2026年中考物理第一轮实验题专题训练:等效替代法测小灯泡电功率
2026-04-20
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内容正文:
2026年中考物理第一轮实验题专题训练:
等效替代法测小灯泡电功率
1.在“测量小灯泡的额定电功率”的实验中,已知小灯泡上标有“2.5V”字样,实验器材还有:电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电源各一个,导线若干,所用电源电压恒为3V,电路如图甲。
(1)小明发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”并画出正确的连线;
(2)根据绘制的小灯泡的U-I图,可知小灯泡的额定电功率为________W;
(3)完成上述实验之后,小明不用电压表也能测量小灯泡的正常发光时的电功率。已知小灯泡的额定电压为,他又找来一个阻值为的定值电阻,设计了电路图丙。根据实验步骤写出表达式:
①只闭合开关S和,移动滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关S和,保持滑动变阻器滑片的位置不动,记下电流表的示数为;
③小灯泡额定电功率的表达式____________________。(用已知量和所测物理量符号表示)
2.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用如图甲所示的器材和电路,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请用笔画线代替导线将滑动变阻器连入电路,要求:向右移动滑片P,灯泡变亮。
(2)连接好电路闭合开关后,灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,则下一步操作应该是__________。
A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.更换电池 D.移动滑片P
(3)根据测得的数据绘制的通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图乙所示,分析图像可知:小灯泡的额定功率为__________W。
(4)利用图甲中器材和电路__________(选填“能”或“不能”)探究电流与电压的关系。
(5)另外一组的小聪设计了一种测量定值电阻阻值的电路,如图丙所示。已知电路中另一个定值电阻的阻值为,电源电压未知且不变。实验步骤如下;
①断开开关,闭合开关,记录电压表的示数。② 断开开关,闭合开关 ,记录电压表的示数。得到待测电阻阻值的表达式:__________(用表示)。
3.小明用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路。
(1)图甲中有一根导线没有连接,用笔画线代替导线画出正确的连线;_______
(2)电路连接正确后,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不动,电压表示数接近电源电压且保持不变。为了排除故障,小芳检查了开关并拧紧两端接线柱,小明则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障,则________(选填“小芳”或“小明”)排除电路故障的操作是正确的;
(3)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为了让小灯泡正常发光,滑动变阻器应该向________端(选填“左”或“右”)移动。小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知,小灯泡正常发光时的电阻为________,额定功率为________W;
(4)小明发现,家里相同型号的新灯泡和旧灯泡在使用时,旧灯泡的亮度明显不如新灯泡,他根据所学知识得出:灯泡长期使用,灯丝由于表面升华而变细,灯丝电阻________(选填“变大”或“变小”),导致小灯泡亮度变暗;
(5)小明用如图所示的电路测量出另外一个标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率。电源电压不变,、为滑动变阻器,的最大阻值为。实验步骤如下:
①只闭合开关________,调节,使电压表示数为3.8V;
②只闭合开关S、S2,调节________,使电压表示数为3.8V;
③接着将的滑片P调至最左端,记下电压表示数是6V;再将的滑片P调至最右端,记下电压表示数是3V;则小灯泡的额定功率是________W。
4.两只铭牌模糊的小灯泡L1和L2,仅能看清L1标有“”,L2标有“”的字样。
(1)图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。
①图中有一根线连接错误,请在这根线上打“×”,并在图中改正________
②正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡不亮,电压表有示数,电流表没有示数,电路的故障可能是_____。
③排除故障后闭合开关,电流表示数为,移动滑片P,通过观察_____表的示数来判断小灯泡是否正常发光。小灯泡正常发光时,电压表的示数如图乙所示,则小灯泡L1的额定功率为_____。
(2)小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率。图中为阻值已知的定值电阻,还缺两个开关和一只电压表,请在虚线框内补上这三个元件的符号,使电路完整,实验操作简单。
(3)小梅设计了如图丁所示电路,也巧妙测出了L2的额定功率。两只滑动变阻器和的最大阻值分别为和,电源电压恒定请完成实验步骤。
①按电路图连接电路
②闭合开关S,S1接___(选填“a”或“b”)移动滑片,使电流表的示数为,灯泡L2正常发光。
③再将S1接到另一位置,保持滑片位置不动,移动滑片,使电流表的示数仍为。
④保持滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,电流表的示数为,再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为。
