为2.0V,小于小灯泡的额定电压,为了测量小灯泡的额定电功率,应增大小灯泡两端电压为2.5V,根据串联电路的分压定律,此时应减小滑动变阻器的阻值,滑片应向右移动。
(6)分析图丙,当小灯泡两端电压为2.5V时,电流大小为0.25A,根据电功率计算公式,可得小灯泡的额定功率为
题型03 测量电灯额定功率的数据处理与分析
6.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关,于是找来额定电压是2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡,按照图甲所示的电路,将其接在电源电压为6V的电路中开始探究。
【证据】
(1) 检查电路时,有同学指出电路的连接有问题,需要改动一根导线,请你在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。(要求:滑动变阻器滑片向左滑动时,灯泡变亮)。
(2)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
(3)小明移动滑动变阻器的滑片P,记下三组数据如表,其中当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,这时通过小灯泡的电流是 A。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的亮度
平均电功率/W
1
2.0
暗
2
2.5
0.25
亮
3
2.8
0.26
很亮
【解释】
分析表格数据,可以发现小灯泡亮度是变化的,实际功率越 ,灯泡越亮;小灯泡正常工作时的电功率为 W。
【交流】
(1)设计的实验记录表格存在的问题是 。
(2)在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 。
【答案】
C 0.22 大 0.625 设计了平均电功率一栏 灯丝电阻随温度的升高而增大
【详解】[1]滑动变阻器的正确接法应该是“一上一下”,电流从电源正极出来,经过滑动变阻器,应该连接在滑动变阻器的上端的接线柱,如图所示:
[2]电流表有示数,小灯泡不亮,说明电路是通路,电流太小,有可能是电路中的电阻太大,因此可以先移动滑动变阻器,使电路总阻值减小,观察小灯泡是否发光,因此选C。
[3]由电路图可知,电流表选择的量程为0~0.6A,分度值0.02A,所以由图乙可得,电流表读数为0.22A。
[4]根据,由表格数据可知,实际功率越大,小灯泡越亮。
[5]小灯泡正常工作的电压即为额定电压,由表格数据可知此时的电流,由得,小灯泡正常工作时的电功率为
[6]小灯泡的电阻随温度的升高而增大,工作电压不同时,对应的电阻也不同,因此求平均电功率没有意义。
[7]小灯泡的灯丝由钨丝制成,钨丝的阻值随温度升高而增大,因此小灯泡两端的电压与电流的比值不一样。
7.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中;所用电源电压为6V,灯泡的额定电压U0=3.8V,额定功率在1~1.5W的范围内。
(1)按图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整;
(2)小明在连接的实验电路如图甲所示,在检查电路连接时,并将滑动变阻器的滑片应该移到最右端了,闭合开关发现,小灯泡不亮,电压表、电流表指针有微小偏转,出现该现象的原因是 ;
(3)实验时,要使小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,那么小灯泡的额定功率是 W;
(4)小华为了得到比较准确的小灯泡额定功率,她用同一套器材做了三次实验,她将电压表调到3.8V,图丙是其中一次实验所调的电压表示数),获得三组数据,并进行了数据处理,如表:
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值/W
1
0.32
1.216
1.216
2
0.31
1.178
3
0.33
1.254
①这样处理数据的方法是否正确?并请说明理由 ;
②最后同学们都觉得造成较大误差的原因在于电压表量程选取的问题,小聪提出在不更换任何器材的前提条件下,只要 解决此问题。
【答案】(1)
;
(2)电路中的总电阻太大电流较小;(3)3.8;1.216;(4)①正确,样处理数据的方法正确,因为电压表的分度值太大引起测量误差较大,求平均值可以减小误差。
②把电压表并联在滑动变阻器两端。
【详解】
(1)根据小灯泡的额定电压为3.8V,电压表量程选0﹣15V,图甲中滑动变阻器滑片P向右滑动时其接入的电阻变大,滑动变阻器左下接线柱接入电路,电路实物图连接情况如下:
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片处于最大值的b端,闭合开关发现,小灯泡不亮,电压表、电流表指针有微小偏转,说明电路正常,电路中总电阻较大电流较小;
(3)电压表测量小灯泡的电阻,要是小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数等于3.8V;图丙电流表的量程是0﹣0.6A、分度值是0.02A,电流表示数是0.32A,小灯泡的实际功率P额=U额I=3.8V×0.32A=1.216W;
(4)①这样处理数据的方法正确,因为电压表的分度值太大引起测量误差较大,求平均值可以减小误差。
②根据电源电压为6V,灯泡的额定电压为3.8V,为了提高灯泡的电压的精确度,可以把电压表并联在滑动变阻器两端,电压表量程选取0﹣3V,调节电压表示数为2.2V,减小了电压表的分度值,提高了测量精度。
题型04 特殊法测量小灯泡额定功率
①伏阻法或安阻法
8.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:标有“3.8V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表V1和V2(没有电流表)、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干. 她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路,如图甲是该电路的不完整电路图。
甲 乙 丙
(1)请你将图甲中电路图补充完整。
(2)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为____V,此时电压表V2的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为____W。
(3)她还进一步设计出了如图丙所示电路图测量小灯泡额定功率,调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为____A时,再读出电流表A1的示数,即可计算小灯泡的额定功率。
【答案】(1)见解析;(2)3.8;0.76;(3)0.38;
【详解】
(1)由题意可知,实验中有两个电压表,没有电流表,根据串联电路的电流特点,利用另一只电压表和定值电阻可间接测得电流,故把另一只电压表并联在R0的两端,如图所示:
;
(2)小灯泡的额定电压为3.8V,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为3.8V;由图可知,电压表V2的量程为0~3V,分度值为0.1V,示数为2V;串联电路中的电流为:I=I0===0.2A;
灯泡的额定功率为:P=U额I=3.8V×0.2A=0.76W;
(3)灯在额定电压下正常发光,为测量小灯泡额定功率,调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为=0.38A时,R0的电压为3.8V,根据并联电路电压的规律,再读出电流表A1的示数,即可计算小灯泡的额定功率;
9.(24-25九年级上·江苏吴江·期末)测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V,小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验器材如图甲所示.
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,此时小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻.请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 ,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;
②滑动变阻器的阻值 ,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U1;
③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
【答案】
(1)
(2) 断开 A
(3) B
(4) 1 不变
【详解】(1)电压表选0~3V量程,并联在小灯泡两端;滑动变阻器“一上一下”连接,将滑动变阻器的左上接线柱与电流表的“3”接线柱相连。如图所示:
(2)[1]为了保护电路,连接电路时,开关应断开。
[2]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即滑动变阻器滑片P应该位于A端。
(3)[1][2]由上图知,电压表使用的0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为1.5V,小灯泡的额定电压是2.5V,根据串联电路中各电阻分担电压的作用,电阻越大分担的电压越大,所以要减小滑动变阻器连入电路的阻值,故滑动变阻器滑片向B端移动,直到小灯泡正常发光; 当灯正常发光时,电流表示数为0.32A, 小灯泡的额定功率为
(4)[1]开关拨到触点1,电压表测小灯泡电压,移动滑片使电压为;
[2]保持滑动变阻器阻值不变,确保灯泡电压仍为;
[3]开关拨到触点2时,电压表测灯泡与的总电压,则两端电压为,电路电流,故灯泡额定功率。
10.(24-25九年级上·江苏靖江·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)闭合开关后小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(3)移动滑片到某一位置时电压表示数如图乙所示,为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下,请补充完整。
① ,调节滑动变阻器滑片,直到电流表的读数为。
②闭合开关,断开,滑动变阻器滑片不动,记下此时电流表的读数为。
③小灯泡的额定功率的表达式为 。
【答案】
(1)
(2)断路
(3) 2.2 右
(4)0.75
(5) 闭合开关,断开
【详解】(1)灯泡正常发光时的电流
所以电流表选用小量程,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如图所示:
(2)电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为灯泡断路;
(3)[1][2]电压表使用0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为2.2V; 要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,就要减小变阻器的电压,根据分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V;
(4)从图得知,灯泡在2.5V下的电流为0.3A,则额定功率
(5)[1][2]①闭合开关S、S2,断开S1,小灯泡和定值电阻先并联再与变阻器串联,而电流表测通过小灯泡的电流,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表读数为I额;
②闭合开关S、S1,断开S2,保持变阻器滑片的位置不变,电路的连接方式不变,那么此时各用电器两端的电压不变,但此时电流表测小灯泡和定值电阻的总电流,记录下此时电流表的示数为I1;
③通过定值电阻R0的电流为
定值电阻R0两端的电压为
因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压, 所以灯泡的额定电压功率为
②等效替代法
11.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)在“测量小灯泡额定功率”实验中,有两个小灯泡L1(额定电压)和L2(额定电流为)。
(1)图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图:
①图甲中有一根线连接错误,在这根线上打“×”,并在图中改正,注意导线不交叉;
②电路正确连接后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先进行的操作是 ;
③解决问题后,移动滑片至某位置时,电压表示数为2V,为测量小灯泡L1的额定功率,应将滑片向 (填“A”或“B”)端移动,当小灯泡L1正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 。
(2)图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图,图中R为电阻箱,为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容:
①将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为,此时电阻箱的示数为;
②将开关接b,保持 不变,调节 ,此时电阻箱的示数为;
③则小灯泡L2的额定功率 (用测量的物理量符号表示)。
【答案】
.(1) 移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光 A 0.65
(2) 滑动变阻器滑片P的位置 电阻箱直至电流表示数为I额
【详解】(1)[1]伏安法测小灯泡额定功率的实验中,电压表要测小灯泡两端的电压,电压表要与小灯泡并联,且要保证电流“正入负出”,电路如图所示:
[2]电流表和电压表均有示数,说明电路为通路,但灯泡不亮,是因为滑动变阻器接入电路的阻值过大,使得电流过小。因此,接下来应移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光。
[3]电压表的示数为2V,为测量小灯泡L1的额定功率,必须把灯泡两端电压调成额定电压2.5V,按照串联电路分压规律,应减小滑动变阻器连入的阻值,故应将滑片向A端移动。
[4]当小灯泡L1正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时电流为0.26A,则小灯泡L1的额定功率为
