2026年中考物理第二轮实验专题复习--安阻法测小灯泡的电功率
2026-05-18
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摘要:
**基本信息**
以安阻法测功率为核心,构建“原理-操作-故障-变式”四层训练体系,融合科学探究与推理,实现方法迁移与考点全覆盖。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|3|分压电路设计、滑动变阻器选择计算|伏安法原理→串联分压应用|
|故障分析|4|电流电压示数特征法|电路状态→故障现象对应|
|变式测量|8|安阻法替代测量、等效电流法|欧姆定律→并联分流/串联分压推导|
内容正文:
2026年中考物理第二轮实验专题复习
安阻法测小灯泡的电功率
1.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器,电源电压为6V。
(1)本实验中应选择规格为_______的滑动变阻器;图甲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,使变阻器滑片右移时灯泡变暗。_______
(2)连接电路时,开关处于____________(选填“断开”或“闭合”)状态,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放置在_________端。(选填“A”或“B”)
(3)某同学闭合开关后,无论怎样移动滑片,发现灯泡不亮,电流表和电压表的示数都很小,可能的原因是_______________________。
(4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为_______W。
(5)为了测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率,同组的小玲设计了如图丙所示的电路,R0为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
①闭合开关S和S2,断开开关S1,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为__________时小灯泡恰好正常发光。
②保持变阻器滑片P位置不变,闭合开关S和S1,断开开关S2,记下电流表示数 I,则小灯泡L的额定功率P额=______(均用U0,R0和I表示)
2.小王在“测量小灯泡电功率”的实验中,选取的小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压为6V。
(1)图甲中有一处连接错误,请你在错误的导线上打×,用笔画线代替导线画出正确接法。
(2)改正错误后,闭合开关,小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡都不亮,电流表有示数、电压无示数,可能的原因是__________。
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,并绘出小灯泡的U-I图像如图乙所示,小灯泡的额定功率为__________W。
(4)如果小王又选取一个额定电压为3.8V的小灯泡做实验,他在连接电路时需要将电压表的大量程接入电路,但改接大量程后,他又发现一个问题:电压表读数时,3.8V读不准,这样会导致测量结果误差较大。他仍想用上图器材准确测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率,必须选取0~3V量程,接下来应该怎么办?_____。
(5)完成上述测量后,小王想不用电压表,测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率,设计了如图丙所示电路,定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片,使电流表的示数为_____;
②保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,记下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为P额=____。(用已知量和测得量的字母表示)
3.在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲所示是冬冬连接的实物电路,图中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线补画出正确的连线。( )
(2)冬冬连好电路闭合开关,灯泡就发出了明亮的光,则他存在的问题是:______。
(3)根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为______W。
(4)为了测量小灯泡的实际功率,实验中,使小灯泡两端的电压高于额定电压,但一般情况下,使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的______倍。
(5)用该实验装置能否探究电流与电压的关系并说明理由______。
(6)完成上述实验后,另有同学设计了如图丙所示的电路,测量额定电流为I额的小灯泡正常工作时的电阻R1。电源电压未知但恒定不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R0,实验方案如下:
①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动______(选填“R1”或“R2”)的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
由此可求得,小灯泡正常工作时的电阻表达式RL=______(用I1、I2、R0表示)
4.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小涵选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)电路连接完成后,闭合开关,小涵发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该观察_______(选填“电流表”或“电压表”),向______(选填“A”或“B”)端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为______W。
(2)小涵继续移动滑片P,让电压表示数低于2.5V,观察灯泡亮度并记录电表示数;继续缓慢移动滑片P,让电压表示数高出2.5V少许,观察灯泡亮度并记录电表示数。利用所有实验数据作出小灯泡的U-I图像如图丙所示。根据小灯泡U-I图像和亮度变化,可以发现小灯泡的电功率随灯泡两端电压升高而_________(选填“增大”或“减小”),同时通过图像还可以发现________。
(3)小涵增加一个阻值为的定值电阻,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率,如图是她设计的电路图,你同意她的方案吗?如同意,写出实验步骤;如不同意,写出不同意的理由。__________