⑤小灯泡L2的额定功率的表达式为________________。
5.用以下实验器材测小灯泡正常工作时的电阻:电源(电压3V)、开关、电压表、电流表各一个,导线若干,额定电压为2.5V的待测手电筒灯泡(电阻约为8Ω),有“20Ω 1A”的滑动变阻器一个。
(1)如图甲是小明同学连接的实物电路图,图中只有一根导线连接错误,请你在图中用“×”标出这根错接的导线,只改接一根导线使电路成为正确的电路(不能与其他导线交叉)______;
(2)连接完电路后闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近3V,无论怎样移动滑片都不能改变这种情况,可能的故障是______;
(3)排除故障后闭合开关,移动滑片至某一位置,电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端电压为______V;为了测量小灯泡正常工作时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动;
(4)图丙是根据实验数据画出的小灯泡的电流与电压的关系图像,则小灯泡正常工作时的电阻是______Ω;
(5)该实验多次测量的目的是______;
A.求平均值,减小实验的误差 B.寻找普遍规律,避免实验的偶然性
(6)小红认为,利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理,理由是______;
(7)实验结束后,小明又选取了一个额定电压为U的小灯泡进行实验。他利用学生电源(电压未知)、电阻箱,滑动变阻器(电阻足够大)和电压表设计了如图丁所示的电路。为了精确地测量这个小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①正确连接电路,将的阻值调至最大;
②闭合开关S、,断开,调节滑动变阻器的滑片,直至______;
③闭合开关S、,断开,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱,使得电压表示数为______,读出此时电阻箱的示数为;
④小灯泡额定功率的表达式______(用已知量和所测物理量的符号表示)。
6.小明想测量额定电压为“6V”的小灯泡的电阻和额定功率,他在学校的实验室找到了相关器材,并进行了如下实验,已知电源电压值为8V,滑动变阻器规格为“,”。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲所示图连接完整;(要求闭合开关,滑片右移,灯变亮)
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电压表的示数接近8V保持不变。为了排除故障,接下来的操作合理的是________;
A.拧紧开关两端的接线柱 B.将小灯泡与底座拧紧 C.拧紧电流表两端的接线柱
(3)排除故障后,闭合开关,电压表的示数如图乙所示为________V。经过多次测量,小明绘制了小灯泡的I-U图象,如图丙所示,则该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω,小灯泡的额定功率为________W;
(4)小华利用小明的实验器材进行多次实验,测量的数据如下表所示,老师发现表格中第________次数据是编造的;
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
电流
0.11
0.21
0.30
0.38
0.44
0.48
(5)小华又利用小明的实验器材,去掉电流表,增加了一个阻值为10Ω定值电阻、电阻箱来测量小灯泡的额定功率,如图丁、戊是她设计的两种不同方案的电路图。则以下判断正确的是________(填字母)。
A.两种方案都能 B.两种方案都不能
C.丁方案能,戊方案不能 D.丁方案不能,戊方案能
7.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为。
(1)甲图中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求滑片向右移灯泡变亮______;
(2)排除故障后,闭合开关,电压表示数为,将滑片P向______(选填“左”或“右”)端移动,直到小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______;
(3)小华设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电流为,请完成下列填空(电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为):
①只闭合开关,,调节使电流表的示数为;
②再断开,闭合,保持滑片位置不变,调节,使电流表示数为______;
③接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为;再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡的额定功率______(用、、、表示)。
8.如图所示是小川物理小组“探究电流与电阻的关系”的实验,实验器材如下:学生电源电压恒为、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格“;”),阻值为、、、、的定值电阻各一个,以及导线若干;
(1)如图甲所示电路有一条连线错误,请在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线正确连线;
(2)正确连接导线,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于最__________端(选填“左”或“右”);
(3)A、B两组同学根据各自的实验数据作出了图像的部分曲线图,如图丙所示,经分析__________组(选填“A”或“B”)的图像是正确的。若正确的小组要顺利完成5次实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为__________;
(4)小礼同学将定值电阻换成标有“”字样的小灯泡(阻值约为),为了测量小灯泡的额定电功率,在具体的实验操作中,手和眼睛的分工应该是( )(选填序号);