(2)[1][2][3]将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R1;将开关接b,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱直至电流表示数为I额,此时电阻箱的示数为R2;这两次电路的总电阻相等
所以灯泡正常发光时的电阻
小灯泡L2的额定功率
题型05 电功率图像分析与计算
12.24-25九年级上·江苏南京鼓楼区·期末)综合实践活动课上,小明设计了一个如图甲所示的调光灯电路。已知电源电压不变,灯泡额定电流为0.5A,R0是保护电阻,滑动变阻器的最大阻值是15Ω,图乙是灯泡的I﹣U图像。调试时小明将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关,电流表的示数为0.3A;将滑片滑至最左端时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.该调光灯电路不需要保护电阻R0
B.电源电压是10V
C.电路的最大功率是2.7W
D.灯泡正常发光时,R0的功率是2.5W
【答案】D
【详解】
AB、将滑片滑至最左端时,灯泡和定值电阻串联,电流表测量电路电流。灯泡恰好正常发光,电路电流为0.5A,从图中可知灯泡两端的电压为4V,
根据欧姆定律及串联电路的电压特点可知电源电压U=UL+U0=4V+0.5A×R0........①,
将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,根据欧姆定律和串联电路的电压特点可知电源电压U=UL′+U0′+U滑=1.5V+0.3A×R0+0.3A×15Ω......②,
联立①②得:电源电压U=9V,R0=10Ω;
故B错误;
定值电阻可起到保护电路的作用,该调光灯电路需要保护电阻R0,故A错误;
CD、电路中允许通过的最大电流为0.5A,根据P=UI可知电路的最大功率是P=UI=9V×0.5A=4.5W,故C错误;
灯泡正常发光时,R0的功率P0=I2R0=(0.5A)2×10Ω=2.5W,故D正确。
故选:D。
13.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)如图甲所示的电路,电源电压恒定,滑动变阻器标有“10Ω 1A”,闭合开关S,将滑片由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,该过程中电流表的示数随两电压表示数变化图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 5V
B.电路允许的最小功率为 2.4W
C.该小灯泡的额定功率为 2W
D.灯泡正常发光时,小灯泡与滑动变阻器的功率值之比为 1:1
【答案】C
【详解】
AB、如图甲所示的电路,滑动变阻器R与灯泡L串联,电压表V1测R两端的电压,电压表V2测L两端的电压,滑片由最右端向左移动时,电源电压不变,R接入电路的电阻变小,电路中的电流变大,L两端电压变大,R两端的电压变小。
由图乙可知,当滑片在最右端时,即R=10Ω时,电路中的电阻最大,最小电流为Imin=0.3A,且UR=UL,
R与L两端的电压为:UL=UR=IminR=0.3A×10Ω=3V,
电源电压为:U=UL+UR=3V+3V=6V,故A错误;
电路消耗的最小功率为:P=UImin=6V×0.3A=1.8W,故B错误;
CD、由图乙可知,灯泡L正常发光时,R两端的电压为:UR′=1V,电路中的电流为:IR′=IL′=I′=0.4A,
则L两端的电压即额定电压为:UL额=U﹣UR′=6V﹣1V=5V,
L的额定功率为:PL额=UL额IL′=5V×0.4A=2W,故C正确;
小灯泡与滑动变阻器的功率值之比为:PL额:PR=UL额IL′:UR′IR′=UL额:UR′=5V:1V=5:1,故D错误。
故选:C。
14. (24-25九年级上·江苏姜堰·期末)如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,闭合开关S后,在保证电路安全的前提下移动滑片P,则电压表的示数U、R2的阻值、R1电功率P1、电路总功率P与电流表示数I的关系图象中描述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
由题可知,电源两端电压为6V保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,当电压表的示数最大为U2=3V时,即R2两端的电压U2=3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压
U1=UE-U=6V-3V=3V
则电路中的最小电流
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值
所以滑动变阻器接入电路中的最大电阻是10Ω;电阻R1消耗的最小功率
P1小=I最小2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
电路消耗的最小功率
P最小=UEI最小=6V×0.3A=1.8W
由图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,电路中的电流变大,由于电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,所以,电路中的最大电流为I最大=0.5A;因此由欧姆定律可知,R1两端的最大电压
U1最大=I最大R1=0.5A×10Ω=5V
由串联电路的电压特点可知,R2两端的最小电压
U2小=UE-U1最大=6V-5V=1V
则滑动变阻器接入电路中的最小电阻
R1消耗功率
P1大=U1最大I最大=5V×0.5A=2.5W
电路消耗的最大功率
P大=UEI最大=6V×0.5A=3W
A.由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电压表示数变化规律是
U2=UE-U= UE-IR1
由数学知识可知,电压表的示数U与电流表示数I的关系一次函数,因此图象为一条斜向下的线段,电压表的示数变化范围为3V~1V,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故A错误;
B.滑动变阻器接入电路中的电阻
由数学知识可知,R2的阻值与电流表示数I的关系不是一次函数,因此图象不是一条线段,滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围为10Ω~20Ω,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故B错误;
C. R1消耗的功率:P=I2R,由数学知识可知,R1电功率P1与电流表示数I的关系二次函数,因此图象为抛物线上的一段,R1消耗功率变化范围是0.9W~2.5W,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故C错误;
D.电路消耗的总功率:P=UI,由数学知识可知,电路总功率P与电流表示数I的关系为正比例函数,因此图象为一条斜向上的线段,电路消耗的总功率变化为1.8W~3W,故D正确。
故选D。
15. (24-25九年级上·江苏南通·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,在电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片P,电压表、与电流表A示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
①定值电阻和滑动变阻器最大电功率都是
②定值电阻的阻值为
③AB图像对应是电压表示数变化
④换最大阻值更大的滑动变阻器进行同样操作乙图中的A点位置不变
A. ①② B. ②④ C. ①③④ D. ①②④
【答案】B
【解析】
【详解】①②分析图甲和图乙,当电路电流为0.3A时,此时电压表的示数为3V,电压表的示数也为3V,根据欧姆定律,可得定值电阻的阻值
因为滑动变阻器两端的电压也为3V,所以滑动变阻器的阻值也为,故电源电压
根据电功率计算公式,可得滑动变阻器的最大功率为
故当,此时滑动变阻器的电功率最大为
当滑动变阻器阻值为0时,两端电压最大为电源电压6V,此时的电功率最大为
故滑动变阻器的最大功率为0.9W,定值电阻的最大功率为3.6W,阻值为。故①错误,②正确;
③在电路安全的前提下,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,闭合开关后,移动滑片,定值电阻两端的电压由小变大,故图像AB是电压表与电流表A示数变化的图像,即定值电阻的U-I图像;滑动变阻器两端电压由大变小,图像AC是电压表与电流表A示数变化的图像,即滑动变阻器的U-I图像。故③错误;
④如果换用阻值更大的滑动变阻器进行同样操作,由于电源电压不变,所以当与滑动变阻器平分电压时,定值电阻两端的电压仍为3V,电压不变,定值电阻的阻值不变,所以此时串联电路电流的大小也不变,故A点的位置不变。故④正确。
故B正确,ACD错误。
故选B。
16. (24-25九年级上·江苏盐城·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡 L上标有“5V”的字样,电压表量程为 0~15V,电流表量程为 0~0.6A。将 R1的滑片 P 移至 b 端,闭合开关 S、S1,调节 R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路中的最小阻值是 5Ω
B. 电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,R2的功率变化范围是 0.1W~0.9W
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合开关S和S1,滑动变阻器R1与灯泡串联在电路中,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙知,灯泡正常工作,即两端电压为5V时,通过的电流为0.25A。电路中的最小电流为0.1A,电源电压保持不变,据欧姆定律知,此时电路中的电阻最大,变阻器接入电路的阻值最大为50Ω。则变阻器两端的电压
U1=I小R1大=0.1A×50Ω=5V
灯泡两端的电压为1V,所以电源电压
U=U1+U灯=5V+1V=6V
要保证电路的安全,则当灯泡正常工作时,通过电路的电流最大,此时电路中的电阻最小,变阻器接入电路的阻值最小。此时变阻器两端的电压
U1′=U-U灯额=6V-5V=1V
变阻器接入电路的最小阻值
故A错误;
B.通过的电流最小时,电路的总功率最小为
P小=UI小=6V×0.1A=0.6W
通过电流最大时,电路的总功率最大为
P大=UI额=6V×0.25A=1.5W
故B错误;
CD.闭合开关S和S2,变阻器与R2串联在电路中,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。电压表的量程为0~3V时,R2两端的电压最大,此时电路中的电流
所以电路中的最大电流为0.3A,R2的功率最大为
P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W
当变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的总阻值最大为
R总=R1大+R2=50Ω+10Ω=60Ω
电路中的最小电流
所以电流表的示数变化范围是0.1A~0.3A。R2的最小功率
P2小=I2小R2=(0.1A)2×10Ω=0.1W
所以R2的功率变化范围是0.1W~0.9W。
故C错误,D正确。
故选D。
题型06 调光灯类电功率计算
17. (24-25九年级上·江苏南京江宁区·期末)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,当、都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为2.2A,的阻值是______Ω,电路总功率为______W,只闭合、滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为,电路消耗的电功率为;保持滑片位置不动,只闭合,此时电压表示数为,电路消耗的电功率为;已知,,则只闭合时小灯泡的实际功率是______W。
【答案】 ①. 4 ②. 13.2 ③. 2
【解析】
【详解】[1]小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,小灯泡正常工作时的电流
当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,灯泡和定值电阻并联接入电路,电压表测电压电压,电流表测干路电流,并联电路各支路两端电压相等,小灯泡L正常发光,所以电源电压为6V, 并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表示数为2.2A,则通过定值电阻的电流
I0=I-IL=2.2A-0.7A=1.5A
根据欧姆定律可得定值电阻的阻值
[2]电源电压为6V,电流表示数为2.2A,即此时电路中的电流为2.2A,电路中的总功率
P=UI=6V×2.2A=13.2W
[3]只闭合S1、定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压, 滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为U1,根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流电路消耗的电功率为P1; 只闭合S2,小灯泡L的电阻发生变化,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测灯泡两端电压, 保持滑片位置不动,此时电压表示数为U2,电路消耗的电功率为P2; 已知P1∶P2=3∶2,根据P=UI可知
I1∶I2=P1∶P2=3∶2
设I1=3I′,I2=2I′, 已知U1∶U2=3∶4,设U1=3U′,U2=4U′, 根据欧姆定律可得此时定值电阻和灯泡的电阻之比
则
RL=2R0=2×4Ω=8Ω
滑动变阻器接入电路的阻值不变,设滑动变阻器接入电路的阻值为R, 串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得
即
解方程可得R=4Ω, 则通过小灯泡的电流
则只闭合S2时,小灯泡的实际功率
P=I22 RL=(0.5A)2×8Ω=2W
18.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,灯泡L标有“6V 3W”,定值电阻R0的阻值为8Ω,滑动变阻器R的最大阻值为120Ω,电压表的量程为0~15V。当电压表的示数为8V时,灯泡恰好正常发光,忽略温度变化对灯泡电阻的影响。
(1)电源电压U;
(2)滑动变阻器连入电路的电阻值为25Ω时,灯泡消耗的实际功率?
(3)滑动变阻器的阻值变化范围?
