内容正文:
2026年中考物理九年级第二轮实验专题复习
测量小灯泡的电功率
1.在做“测小灯泡的电功率”的实验中,小明和小红使用的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡、标有“40Ω 1A”的滑动变阻器、电压表(量程0~3V,0~15V)、电流表、开关和导线。
(1)小明按照图甲所示的电路图正确连接了电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 ___________W;
(2)小红把电路中的电流表拿掉,用一个定值电阻R0接在原电路中电流表所在位置,设计了如图丙所示的电路,也测出了这个小灯泡的额定功率。具体操作是:闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,保持滑片的位置不变,将电压表的 ___________(选填“a”或“b”)点接线改接到c点,观察并记录电压表的示数U,通过计算求出了小灯泡的额定功率。小红所用的定值电阻R0的阻值不得超过 ___________Ω;
(3)实验结束后,保持其他器材不动,只将图甲中的小灯泡换成定值电阻,来探究电流与电阻的关系,小明准备好的定值电阻有5Ω、10Ω,15Ω、20Ω,要完成这四次探究实验,则定值电阻两端电压的取值范围是 ___________。
2.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1)小明连接的实验电路如图甲所示,其中有一条导线未连接,请用笔画线代替导线,画出正确的连线_______。
(2)实验中,正确连接电路,且操作正确。闭合开关S后,小灯泡不发光。那么接下来合适的实验操作应该是________(选填序号)
A.移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况
B.检查电路是否短路,替换同一规格的小灯泡
C.检查电路是否断路,替换同一规格的小灯泡
(3)移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向________(填“左”或“右”)端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图丙所示的I-U图象,根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是_______W。
(5)完成实验后小明思考:滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过它的电流减小而它两端电压却增大,它消耗的功率是增大还是减小呢?小明为了探究这个问题,将上述电路中的小灯泡换成阻值为15Ω的定值电阻,并用学生电源将电压调至6V,滑动变阻器的规格为“1A 20Ω”,其它器材相同。将电压表移至与变阻器并联,经过仔细认真地实验,他记录下在变阻器接入电路的阻值不断增大时的各组数据,并计算出了相应的电功率,如下表。分析表中数据,写出小明能得到的结论:当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,________。就“变阻器功率变化”的探究,从滑动变阻器电阻变化的范围角度考虑,小张认为小华收集的数据不充分,理由是_________ 。
实验序号
1
2
3
4
5
电流I/A
0.5
0.44
0.4
0.36
0.3
电压U/V
0.5
0.8
1.0
1.2
1.5
电功率P/W
0.25
0.35
0.40
0.43
0.45
3.图所示,是“测量小灯泡电功率”的实验(小灯泡标有“2.5V”字样)。
(1)甲图中有一条导线末连接,请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整(要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大);______
(2)连接电路时,开关应该______;
(3)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到______端;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转,则出现的故障可能是______;
(4)排除故障后,闭合开关,当滑片移动到某位置时,电压表示数为2V,此时小灯泡实际亮度偏______,为了使小灯泡正常发光,则滑动变阻器滑片应向______移(选填“A”或“B”);
(5)灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率是______W;
(6)由图丙可知小灯泡的电阻是变化的,原因是灯丝电阻受________影响。
4.测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡不亮,经检查有一根导线连接错误,请你在电路中将连接错误的导线上打“×”,并补画出正确的连线_____;
(2)正确接线后,闭合开关、移动滑片,电压表的示数如图乙所示,要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向 _____(选填“A”或“B”)端移动;
(3)改变滑片P的位置,获得多组对应的电压、电流值。根据记录的数据,绘制得如图丙所示的I﹣U图像。由图像可知,小灯泡两端电压是1.5V时,其电阻是 _______Ω;
(4)因为灯丝电阻随温度的升高而增大,小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小,P1应 _______P2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
5.在“测量小灯泡的电功率”的小组实验中, 老师提供的小灯泡的额定电压为“2.5V”,正常发光时的电阻约为8Ω。