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡亮度
(5)小华利用图丁所示实物电路也测出了标有“”字样的小灯泡(阻值约为)的额定电功率。电阻箱的规格是“”,电源电压约为。请在空白处填上适当内容;
①断开,闭合,调节电阻箱和滑动变阻器,直到__________时,小灯泡正常发光,记下此时电阻箱的阻值;
②断开,在、间接入一个元件后,正确操作可以完成测量任务,以下四个元件:
a.一根导线;b.电阻;c.电阻箱;
其中符合要求的有__________(填字母),操作过程中,__________(选填“需要”或“不需要”)调节滑动变阻器。
9.实验室某个小灯泡的铭牌标识模糊,仅看到标有“2.5V *A”字样,小丽连接了图甲电路测量该小灯泡正常发光时的电阻。
(1)连接的电路有一处错误,请在错误的那根导线上打“×”,并用笔画线表示导线画出正确的连接(只改接一根导线)。
(2)电路修改正确后,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到________(选填“A”或“B”)端。
(3)移动滑动变阻器的滑片到某位置时,电压表示数为0.6V,此时小灯泡的实际功率________(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率,为测出小灯泡正常发光时的电阻,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表示数为________V。
(4)小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则灯泡正常发光时的电阻是________Ω(保留一位小数),小灯泡的额定功率是________W。
(5)小丽想用这个电路“探究电流与电压的关系”,她________(选填“能”或“不能”)完成实验探究,原因是:________。
10.如图所示是求真物理小组“探究电流与电阻的关系”的实验,实验器材如下:学生电源电压恒为6V、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(规格“40Ω;0.5A”),阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个,以及导线若干。
(1)如图甲所示电路有一条连线错误,请在错误的连线上画“×”并用笔画线代替导线正确连线_______;
(2)正确连接导线,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于最_______端(选填“左”或“右”)。闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,产生该现象原因是_______;
(3)A、B两组同学根据各自的实验数据作出了I-R图象的部分曲线图,如图丙所示,经分析_______组(选填“A”或“B”)的图象是正确的。若正确的小组要顺利完成5次实验,则滑动变阻器的最大阻值至少为_______Ω;
(4)小礼同学将定值电阻换成标有“0.3A”字样的小灯泡(阻值约为10Ω),为了测量小灯泡的额定电功率,在具体的实验操作中,手和眼睛的分工应该是( )(选填序号);
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡亮度
(5)小礼利用图所示实物电路测(4)中相同规格小灯泡的额定功率,电阻箱的规格是“0~999.9Ω”,电源电压为6V,实验步骤如下:
①闭合,断开,调节电阻箱的阻值和滑动变阻器的滑片,直到_______,小灯泡正常发光,记下此时电阻箱的阻值为7Ω;
②断开,滑动变阻器的滑片位置保持不变,在M、N间接入4Ω的定值电阻后再闭合:,调节电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为0.3A,则小灯泡额定电功率为_______W。
11.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,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。
(1)方案一: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______(选填“A”或“B”)端。
(3)当滑动变阻器的滑片位于某位置时,电流表的示数为0.2A,为了测出小灯泡的额定功率,应向______(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片。
(4)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(5)方案二:
小王同学设计了如图丙所示的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,实验步骤如下:
①闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数为0.3A;
②保持不变,闭合开关S和,断开,调节,使电流表的示数仍为0.3A;
③保持不变,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则小灯泡额定功率的表达式______(用、、、表示)。
12.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,为了测出该小灯泡的额定功率,小明和小华同学分别设计了两种不同的测量方案,请你帮助完善;
方案一:
(1)如图甲所示是小明同学设计连接的实物电路,闭合开关前,滑片P应位于___________(选填“A”或“B”)端;
(2)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
方案二:
(3)如图丙所示是小华同学设计的电路图,电源电压不变,和为滑动变阻器,的最大电阻为,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I额;
②保持不变,闭合开关和,断开,调节,使电流表的示数仍为I额
