内容正文:
灯泡的电功率
测量灯泡的电功率
(2024•广元)在一次测量小灯泡额定功率的实验中,所用电源由两
节新干电池串联组成,小灯泡上标有“2.5 V”字样(小灯泡额定功率约
为0.6 W)。聪明而粗心的小刚连接了如图甲所示的电路。
(1)同组的小明发现电路连接有错,如果闭合图甲所示电路的开关,电
压表的示数约为 V,电流表的示数约为 A,小灯泡的发光情
况为 (填“正常发光”“亮度较暗”或“不发光”)。
3.0
0
不发光
(2)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小刚眼珠一转,
在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置,电路就能测量小灯泡的
额定功率,请在图甲中画出小刚改动的那根导线。
【答案】如答图所示。
答图
【答案】如答图所示。
答图
(3)待改接好电路后,在实验时,调节滑动变阻器的滑片,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。
(4)小明同学继续移动滑片P,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I-U关系图像,根据图像可知:小灯泡的实际功率随
实际电压的增大而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)有的同学认为“把小灯泡换成定值电阻,该实验可以用来探究导体
中的电流与电压的关系”,你认为这种说法 (填“正确”或“错
误”)。
0.5
增大
正确
【变式练习】1.(2024•雅安)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源
电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω
1 A”。
(1)正确连接电路,如图甲所示,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,
读出小灯泡两端电压,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功
率,应将滑片适当向 (填“A”或“B”)滑动。
A
(2)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图像,可知小灯泡的额定功
率为 W。
(3)测量小灯泡的电功率 (填“需要”或“不需要”)多次
测量求平均值,原因是 。
(4)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小
ΔR1,相应的小灯泡的阻值变化ΔR2,则ΔR1 (填“>”“=”或
“<”)ΔR2。
0.625
不需要
小灯泡在不同电压下的功率不同
>
(5)实验结束后,某同学设计了如图丁所示的电路来测定额定电压为3 V
的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9 V,定值电阻R的阻值为10 Ω。请
帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数
为 V时,小灯泡正常发光;
② ,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表的示数为
4 V;再将滑动变阻器的滑片移至左端,此时电压表示数为7 V;
③小灯泡的额定功率P额= W。
6
保持滑片位置不动
0.9
灯泡亮度问题
图甲所示是灯泡L1和L2的电流随电压变化的图像。将它们按图乙所示
接入电路中,闭合开关S,整个电路消耗的实际功率为1.6 W。下列说法正
确的是( C )
C
A. 电流表的示数为0.3 A B. 电源电压为3.5 V
C. 灯泡L1的功率为1 W D. 灯泡L1比L2暗
【变式练习】2.如图所示,L1标有“3 V 3 W”字样,L2标有“3 V
1.5 W”字样。电源电压恒为3 V,不考虑灯丝电阻的变化,下列说法正确
的是( C )
C
A. 当只闭合开关S1时,两灯泡两端的电压之比为1∶1
B. 当只闭合开关S2、S3时,只有灯泡L2正常发光
C. 当只闭合开关S2、S3时,灯泡L1和L2消耗的功率之比为2∶1
D. 只闭合开关S1时与只闭合开关S2、S3时相比,只闭合开关S1时灯泡L1更亮
实验5 测量小灯泡的电功率
【实验精讲】
1. 实验原理: 。
2. 实验器材:电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、
导线。
3. 实验电路图:如图所示。
P=UI
4. 根据实验电路图连接实物电路,连接电路时开关要 ,滑片移
到 。滑动变阻器的作用:
。
5. 测量小灯泡的额定功率时,闭合开关,移动滑片使电压表示数为
,观察小灯泡的发光情况,记录电压表和电流表示数。