【答案】(1)18V (2)1.92W (3)
【详解】(1)分析电路可知,灯泡L、定值电阻、滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器电压。当电压表的示数为8V时,灯泡恰好正常发光,灯泡L标有“6V 3W”,则灯泡此时电压为6V,灯泡正常发光时电流为
则此时电路中电路为0.5A,此时电压为
根据串联电压规律,电源电压为
(2)灯泡电阻为
滑动变阻器连入电路的电阻值为25Ω时,电路中电流为
则此时灯泡消耗的实际功率为
(3)灯泡正常发光时,电路中电流最大,则变阻器阻值最小为
电压表的量程为0~15V,则当电压表示数最大为15V时,变阻器阻值最大,根据串联分压原理则有
解得变阻器阻值最大值,所以滑动变阻器的阻值变化范围为。
19.(24-25九年级上·江苏建湖·期末)图甲是定值电阻和标有“8V 8W”灯泡L的关系图像。连接电路如图乙所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片P滑到b端时,电流表的示数为0.5A,灯泡L的实际功率为1W。
(1)求灯泡L正常发光时的电阻;
(2)同时闭合开关S、、,求电路消耗的最大功率。
【答案】(1) (2)14.4W
【详解】(1)根据灯泡L的铭牌“8V 8W”可知,灯泡的额定电压,额定功率。灯泡正常发光时的电阻为
(2)当开关S、S2闭合,S1断开,滑片P滑到b端时,灯泡L与滑动变阻器的最大阻值R2串联,电流表测电路中的电流。由题意可知,此时电路中的电流I=0.5A,滑动变阻器的最大阻值为12Ω。由图甲可知,当通过灯泡L的电流为0.5A时,灯泡两端的电压为2V。此时灯泡的实际功率为
与题意相符。滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电压规律可得,电源电压U为
由图甲可知,R1的I-U图像是一条过原点的直线,说明其为定值电阻。取图像上一点,当电压为6V时,通过的电流为0.6A。R1的阻值为
当同时闭合开关S、S1、S2,并将滑片P滑到a端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时R1与L并联,电路的总电阻最小,总功率最大。此时R1和L两端的电压均等于电源电压U = 8V。通过R1的电流为
此时灯泡L两端的电压等于其额定电压8V,灯泡正常发光,其功率等于额定功率为8W。电路消耗的最大总功率为
20. (24-25九年级上·江苏张家港·期末)图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字样,R1为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的阻值为12Ω时。灯正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能;
(2)电源电压;
(3)光照强度在E1~E2之间,通过调节R2,灯泡实际功率的变化范围。(灯泡两端的电压不能超过额定电压)
【答案】(1)3600J;(2)36V;(3)4.32W~12W
【解析】
【详解】解:(1)灯泡的电阻为
灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为
(2)电路中的电流为
电源电压为
(3)光照强度在E1~E2之间,电路中的总电阻为
电路中的最小电流为
灯泡的最小功率为
灯泡的最大功率为
实际功率的取值范围为4.32W~12W。
答:(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能为3600J;;
(2)电源电压为36V;
(3)光照强度在E1~E2之间,通过调节R2,灯泡实际功率的变化范围为4.32W~12W。
题型07 与电能表相关的电功率计算
21.(24-25九年级上·江苏常熟·期末)某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示,根据表盘上的信息回答下列问题:
(1)按电费0.64元/()计算,该同学家上个月应交电费多少元?
(2)若只让一个标有“220V,484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁32次,则该同学家的实际电压是多少V?(设电热器的电阻不变)
【答案】(1)60.8 (2)200
【详解】(1)由图知,该同学家上个月消耗的电能W=
应交电费0.64元/()
(2)因为电能表的指示灯闪烁了32次,所以电热器3min消耗的电能为
电热器的实际功率为
由可得电热器的电阻
该同学家的实际电压为
题型08 电功率综合计算
22.(24-25九年级上·江苏南京高淳·期末)如图所示电路,电源电压保持不变.灯泡额定电压为6V,额定电流为0.8A,电阻R2阻值为R1的2倍,当开关接a时,R1消耗的功率为3W;当开关接b时,R1消耗的功率为0.75W,求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)当开关接b时,灯泡的实际功率?
【答案】(1)4.8W;(2)3.75W
【详解】解:(1)灯泡的额定功率为
(2)当开关接a时,R1与R2串联,因串联电路电流处处相等,且电阻R2阻值为R1的2倍,所以,R1与R2的电功率之比
则R2消耗的功率
电路的总功率
当开关接b时,R1与L串联,前后两种情况下R1的电功率之比
解得
前后两种情况下电路的总功率之比
则开关接b时电路的总功率
因总功率等于各电阻消耗功率之和,所以,开关接b时灯泡的实际功率
答:(1)灯泡的额定功率为4.8W;
(2)当开关接b时,灯泡的实际功率为3.75W。
23.(24-25九年级上·江苏南京浦口·期末)小明设计了如图甲所示的风速仪,电源电压恒定,灯泡的额定电压为,灯泡的关系图像如图乙所示,为粗细均匀的电阻丝,总电阻为,OP为不计电阻的金属细杆(与接触良好),闭合开关S,无风时自然下垂,此时电流表的示数为,求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)电源电压;
(3)小灯泡的实际功率为时,电阻丝AB接入电路的电阻。
【答案】(1)1.5W;(2)5V;(3)8Ω
【详解】解:(1)由图乙可知,当小灯泡的电压为5V时电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
(2)闭合开关S,无风时自然下垂,此时小灯泡与滑动变阻器串联,滑动变阻器接入阻值最大,此时电流表的示数为,由乙图可知,小灯泡两端电压为2V,滑动变阻器两端电压为
电源电压为
(3)由乙图可知,当小灯泡的实际功率为时,小灯泡两端电压为3V,电流为0.25A,此时滑动变阻器两端电压为
电阻丝AB接入电路的电阻为
答:(1)小灯泡的额定功率为1.5W;
(2)电源电压为5V;
(3)电阻丝AB接入电路的电阻为8Ω。
24.(24-25九年级上·江苏苏州中学·期末)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程是0~3A,电压表量程是0~15V,变阻器R2允许通过的最大电流为1A,小灯泡标有“6V 3W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当S1、S2都闭合,滑片P在R2最左端时,电流表示数为1.0A;当S1闭合、S2断开,滑片位于R2的中点时,小灯泡的实际功率为0.12W。求:
(1)R1的阻值;
(2)变阻器R2的最大阻值;
(3)电路消耗的最大功率。
【答案】(1)12Ω;(2)96Ω;(3)6W
【详解】解:(1)当S1、S2都闭合,滑片P在R2最左端时,R1与L并联,电流表测量干路电流,电压表测灯两端的电压,根据并联电路电压规律可得
因为小灯泡的额定电压为6V,此时小灯泡的实际电压等于额定电压,因此实际电流等于额定电流,即通过小灯泡的电流为
通过R1的电流为
R1的阻值为
(2)小灯泡的电阻为
当S1闭合、S2断开,滑片位于R2的中点时,R2最大阻值的一半与L串联,此时电路中的实际电流为
串联总电阻为
变阻器R2的最大阻值为
(3)因为电源电压不变,根据可知,当电路中电流最大时,电路消耗的功率最大,即当S1、S2都闭合,滑片P在R2最左端时,R1与L并联,此时电路中电流最大,电路消耗的功率最大,最大功率为
答:(1)R1的阻值为12Ω;
(2)变阻器R2的最大阻值为96Ω;
(3)电路消耗的最大功率为6W。
25.(24-25九年级上·江苏南师附中·期末)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围.
【答案】(1)6V(2)30Ω(3)0.225W~0.9W
【详解】(1)灯泡的电阻:R1==10Ω,
只闭合开关S2时,灯泡R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I==0.2A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻R2与R3的最大阻值并联,电流表A2测干路电流,此时电路的总电阻:R==12Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,,即,解得:R3=30Ω;
(3)只闭合开关S3时,灯泡R1与滑动变阻器R3串联,电流表A1测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,当电压表的示数R1′=3V时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,P1大==0.9W,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1的功率最小,
此时电路中的电流:I小==0.15A,
则灯泡的最小功率:P1小=I小2R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,
所以,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W.
答:(1)电源电压为6V;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W.
26.如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡L的额定电流为0.3A,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从一端滑至另一端的过程中,电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示,在此过程中灯泡不会烧坏,下列说法中正确的有
①电源电压为12V
②灯泡正常发光时,滑动变阻器和定值电阻R0的功率相等
③灯泡L的额定功率为0.9W
④某一时刻将电流表与定值电阻.R0的位置对调后,只有两个电表的示数不变
A.②④ B.①④ C.②③ D.①③
【答案】A
【详解】
(1)闭合开关S,滑动变阻器、灯泡、定值电阻串联接入电路,电压表V1测量L的电压,电压表V2测量R0和L的总电压,电流表测通过电路的电流,
滑动变阻器的滑片P在b端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,此时R0和灯泡串联接入电路,根据欧姆定律可知此时电路中电流最大,
根据乙图可知此时通过电路的电流为0.4A,电压表V1测量L的电压,示数为4V,
电压表V2测量R0和L的总电压,示数为8V,所以电源电压为8V,故①错误;
串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得定值电阻的阻值:R0===10Ω,
(2)串联电路各处电流相等,灯泡L的额定电流为0.3A,由乙可知灯泡正常发光时,R0和L的总电压为5V,
此时定值电阻两端的电压:U0=ILR0=0.3A×10Ω=3V,
灯泡正常发光的电压:UL=﹣U0=5V﹣3V=2V,
灯泡L的额定功率为PL=ULIL=2V×0.3A=0.6W,故③错误;
灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压:UP=U﹣=8V﹣5V=3V,
此时滑动变阻器两端的电压和定值电阻两端的电压相等,根据P=UI可知滑动变阻器和定值电阻R0的功率相等,故②正确;
(3)将电流表与定值电阻R0的位置对调后,滑动变阻器、灯泡、定值电阻串联接入电路,电压表V1和电压表V2测灯泡L两端的电压,电流表测通过电路的电流,所以电流表示数不变,电压表V2示数不变,故④正确。
故选:A。
27.在如图所示的实物电路中,电源电压恒定不变,R1=30Ω。当只闭合开关S1和S3时,电流表的示数为0.3A。将滑动变阻器R2的滑片P移到最右端,当闭合开关S1、S2和S3时,电流表的示数为I1;移动滑片P到某处,此时电流表的示数为I2,I1∶I2=7∶10;保持滑片P的位置不变,只闭合开关S2,调节电阻箱R3的阻值,在保证电路各元件安全的前提下,电流表的最小示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压大小为6V
B. 滑动变阻器R2的最大阻值为75Ω
C. 电流表的示数I1为0.3A
D. 当闭合开关S1、S2和S3时,电路的最小总功率为2W
【答案】B
【解析】
【详解】A.当只闭合开关S1和S3时,电路为R1的简单电路,电流表测量电路中的电流,由欧姆定律可知,电源电压为
U=IR1=03A×30Ω=9V
故A错误;
BC.移动滑片P在某处时,只闭合开关S2时,滑动变阻器R2与电阻箱R3串联,电压表V1测量R2两端的电压,电压表V2测量R3两端的电压。由图可知电压表V2的量程为0~3V,在保证电路各元件安全的前提下,电流表的最小示数时,电压表V2的示数为最大,所以,当电压表V2的示数最大为3V时,电流表的最小示数为0.2A,则根据可得,电路中最小总电阻为
此时电阻箱R3的电阻为
根据串联电路的电阻特点可得,此时滑动变阻器R2的阻值为
R2=R最小-R3=45Ω- 15Ω=30Ω
当闭合开关S1、S2和S3时,电阻箱R3被短路,滑动变阻器R2与R1并联,电流表测量干路电流。将滑动变阻器R2的滑片P移到最右端,电流表的示数为I1;移动滑片P在某处时,电流表的示数I2,根据欧姆定律和并联电路的特点可得:
已知I1∶I2=7∶10,则
将滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,通过R2的电流为
滑动变阻器R2的最大阻值为
故B错误,C正确;
D.当闭合开关S1、S2和S3时,滑动变阻器R2与R1并联,当滑动变阻器R2的滑片P移到最右端时,电路中的电流最小,为I1=0.42A,所以电路的最小总功率为
P总小=UI1=9V×0.42A=3.78W
故D错误。
故选C。
28. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关,当滑动变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中,电流表示数变化了0.2A,消耗的电功率从1.8W变为0.2W,电压表示数变化了9V,电路总功率变化了,下列选项正确的是( )