③保持不变,依旧闭合开关S和S2,断开,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,则此时滑动变阻器接入电路的阻值表达式___________;小灯泡额定功率的表达式___________。(用I额、、、表示)。
13.在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为6V,灯泡L1的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,灯泡L2的额定电流为I额。
(1)用笔画线代替导线,将图甲所示的实物电路连接完整。
(2)闭合开关进行实验时,发现电流表无示数,电压表有较大示数,则可能的电路故障为___________;
(3)实验中,观察到小灯泡L1的电压为2.0V时,为了测量其额定功率,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“A”或“B”)端移动;通过小灯泡L1的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示,分析图像可知小灯泡L1的额定功率为___________W,I-U图像不是一条直线的原因是___________。
(4)实验中滑动变阻器有两种规格,分别为“10 2A”和“20 1A”,应选用 ___________规格的滑动变阻器。
(5)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率。电源电压不变(大小未知),图中R为电阻箱,R0为阻值已知的定值电阻。实验方案如下:
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I额,此时电阻箱的示数为R1。
②将开关接b,保持滑动变阻器滑片P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。
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=________(用I额、R0、R1、R2表示)。
14.小明利用图甲所示电路测量小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是小灯泡________(选填“短路”或“断路”)。
(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________,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动。
(4)根据测得的数据绘制了小灯泡的关系图像如图丙所示。根据图像可知,小灯泡的额定功率是________W。小明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)小明想用图甲电路继续探究电流与电阻的关系,于是找来几个定值电阻分别替换小灯泡,当他将一个的电阻接入电路时,发现电压表示数为2V,接着保持滑动变阻器的滑片位置不变,用一个的电阻替换的电阻做实验时,应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数保持2V不变。
15.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,电压表有示数且保持不变,电流表始终无示数,则故障原因可能是___________。
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向___________(选填“左”或“右”)端移动。
(4)小明根据记录的多组数据,绘制出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___________W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率___________(选填“大于”或“小于”)
【拓展】小虎用如图丁所示的电路测量小灯泡正常发光时的电阻,所用器材:额定电流为0.3A的小灯泡、电池组(三节干电池串联,电压为4.5V),电流表一块、滑动变阻器(15Ω 2A)、定值电阻(R0=5Ω)、开关和导线若干。
①只闭合S、S2,移动滑片P,使电流表的示数为___________A。
②只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电流表的示数为0.45A。
③小灯泡正常工作时的电阻为___________Ω。
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第一轮实验题专题训练:等效替代法测小灯泡电功率》参考答案
1.(1)
(2)0.75
(3)
【详解】(1)由图甲知,错误是小灯泡与滑动变阻器并联,电压表串联在干路中,应该改为小灯泡与滑动变阻器串联,电压表与小灯泡并联。正确的连线如图所示:
(2)根据铭牌字样,小灯泡的额定电压为2.5V,灯泡正常发光时两端电压等于其额定电压
由图乙知,灯泡两端电压等于2.5V 时,灯泡的电流为0.3A,即额定电流,小灯泡的额定功率为
(3)先断开开关,只闭合开关S和,此时电流表测量的是通过定值电阻中的电流,电流表的示数为
因小灯泡和定值电阻并联,它们两端的电压相等,即
都等于灯泡的额定电压。再断开开关,只闭合开关S和,保持滑动变阻器滑片的位置不变,此时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,电流表测量的是干路中的电流,根据并联电路电流的规律,小灯泡支路的电流即其额定电流为
根据电功率公式,小灯泡的额定功率为
2.(1)
(2)D
(3)0.625
(4)不能
(5)
【详解】(1)滑动变阻器要串联在电路中,连接时要采取“一上一下”的方式,向右移动滑片P,灯泡变亮说明滑动变阻器的右下端要接入电路,据此连接电路,如图所示:
(2)连接好电路闭合开关后,灯泡不亮,电压表和电流表均偏转,说明电路是通的,只是电流比较小,灯泡实际功率较小导致不亮,下一步操作应该是移动滑片P,让灯泡亮起来,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)由图乙知,灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,故小灯泡的额定功率