(1) 在连接电路时,开关应处于___________状态;
(2) 第一实验小组同学在闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表接近电源电压,经检查导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了___________;
(3) 第二实验小组同学把线接好,闭合开关,灯泡就亮了,发现电流表指针反偏,原因是___________。改正后移动滑片P 到某位置时, 电压表示数如图乙所示,此时要测量小灯泡的额定功率,应将滑片 P向___________ (选填“左”或“右”) 端移动;
(4) 第三实验小组同学移动滑片 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图像, 由图像可计算出小灯泡的额定功率是___________ W,由图像可知,当小灯泡两端电压变大时它的电阻是___________的(选填“不变”或“变大”或“变小”);
(5)第四实验小组同学在完成上述测量后,选用定值电阻阻值为,额定电流为的小灯泡,用如图丁所示的电路也可以测量小灯泡的额定功率(忽略灯泡电阻随温度变化),实验步骤如下,请补充完整:
① 闭合开关S, S2, 断开 ,调节滑动变阻器让电流表示数等于___________;
② 保持滑动变阻器滑片位置不变,只断开___________,记录下此时电流表的示数为 ;
③小灯泡的额定功率的表达式为: P额= ________。(用已知量和测得量表达)
6.小新测量标有“2.5V”字样(正常工作电流约为0.25A)小灯泡的额定功率。现有器材:电压为3V的电源、开关、电压表(量程0~3V)、电流表(量程0~0.6A)、导线若干,照如图甲所示的实验电路进行实验,请完成下列问题:
(1)如图是小新同学连接的错误电路,在应改动的一根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。_______
(2)电路连接正确后,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于________端(填“A”或“B”);闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是__________;
A.检查导线连接是否良好 B.更换小灯泡
C.断开开关 D.移动滑动变阻器的滑片观察小灯泡是否发光
(3)闭合开关后,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图乙所示,电压表的示数为_______,若要测量小灯泡的额定功率,应将图甲中的滑动变阻器的滑片P向__________(选填“A”或“B”)端移动;
(4)移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡的亮度,并根据记录的多组数据绘制出了如图丙所示的图象。由图象可知小灯泡的额定功率是__________W。
7.爱米同学做“测量小灯泡的电功率”实验;现有电源、小灯泡(标有“12V”字样)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干。
(1)爱米按照图甲连接电路后闭合开关并移动滑动变阻器的滑片,发现当电流表示数增大时,电压表示数就减小,原因是电压表并联在了 __________两端;
(2)爱米又观察到,当变阻器的五分之一阻值连入电路时,电压表和电流表的示数如图乙,小灯泡恰好正常发光,由此可知爱米实验所用的电源电压为 _______V;变阻器的最大阻值是 _______Ω;小灯泡的额定功率为 _______W;
(3)R0是如图乙所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻,当用R0代替小灯泡接入电路后,闭合开关,在保证电路安全的情况下,将滑片P从最右端向左滑动的过程中,电流表示数均出现过0.4A(此时电流表选择0~0.6A量程),则R0的取值范围 __________Ω及电压表示数的最大值 _______V。
8.同学们进行“研究小灯泡电功率”的实验。器材有两个额定电压分别为3.8V和2.5V的灯泡L1和L2。
(1)如图甲所示,小明将“3.8V”的小灯泡L1接入电路,用笔画线代替导线,正确连接实物电路______;
(2)连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,若电路中只有一处故障,这个故障可能是______;
(3)排除故障后,小明改变滑动变阻器滑片的位置,测得几组与设定电压值对应的电流值,作出了图乙所示的图像。从图像可知小灯泡的额定功率是______W,在安全范围内,同一只小灯泡的实际功率随实际电压的增大而______。如果小灯泡两端电压是额定电压的二分之一,其实际功率______(选填“大于”、“小于”或“等于”)额定功率的四分之一;
(4)小聪想继续研究小灯泡L2的电功率,她正确操作,收集证据,绘制的图像如图丙。她感觉两只灯泡正常发光时,L1更亮一些,她的感觉正确吗?请写出你的分析过程______。
9.小荣同学用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)图甲中有一根导线的一端连接错误,请在该导线上打“×”,并用笔重新画一根正确连接的导线;____
(2)小荣同学改正了错误的接线,将电路重新连接好,闭合开关前,应将滑片P移到________(选填“A”或“B”)端。闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表、电流表均有较小的示数,对此现象判断和后续操作正确的是________;
A.灯泡短路,应更换灯泡 B.灯泡断路,应更换灯泡
C.滑动变阻器断路,应更换滑动变阻器 D.灯泡正常,应移动滑动变阻器的滑片