A. 电源电压为13.5V B. 的最大阻值为45Ω
C. 两端电压变化了8V D. 为1.8W
【答案】A
【解析】
【详解】B.当滑动变阻器R2的滑片P在A端时,R2接入电路的电阻为0,此时电压表示数为0,此时电路中的电流为,则R1的电功率为
当滑动变阻器R2的滑片P在B端时,此时电路中的电流为,则R1的电功率为
可得
解得
,
滑动变阻器R2的滑片P在B端时,此时电路中的电流为
此时电压表示数为9V,的最大阻值为
故B错误;
AC.滑动变阻器R2的滑片P在A端时,R1两端的电压为
滑动变阻器R2的滑片P在B端时,R1两端的电压为
故两端电压变化了
此过程中,电压表示数变化了9V,所以R3两端的电压变化了5V,可得
解得
故电源电压为
故A正确,C错误;
D.电路总功率变化量为
故D错误。
故选A。
29. 如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,闭合开关S后,在保证电路安全的前提下移动滑片P,则电压表的示数U、R2的阻值、R1电功率P1、电路总功率P与电流表示数I的关系图象中描述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑动变阻器R2两端的电压,电流表测电路中的电流。
由题可知,电源两端电压为6V保持不变,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,当电压表的示数最大为U2=3V时,即R2两端的电压U2=3V,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大,
由串联电路的电压特点可知,R1两端的电压
U1=UE-U=6V-3V=3V
则电路中的最小电流
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值
所以滑动变阻器接入电路中的最大电阻是10Ω;电阻R1消耗的最小功率
P1小=I最小2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W
电路消耗的最小功率
P最小=UEI最小=6V×0.3A=1.8W
由图可知,当滑动变阻器接入电路中的电阻减小时,电路中的电流变大,由于电流表的量程为0~0.6A,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,所以,电路中的最大电流为I最大=0.5A;因此由欧姆定律可知,R1两端的最大电压
U1最大=I最大R1=0.5A×10Ω=5V
由串联电路的电压特点可知,R2两端的最小电压
U2小=UE-U1最大=6V-5V=1V
则滑动变阻器接入电路中的最小电阻
R1消耗功率
P1大=U1最大I最大=5V×0.5A=2.5W
电路消耗的最大功率
P大=UEI最大=6V×0.5A=3W
A.由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电压表示数变化规律是
U2=UE-U= UE-IR1
由数学知识可知,电压表的示数U与电流表示数I的关系一次函数,因此图象为一条斜向下的线段,电压表的示数变化范围为3V~1V,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故A错误;
B.滑动变阻器接入电路中的电阻
由数学知识可知,R2的阻值与电流表示数I的关系不是一次函数,因此图象不是一条线段,滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围为10Ω~20Ω,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故B错误;
C. R1消耗的功率:P=I2R,由数学知识可知,R1电功率P1与电流表示数I的关系二次函数,因此图象为抛物线上的一段,R1消耗功率变化范围是0.9W~2.5W,电流表的示数范围为0.3A~0.5A,故C错误;
D.电路消耗的总功率:P=UI,由数学知识可知,电路总功率P与电流表示数I的关系为正比例函数,因此图象为一条斜向上的线段,电路消耗的总功率变化为1.8W~3W,故D正确。
故选D。
30. 如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,在电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片P,电压表、与电流表A示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
①定值电阻和滑动变阻器最大电功率都是
②定值电阻的阻值为
③AB图像对应是电压表示数变化
④换最大阻值更大的滑动变阻器进行同样操作乙图中的A点位置不变
A. ①② B. ②④ C. ①③④ D. ①②④
【答案】B
【解析】
【详解】①②分析图甲和图乙,当电路电流为0.3A时,此时电压表的示数为3V,电压表的示数也为3V,根据欧姆定律,可得定值电阻的阻值
因为滑动变阻器两端的电压也为3V,所以滑动变阻器的阻值也为,故电源电压
根据电功率计算公式,可得滑动变阻器的最大功率为
故当,此时滑动变阻器的电功率最大为
当滑动变阻器阻值为0时,两端电压最大为电源电压6V,此时的电功率最大为
故滑动变阻器的最大功率为0.9W,定值电阻的最大功率为3.6W,阻值为。故①错误,②正确;
③在电路安全的前提下,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处,闭合开关后,移动滑片,定值电阻两端的电压由小变大,故图像AB是电压表与电流表A示数变化的图像,即定值电阻的U-I图像;滑动变阻器两端电压由大变小,图像AC是电压表与电流表A示数变化的图像,即滑动变阻器的U-I图像。故③错误;
④如果换用阻值更大的滑动变阻器进行同样操作,由于电源电压不变,所以当与滑动变阻器平分电压时,定值电阻两端的电压仍为3V,电压不变,定值电阻的阻值不变,所以此时串联电路电流的大小也不变,故A点的位置不变。故④正确。
故B正确,ACD错误。
故选B。
31. 如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡 L上标有“5V”的字样,电压表量程为 0~15V,电流表量程为 0~0.6A。将 R1的滑片 P 移至 b 端,闭合开关 S、S1,调节 R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路中的最小阻值是 5Ω
B. 电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,R2的功率变化范围是 0.1W~0.9W
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合开关S和S1,滑动变阻器R1与灯泡串联在电路中,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙知,灯泡正常工作,即两端电压为5V时,通过的电流为0.25A。电路中的最小电流为0.1A,电源电压保持不变,据欧姆定律知,此时电路中的电阻最大,变阻器接入电路的阻值最大为50Ω。则变阻器两端的电压
U1=I小R1大=0.1A×50Ω=5V
灯泡两端的电压为1V,所以电源电压
U=U1+U灯=5V+1V=6V
要保证电路的安全,则当灯泡正常工作时,通过电路的电流最大,此时电路中的电阻最小,变阻器接入电路的阻值最小。此时变阻器两端的电压
U1′=U-U灯额=6V-5V=1V
变阻器接入电路的最小阻值
故A错误;
B.通过的电流最小时,电路的总功率最小为
P小=UI小=6V×0.1A=0.6W
通过电流最大时,电路的总功率最大为
P大=UI额=6V×0.25A=1.5W
故B错误;
CD.闭合开关S和S2,变阻器与R2串联在电路中,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流。电压表的量程为0~3V时,R2两端的电压最大,此时电路中的电流
所以电路中的最大电流为0.3A,R2的功率最大为
P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W
当变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的总阻值最大为
R总=R1大+R2=50Ω+10Ω=60Ω
电路中的最小电流
所以电流表的示数变化范围是0.1A~0.3A。R2的最小功率
P2小=I2小R2=(0.1A)2×10Ω=0.1W
所以R2的功率变化范围是0.1W~0.9W。
故C错误,D正确。
故选D。
32. 如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,当、都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为2.2A,的阻值是______Ω,电路总功率为______W,只闭合、滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为,电路消耗的电功率为;保持滑片位置不动,只闭合,此时电压表示数为,电路消耗的电功率为;已知,,则只闭合时小灯泡的实际功率是______W。
【答案】 ①. 4 ②. 13.2 ③. 2
【解析】
【详解】[1]小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,小灯泡正常工作时的电流
当S1、S2都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,灯泡和定值电阻并联接入电路,电压表测电压电压,电流表测干路电流,并联电路各支路两端电压相等,小灯泡L正常发光,所以电源电压为6V, 并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表示数为2.2A,则通过定值电阻的电流
I0=I-IL=2.2A-0.7A=1.5A
根据欧姆定律可得定值电阻的阻值
[2]电源电压为6V,电流表示数为2.2A,即此时电路中的电流为2.2A,电路中的总功率
P=UI=6V×2.2A=13.2W
[3]只闭合S1、定值电阻和滑动变阻器串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压, 滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为U1,根据欧姆定律可得,此时通过电路的电流电路消耗的电功率为P1; 只闭合S2,小灯泡L的电阻发生变化,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测灯泡两端电压, 保持滑片位置不动,此时电压表示数为U2,电路消耗的电功率为P2; 已知P1∶P2=3∶2,根据P=UI可知
I1∶I2=P1∶P2=3∶2
设I1=3I′,I2=2I′, 已知U1∶U2=3∶4,设U1=3U′,U2=4U′, 根据欧姆定律可得此时定值电阻和灯泡的电阻之比
则
RL=2R0=2×4Ω=8Ω
滑动变阻器接入电路的阻值不变,设滑动变阻器接入电路的阻值为R, 串联电路总电阻等于各部分电阻之和,根据欧姆定律可得
即
解方程可得R=4Ω, 则通过小灯泡的电流
则只闭合S2时,小灯泡的实际功率
P=I22 RL=(0.5A)2×8Ω=2W
33.如图电路中,电源电压恒定,R1是定值电阻,小灯泡L标有“6V”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”。当R2的滑片P置于最左端时,只闭合S1,灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.8A;再闭合S2,电流表的示数变为1.4A。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)只闭合开关S2,移动变阻器滑片P时,R1的电功率变化范围。
【答案】(1)4.8W;(2)10Ω;(3)0.4~2.5W
【解析】
【详解】解:(1)当的滑片P置于最左端时,只闭合,电路中只有小灯泡,小灯泡L恰好正常发光,则电源电压等于小灯泡正常发光时的电压,即
此时通过小灯泡L的电流等于小灯泡的额定电流,即IL额=0.8A,小灯泡的额定功率
(2)当的滑片P置于最左端时,闭合,电路中小灯泡与并联,两端的电压
通过的电流
定值电阻的阻值
(3)只闭合开关,电路中与串联,当滑片P在左端时,只有连入电路,此时其功率最大,此时电路中电流,由变阻器规格知允许通过最大电流,串联电路中电流处处相等,所以电路中的最大电流为,的最大电功率
滑片P在右端时,变阻器连入阻值最大,电路中的电流最小,此时的功率最小,此时电路中电流
的最小电功率
所以电功率变化范围为0.4~2.5W。
答:(1)小灯泡的额定功率是4.8W;
(2)定值电阻R1的阻值是10Ω;
(3)只闭合开关S2,移动变阻器滑片P时,R1的电功率变化范围是0.4~2.5W。
34.在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R1的阻值为6Ω.将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为6V和0.3A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为1V和0.5A.
(1)灯泡L正常发光时的电阻多大?
(2)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大?
(3)为使灯泡安全工作,R2的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明.
【答案】(1)12Ω;(2)0.66W;(3)在电路中串联一个2Ω的电阻。
【详解】
(1)灯泡正常发光时的电阻:RL===12Ω;
(2)P在某一位置时,U2=1V,I=0.5A,而灯泡正常发光时的电流:IL===0.5A,因此此时灯泡正常发光,并且灯泡两端电压为6V;
由I=可知,电阻R1两端电压:U1=IR1=0.5A×6Ω=3V;
电源电压:U=UL+U1+U2=6V+3V+1V=10V;
当P在最右端时,U2′=6V,I′=0.3A
电阻R1两端电压:U1′=I′R1=0.3A×6Ω=1.8V,
灯泡两端的实际电压:UL′=U﹣U1′﹣U2′=10V﹣1.8V﹣6V=2.2V,
灯泡的实际功率:PL′=UL′IL′=2.2V×0.3A=0.66W;
(3)根据题意可知,滑片P在最左端时,灯泡正常发光,此时电路中的总电阻:R===20Ω;所以需要在电路中串联定值电阻的阻值:R′=R﹣RL﹣R1=20Ω﹣12Ω﹣6Ω=2Ω。
答:(1)灯泡L正常发光时的电阻是12Ω;
(2)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率为0.66W;
(3)在电路中串联一个2Ω的电阻。
35.在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围.