(4)在探究电流与电压的关系实验时要保持定值电阻不变,由图乙知小灯泡的电阻在变化,故利用图甲中器材和电路不能探究电流与电压的关系。
(5)断开开关S2,闭合开关S、S1,两电阻串联,电压表测量Rx两端的电压,记录电压表的示数U1,即Rx两端的电压;断开开关S1,闭合开关S、S2,两电阻仍串联,电压表测量电源电压,记录电压表的示数U2,即电源电压U=U2;R0两端的电压为
此时电路的电流为
则Rx阻值为
3.(1)
(2)小明
(3) 左 10 0.625
(4)变大
(5) S和S1 R1的滑片 1.444
【详解】(1)在测量小灯泡的电功率时,电压表应并联在小灯泡两端,所以小灯泡右接线柱应与电压表的负接线柱相连。作图如下:
(2)图甲电路中,滑动变阻器与小灯泡串联在电路中,电流表测电路中的电流,电压表测小灯泡两端的电压,闭合开关,移动滑片,小灯泡始终不亮,电流表指针几乎不动,则可能是电路出现了断路,电压表示数接近电源,它与电源是接通的,则是电压表并联部分的小灯泡断路了或是接触不良了,所以小明将小灯泡与灯座拧紧是正确的操作。
(3)[1]图乙中,电压表选用小量程,分度值为0.1V,示数为2V,小灯泡的额定电压为2.5V,则是变阻器接入电路的阻值过大,分得的电压过大,应向左移动滑片,让变阻器接入电路的阻值变小,直至电压表示数为2.5V。
[2]由丙中图像知,小灯泡正常发光时,通过的电流为0.25A,此时的电阻
[3]小灯泡的额定功率
(4)在材料和长度不变时,灯丝变细,则其阻值变大。
(5)[1]只闭合开关S和S1,变阻器R2与小灯泡串联在电路中,电压表测小灯泡两端的电压,调节R2的滑片,使电压表示数为3.8V,小灯泡正常发光。
[2]只闭合开关S和S2,两个变阻器串联连接,电压表测R1两端的电压,R2的滑片位置不变,调节R1的滑片,使电压表的示数为3.8V,则此时变阻器R1接入电路的阻值与小灯泡正常发光时的阻值相等。
[3]将R2的滑片调至最左端,电路中只有R1工作,电压表测量电源电压,所以电源电压为6V。再将R2的滑片调到最右端,R1与R2的最大阻值串联在电路中,电压表测R1两端的电压为3V,则此时R2两端的电压
据串联电路的分压特点有
解得,。所以小灯泡正常发光时的电阻为10欧,其额定功率
4.(1) 小灯泡L1断路 电流 0.75
(2)
(3) a
【详解】(1)[1]由图可知,此时电压表串联接在电路中,电流表与小灯泡并联。在测量小灯泡L1额定功率时,电流表应和小灯泡串联,测量通过小灯泡的电流,电压表与小灯泡并联,测量小灯泡两端的电压。故可将小灯泡左侧与开关连接的导线改为与电源负极连接,如下图所示:
[2]正确连接电路闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,灯泡不亮。电流表没有示数,说明电路中存在断路;电压表有示数,说明电压表与电源连接的电路没有断路,则电路的故障可能是小灯泡L1断路。
[3]L1标有“”,说明当通过灯泡的电流为0.3A时灯泡正常发光,故移动滑片P,通过观察电流表的示数来判断小灯泡是否正常发光。
[4]由图可知,电压表的测量范围为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V,即小灯泡两端电压为2.5V,故小灯泡L1的额定功率为
(2)L2标有“”,说明通过L2的电流为0.2A时,L2正常发光,故可以设计一个串联电路,通过L2的电流和通过定值电阻的电流相同。如下图所示:
当L2正常发光时,通过定值电阻的电流也为0.2A,则可根据得出此时定值电阻两端电压。闭合中间开关,断开上方开关,通过调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压为,再断开中间开关,闭合上方开关,得到定值电阻和L2两端电压之和,根据串联电路电压规律即可得出此时L2两端电压,再根据即可得出L2的额定功率。
(3)[1][2][3]由图可知,通过单刀双掷开关使灯泡和R2分别接入电路中,使R2和灯泡等效替代。
闭合开关S,S1接a移动滑片,使电流表的示数为,此时灯泡L2正常发光。
再将S1接到另一位置,保持滑片位置不动,移动滑片,使电流表的示数仍为。根据欧姆定律可知,此时电路中的总电阻相同,则灯泡正常发光的电阻与R2此时的电阻。
保持滑片位置不动,将另一个滑动变阻器滑片移到最左端,此时R2单独接入电路中,电流表的示数为,则电源电压可表示为①
再将此滑动变阻器的滑片移到最右端,电流表的示数为,此时电源电压为②
联立①②可得,则灯泡正常发光的阻值为
则灯泡正常发光的功率为
5.(1)
(2)灯泡断路
(3) 2.3 右
(4)10
(5)B
(6)见解析
(7) 电压表示数为
【详解】(1)测小灯泡正常工作时的电阻实验,需要将电源、开关、滑动变阻器、电流表、灯泡串联,电压表测量灯泡电压。如图所示:
(2)闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,说明发生断路,电压表示数接近3V,说明电压表的两端与电源相通,则可能的故障是灯泡断路。
(3)[1]如图乙所示,电压表选择的是小量程,分度值是0.1V,所以读数为2.3V。
[2]灯泡额定电压为2.5V,此时灯泡电压不到2.5V,应增大灯泡的电压,根据串联分压原理,需要减小变阻器的电压,所以应将滑动变阻器电阻调小,滑动变阻器用的是右下接线柱,所以应将滑片向右调。
(4)从图丙可以看出,灯泡电压2.5V时,电流为0.25A,故小灯泡正常工作时的电阻为
(5)小灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,不同电压时,温度不同,电阻不同,不能求平均值。多次实验可以测量出小灯泡在不同电压下的电阻,得出其电阻随温度变化的结论,故选B。
(6)探究电流与电压的关系,需要电阻一定,小灯泡灯丝电阻随温度的变化而变化,所以小红的观点不合理。
(7)[1][2][3]①正确连接电路,将的阻值调至最大;
②闭合开关S、,断开,灯泡和变阻器串联,电压表测灯泡电压,调节滑动变阻器的滑片,直至电压表示数为,则灯泡正常发光;
③闭合开关S、,断开,电阻箱和变阻器串联,电压表测电阻箱两端电压,保持滑动变阻器滑片位置不动,调节电阻箱,使得电压表示数为U,读出此时电阻箱的示数为;
④根据等效替代法,小灯泡正常发光时的电阻即为,则小灯泡额定功率为
6.(1)
(2)B
(3) 4 12 3