(3)解决上述问题后,小红测量了多组数据并根据所测数据绘制成如图乙所示的图像,可得出小灯泡的额定功率为________W;
(4)若某次测得灯泡的实际功率为额定功率的四分之一,此时灯泡的电流________0.5(选填“”“”或“”);
(5)小智、小燕同学继续验证电流跟电阻的关系,他们选择六个定值电阻(5、10、15、20、25、40)和规格为“60 0.5A”的滑动变阻器,依次增大定值电阻的阻值进行实验,其余器材及连接方式不变。小智、小燕两同学根据各自前四次实验数据作出了如图所示的图像,其中________(选填“小智”或“小燕”)同学的实验操作是错误的,经检查发现,是因为该同学在做完第一次实验之后一直忘记调节滑动变阻器。则他们选择的电源电压为________V。
(6)修正错误后,他们发现无论怎么调节滑动变阻器,都无法完成所有实验,经过讨论,他们采取只改变“滑动变阻器最大阻值”或“定值电阻两端设定的电压值”或“电源电压”的方法来完成所有实验,最终正确测得数据的各状态中,滑动变阻器功率的最大值为________W。
10.丁丁在测量小灯泡电功率的实验中,所用器材:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的小灯泡,标有“50Ω 0.5A”字样的滑动变阻器。
(1)丁丁连接了如图甲所示的电路,其中有两根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线把电路连接正确_______;
(2)改正错误后,闭合开关,移动滑片到某一点时,电压表的示数如图乙所示为______V,若想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片向______(选填“”或“”)端移动,使电压表的示数为2.5V,此时小灯泡正常发光;
(3)另一实验小组的电流表损坏,他们设计了如图丙所示的电路也完成了测量(已知电源电压为8V,的最大阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为3.8V);
①将的滑片移至最左端,调节的滑片,使电压表的示数为______V。小灯泡正常发光;
②保持______(选填“”或“”)的滑片位置不动,将另一滑动变阻器的滑片移至最右端,读出电压表的示数为2.2V;
③小灯泡的额定功率为______W。
11.如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,电阻为10Ω左右。
(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整;( )
(2)正确连接电路后,闭合开关,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3V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障,___________(选填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的;
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图像如图乙。根据图像可得小灯泡的额定功率为___________W。研究发现,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比,原因是:___________。
12.在“测量小灯泡的电功率”实验中。电源电压为6V保持不变。所用小灯泡的额定电压为2.5V。小灯泡的电阻约为12Ω。
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片Р移到最___________端(选填“左”或“右”);
(2)能顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用___________;
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(3)闭合开关S后,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表均有示数,接下来首先应该操作的是___________(填序号);
A.检查电路是否断路
B.检查电路是否短路
C.移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(4)通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示。分析图像可知,当小灯泡两端的电压增大时,灯丝的电阻会___________(选填“增大”、“不变”或“减小”);小灯泡的额定功率为___________W;
(5)小组还想继续测量此小灯泡的电功率,利用已有数据,同组小亮算出了灯泡在各电压下的平均功率。小亮这样处理数据是不正确的,理由是___________。
13.实验室购买了一批规格为“2.5V0.75W”的小灯泡,小明利用其中一只灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验。
(1)参照电路图甲,用笔画线代替导线在上图所示的实物电路补充完整________;
(2)按图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至________端(选填“左”或“右”);
(3)检查电路连接无误,闭合开关后,灯泡不亮,电压表、电流表都有示数但指针偏转较小,小明下一步的操作是移动滑片P,观察_______________;
(4)小明测得数据如右表,其中第2次实验时的电流表示数如图丙所示,则第2次测得的电流是_________;
实验次数
1
2
3
电压U/V
2
2.5
3
电流V/A
0.34
?