【答案】(1)6V(2)30Ω(3)0.225W~0.9W
【详解】(1)灯泡的电阻:R1==10Ω,
只闭合开关S2时,灯泡R1与电阻R2串联,电压表测R1两端的电压,
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I==0.2A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:U=I(R1+R2)=0.2A×(10Ω+20Ω)=6V;
(2)将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,电阻R2与R3的最大阻值并联,电流表A2测干路电流,此时电路的总电阻:R==12Ω,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以,,即,解得:R3=30Ω;
(3)只闭合开关S3时,灯泡R1与滑动变阻器R3串联,电流表A1测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,当电压表的示数R1′=3V时,灯泡两端的电压最大,其实际功率最大,P1大==0.9W,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,R1的功率最小,
此时电路中的电流:I小==0.15A,
则灯泡的最小功率:P1小=I小2R1=(0.15A)2×10Ω=0.225W,
所以,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W.
答:(1)电源电压为6V;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值为30Ω;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围为0.225W~0.9W.
36.温控电热暖水袋是一种方便快捷、安全可靠的保暖神器,如图所示。它不仅适用于冬季寒冷地区,还适合各种人群使用。温控电热暖水袋的原理是利用电热片将电能转化为热能,将热能储存于水袋中后,通过渐进式温感调节功能对温度进行智能控制,从而达到温暖人体的目的。电热暖水袋铭牌上标有“220V 360W”,若电热暖水袋内装有1kg的水,正常工作时,将25℃的水加热到55℃,用时7min,水的比热容为。求:
(1)电热暖水袋正常工作的电流。(计算结果保留1位小数)
(2)加热过程中水吸收的热量、消耗的电能。
(3)在用电高峰期,若实际电压为198V,电热暖水袋的实际功率。
【答案】(1)1.6A(2);(3)
【详解】(1)电热暖水袋正常工作时,其两端电压为额定电压,功率为额定功率,根据电功率公式可得,正常工作时的电流为
(2)水吸收的热量为
消耗的电能为
(3)电热暖水袋的电阻为
电热暖水袋的实际功率为
37.如图,小聪在“探究小灯泡电功率”实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为8Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:闭合开关前,变阻器滑片放在最右端)。
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ;
(3)小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;该实验中多次测量的目的是 。
A.避免偶然性,使结论更具有普遍性
B.求平均值,减小误差
(4)在测量额定电压为的小灯泡正常发光时电阻的实验中,小聪小组的电流表坏了,于是他们设计了图丙所示电路,其中,请完成相关实验步骤:
①开关S、闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动, ,此时电压表的示数为4.5V;
③小灯泡正常发光时灯泡的电阻为 。
【答案】
(1)
(2)小灯泡断路
(3) 1.52 A
(4) 开关S、闭合,断开 12.5
【详解】(1)闭合开关前,变阻器滑片放在最右端,所以滑片在最右端时电阻最大,所以变阻器应接入左下接线柱,滑动变阻器要与小灯泡串联,电压表要并联在小灯泡两端,由于小灯泡的额定电压为3.8V,所以电压表选0-15V量程,如图所示:
(2)电流表无示数,小灯泡不亮,说明电路可能是断路,电压表示数等于电源电压,电压表是串联进电路的,所以是与电压表并联部分的用电器发生断路,故障为小灯泡断路。
(3)[1]如图乙所示,小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流为0.4A,小灯泡的额定功率为
[2]不同电压下,通过小灯泡的电流不同,计算出的电功率不同,所以不能多次测量求平均值,那么多次测量的目的是避免偶然性,使结论更具有普遍性 。故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(4)[1][2]开关S、闭合,断开,此时电压表并联在小灯泡两端,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光,电压表的示数为2.5V;保持滑片位置不动,开关S、闭合,断开,此时电压表并联在小灯泡和定值电阻两端,电压表示数为4.5V,根据串联电路中电压的规律得,定值电阻两端电压为
通过的电流为
由串联电路中电流的规律可知,小灯泡正常发光时通过的电流为
所以小灯泡正常发光时,灯泡的电阻为
38.小明进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变。
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在______端(选填“A”或“B”);
②闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则的额定功率______W;
(2)小明想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出______(选填“>”、“=”或“<”),他继续完成了的测量后,验证了推断;
(3)回家后的小明没有电流表和电压表,但他发现家里有一个功率表(功率表可直接读出功率值,它与电压表一样,自身的电阻很大且使用时要与待测元件并联)和一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器设计了如图丙所示电路,顺利测量出了灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
①只闭合开关S和,将的滑片调至最右端,调节滑动变阻器R,使功率表示数为______W;
②闭合开关S和______,断开开关______,保持R和滑片的位置不动,读出功率表示数为;
③用测量值和小灯泡额定电流表示小灯泡正常发光时的电阻______。
【答案】(1) ①. A ②. 0.75
(2)< (3) ①. 0.625 ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
[1]为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在阻值最大处,即A端。
[2]闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则的额定功率
【小问2详解】
将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V,即灯泡的电压变小,根据串联分压原理可知灯泡的电阻变小,即的电阻较小,额定电压相同,根据可知的额定功率较大,即。
【小问3详解】
[1][2][3][4]①只闭合开关S和,、灯泡和滑动变阻器串联,功率表并联在两端,将的滑片调至最右端,接入电路的阻值最大为。调节的滑片,让灯泡正常发光,通过的电流为额定电流0.25A。则的电功率为
②闭合开关S和,断开开关,保持R和滑片的位置不动,连接方式不变,功率表改测和灯泡的总功率,读出功率表示数为,则小灯泡的额定功率为
③根据,小灯泡正常发光时的电阻
39.为测量小灯泡电功率,选用如图甲所示的实验器材,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(其灯丝电阻约为12Ω)。
(1)如图甲所示的电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并用笔画代替导线,使电路连接正确______。为了顺利完成该实验探究,滑动变阻器选用______(10Ω、1.0A /15Ω、0.5A /20Ω、1.0A)。
(2)闭合开关,将滑片移动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,示数为______V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向______移动。通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,该小灯泡的额定功率为______W;
(3)小刚想利用小灯泡、电流表和定值电阻R(阻值已知)测量小灯泡正常发光时的电阻,请在图丁所示虚线框内补上这三个元件的符号,使电路满足要求;______
(4)小明还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为10Ω、8Ω、6Ω和4Ω的定值电阻,其余连接均不变。四次实验中,当电压表调到某一控制电压时,此时滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是______。
【答案】 ①. ②. 20Ω、1.0A ③. 2.2 ④. 左 ⑤. 0.5 ⑥. ⑦. 5∶2
【解析】
【详解】(1)[1]原电路中,电压表串联在电路,电流表与变阻器串联后与灯并联是错误,电压表应与灯并联,电流表与灯串联,如下图所示:
[2]灯正常发光时电压为2.5V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为
U滑=6V-2.5V=3.5V
由串联分压可知
变阻器连入电路中的电阻为
R滑=16.8Ω
选用“20Ω 1.0A”的滑动变阻器。
(2)[3]闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,电压表选用0~3V的量程,分度值为0.1V,其读数是2.2V。
[4]为了测量小灯泡的额定功率,应增大灯的电压,由串联电路电压的规律,要减小变阻器的电压,根据分压原理减小变阻器连入电路中的电阻,即将滑动变阻器的滑片向左移动。
[5]由图丙可知,灯在额定电压2.5V时,通过的电流为0.2A,额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W
(3)[6]由题意可知,由于没有电压表,故需要用电流表和定值电阻求出电压,故定值电阻应与灯泡并联;如图所示:
闭合开关S、S2,灯泡与电阻R并联,电流表测量通过R的电流,调节变阻器使电路中的电流为
此时电阻两端的电压等于灯泡两端的电压,变阻器的滑片位置不变,闭合开关S、S1,灯泡与电阻R并联,电流表测量干路中的电流,由并联电路的电流规律可知通过灯泡的电流
小灯泡正常发光时的电阻
(4)[7]根据串联电路中电压规律可得滑动变阻器分得的电压为
U滑=6V-U表
则变阻器的电压保持不变,由分压原理可得
当定值电阻分别取4Ω和10Ω时,故对应的变阻器连入电路中的电阻之比
滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比等于变阻器连入电路中电阻的反比,所以
40.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的 (“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1= Ω,测量小灯泡电阻的方法是 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1= W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 。
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
【答案】(1)如图;(2)0.2;(3)5;等效替代法;(4)0.2;(5)D。
【详解】解:(1)滑动变阻器要按“一上一下”的方式串联接入电路,使滑动变阻器的滑片P向右移时接入电路的阻值变大,则应将变阻器滑片左边的电阻连入电路,即将A接线柱与开关右接线柱连接,如图所示:
(2)闭合开关S1,将开关S2扳向“1”,滑动变阻器与灯泡串联,如图所示,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则电流表的示数为I1=0.2A;
(3)将开关S2扳向“2”,保持滑动变阻器的滑片位置不变,使滑动变阻器接入电路的阻值不变,调节电阻箱连入电路的阻值,当电流表示数为I1时,此时电阻箱连入电路的电阻与上次实验中电流为I1时灯丝电阻相同;故灯泡的电阻R1=5Ω;该实验的方法是等效替代法;
(4)灯丝中电流为I1时阻值一定为R,若此时R=5Ω,则小灯泡的实际功率:P实=I12R=(0.2A)2×5Ω=0.2W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡的阻值不变,则P额=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1。
由于灯泡的阻值不是定值,会随温度的升高而变大,所以,当灯泡在正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率P0>P额=4P1,所以最有可能的额定功率值P0=5P1。
故选:D。
41.如图所示,小蜀做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为6V,小灯泡标有“2.5V”字样,滑动变阻器的规格是“ 1A”。
(1)测量小灯泡功率的原理是 ;
(2)连接好的电路如图甲所示,在检查电路时小蜀发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(3)电路故障排除后,闭合开关并移动滑片,直到灯泡正常发光,读出如图乙所示电流表的示数 A,则小灯泡的额定功率为 W;接着继续移动滑片并记录实验数据,进一步分析,可以发现灯泡的电阻是变化的,原因是灯泡灯丝的电阻随 的变化而变化;
(4)小蜀根据实验数据画出小灯泡U-I关系图像如图丙所示,结合图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,实际功率范围是______;