(4)6
(5)D
【详解】(1)由于要求闭合开关,滑片右移,灯变亮,即滑片右移,变阻器接入电路的电阻变小,电路的电流变大,所以,变阻器的右下接线柱连入电路中,如图所示:
(2)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,说明电路某处出现断路;电压表的示数接近保持不变,说明与电压表并联以外的电路是完好的,与电压表并联的那部分电路出现断路,即小灯泡可能断路,为了排除故障,接下来的操作合理的是将小灯泡与底座拧紧,故B符合题意,AC不符合题意。故选B。
(3)[1]电压表的示数如图乙所示,选择大量程接入电路中,分度值为,示数为。
[2]小灯泡的额定电压为,由图丙可知,当小灯泡的两端电压等于额定电压时,通过的电流为,根据欧姆定律可得,该小灯泡正常发光时的电阻为
[3]小灯泡的额定功率为
(4)根据欧姆定律,可计算出每次实验中小灯泡的电阻,进而分析电流与电压的关系。小灯泡的电阻随温度升高而增大,电压越大,电流越大,温度越高,电阻应越大。第6次实验中,电压为,电流为,计算出的电阻,相比第5次的,虽然有增大,但从电流变化来看,根据前面的规律,当电压从增加到,电流从增加到,电流增加幅度过小,不符合小灯泡电阻随温度升高而增大,电流随电压增大而增大的规律(且增大的幅度应与电阻变化相匹配),所以第6次数据是编造的。
(5)丁方案中,、小灯泡、变阻器三者串联,小灯泡额定电压为,根据前面测的数据(即),若灯泡正常发光,则的电阻分得的电压为,由串联电路的电压特点可知电源电压至少为,而给出的电源电压只有,所以灯泡电压达不到额定电压不可能正常发光,故丁方案不能测出小灯泡的额定功率。戊方案中,根据“小华利用小明的实验器材”可知电源电压为,图中电压表测变阻器两端的电压,当电压表示数为
灯泡正常发光;且可通过调节电阻箱的阻值使得开关接2时电压表示数仍为,则灯泡正常发光时的电阻等于电阻箱的阻值(等效法),根据可以测出小灯泡的额定功率,即丁方案能测出小灯泡的额定功率,所以,丁方案不能,戊方案能,故D正确,ABC错误。
故选D。
7.(1)
(2) 右 0.65
(3)
【详解】(1)灯泡额定电压是2.5V,电压表选量程,滑动变阻器在连接时要遵守“一上一下”的原则。当滑片向右移时灯泡变亮,说明滑动变阻器接入电路中的电阻减小,所以从开关出来的导线应与滑动变阻器右边下方接线柱连接,如图所示:
(2)[1][2]排除故障后,闭合开关,电压表示数为1.5V,电压表测量小灯泡的电压,而小灯泡的额定电压为2.5V,故应让电压表的示数变大。串联电路中,元件的电阻越大,所分的电压越大,故应让滑动变阻器的电压变小,根据串联分压原理,应调节滑片让滑动变阻器的电阻变小,滑片需向右端移动。小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表选择小量程,分度值为0.02A,读数为0.26A,则小灯泡的额定功率为
(3)[1][2]①只闭合开关,,灯泡和串联,电流表测电路电流,调节使电流表的示数为,则灯泡正常发光;
②再断开,闭合,和和串联,电流表测电路电流,保持滑片位置不变,调节,使电流表示数为;
③接着将的滑片P调至最左端,单独工作,记下电流表的示数为,则电源电压为
①
再将的滑片P调至最右端,和的最大电阻串联,记下电流表的示数为,则电源电压为
②
联立①②,解得阻值为,根据等效替代法,灯泡正常发光时的电阻为
则小灯泡的额定功率为
8.(1)
(2)左
(3) B 50
(4)A
(5) 电流表示数为 ac 不需要
【详解】(1)原电路图中,滑动变阻器和电阻R并联,电压表串联在电路中是错误的,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻R两端,据此作图。
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即最左端。
(3)[1]探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变,由图丙A的I-R图像可知,四次实验中,根据,定值电阻两端的电压
由图丙B的I-R图像可知,四次实验中,根据,定值电阻两端的电压
即A组同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B组同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A组同学的实验操作是错误的,B组同学的实验操作是正确的,即B组的图像是正确的。
[2]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
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25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50Ω。
(4)已知小灯泡的额定电流为0.3A,不知道小灯泡的额定电压,当通过灯泡的电流为额定电流时,灯泡正常发光,因此为了测量小灯泡的额定电功率,应手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表,当电流表示数等于灯泡的额定电流时,灯泡正常发光,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)[1]当通过灯泡的电流为额定电流时,灯泡正常发光,断开,闭合,此时为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数为0.3A,此时灯泡正常发光。
[2][3]a.在M、N间接入一根导线时,因导线的电阻为0,小于灯泡正常工作的电阻(约10Ω),所以断开开关S1,不调节滑动变阻器,闭合开关S2,调节电阻箱R0阻值,使电流表示数等于0.3A,利用等效替代法,此时电阻箱R0变化的电阻值等于灯泡正常工作时的电阻,可通过计算灯泡额定功率,故a符合题意;
b.断开开关S1,在M、N间接入30Ω定值电阻,闭合开关S2,因电源电压约6V,即使滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电路中的电流约为
不能达到小灯泡的额定电流,故不能求得灯泡的额定功率,故b不符合题意;