0.44
①分析数据,小明判断该小灯泡不合格,其原因是:________________;
②假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡内钨丝的长度_________(选填“大于”或“小于”)合格产品钨丝的长度。
14.小华和同学们在“测量小灯泡的电功率”实验中,选择了额定电压为的小灯泡,电源电压保持不变,滑动变阻器的规格为“”,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整__________。(要求滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮)
(2)调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为时,电流表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为_________W,为了使小灯泡正常发光,接下来应将滑片缓慢移动,直至电压表的示数为_________V。
(3)同组的小明同学在测该小灯泡的额定功率时,电压表损坏,小明利用身边的器材设计了图丙所示的电路,其中电源电压恒为U,小灯泡的额定电压为,其中、R的电阻值已知,请将他的实验步骤补充完整:
①闭合开关S和_________,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为_________(用已知物理量符号表示);
②闭合开关S和_________,并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小灯泡的额定功率表达式为________(用已知物理量符号表示)。
15.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供如下器材:电源(电压恒为6V)、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L(电阻约为10Ω)、滑动变阻器两个(R甲:“10Ω 1A”;R乙:“50Ω 0.5A”)、开关S、导线若干。
实验数据
电压U/V
电流I/A
1
1.5
0.18
2
2.5
0.24
3
3.0
0.28
(1)该实验的原理是___________;
(2)应选用的滑动变阻器是___________(选填“R甲”或“R乙”);
(3)某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况,如表所示,完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω(保留到小数点后一位);
(4)另一小组实验时,发现电流表已经损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关,设计了如图丙所示的电路完成了该实验(电源电压不变):
①闭合开关S,S1接b,调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1。
②闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,读出此时电压表示数为U2。则该小灯泡额定功率P额=___________(用R0、U1、U2表示)。
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理九年级第二轮实验专题复习--测量小灯泡的电功率》参考答案
1. 0.5 b 2.5 2~3V
【详解】(1)[1]当小灯泡正常发光时,两端的电压为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流大小为0.2A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
(2)[2]闭合开关,调节变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,保持滑片的位置不变,将电压表的b点接改接到c点,此时电压表测量小灯泡和电阻R0两端的总电压,观察并记录电压表的示数U。
[3]因各电阻大小不变,各电阻电压不变,根据串联电路电压的规律可得,R0两端的电压为
U0=U-2.5V
由小灯泡正常发光时的电流为0.2A,即I额=0.2A,因电压表选用0~3V的量程,既要测灯的额定电压,又要测小灯泡与R0的电压,故定值电阻R0的最大电压不超过
U0=U-2.5V=3V-2.5V=0.5V
由欧姆定律可得,故R0的最大阻值不能超过
所选用的定值电阻R0的阻值不得超过2.5Ω。
(3)[4]因电流表的量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为0.6A,当接入最小的电阻5Ω时,电压表示数即为允许的最电压为
U最大=I最大R最小=5Ω×0.6A=3V
设电压表的最小电压为Uv,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压为U-Uv,根据分压原理可得