A. B.
C. D.
(5)小蜀继续利用以上器材探究滑动变阻器功率随电流的变化规律。她闭合开关后,逐渐向同一个方向移动滑动变阻器的滑片P,将实验数据记录下来并通过计算描绘出图像如图丁所示。当电流从变化到的过程中,滑动变阻器和小灯泡的功率变化量分别记为、。通过图像可以推测出 (选填“>”“=”或“<”)。
(6)同组小巴同学在重复以上实验步骤过程中,误把电压表接到滑动变阻器上,测得多组实验数据并绘制出如图戊所示的U-I图像,图像中能正确表示电压表示数U与电流表示数I的关系是 (选填图戊中图线的序号)。
【答案】
(1)
(2)
(3) 0.24 0.6 温度
(4)B
(5)<
(6)④
【详解】(1)伏安法测量小灯泡功率的原理是
(2)图中灯泡被短路,测量小灯泡的电功率时,电压表要并联在小灯泡的两端,如图所示:
(3)[1]图中的电流表选择小量程连入电路中,分度值为0.02A,示数为0.24A;
[2]小灯泡的额定电压为2.5V,则小灯泡的额定功率为
[3]当小灯泡的两端实际电压升高时,实际功率也增大,温度升高,小灯泡的灯丝电阻会变大,因此灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
(4)由图丙可知,小灯泡的电阻随电压的增大而增大。
当小灯泡正常工作时,小灯泡的电阻为
当小灯泡两端电压为2V时,小灯泡的电阻小于10.4Ω,电流小于0.24A,小灯泡的实际功率为
综合上可知,ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(5)由图丁可知,当电流从变化到的过程中,电路中的电流增大,根据可知,灯泡的电功率增大;由于逐渐向同一个方向移动滑动变阻器的滑片P,所以变阻器连入电路的电阻变小。电流从变化到的过程中,滑动变阻器的电功率的变化量为
根据可知,总功率变大,故变大的量大于减小的量,因此灯泡的功率增大量应大于滑动变阻器的功率的减小量,才符合题意,所以灯泡的功率的变化量大于滑动变阻器的功率的变化量。
(6)实验过程中,误把电压表接在滑动变阻器上,则随着电阻器接入电路的阻值的增大,其分担的电压增大,电路中的电流减小,即电流表示数变小,电压表示数变大。当滑动变阻器阻值最大时,其电流表示数最小,电压表示数最大。由串联电路电压规律可知,电源电压等于各用电器两端电压之和,而电源电压不变,又因为灯泡的电阻是变化的,故图像不是一条直线。综上分析,图像中能正确表示电压表示数U与电流表示数I的关系是④。
42.在测额定电压为3.8V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图所示的电路,其中电源电压为6V。
(1)在连接电路时,开关必须 。请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮)。
(2)若在连接电路时,有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器 (A/B/C)连入电路,才能保证实验顺利进行。
表一:
电流表
电压表
灯泡故障原因
示数不为0
示数为0
示数为0
示数不为0
(3)小明合理地连接好电路,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。小明分析后发现是灯泡的故障。请你依据表一中电流表、电压表示数出现的几种情况,帮小明判断故障原因,并将其填写在表中对应的空格中。
(4)表二为某小组的实验记录:
表二:
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
功率/W
额定功率/W
1
3.0
0.36
1.08
P额==1.50
2
3.8
0.40
1.52
3
4.5
0.42
1.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你认为错误之处是: ,正确测量结果P额= W;
(5) 在科学探究过程中,经常需要多次实验。如在本实验中,综合分析实验数据,你能发现 ,可见这里的多次实验是为了发现不同现象背后的共同规律;有的多次实验是为了求平均值以减小实验误差,如: (填实验名称)。
【答案】
(1)断开;电路图如图所示;(2)B;(3)如上表所示;(4)求平均值作为额定功率;1.52;
(5)灯泡的功率随电压的增加而增大;测定值电阻。
【详解】解:(1)在连接电路时,开关必须断开;灯泡额定电压是3.8V电压表应选0~15V量程,滑动变阻器接右下接线柱,灯泡与滑动变阻器串联接入电路,电压表与灯泡并联,电路图如图所示。
(2)灯泡正常发光时电路电流I===0.38A,此时滑动变阻器两端电压
U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V,∵I=,∴滑动变阻器接入电路的阻值
R滑==≈5.8Ω>5Ω,滑动变阻器应选B。
(3)当灯泡发生短路时,电流表示数不为零,与灯泡并联的电压表示数为零;
当灯泡断路时,电路断路,电流表示数为零,电压表与电源两极相连,电压表示数不为零;
电流表
电压表
灯泡故障原因
示数不为0
示数为0
短路
示数为0
示数不为0
断路
(4)灯泡在额定电压下的功率是额定的功率,把灯泡在不同电压下的实际功率作为灯泡额定功率是错误的,由表中实验数据可知,灯泡的额定功率是1.52W。
(5)由表中实验数据可知,随灯泡电压的增大,通过灯泡的电流增大,由P=UI可知,灯泡实际功率变大;多次实验求平均值可以减小实验误差,如测定值电阻阻值,测量物体的长度等;
43.用如下器材:4V和6V两挡可调的恒压电源、R1(10Ω 3A)和R2(50Ω 2A)两种规格的滑动变阻器、电阻箱R(0~9999Ω)和额定电流为0.2A的小灯泡L,完成下列实验。
(1)“探究电流与电阻关系”的实验中:
①图甲中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;
②改正电路后,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,原因可能是 ;
③排除故障后,正确操作并闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数为0.1A,将滑片调至合适位置记录数据。改变R接入电路的阻值,重复实验,又测得三组数据,描绘出如图乙所示的图像,记录 点的数据时,滑片的位置最靠近B端,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 Ω;
(2)用6V挡的恒压电源、5Ω的定值电阻R0和滑动变阻器R2设计了如图丙所示电路,测出了小灯泡L正常发光时的电阻RL。
①正确操作,仅读了两次电压表的示数,其中第二次电压表示数为4V,则RL= Ω;
②若对图丙进行调整,开关均仅断开、闭合一次,仍能测出RL的是 。
A. 将R0换成R1 B.将R0与R2对调位置 C.将R2换成R1 D.将R0与L对调位置
【答案】
(1)①见解答图;②电阻箱R短路(或电压表短路或电压表断路);③d;40;(2)①10;②AD。
【详解】解:(1)①原电路图中,电压表被短路,在“探究电流与电阻关系”的实验中,电阻箱R、电流表和滑动变阻器串联,电压表并联在电阻箱R两端,如下图所示:
;
②闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路,即原因可能是电阻箱R短路或电压表短路或电压表断路;
③实验中,当把小电阻换成大电阻后,根据分压原理,电阻两端的电压变大,研究电流与电阻关系时要控制电压不变,根据串联电路电压的规律,要增大滑动变阻器两端的电压,由分压原理,要增大滑动变阻器电阻阻值,故当定值电阻阻值最大时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由图乙可知,记录d点的数据时,滑片的位置最靠近B端;
正确操作并闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数为0.1A,此时滑动变阻器最大阻值接入电路,若滑动变阻器选用R1,滑动变阻器两端电压为0.1A×10Ω=1V,则电源电压为1V+1V=2V,不符合题意;
若滑动变阻器选用R2,滑动变阻器两端电压为0.1A×50Ω=5V,电源电压为1V+5V=6V,符合题意,故电源电压为U=6V;
由图乙可知,定值电阻两端电压为UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=6V﹣2V=4V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的=2倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=2×20Ω=40Ω;
(2)①将R0与电压表并联后再与灯和R2串联,通过移动滑动变阻器R2的滑片使电压表示数为0.2A×5Ω=1V时,由串联电路电流特点,通过灯的电流为额定电流,灯正常发光;
保持滑片位置不变,通过开关的转换,使电压表测R0与R2两端的总电压为4V,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律,灯的额定电压为UL=U﹣U2=6V﹣4V=2V,则小灯泡正常工作时的电阻为:
RL===10Ω;
②A、将R0换成R1,将R1的阻值调到最大处,再将R1与电压表并联后与灯和R2串联,通过移动滑动变阻器R2的滑片使电压表示数为0.2A×10Ω=2V时,由串联电路电流特点,通过灯的电流为额定电流,灯正常发光;
保持R2的滑片位置不变,通过开关的转换,使电压表测R1与R2两端的总电压,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律求出灯泡额定电压,利用R=求出小灯泡正常工作时的电阻,故A正确;
B、将R0与R2对调位置,无论闭合开关S、S1还是S、S2,都无法确定灯泡是否正常发光,故B错误;
C、将R2换成R1,此时电路中的最小电流为I'===0.24A>0.2A,灯泡无法正常发光,故C错误;
D、将R0与L对调位置,闭合开关S、S1,调节滑动变阻器R2,使电压表示数为5V,根据串联电路电压规律,R0两端电压为6V﹣5V=1V,根据欧姆定律可知,此时通过R0的电流为0.2A,等于灯泡额定电流,此时灯泡正常发光;保持R2的滑片位置不变,通过开关的转换,使电压表测L两端电压,即灯泡的额定电压,利用R=求出小灯泡正常工作时的电阻,故D正确;
故选:AD。
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专题05 电功率测量与计算重难点分析
题型01 电能表、秒表法测量电功率
①大功率用电器
1.(24-25九年级上·江苏泰兴·期末)如图所示,利用电能表和秒表测家中电热水壶的电功率。电热水壶使用的是三脚插头,中间较长的脚连接的是电热水壶的金属外壳,插入三孔插座后可将其与 相连,防止漏电时对人造成伤害。让电热水壶单独工作5min,消耗了0.1kW•h的电能,则电能表的转盘转了 转,电热水壶的实际功率为 W。
2.(24-25九年级上·江苏南京·期末)小明想利用电能表和秒表,测量家中标有“220V 10W”的节能灯和标有“220V 2000W”的电热水壶的实际功率,已知家中电能表常数为1200imp/(kW•h)。以下有两个方案:
方案一:测量出1min时间内电能表指示灯闪烁的次数n;
方案二:测量出电能表指示灯闪烁1次间隔的时间t。
若你是小明,你应选择方案 测量电热水壶的实际功率,不选择另一方案的理由是 。
3.(24-25九年级上·江苏如皋·期末)小江利用家里的电子式电能表和秒表测电水壶的额定功率。他只让电水壶正常工作,记下电能表的指示灯闪烁n1次所用时间为t1,由于电能表常数被遮挡,他借助额定功率为P0的电热水器,只让电热水器正常工作,记下指示灯闪烁n2次所用时间为t2,则电水壶的额定功率为 。(用所测物理量和已知物理量的字母表示)
②小功率用电器
4.(24-25九年级上·江苏高邮·期末)如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
(1)该电能表示数为 kW•h。
(2)小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器,将该节能灯接入220V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t1;
方案二:测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
①若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:P= (单位:W)。(用数字和n表示)
②比较三种方案,最可行的是方案 。
题型02 伏安法测量电功率
5.(24-25九年级上·江苏泰州·期末)小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为的电源一个、小灯泡(额定电压为)、电压表V、电流表A、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是小丽连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线;
(2)连接电路过程中,开关应该断开,滑动变阻器的滑片应该移动到 (选填“最左”或“最右”)端;
(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,电流表A无示数,电压表V有示数,则电路的故障可能是________;(填选项符号)
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(4)电路故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电流表A指针如图乙所示,则此时通过小灯泡的电流是 ,同时小丽发现小灯泡没有发光,且电压表V有示数但很小,则小灯泡没有发光的原因可能是 ;
(5)电路连接正确操作后,小灯泡发光,此时电压表V的示数为,为了测量小灯泡的额定电功率,这时应该向 (选填“左”或“右”)端移动滑动变阻器的滑片;
(6)小丽根据记录的多组数据,画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 。
题型03 测量电灯额定功率的数据处理与分析
6.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关,于是找来额定电压是2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡,按照图甲所示的电路,将其接在电源电压为6V的电路中开始探究。
【证据】
(1) 检查电路时,有同学指出电路的连接有问题,需要改动一根导线,请你在需要改动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线。(要求:滑动变阻器滑片向左滑动时,灯泡变亮)。
(2)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
(3)小明移动滑动变阻器的滑片P,记下三组数据如表,其中当电压表的示数为2V时,电流表的示数如图乙所示,这时通过小灯泡的电流是 A。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的亮度
平均电功率/W
1
2.0
暗
2
2.5
0.25
亮
3
2.8
0.26
很亮
【解释】
分析表格数据,可以发现小灯泡亮度是变化的,实际功率越 ,灯泡越亮;小灯泡正常工作时的电功率为 W。
【交流】
(1)设计的实验记录表格存在的问题是 。
(2)在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是 。
7.(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中;所用电源电压为6V,灯泡的额定电压U0=3.8V,额定功率在1~1.5W的范围内。
(1)按图甲所示的电路图,请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整;
(2)小明在连接的实验电路如图甲所示,在检查电路连接时,并将滑动变阻器的滑片应该移到最右端了,闭合开关发现,小灯泡不亮,电压表、电流表指针有微小偏转,出现该现象的原因是 ;
(3)实验时,要使小灯泡正常发光,应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V,此时电流表的示数如图丙所示,那么小灯泡的额定功率是 W;
(4)小华为了得到比较准确的小灯泡额定功率,她用同一套器材做了三次实验,她将电压表调到3.8V,图丙是其中一次实验所调的电压表示数),获得三组数据,并进行了数据处理,如表:
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值/W
1
0.32
1.216
1.216
2
0.31
1.178
3
0.33
1.254
①这样处理数据的方法是否正确?并请说明理由 ;
②最后同学们都觉得造成较大误差的原因在于电压表量程选取的问题,小聪提出在不更换任何器材的前提条件下,只要 解决此问题。
题型04 特殊法测量小灯泡额定功率
①伏阻法或安阻法
8.(24-25九年级上·江苏镇江·期末)小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:标有“3.8V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表V1和V2(没有电流表)、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干. 她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路,如图甲是该电路的不完整电路图。
甲 乙 丙
(1)请你将图甲中电路图补充完整。
(2)闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为____V,此时电压表V2的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为____W。
(3)她还进一步设计出了如图丙所示电路图测量小灯泡额定功率,调节滑动变阻器,使电流表A2的示数为____A时,再读出电流表A1的示数,即可计算小灯泡的额定功率。
9.(24-25九年级上·江苏吴江·期末)测量小灯泡的额定功率一只小灯泡的额定电压为2.5V,小明想测量这个小灯泡的额定功率,实验器材如图甲所示.