6. 在实验中若闭合开关后,小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,
原因可能是 ;若闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示
数,电压表无示数,原因可能是 。
断开
阻值最大处
调节待测小灯泡两端的电压
(电流),测定不同电压下小灯泡的实际电功率
小灯
泡的额定电压
小灯泡短路
小灯泡断路
7. 连接电路时要注意电表的正、负接线柱不要接反,量程要选择合适的;
小灯泡两端电压不能高出额定电压过多;不能用多次测量的电功率的平均
值作为小灯泡额定电功率的原因:
。
8. 实验结论
当U实=U额时,P实 P额,小灯泡较亮,正常发光;当U实<U额时,P
实 P额,小灯泡较暗;当U实>U额时,P实 P额,小灯泡很亮,且
易烧杯。小灯泡的亮度是由小灯泡的 决定的。
电压改变时,小灯泡的实际功率也发
生改变
=
<
>
实际功率
【实验精练】
(2025•巴中)实验室里有一小灯泡的铭牌模糊不清,只能看清小灯泡的
额定电流I额=0.3 A,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小王分别设
计了两种不同的测量方案,请你帮助完善。
方案一
(1)请用笔画线代替导线帮小明补全甲图的实物电路。(要求只连一根
导线且不交叉)
(2)甲图中,闭合开关前,滑片P应位于 (填“A”或“B”)端。
B
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2 A,为了测
出小灯泡的额定功率,应向 (填“A”或“B”)端移动滑动变阻器
的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3 A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额
定功率为 W。
A
0.75
方案二
(5)小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,R1和R2为滑动
变阻器,R2的最大电阻为R0,实验步骤如下:
①闭合开关S和S1,断开S2,调节R2,使电流表的示数为0.3 A;
②保持R2不变,闭合开关S和S2,断开S1,调节R1,使电流表的示数仍为
0.3 A;
③保持R1不变,接着将R2的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为I1,再
将R2的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为I2,则小灯泡额定功率的表
达式P额= (用I额、R0、I1、I2表示)。
1. 根据如图所示的两盏白炽灯的铭牌,可以判断( C )
A. 甲灯一定比乙灯亮
B. 正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C. 正常发光时,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
D. 正常发光时,甲灯消耗的电能是乙灯消耗电能的4倍
C
2. 某同学利用如图所示的电路,测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率,
下列说法错误的是( B )
A. 闭合开关前,滑片应滑到B端
B. 闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C. 当电压表示数为2.5 V时,测出通过小灯泡的电流,可算
出小灯泡的额定功率
D. 实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
B
3. (2025•自贡)如图所示为某用电器的I-U图像,其额定电压为12 V,
则额定功率是( D )
A. 0.6 W B. 1.8 W C. 3.2 W D. 4.8 W
D
4. (2025•天津)将标有“6 V 6 W”的甲灯泡和“6 V 3 W”的乙灯泡
串联后,接在电压为9 V的电源上。不考虑温度对灯丝电阻的影响,则
( B )
A. 甲灯能正常发光
B. 乙灯能正常发光
C. 两灯均能正常发光
D. 两灯均不能正常发光
B
5. (2025•成都模拟)如图所示的电路中,电阻R的阻值为5 Ω,灯泡L标有
“2.5 V 0.3 A”,忽略温度对灯泡L电阻的影响,当闭合开关S时,灯泡L
正常发光,再闭合S1时,下列说法正确的是( D )
A. 灯泡L亮度变暗
B. 电流表示数不变
C. 电源电压为4 V
D. 电路总功率为2 W
D
6. (2025•达州)如图所示为定值电阻R和灯泡L的U-I图像,灯泡L的额定
电压为2.5 V。将两用电器串联在电源两端,灯泡L正常发光。下列说法正
确的是( B )