由于控制的电压UV移动,所以U-UV也是一定的,即是一定值,当变阻器的最大电阻连入电路时,对应的电阻也最大,故有
解得UV=2V,即电压表控制的最小电压为Uv=2V。所以要完成这四次探究实验,则定值电阻两端电压的取值范围是2~3V。
2.(1)
(2)A
(3)右
(4)0.75
(5) 它消耗的功率也随之增大 测量的数据较少,应继续增大变阻器的电阻以采集更多的数据
【详解】(1)灯泡正常发光时的电流
电流表应选小量程,连接电路如下图所示:
(2)实验中,正确连接电路,且操作正确隐含的一个条件是,滑动变阻器连入电路中的阻值最大,闭合开关S后,由于电路中电流较小,小灯泡的实际功率远小于额定功率,所以,小灯泡不发光。故接下来的实验操作应该是,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的发光情况,故选A。
(3)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,电压表示数为2.2V。要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,就要减小变阻器两端的电压,根据分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻要减小,滑片P向右端移动,使电压表的示数变为2.5V。
(4)从图象得知,灯泡在2.5V下的电流为0.3A,小灯泡的额定功率
(5)[1][2]从表中功率数据可以看出,当滑动变阻器接入电路的阻值增大时,它消耗的功率也随之增大。就“变阻器功率变化”的探究,从滑动变阻器电阻变化的范围角度考虑,小张认为小华收集的数据不充分,理由是:测量的数据较少,应该继续增大变阻器的电阻以采集更多的数据。
3. 断开 A 小灯泡断路 暗 B 0.6 温度
【详解】(1)[1]滑动变阻器串联在电路中,滑动变阻器的滑片P向B端移动时电流表的示数变大,说明电阻在变小,所以应把B接入电路,如图所示:
(2)[2]连接电路时,为保护电路,开关应该断开。
(3)[3][4]为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的阻值调到最大,即滑片移到A端;闭合开关,发现电流表几乎无示数,电路可能断路,电压表指针明显偏转,与电源连通,则出现的故障可能是小灯泡断路。
(4)[5][6]电压表示数为2V,小于额定电压,此时小灯泡实际亮度偏暗;为了使小灯泡正常发光,应把小灯泡两端电压调到2.5V,根据串联电路电流特点可知,应减小滑动变阻器两端电压;再根据串联分压原理可知,需减小滑动变阻器连入电路中的电阻,则滑动变阻器滑片应向B移。
(5)[7]灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,为0.24A,则小灯泡的额定功率是
(6)[8]灯丝电阻随温度的变化而变化,不同电压下,灯丝温度不同,电阻大小不同。
4. B 10 大于
【详解】(1)[1]实验中,灯泡与变阻器串联的,电压表测量灯泡电压,电流表测量电路电流,实物图更改如下图所示:
(2)[2]由图乙得,电压表的分度值为0.1V,示数为2.2V,小于灯泡的额定电压,则要获得小灯泡额定功率的数据,滑片P应向B端移动,减小变阻器接入电路中电阻,增大电路中电流。
(3)[3]由图丙得,当灯泡的电压为1.5V时,电流为0.15A,由欧姆定律得,其电阻是
(4)[4]灯丝电阻随温度的升高而增大,灯泡电压或电流越大,灯泡电功率越大,灯丝温度越高。实际电压下是额定电压一半时灯丝电阻小于额定电压时灯丝电阻,由得
实际电流是额定电流一半时灯丝电阻小于额定电流时灯丝电阻,由的电功率P2
则
5. 断开 断路 电流表的正负接线柱接反了 右 0.75 变大 I S2
【详解】(1)[1]在连接电路时,为了保护电路,开关应处于断开状态。
(2)[2]闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为零,说明电路存在短路,电压表接近电源电压,电压表的示数接近电源电压,说明电压表接线柱与电源正负极接通,经检查导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了断路。
(3) [3]第二实验小组同学闭合开关,灯泡就亮了,发现电流表指针反偏,原因是电流表的正负接线柱接反了。
[4]如图乙所示,电压表接小量程,分度值为0.1V,读数为2.2V,此时要测量小灯泡的额定功率,应使灯泡两端电压的电压为2.5,应增大灯泡两端的电压,即增大电路中的电流,所以应减小滑动变阻器接入电路的电阻,将滑片适当向右滑动。
(4)[5]图丙所示的图象, 由图像可知,时,通过灯泡的电流为0.3A,小灯泡的额定功率是
[6]由图像可知,灯泡两端电压变化的较快,电流增大的较慢,由可知,当小灯泡两端电压变大时它的电阻是变大的。
(5)① [7]闭合开关S, S2, 断开 ,灯泡和R0并联,在再和变阻器串联,电流表测灯泡的电流,调节滑动变阻器让电流表示数等于I,灯泡正常发光;