(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整;
(2)连接电路时,开关应该 。闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于 (选填“A”或“B”)端;
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向 (选填“A”或“B”)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.32A,此时小灯泡的额定功率为 W;
(4)完成上述实验后,小明又设计了一种测额定功率的方案,如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻.请完成下列操作:
①连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点 ,移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额;
②滑动变阻器的阻值 ,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U1;
③用U1、U额、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P= 。
10.(24-25九年级上·江苏靖江·期末)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为。
(1)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
(2)闭合开关后小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数。经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了 (选填“短路”或“断路”)。
(3)移动滑片到某一位置时电压表示数如图乙所示,为 V;此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)移动滑片,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是 W。
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为,定值电阻的阻值为,实验步骤如下,请补充完整。
① ,调节滑动变阻器滑片,直到电流表的读数为。
②闭合开关,断开,滑动变阻器滑片不动,记下此时电流表的读数为。
③小灯泡的额定功率的表达式为 。
②等效替代法
11.(24-25九年级上·江苏苏州·期末)在“测量小灯泡额定功率”实验中,有两个小灯泡L1(额定电压)和L2(额定电流为)。
(1)图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图:
①图甲中有一根线连接错误,在这根线上打“×”,并在图中改正,注意导线不交叉;
②电路正确连接后,闭合开关发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先进行的操作是 ;
③解决问题后,移动滑片至某位置时,电压表示数为2V,为测量小灯泡L1的额定功率,应将滑片向 (填“A”或“B”)端移动,当小灯泡L1正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为 。
(2)图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图,图中R为电阻箱,为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容:
①将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为,此时电阻箱的示数为;
②将开关接b,保持 不变,调节 ,此时电阻箱的示数为;
③则小灯泡L2的额定功率 (用测量的物理量符号表示)。
题型05 电功率图像分析与计算
12.(24-25九年级上·江苏南京鼓楼区·期末)综合实践活动课上,小明设计了一个如图甲所示的调光灯电路。已知电源电压不变,灯泡额定电流为0.5A,R0是保护电阻,滑动变阻器的最大阻值是15Ω,图乙是灯泡的I﹣U图像。调试时小明将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关,电流表的示数为0.3A;将滑片滑至最左端时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A.该调光灯电路不需要保护电阻R0
B.电源电压是10V
C.电路的最大功率是2.7W
D.灯泡正常发光时,R0的功率是2.5W
13.(24-25九年级上·江苏徐州·期末)如图甲所示的电路,电源电压恒定,滑动变阻器标有“10Ω 1A”,闭合开关S,将滑片由最右端向左移动,直至灯泡L正常发光,该过程中电流表的示数随两电压表示数变化图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为 5V
B.电路允许的最小功率为 2.4W
C.该小灯泡的额定功率为 2W
D.灯泡正常发光时,小灯泡与滑动变阻器的功率值之比为 1:1
14. (24-25九年级上·江苏姜堰·期末)如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,闭合开关S后,在保证电路安全的前提下移动滑片P,则电压表的示数U、R2的阻值、R1电功率P1、电路总功率P与电流表示数I的关系图象中描述正确的是( )
A. B. C. D.
15. (24-25九年级上·江苏南通·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,在电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片P,电压表、与电流表A示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
①定值电阻和滑动变阻器最大电功率都是
②定值电阻的阻值为
③AB图像对应是电压表示数变化
④换最大阻值更大的滑动变阻器进行同样操作乙图中的A点位置不变
A. ①② B. ②④ C. ①③④ D. ①②④
16. (24-25九年级上·江苏盐城·期末)如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡 L上标有“5V”的字样,电压表量程为 0~15V,电流表量程为 0~0.6A。将 R1的滑片 P 移至 b 端,闭合开关 S、S1,调节 R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路中的最小阻值是 5Ω
B. 电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,R2的功率变化范围是 0.1W~0.9W
题型06 调光灯类电功率计算
17. (24-25九年级上·江苏南京江宁区·期末)如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,当、都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为2.2A,的阻值是______Ω,电路总功率为______W,只闭合、滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为,电路消耗的电功率为;保持滑片位置不动,只闭合,此时电压表示数为,电路消耗的电功率为;已知,,则只闭合时小灯泡的实际功率是______W。
18.(24-25九年级上·江苏南通·期末)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,灯泡L标有“6V 3W”,定值电阻R0的阻值为8Ω,滑动变阻器R的最大阻值为120Ω,电压表的量程为0~15V。当电压表的示数为8V时,灯泡恰好正常发光,忽略温度变化对灯泡电阻的影响。
(1)电源电压U;
(2)滑动变阻器连入电路的电阻值为25Ω时,灯泡消耗的实际功率?
(3)滑动变阻器的阻值变化范围?
19.(24-25九年级上·江苏建湖·期末)图甲是定值电阻和标有“8V 8W”灯泡L的关系图像。连接电路如图乙所示,电源电压恒定不变,滑动变阻器的最大阻值为12Ω。当开关S、闭合,开关断开,将滑动变阻器的滑片P滑到b端时,电流表的示数为0.5A,灯泡L的实际功率为1W。
(1)求灯泡L正常发光时的电阻;
(2)同时闭合开关S、、,求电路消耗的最大功率。
20. (24-25九年级上·江苏张家港·期末)图甲是可自动调节亮度台灯的电路图。灯泡标有“24V 12W”字样,R1为光敏电阻。其阻值随光照强度的变化如图乙所示。滑动变阻器R2最大阻值为30Ω。当光照强度为E1、R2连入电路的阻值为12Ω时。灯正常发光(不计温度对灯丝电阻的影响)。求:
(1)灯泡的电阻和灯泡正常发光5分钟消耗的电能;
(2)电源电压;
(3)光照强度在E1~E2之间,通过调节R2,灯泡实际功率的变化范围。(灯泡两端的电压不能超过额定电压)
题型07 与电能表相关的电功率计算
21.(24-25九年级上·江苏常熟·期末)某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示,根据表盘上的信息回答下列问题:
(1)按电费0.64元/()计算,该同学家上个月应交电费多少元?
(2)若只让一个标有“220V,484W”的电热器工作3min,观察到电能表的指示灯闪烁32次,则该同学家的实际电压是多少V?(设电热器的电阻不变)
题型08 电功率综合计算
22.(24-25九年级上·江苏南京高淳·期末)如图所示电路,电源电压保持不变.灯泡额定电压为6V,额定电流为0.8A,电阻R2阻值为R1的2倍,当开关接a时,R1消耗的功率为3W;当开关接b时,R1消耗的功率为0.75W,求:
(1)灯泡的额定功率;
(2)当开关接b时,灯泡的实际功率?
23.(24-25九年级上·江苏南京浦口·期末)小明设计了如图甲所示的风速仪,电源电压恒定,灯泡的额定电压为,灯泡的关系图像如图乙所示,为粗细均匀的电阻丝,总电阻为,OP为不计电阻的金属细杆(与接触良好),闭合开关S,无风时自然下垂,此时电流表的示数为,求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)电源电压;
(3)小灯泡的实际功率为时,电阻丝AB接入电路的电阻。
24.(24-25九年级上·江苏苏州中学·期末)如图所示,电源电压恒为6V,电流表量程是0~3A,电压表量程是0~15V,变阻器R2允许通过的最大电流为1A,小灯泡标有“6V 3W”字样,不考虑温度对灯丝电阻的影响。当S1、S2都闭合,滑片P在R2最左端时,电流表示数为1.0A;当S1闭合、S2断开,滑片位于R2的中点时,小灯泡的实际功率为0.12W。求:
(1)R1的阻值;
(2)变阻器R2的最大阻值;
(3)电路消耗的最大功率。
25.(24-25九年级上·江苏南师附中·期末)在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围.