5.如图小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为6V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡,电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),开关和导线若干,另有标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R1,标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2和滑动变阻器R3“30Ω 0.2A”。
(1)小华按图甲正确连接电路,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为使灯正常发光,滑片P应向_________移动(选填“左”或“右”)。当滑片向左滑动时,电压表与电流表示数的比将_________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)小华根据实验数据绘制出如图丙的I-U图像,可知小灯泡正常发光的电阻为_________Ω,他还发现图像是曲线,原因是小灯泡灯丝的电阻随_________升高而变大;
(3)为了能够顺利完成实验探究,本实验选择的滑动变阻器是_________(选填“R1”或“R2”或“R3”);
(4)另一小组为了测量已知额定电压U额的小灯泡额定功率,设计了图丁所示的电路(R0为阻值已知的定值电阻,R为滑动变阻器)。
①断开开关S1,闭合开关S2,移动滑动变阻器滑片P,当电流表示数为_________时,小灯泡恰好正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关S1,断开开关S2,记下电流表示数为I;
③推导出小灯泡的额定功率表达式_________(用物理量、和表示)
6.如图所示,甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材:电源(电压恒为6V)、小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为10Ω)、电流表、电压表、开关各一个,规格分别为R1(10Ω 1A)和R2(30Ω 0.5A)的滑动变阻器各一个,导线若干。
(1)连接电路时,滑动变阻器应选___________(选填“R1”或“R2”);
(2)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,电路故障原因是___________;
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P至某位置时。电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___________端移动(选填“A”或“B”)。通过实验绘制出小灯泡的U-I图像,如图乙所示,小灯泡的额定功率为___________W;
(4)乙同学设计了如图丙所示电路,来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为U额),R0阻值已知:
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为___________(用字母表示),此时灯泡正常发光;
②断开开关S2,闭合开关S1、S3,___________,记下电流表的读数为I;
③小灯泡额定功率的表达式P额=___________(用字母U额、I、R0表示)。
7.物理实验小组利用图甲所示器材来测量小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压2.5V,电源电压值为3V。
(1)图甲中缺少一根导线,请你用笔画线代替导线将实物图补充完整;
(2)电路连接正确后,滑动变阻器的滑片P从阻值最大处开始移动,逐渐改变小灯泡两端的电压,利用测得的数据绘制出灯泡的图像,如图乙。由图像可知,小灯泡的额定功率为________W,该电路所选的滑动变阻器为________;
A.10Ω 1.5A B.15Ω 1A C.25Ω 0.5A D.30Ω 0.5A
(3)为了测量额定电压为的小灯泡的额定功率,同组的小玲设计了如图丙所示的电路(为已知阻值的定值电阻,R为滑动变阻器),实验操作如下:
①闭合开关S和,断开开关,移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为时,小灯泡恰好正常发光。
②保持变阻器滑片P位置不变,闭合开关S和,断开开关,记下电流表示数I,则小灯泡L的额定功率________。(均用、和I表示)
8.小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)。
(1)图甲是小华在准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请写出图中在器材操作上存在的两个不妥之处:①______;②______;
(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障,则图甲中导线______(填“①”“②”或“③”)发生了______(填写故障名称);
(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:
①小灯泡的额定功率为______W;
②开关断开时,灯丝的电阻可能是______(0Ω、5Ω、介于0~5Ω之间);
③实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为( )
A.5Ω 2A B.10Ω 2A C.20Ω 1A D.30Ω 1A
④实验过程中,小华将滑片向右移时,灯变亮。若该过程灯丝的电阻增加了,滑动变阻器的电阻减小,则______(>/=/<);
(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的图像应为图丙中的虚线______(填“①”“②”或“③”),你选择的依据是______;
(5)另一组同学在测量标有“3.8V”小灯泡电功率的实验时,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),获得三组数据,并进行了数据处理,如下表:
实验序号
电流表示数
额定功率/W
额定功率的平均值/W
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
这样处理数据的方法是否正确?______(正确/不正确),其理由是______;
(6)如图丁是小明同学设计的利用电流表和已知阻值的定值电阻R测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图。请根据实验步骤完成下列空格。