②[8]保持滑动变阻器滑片位置不变,只断开S2,闭合S、S1,电流表测量灯泡和R0的总电阻,记录下此时电流表的示数为 ,通过电阻R0的电流为
灯泡和电阻R0两端的电压
③[9]小灯泡的额定功率的表达式为
6. B D 2.2 A 0.75
【详解】(1)[1]电压表应并联在电路中,电流表串联在电路中,因此灯泡右接线柱与滑动变阻器左上接线柱之间的连续错误,改正图如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调至最大值处,即B端。
[3]闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,电路为通路,电流过小,所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡是否发光,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[4][5]电压表示数如图乙所示,量程是0到3V,分度值0.1V,电压表的示数为2.2V,若要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,而滑动变阻器两端的电压降低,其连入电路的阻值变小,即将图甲中的滑动变阻器的滑片P向A端移动。
(4)[6]灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光,由图象知,此时通过灯泡的电流为0.3A,由欧姆定律可得,此时小灯泡的额定功率是
7. 滑动变阻器 18 30 12 15~25 12
【详解】(l)[1]当电流增大时,根据U=IR知,定值电阻的阻值不变,电压增多,根据串联电路的分压特点,滑动变阻器的电压减少,故当电流表示数增大,电压表示数却减小,是电压表并联在滑动变阻器的两端了。
(2)[2][3][4]当变阻器的五分之一组值连入电路时,灯泡L与串联时,灯泡正常发光,此时灯泡两端的电压为12V, 根据图乙知:电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,示数为6V;电流表的量程为0~3A,分度值为0.1A,电流为1A; 因为电压表是测量滑动变阻器的电压,所以滑动变阻器的电压为6V; 因串联电路中总电压等于各用电器的电压之和,所以电源电压为
U=12V+6V=18V
因为串联电路中各处的电流相等,通过灯泡的电流与滑动变阻器的电流相同,都为1A, 所以滑动变阻器的电阻为
故变阻器的最大阻值是:R=30Ω; 小灯泡的额定功率为
P=ULI=12V×1A=12W
(3)[5][6]由图丙可知,当
Ia=Ib=2A
时,Ua=20V,Ub=50V,则两电阻的阻值分别为
当电流表的示数为0.4A时,电路中的总电阻
当滑动变阻器的滑片位于最右端时,R0的阻值最小, 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和, 所以,R0的最小阻值
R0小=R总-R=45Ω-30Ω=15Ω
又因R0是Ra和Rb之间任意取值的电阻,所以,R0的量大阻值
R0大=Ra=25Ω
所以,R0的取值范围为15Ω~25Ω; 当R0=15Ω,滑动变阻器的滑片位于最右端时(变阻器接入阻值最大),电压表的示数最大,则电压表的最大示数
UR大=I'R=0.4A×30Ω=12V
8. 灯泡短路(或电压表短路、或电压表断路) 1.14 增大 大于
答案见详解
【详解】(1)[1]如图甲所示,小明将“3.8V”的小灯泡L1接入电路,滑动变阻器应该一上一下连接,故正确连接的电路如下图:
(2)[2]连接电路后,闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路的,电压表无示数,说明是与电压表并联的灯泡短路,电压表测量一根导线的电压为0V,或者电压表本身断路了。
(3)[3]排除故障后,小明改变滑动变阻器滑片的位置,测得几组与设定电压值对应的电流值,作出了图乙所示的U−I图像。从图像可知小灯泡的额定功率是
[4]由图像乙可知,当电压增大时,电流也跟着增大,根据可知,在安全范围内,同一只小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大。
[5]由图像乙可知,如果小灯泡两端电压是额定电压的二分之一,通过它的电流大于额定电流的二分之一,所以其实际功率大于额定功率的四分之一。
(4)[6]她的感觉正确。因为当两个灯正常发光时,由题可知灯泡L1实际功率
由丙图像可知L2实际功率
,灯泡的实际电功率越大,灯泡越亮,所以L1更亮。
9. A D 0.625 > 小智 6 1.75
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率实验中,电压表与小灯泡并联,如下图
(2)[2]为了保护电路安全,开关闭合前,滑片P应移到最大值A端。
[3]灯泡不发光,电流表和电压表均有较小的示数,说明电路未断路,此时灯泡不发光的原因是因为灯泡的实际电功率太小了,此时为了让灯泡亮应该移动滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压变大,实际功率变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[4]由乙图知道灯泡正常发光时电压2.5V,电流0.25A,由知道,其额定功率为