26.如图甲所示,电源电压保持不变,灯泡L的额定电流为0.3A,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P从一端滑至另一端的过程中,电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示,在此过程中灯泡不会烧坏,下列说法中正确的有
①电源电压为12V
②灯泡正常发光时,滑动变阻器和定值电阻R0的功率相等
③灯泡L的额定功率为0.9W
④某一时刻将电流表与定值电阻.R0的位置对调后,只有两个电表的示数不变
A.②④ B.①④ C.②③ D.①③
27.在如图所示的实物电路中,电源电压恒定不变,R1=30Ω。当只闭合开关S1和S3时,电流表的示数为0.3A。将滑动变阻器R2的滑片P移到最右端,当闭合开关S1、S2和S3时,电流表的示数为I1;移动滑片P到某处,此时电流表的示数为I2,I1∶I2=7∶10;保持滑片P的位置不变,只闭合开关S2,调节电阻箱R3的阻值,在保证电路各元件安全的前提下,电流表的最小示数为0.2A。下列说法正确的是( )
A. 电源电压大小为6V
B. 滑动变阻器R2的最大阻值为75Ω
C. 电流表的示数I1为0.3A
D. 当闭合开关S1、S2和S3时,电路的最小总功率为2W
28. 如图所示,电源电压恒定,闭合开关,当滑动变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中,电流表示数变化了0.2A,消耗的电功率从1.8W变为0.2W,电压表示数变化了9V,电路总功率变化了,下列选项正确的是( )
A. 电源电压为13.5V B. 的最大阻值为45Ω
C. 两端电压变化了8V D. 为1.8W
29. 如图所示,电源电压恒为6V,R1=10Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V,滑动变阻器R2规格“20Ω 0.5A”,闭合开关S后,在保证电路安全的前提下移动滑片P,则电压表的示数U、R2的阻值、R1电功率P1、电路总功率P与电流表示数I的关系图象中描述正确的是( )
A. B. C. D.
30. 如图甲所示,电源电压保持不变,为定值电阻。闭合开关,在电路安全的前提下,调节滑动变阻器的滑片P,电压表、与电流表A示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
①定值电阻和滑动变阻器最大电功率都是
②定值电阻的阻值为
③AB图像对应是电压表示数变化
④换最大阻值更大的滑动变阻器进行同样操作乙图中的A点位置不变
A. ①② B. ②④ C. ①③④ D. ①②④
31. 如图甲所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 0.5A”的字样,R2=10Ω,灯泡 L上标有“5V”的字样,电压表量程为 0~15V,电流表量程为 0~0.6A。将 R1的滑片 P 移至 b 端,闭合开关 S、S1,调节 R1的滑片P,并绘制出电流表示数与电压表示数的变化关系图像如图乙所示。在保证电路安全的前提下,下列说法正确的是( )
A. 滑动变阻器接入电路中的最小阻值是 5Ω
B. 电路总功率的变化范围是0.5W~1.5W
C. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,电流表示数的变化范围是0.1A~0.5A
D. 若将电压表量程换为 0~3V,闭合开关 S、S2,R2的功率变化范围是 0.1W~0.9W
32. 如图所示电路,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 4.2W”字样,当、都闭合,滑动变阻器的滑片滑到最左端时,小灯泡L正常发光,电流表示数为2.2A,的阻值是______Ω,电路总功率为______W,只闭合、滑动变阻器滑片滑到某一点时,电压表示数为,电路消耗的电功率为;保持滑片位置不动,只闭合,此时电压表示数为,电路消耗的电功率为;已知,,则只闭合时小灯泡的实际功率是______W。
33.如图电路中,电源电压恒定,R1是定值电阻,小灯泡L标有“6V”字样,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”。当R2的滑片P置于最左端时,只闭合S1,灯泡恰好正常发光,电流表的示数为0.8A;再闭合S2,电流表的示数变为1.4A。求:
(1)小灯泡的额定功率;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)只闭合开关S2,移动变阻器滑片P时,R1的电功率变化范围。
34.在综合实践活动课上,小明设计了如图所示的模拟调光灯电路,此电路中电源电压不变,灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R1的阻值为6Ω.将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端,闭合开关,电压表和电流表示数分别为6V和0.3A;移动滑片P至某一位置,电压表和电流表示数分别为1V和0.5A.
(1)灯泡L正常发光时的电阻多大?
(2)滑动变阻器R2的滑片P在最右端时,闭合开关,灯泡L的实际功率多大?
(3)为使灯泡安全工作,R2的滑片能自由滑动,且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光,应采取怎样的保护措施?请具体说明.
35.在如图所示电路中,小灯泡R1标有“4V1.6W”字样,定值电阻R2=20Ω,滑动变阻器R3允许通过的最大电流为1A,电流表A1的量程为0~0.6A,电流表A2的量程为0~3A,电压表的量程为0~3V,电源电压和小灯泡的阻值均保持不变.只闭合开关S2时,电压表的示数为2V;将滑动变阻器滑片滑到最左端,闭合所有开关,此时电流表A2示数为0.5A.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R3的最大阻值;
(3)只闭合开关S3,在电路安全的情况下,小灯泡电功率的变化范围.
36.温控电热暖水袋是一种方便快捷、安全可靠的保暖神器,如图所示。它不仅适用于冬季寒冷地区,还适合各种人群使用。温控电热暖水袋的原理是利用电热片将电能转化为热能,将热能储存于水袋中后,通过渐进式温感调节功能对温度进行智能控制,从而达到温暖人体的目的。电热暖水袋铭牌上标有“220V 360W”,若电热暖水袋内装有1kg的水,正常工作时,将25℃的水加热到55℃,用时7min,水的比热容为。求:
(1)电热暖水袋正常工作的电流。(计算结果保留1位小数)
(2)加热过程中水吸收的热量、消耗的电能。
(3)在用电高峰期,若实际电压为198V,电热暖水袋的实际功率。
37.如图,小聪在“探究小灯泡电功率”实验中,已知电源电压为6V,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为8Ω。
(1)请用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整(要求:闭合开关前,变阻器滑片放在最右端)。
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现电压表示数接近电源电压,电流表无示数,小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 ;
(3)小灯泡正常发光时通过小灯泡的电流如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W;该实验中多次测量的目的是 。
A.避免偶然性,使结论更具有普遍性
B.求平均值,减小误差
(4)在测量额定电压为的小灯泡正常发光时电阻的实验中,小聪小组的电流表坏了,于是他们设计了图丙所示电路,其中,请完成相关实验步骤:
①开关S、闭合,断开,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动, ,此时电压表的示数为4.5V;
③小灯泡正常发光时灯泡的电阻为 。
38.小明进行了如下实验:
(1)用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源两端电压保持不变。
①闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在______端(选填“A”或“B”);
②闭合开关,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则的额定功率______W;
(2)小明想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率与的大小关系,他断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,将替换为,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出______(选填“>”、“=”或“<”),他继续完成了的测量后,验证了推断;
(3)回家后的小明没有电流表和电压表,但他发现家里有一个功率表(功率表可直接读出功率值,它与电压表一样,自身的电阻很大且使用时要与待测元件并联)和一个最大阻值为10Ω的滑动变阻器设计了如图丙所示电路,顺利测量出了灯泡正常发光时的电阻,实验步骤如下:
①只闭合开关S和,将的滑片调至最右端,调节滑动变阻器R,使功率表示数为______W;
②闭合开关S和______,断开开关______,保持R和滑片的位置不动,读出功率表示数为;
③用测量值和小灯泡额定电流表示小灯泡正常发光时的电阻______。
39.为测量小灯泡电功率,选用如图甲所示的实验器材,电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V(其灯丝电阻约为12Ω)。
(1)如图甲所示的电路连接有错误,请你在接错的那根导线上打“×”,并用笔画代替导线,使电路连接正确______。为了顺利完成该实验探究,滑动变阻器选用______(10Ω、1.0A /15Ω、0.5A /20Ω、1.0A)。
(2)闭合开关,将滑片移动到某一位置时,电压表的示数如图乙所示,示数为______V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向______移动。通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,该小灯泡的额定功率为______W;
(3)小刚想利用小灯泡、电流表和定值电阻R(阻值已知)测量小灯泡正常发光时的电阻,请在图丁所示虚线框内补上这三个元件的符号,使电路满足要求;______
(4)小明还想探究“在电压一定时,电流与电阻的关系”,于是将图甲中的小灯泡换成四个阻值分别为10Ω、8Ω、6Ω和4Ω的定值电阻,其余连接均不变。四次实验中,当电压表调到某一控制电压时,此时滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是______。
40.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的 (“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1= Ω,测量小灯泡电阻的方法是 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1= W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 。
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
41.如图所示,小蜀做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为6V,小灯泡标有“2.5V”字样,滑动变阻器的规格是“ 1A”。
(1)测量小灯泡功率的原理是 ;
(2)连接好的电路如图甲所示,在检查电路时小蜀发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确;
(3)电路故障排除后,闭合开关并移动滑片,直到灯泡正常发光,读出如图乙所示电流表的示数 A,则小灯泡的额定功率为 W;接着继续移动滑片并记录实验数据,进一步分析,可以发现灯泡的电阻是变化的,原因是灯泡灯丝的电阻随 的变化而变化;
(4)小蜀根据实验数据画出小灯泡U-I关系图像如图丙所示,结合图像可知,当小灯泡两端电压为2V时,实际功率范围是______;
A. B.
C. D.
(5)小蜀继续利用以上器材探究滑动变阻器功率随电流的变化规律。她闭合开关后,逐渐向同一个方向移动滑动变阻器的滑片P,将实验数据记录下来并通过计算描绘出图像如图丁所示。当电流从变化到的过程中,滑动变阻器和小灯泡的功率变化量分别记为、。通过图像可以推测出 (选填“>”“=”或“<”)。
(6)同组小巴同学在重复以上实验步骤过程中,误把电压表接到滑动变阻器上,测得多组实验数据并绘制出如图戊所示的U-I图像,图像中能正确表示电压表示数U与电流表示数I的关系是 (选填图戊中图线的序号)。
42.在测额定电压为3.8V小灯泡(电阻大约为10Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图所示的电路,其中电源电压为6V。
(1)在连接电路时,开关必须 。请将实物电路连接完整(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮)。
(2)若在连接电路时,有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C(15Ω 0.2A)三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器 (A/B/C)连入电路,才能保证实验顺利进行。
表一:
电流表
电压表
灯泡故障原因
示数不为0
示数为0
示数为0
示数不为0
(3)小明合理地连接好电路,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。小明分析后发现是灯泡的故障。请你依据表一中电流表、电压表示数出现的几种情况,帮小明判断故障原因,并将其填写在表中对应的空格中。
(4)表二为某小组的实验记录:
表二:
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
功率/W
额定功率/W
1
3.0
0.36
1.08
P额==1.50
2
3.8
0.40
1.52
3
4.5
0.42
1.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你认为错误之处是: ,正确测量结果P额= W;
(5) 在科学探究过程中,经常需要多次实验。如在本实验中,综合分析实验数据,你能发现 ,可见这里的多次实验是为了发现不同现象背后的共同规律;有的多次实验是为了求平均值以减小实验误差,如: (填实验名称)。
43.用如下器材:4V和6V两挡可调的恒压电源、R1(10Ω 3A)和R2(50Ω 2A)两种规格的滑动变阻器、电阻箱R(0~9999Ω)和额定电流为0.2A的小灯泡L,完成下列实验。
(1)“探究电流与电阻关系”的实验中:
①图甲中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正;
②改正电路后,闭合开关,发现电流表有示数、电压表无示数,原因可能是 ;
③排除故障后,正确操作并闭合开关,电压表示数为1V,电流表示数为0.1A,将滑片调至合适位置记录数据。改变R接入电路的阻值,重复实验,又测得三组数据,描绘出如图乙所示的图像,记录 点的数据时,滑片的位置最靠近B端,此时滑动变阻器接入电路中的阻值是 Ω;
(2)用6V挡的恒压电源、5Ω的定值电阻R0和滑动变阻器R2设计了如图丙所示电路,测出了小灯泡L正常发光时的电阻RL。
①正确操作,仅读了两次电压表的示数,其中第二次电压表示数为4V,则RL= Ω;
②若对图丙进行调整,开关均仅断开、闭合一次,仍能测出RL的是 。
A. 将R0换成R1 B.将R0与R2对调位置 C.将R2换成R1 D.将R0与L对调位置
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