①仅闭合开关______,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为______;
②仅闭合开关______,不改变滑片的位置,读出此时电流表的示数为;
③小灯泡额定功率的表达式是______。
9.小明同学在测量额定电压为的小灯泡电功率实验中,连接了如图甲所示的电路;
(1)连接电路时,开关应___________;
(2)小明在未检查电路连接是否正确的情况下,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,电流表的示数将___________,电压表的示数将___________;(选填“发生变化”或“不发生变化”)
(3)小明发现实验电路连接有误,若只需改动一根导线,即可使电路连接正确,请你在应改动的导线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的接法____________;
(4)排除故障后,继续实验,分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制了如图乙所示的图像,该图像不是直线,主要原因是_____________;某次实验时电流表示数如图丙所示,此时小灯泡的电阻是___________;当小灯泡正常发光时,它的额定功率是___________W;
(5)实验结束后,小明用一个发光二极管替换小灯泡来测量发光二极管的功率,闭合开关后,发现当二极管亮度与小灯泡相当时,功率却小得多,这是因为二极管将电能转化为光能的效率比小灯泡___________(选填“高”或“低”);
(6)实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,测出了另一个额定电流为的小灯泡的额定功率,已知电源电压为,请写出实验步骤及测定额定功率的表达式:
①_____________________;
②_____________________;
表达式___________。
10.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。
(1)在图甲中,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,电流表有示数,电压表没有示数。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P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P向______(选填“左”或“右”)端移动,移动滑片P,记录下多组电压表和电流表示数,并绘制成图丙所示的I-U图像,使电压表的示数为2.5V。
(4)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,用图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流,定值电阻的阻值为。实验步骤如下,请补充完整:①闭合开关S、,断开开关,调节滑动变阻器的滑片P使电流表的示数为;②保持滑片P位置不变。闭合开关S、,断开开关,记下此时电流表的示数为I;③小灯泡的额定功率的表达式为___________。
11.为测定“额定电压为2.5V的小灯泡电功率”的实验中,电源电压保持不变。
(1)如图甲所示,连接电路时开关应处于_________状态。
(2)实验时,若无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不亮,电流表示数几乎为零,则故障的原因可能是_________(选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良。
(3)故障排除后,闭合开关,变阻器滑片P在某处时,电压表示数为2V,电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片P向_________端(选填“左”或“右”)移动。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为_________W。
(4)在初中学习阶段,我们通常把电流表的电阻近似看作0,把电压表看作断路,而实际上,电流表也有一定的阻值,电压表中也有较小的电流,因此,我们用以上方法测出的小灯泡的额定功率比真实值偏_________;没有电压表,小军找了一个阻值为10Ω的定值电阻R,设计了图丁所示的电路图也测出了小灯泡的功率。请简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示。
a.只闭合开关S1和S2,调节变阻器,使电流表示数为_________A时,小灯泡正常发光。
b.只闭合开关S1和S3,_________。
c.P灯=_________(用已知量和测量量表示)。
12.在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5V”字样,额定电流约为0.3A,电源电压恒为6V,实验电路如图甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整,要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,导线不交叉。
(2)现有规格为A“10Ω 2A”、B“20Ω 1A”和C“50Ω 0.2A”的滑动变阻器供选择,应选择________(选填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
(3)重新连好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,进行多次测量,将数据及现象记录在表格中。
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
小灯泡亮度
1
0.5
0.16
不亮
2
1.3
0.22
较暗
3
2.1
0.26
较亮
4
2.5
明亮
5
3.0
0.36
耀眼强光
①第4次实验时电流表的示数如图乙所示,小灯泡的额定功率为________W。
②通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,________越大,小灯泡越亮。
③小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是________。
(4)完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电源电压调至6V不变,定值电阻的阻值为10Ω,请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S和,断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为________V,小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关S和,断开,观察到电压表示数为3V。