(4)[5]当小灯泡的实际功率为额定功率的四分之一时,即
由知道
由于灯泡电阻随温度的升高而增大,则灯泡在正常工作时,灯泡的阻值较大,所以
即
(5)[6]根据控制变量法知道,验证电流跟电阻的关系时,要保持定值电阻两端的电压不变,即
U=IR=恒量
由图像知道,小智同学的实验操作不符合电压不变的要求,故是错误的。
[7]根据第一次和第二次的实验数据知道,I1=0.4A,I2=0.3A,由串联电路电压的特点及欧姆定律知道
①
②
由①②解得
(6)[8]根据题意知道,控制定值电阻两端电压为2V不变,则滑动变阻器两端的电压为
U滑=6V-2V=4V
根据串联分压原理知道,滑动变阻器接入最大阻值时,定值电阻最大
解得
R最大=30Ω
所以,能完成该实验的定值电阻有5个,分别是5、10、15、20、25;
①通过只改变“定值电阻两端设定的电压值”,来完成上述6个电阻的实验,此时电源电压仍然为6V,当把40Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最大为60Ω,最大电流值为0.5A,此时定值电阻可设定电压值2.5V,则U滑=3.5V,当把5Ω的定值电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,且为
故
R滑小1=7Ω
由知道,此时滑动变阻器功率有最大值为
②通过只改变“滑动变阻器的最大阻值”,来完成上述6个电阻的实验,此时电源电压仍然为6V,当把40Ω的定值电阻接入电路时,由串联分压的规律知道,此时变阻器接入电路的阻值最大为
即换用最大阻值为80Ω的滑动变阻器,当把5Ω的定值电阻接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,且
由知道,此时滑动变阻器功率有最大值为
③通过只改变“电源电压”,来完成上述6个电阻的实验,此时定值电阻两端设定的电压值仍然为2V,滑动变阻器的最大阻值仍然为60Ω,当把40Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最大为60Ω,由串联分压的规律知道
解得此时电源的电压
U电源′=5V
则此时变阻器两端的电压
U滑′= U电源′- U定=5V-2V=3V
当把5Ω的定值电阻接入电路时,变阻器接入电路的阻值最小,且
则
由知道,此时滑动变阻器功率有最大值为
综上可知,最终正确测得的数据中,滑动变阻器功率的最大值为1.75W。
10.(1)
(2) A
(3) 0.76
【详解】(1)原电路中,电流表、电压表、灯泡短路是错误的,电流表应与灯泡串联,电压表应与灯并联,如下所示:
(2)[1]由图乙知,电压表量程是0~3V,最小分度值是0.1V,电压表示数是2.2V。
[2]要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,电路电流要增大,总电阻要减小,滑动变阻器的电阻要减小,滑片向A端移动,使电压表的示数为2.5V。
(3)[1]将R1的滑片P1移至最左端,调节R2的滑片P2,此时小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量定值电阻和滑动变阻器两端的电压,当电压表的示数为8V-3.8V=4.2V时,小灯泡L两端的电压为3.8V,灯泡正常发光。
[2]保持R2的滑片位置不动,将另一变阻器的滑片移至最右端,此时电路的连接不变,只是电压表只测量滑动变阻器两端的电压,读出电压表的示数2.2V,根据串联电路电压的规律知定值电阻R1两端的电压为U1=4.2V-2.2V=2V
[3]此时电路的电流为
小灯泡L的额定功率为P=U额I=3.8V×0.2A=0.76W
11. 小芳 小灯泡的电阻随着温度的变化而变化
【详解】(1)[1]小灯泡额定电压为2.5V, 电阻为10Ω左右,所以小灯泡的额定电流大约为0.25A,电流表量程选0~ 0.6A,电流表和小灯泡串联接入电路,如图所示:
(2)[2]电流表指针几乎不动,说明电路中存在断路,电压表示数接近3V,说明可能是小灯泡断路,所以小芳的排除故障操作是正确的。
(3)[3]小灯泡额定电压为2.5V,由乙图可知电流为0.25A,小灯泡的额定功率
[4]小灯泡的电阻随着温度的变化而变化,所以不是一定值,通过灯丝的电流与其两端电压不成正比。
12. 左 B C 增大 0.5 在不同电压下小灯泡的实际功率不同,取平均值没有意义
【详解】(1)[1]为了保护电路,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P滑到阻值最大处,即左端。
(2)[2]根据题意可知,灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为12Ω,当灯泡正常发光时,滑动变阻器分的电压是
6V-2.5V=3.5V