c.断开开关S1,不调节电阻箱和滑动变阻器,利用等效替代法,在M、N间接入一个电阻箱,闭合开关S2,使电流表示数等于0.3A,此时新接入电阻箱显示的电阻R等于灯泡电阻,可通过计算灯泡的额定功率,故c符合题意。
故其中符合要求的有ac。操作过程中不需要调节滑动变阻器。
9.(1)
(2)B
(3) 小于 A 2.5
(4) 8.3 0.75
(5) 不能 小灯泡的电阻会随温度升高而增大
【详解】(1)在原本的电路中,电压表被串联在电路中、电流表被并联在电路中了,应改为电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中。因此将电流表负接线柱与灯泡右端的导线打“×”,并将电压表负接线柱与灯泡的右端相连,如图所示:
(2)闭合开关前,滑动变阻器要调到最大阻值处,保护电路。在图中,滑动变阻器接的是左下和右上接线柱,当滑片离左下接线柱越远,电阻越大,所以要移到B端。
(3)[1]灯泡额定电压是2.5V,而现在电压表测得灯泡的电压只有0.6V,因为实际电压小于额定电压,所以实际功率小于额定功率。
[2]要让灯泡电压升高到2.5V,就需要减小滑动变阻器阻值,分给灯泡的电压变大,因此滑片需要向A端移动。
[3] 小灯泡正常发光,电压必须调到额定电压2.5V。
(4)[1]因为电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针指向0.3A,又因为正常发光时灯泡的额定电压为2.5V,所以根据欧姆定律可得,灯泡正常发光时的电阻为
[2]因为电路的电流为0.3A,灯泡的额定电压为2.5V,因此根据电功率公式可得小灯泡的额定功率为
(5)[1][2]探究电流与电压的关系这个实验,核心要求是必须控制电阻不变,只改变电压,观察电流怎么变,这是控制变量法。而这个电路里用的是小灯泡,小灯泡发光时温度会升高,灯丝的电阻会随着温度变高而变大,电压越大,灯越亮、温度越高,电阻就越不一样,没办法让电阻保持恒定,不满足实验的控制条件,所以不能完成这个探究实验。
10.(1)
(2) 左 电流表正负接线柱接反了
(3) B 50
(4)A
(5) 电流表示数为0.3A 0.72
【详解】(1)原电路图中,滑动变阻器和电阻R并联,电压表串联在电路中是错误的,在“探究电流与电阻的关系”的实验中,电阻R、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在电阻R两端,如图所示:
(2)[1]为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于阻值最大处,即最左端。
[2]闭合开关后,发现电流表指针如图乙所示,即电流表指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
(3)[1]探究电流与电阻关系时要控制定值电阻两端的电压不变,由图丙A的I-R图象可知,四次实验中,根据,定值电阻两端的电压
由图丙B的I-R图象可知,四次实验中,根据,定值电阻两端的电压
即A同学没有控制定值电阻两端的电压不变,B组同学控制定值电阻两端的电压不变,因此A组同学的实验操作是错误的,B组同学的实验操作是正确的。
[2]实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,定值电阻两端的电压始终保持2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压
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25Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为
即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于50Ω。
(4)当通过灯泡的电流为额定电流时,灯泡正常发光,因此为了测量小灯泡的额定电功率,应手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(5)[1]此时为串联电路,调节电阻箱和滑动变阻器,直到电流表示数为0.3A,此时灯泡正常发光。
[2]断开S1,在M、N间接入4Ω定值电阻,不调节滑动变阻器;闭合S2,调节电阻箱的阻值为11Ω时,电流表示数为0.3A,根据等效替代法,此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与4Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻,即
则小灯泡额定功率为
11.(1)(C、D点均可)
(2)B
(3)A
(4)0.75
(5)
【详解】(1)滑动变阻器与灯泡串联且一上一下的接入电路,如图所示:
(C、D点均可)
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,以保护电路,故滑片P应位于B端。
(3)电流表的示数为0.2A小于小灯泡的额定电流0.3A,如果要测量小灯泡的额定功率,应增大电路的电流,所以应减小滑动变阻器连入电路的电阻,则滑片P应向A端移动。
(4)当电流表的示数为0.3A时,此时为小灯泡的额定电流,电压表示数如图乙所示为2.5V,此时为小灯泡的额定电压,该小灯泡的额定功率
(5)在①中,R2与灯串联,灯正常发光;在②中,R1与R2串联,因为电路中电流仍为I额,所以;在③中,将R2的滑片移到最左端时,只有电阻R1连入电路,此时的电源电压为
将R2滑片的移到最右端,连入电路中的阻值最大,此时R2的阻值为R0,此时的电源电压为
电源电压不变,则解得
则额定功率为
12.(1)B
(2)0.75
(3)
【详解】(1)连接电路时,为了保护电路,闭合开关前,滑片P应位于阻值最大处,滑片P需要位于B端。
(2)当电流表的示数为0.3A时,电压表示数如图乙所示,为2.5V,则小灯泡的额定功率为
(3)[1]闭合开关S和S1,断开S2,R2与小灯泡串联,调节R2,使电流表的示数为I额,此时小灯泡正常发光;保持不变,闭合开关和,断开,R1与R2串联,调节,使电流表的示数仍为I额,则此时;保持不变,依旧闭合开关S和S2,断开,接着将的滑片P调至最左端,记下电流表的示数为,只有接入电路,电源电压为①;再将的滑片P调至最右端,记下电流表的示数为,滑动变阻器全部接入,滑动变阻器与串联,则电源电压为②
联立①②可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值表达式