A. 电源电压为2.5 V B. 灯泡L的额定功率为0.75 W
C. R与灯泡L的功率之比为5∶3 D. 灯泡L的U-I图像为图线B
B
7. (2025•德阳)图甲为通过灯泡L和定值电阻R的电流与其两端电压关系
的图像。把它们按图乙接入电路,闭合开关S,电流表示数为0.2 A,下列
说法正确的是( D )
A. 电源电压为1.5 V B. 定值电阻R的阻值为10 Ω
C. 通过灯泡L的电流为0.2 A D. 灯泡L的实际功率为0.9 W
D
8. (2025•遂宁)某同学用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。他闭
合开关,将滑动变阻器滑片从最右端向左滑动,直到小灯泡电压达到额定
值,记录了不同时刻三个电表的示数,并在同一坐标图中分别绘制了L和
RP的U-I图像如图乙所示。电源电压恒定不变,图乙中曲线 是滑动
变阻器的U-I图像;该电路的电源电压为 V;小灯泡的额定电功率
为 W。
a
6
1.2
9. 小明用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率(部分实验器材的规格
已标明)。
(1)实验中,小明发现无论怎样调节滑动变阻器,两电表指针始终处于
图乙所示位置,则故障可能是 。
小灯泡断路
(2)故障排除后,小明从变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据,得
到小灯泡U-I图像如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W,所用
滑动变阻器的规格是 (填字母)。
A. “5 Ω 2 A”
B. “15 Ω 2 A”
C. “25 Ω 1 A”
D. “30 Ω 1 A”
0.75
C
(3)在每次调节中,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 (填“大于”“小于”或“等于”)ΔR2。
大于
10. (2025•达州)如图所示,电源电压恒定不变,定值电阻R1=28 Ω,灯
泡L标有“6 V 3 W”字样(不考虑灯丝电阻变化)。只闭合S1、S2,灯
泡L正常发光;再闭合S3,电流表示数变化了0.25 A。求:
(1)灯泡L正常发光时的电流。
解:(1)由P=UI得小灯泡正常发光的电流:
I L===0.5 A;
解:(1)由P=UI得小灯泡正常发光的电流:
I L===0.5 A;
(2)电阻R0的阻值。
解:(2)由I=得灯泡的电阻:RL===12 Ω,
只闭合S1、S2,S3断开,定值电阻R1短路,
灯泡L正常发光,此时电源电压:U =UL=6 V,
再闭合S3,电阻R0与小灯泡并联,U=U0=UL=6 V,
电流表示数变化了0.25A,即I0=0.25A,
电阻R0的阻值:R0===24 Ω;
(3)通过控制开关通断,整个电路消耗的最小功率。
解:(3)只闭合S1,S2,S3断开,定值电阻R1与灯泡L串联,
此时接入电路的电阻最大,整个电路消耗的功率最小:
P=UI===0.9 W。
11. 在一次实践活动中,小睿对LED灯和白炽灯泡进行了探究。
(1)小睿查阅资料了解到,白炽灯泡的发光原理是通过电流加热灯丝到
白炽状态,从而利用热辐射发出可见光。LED是发光二极管的简称,它是
一种特殊的半导体元件,通电后可以发光,直接把电能转化为光能。他对
白炽灯泡和LED灯作出了如下分析,你认为其中分析不合理的是 。
A. 白炽灯泡用久了钨丝会变细,电阻将变大,灯泡亮度会变暗
B. 若将白炽灯泡的灯丝换成超导材料,可以提高白炽灯的效率
C. 白炽灯泡罩一般选择用透明、耐高温的石英玻璃材料制成
D. LED灯泡罩一般使用透光塑料制成,不易破损,便于运输
B
(2)小睿观察到“220 V 15 W”的LED灯泡(售价20元/个)其亮度与
“220 V 100 W”的白炽灯(售价3元/个)相当,若电费单价为0.5元/
(kW•h),则使用上述LED灯正常工作至少 小时以上,所花费用
才能比使用亮度相当的白炽灯泡划算。
400
(3)小睿将如图所示的标有“220 V 15 W”的LED灯泡(内部由灯珠和
电源转换器等组成)和“220 V 15 W”的白炽灯泡并联接入家庭电路
中,LED灯泡的亮度远高于白炽灯泡的亮度,小睿对此分析得出了以下的
结论,你认为正确的是 。
A. 通过LED灯泡的总电流大于通过白炽灯泡的电流
B. LED灯泡总的实际功率大于白炽灯泡的实际功率
C. LED灯泡消耗的总电能小于白炽灯泡消耗的电能
D. LED灯泡整体的电光转化效率高于白炽灯泡的效率
D
(4)小睿取来单个LED灯珠(正常发光时的电阻约为100 Ω)和一只
“3.8 V 0.3 A”的白炽小灯泡,串联接入电源电压为6 V的电路中进行实
验,闭合开关,发现LED灯珠亮而小灯泡不亮。检查后发现,电路既无短
路也无开路,所有元件完好无损。你猜想“LED灯珠亮而小灯泡不亮”的
原因可能是 。
它的实际功率太小
$