电源电压不变,根据分压原理,滑动变阻器的电压要大于12Ω,所以,规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器符合题意,故选B。
(3)[3]因为电流表和电压表都有示数,就应该考虑是灯泡实际功率太小,所以应该移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)[4]由图象可知,当小灯泡两端的电压增大时,电流也增大,但电流增大较小,根据知,灯丝的电阻会增大。
[5]当灯泡正常发光时电压为2.5V,由图知,电流为0.2A,所以灯泡的额定功率
(5)[6]因为在不同电压下小灯泡的实际功率不同,取平均值没有意义,所以该实验不能算出了灯泡在各电压下的平均功率,小亮处理数据的方法是不正确的。
13. 右 电压表的指针是否指向2.5V 0.4 电压为2.5V时,其功率为1W,大于出厂规格 小于
【详解】(1)[1]参照电路图甲,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测量小灯泡两端的电压,与小灯泡并联,因小灯泡的额定电压是2.5V,所以选择小量程,如图所示:
(2)[2]闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至阻值最大处,即右端。
(3)[3]根据题意可知,闭合开关后,灯泡不亮,电压表、电流表都有示数但偏转较小,则说明此时灯泡的实际功率太小,是由于滑动变阻器的阻值太大造成的,所以下一步应移动滑片,观察灯泡是否发光,即观察电压表的指针是否指向2.5V。
(4)[4]如图丙所示,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则第2次测得的电流是0.4A。
①[5] 由表知,电压为额定电压2.5V时,电流0.4A,灯泡实际功率
灯泡的额定功率
在额定电压下实际功率
所以灯泡不合格。
②[6]在横截面积和材料相同时,长度越短,电阻越小,电流越大,在家庭电路中的实际功率越大,所以生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡内钨丝的长度小于合格产品钨丝的长度。
14.(1)
(2) 0.4 2.5
(3)
【详解】(1)滑片右移时小灯泡变亮,说明电路中电流变大,总电阻变小。因此滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,所以应将滑动变阻器的右下接线柱与开关左侧接线柱相连,如图所示:
(2)[1]当电压表的示数为时,由图乙可知,电流表选用小的测量范围,分度值为,示数为,则此时小灯泡的功率。
[2]小灯泡的额定电压为,电压表的示数小于小灯泡的额定电压,要使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路的分压规律可知,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故滑动变阻器的滑片应向右移动一些,直至电压表的示数为。
(3)①[1][2]要测小灯泡的额定功率,应该使小灯泡正常发光,故先闭合开关S和,电流表测通过R的电流,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为,由并联电路电压的特点和欧姆定律可知,此时小灯泡两端的电压为,小灯泡正常发光。
②闭合开关S和,保持滑片的位置不变,电流表的示数为I,电流表测小灯泡与R并联的总电流;因为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,所以小灯泡仍正常发光;根据并联电路电流的特点可知,小灯泡的额定电流。
③小灯泡的额定功率表达式为。
15.(1)P=UI
(2)R乙
(3)10.4
(4)
【详解】(1)该实验中,先用电压表和电流表分别测量灯泡工作时的电压和电流,再利用公式P=UI计算灯泡的电功率,故该实验的实验原理为P=UI。
(2)由表格中数据可知,当灯泡两端电压为1.5V时,电路中电流为0.18A,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为
故应选用的滑动变阻器是R乙。
(3)由表格中数据可知,当灯泡两端电压为2.5V时,电路中电流为0.24A,故小灯泡正常发光时的电阻为
(4)由图可知,当闭合开关S,S1接b时,定值电阻、灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压。调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光,记录电压表示数U1,即灯泡的额定电压为U1;闭合开关S,滑动变阻器滑片保持不动,S1接a,此时定值电阻、灯泡和滑动变阻器仍串联,即电路中电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端总电压,此时电压表示数为U2,则定值电阻两端电压为
则电路中电流为
则该小灯泡额定功率为
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