[2]小灯泡额定功率的表达式
13.(1)
(2)灯泡L1断路
(3) A 0.5 灯丝电阻随温度的变化而变化
(4)20 1A
(5)I额2(R2+R0-R1)
【详解】(1)在“测定小灯泡电功率”的实验中,滑动变阻器和电流表、灯泡L1应串联,灯泡L1的额定电压为2.5V,灯丝电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯泡的额定电流约为
故电流表接小量程,电压表选用0~3V的量程与灯泡并联,滑动变阻器接“一上一下”接入电路中,如下所示:
(2)闭合开关进行实验时,发现电流表无示数,电路可能存在断路;电压表有较大示数,说明电压表能接到电源两端测电源电压,故可能的电路故障为灯泡L1断路。
(3)[1]要测量其额定功率,需使电压表示数为2.5V,需增大小灯泡两端的电压,根据串联正比分压可知,需要减小滑动变阻器接入的电阻,需将滑片应向A端移动。
[2]由图像可知,小灯泡L1的额定电压为2.5V时,通过小灯泡L1的电流为0.2A,所以额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
[3]由于灯丝电阻随温度的变化而变化,所以小灯泡的I-U图像不是一条直线。
(4)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为U滑=U-U额=6V-2.5V=3.5V,正常发光的电流为0.2A,所以滑动变阻器需接入的阻值为
故滑动变阻器应选“20Ω 1A”的。
(5)将开关接a,灯泡L2与电阻箱、滑动变阻器串联,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,电源电压为U=I额(R1+RL+R滑)……①
将开关接b,定值电阻R0与电阻箱、滑动变阻器仍串联,保持滑动变阻器滑片P不变,滑动变阻器接入的电阻R滑不变,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,电源电压为U=I额(R0+R2+R滑)……②
比较①②两式可得,RL+R1=R2+R0,灯泡L2正常发光时的电阻为RL= R2+R0-R1
故小灯泡L2的额定功率表达式为P额=I额2RL= I额2(R2+R0-R1)
14.(1)
(2)短路
(3) 5 右
(4) 1 温度
(5)左
【详解】(1)“测量小灯泡额定功率”的实验中,连接电路时,需要将滑动变阻器、小灯泡、电流表、开关串联在电源两端,灯泡的额定电压为2.5V,则电压表选择小量程并联在小灯泡两端,因此电压表负接线柱与小灯泡左端接线柱相连,如图所示:
(2)电流表有读数,说明电流处于通路,电压表无示数,可能原因是小灯泡短路。
(3)[1]电流表量程为0~0.6A,每格为0.02A,图中读数为0.3A,此时电压表的示数达到1.5V,则小灯泡电阻为
[2]小灯泡的额定电压为2.5V,为使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片向右移动,减小滑动变阻器的阻值,使小灯泡两端电压变大。
(4)[1]由图丙所示的关系图像可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.4A,则小灯泡的额定功率为
[2]小灯泡的电阻随温度变化而变化。灯泡电压变大时,电流也变大,根据,灯泡实际功率变大,则灯泡温度升高,所以小灯泡的电阻是变化的。
(5)使用原有的电路来探究,电源电压不变,当接入定值电阻为的时候,定值电阻两端电压为2V,当定值电阻变为时,电路中电流变小,则滑动变阻器此时的分压变小,要使定值电阻的电压保持2V不变,则应将滑动变阻器的滑片向左移动。
15.(1)
(2)小灯泡断路
(3)右
(4)0.625/
(5) 大于 0.3 10
【详解】(1)“测量小灯泡的电功率”,根据公式可知,需知道小灯泡的电压和电流,因此电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,如图所示:
(2)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P时,电流表始终无示数,电路可能断路,电压表有示数且保持不变,说明电压表与电源连通,则故障原因可能是小灯泡断路。
(3)电压表示数如图乙所示,分度值为0.1V,电压为2.2V,小灯泡的额定电压为2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路分压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,所以将滑片向右端移动。
(4)由图可知,在小灯泡额定电压为2.5V时,通过小灯泡的电流为,根据公式可知,小灯泡的额定功率为
(5)[1]把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,根据公式可知,若小灯泡的电阻不变,则小灯泡的功率变为原来的四分之一,由图可知,小灯泡的电压与电流不成正比,说明小灯泡的电阻发生了变化,且小灯泡的电阻随温度的降低而减小,所以把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,电阻变小,则实际功率会大于。
[2]分析图丁的电路图可知,只闭合开关S、S2时,小灯泡与滑动变阻器串联接入电路,此时调节滑动变阻器,使电流表示数为0.3A,让小灯泡正常发光。
[3]只闭合S、S1,保持滑片P不动,电流表的示数为0.45A,定值电阻与滑动变阻器串联,根据欧姆定律可知,定值电阻两端的电压为
根据串联电阻电压的特点可知,此时滑动变阻器两端的电压为
因保持滑片P不动,两次滑动变阻器接入的电阻相同,根据欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的电阻为
根据欧姆定律可知,只闭合开关S、S2时,滑动变阻器两端的电压为
根据串联电路电压的特点可知,只闭合开关S、S2时,小灯泡正常发光,小灯泡两端的电压为
根据欧姆定律可知,小灯泡正常发光时的电阻为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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