③小灯泡额定功率的表达式________W。
13.在“测量小灯泡的电功率”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)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S前,应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。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____________________。
(3)移动滑片P到某一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______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,并绘制成图丙所示的图像,由图像中数据可计算出小灯泡的额定功率为______W。
(5)在实验时,电压表出现了故障不能使用。小明向老师借了一只已知阻值的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,继续测量小灯泡的额定功率。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闭合开关、,断开,调节滑动变阻器滑片P,直到电流表的读数为;
②闭合开关、,断开,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______(用、和表示)。
14.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)根据实验记录绘制的I-U图像如图乙所示,根据图像信息,计算出小灯泡的额定功率为 _________W;
(2)完成上述实验后,小敏设计了如图丙所示的电路,测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下:
请续写完成主要的步骤(电源电压不变,滑动变阻器R1的最大阻值为R1,滑动变阻器R2的最大阻值未知)。
①按电路图连接电路。
②仅闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③仅闭合开关S2,保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2滑片位置不动,将R1滑片移到最右端,电流表示数为I1,再将滑动变阻器R1的滑片移到最左端,电流表示数为I2;
⑤小灯泡额定功率的表达式P额=______;(用I额、I1、I2、R1表示)
(3)若小灯泡的额定电流为,以下关于灯泡额定功P0与实际功率P实的数值关系,你认为最有可能的是 _________。
A. B. C. D.
15.小明用如图甲所示的电路测量一只标有“2.5V”字样的小灯泡(电阻约为10Ω)的电功率。电源电压为6V,可供选用的滑动变阻器a、b,规格分别为“10Ω1A”和“20Ω1A”。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑动变阻器滑片向右滑动时,小灯泡变亮;________
(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表示数接近电源电压,电路故障是________;
(3)为了完成实验,小明应该选用的滑动变阻器是________(选填“a”或“b”);
(4)调整电路后闭合开关,移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测得小灯泡的额定功率,应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端滑动,移动滑片P直至电压表示数为________V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙,则小灯泡额定功率为________W;考虑到电压表的电阻对电路的影响,必然会给测量结果带来误差,那么这种方法测量出来的电功率________(选填“大于”“小于”或者“等于”)真实值;
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图戊所示的电路也可测量该小灯泡的额定功率,已知定值电阻的阻值为R0,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器,________;
②闭合开关S、S2,断开开关S1,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为=________。
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理第二轮实验专题复习--安阻法测小灯泡的电功率》参考答案
1.(1) 50Ω 2A
(2) 断开 B
(3)滑动变阻器同时接下面两个接线柱
(4)0.6
(5)
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
当灯正常发光时,根据串联电路的电压和电流的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器连入电路中的电阻为
故为了能够顺利完成实验探究,应选用“50Ω 2A”的滑动变阻器。
[2]小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表选用小量程并联在灯泡两端;变阻器滑片右移时灯泡变暗,说明电路中电流变小,滑动变阻器阻值变大,故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中,如图所示:
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时,开关处于断开状态,闭合开关前,滑动变阻器的应放置在阻值最大处,即B端。
(3)某同学闭合开关后,发现电流表和电压表的示数都很小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,无论怎样移动滑片,发现灯泡不亮,说明电路中电流较小,电阻较大,且滑动变阻器没有变阻的作用,即可能的原因是:将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路。
(4)由图甲可知,电流表选用小量程,小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示,电流表分度值0.02A,其示数为0.24A,则小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W
(5)[1][2]①闭合开关S和S2,断开开关S1,灯泡与定值电阻并联后再与滑动变阻器串联,电流表测通过定值电阻的电流,因此灯泡与定值电阻两端电压相同,所以移动滑动变阻器滑片P,使电流表示数为时小灯泡恰好正常发光;
②保持变阻器滑片P位置不变,闭合开关S和S1,断开开关S2,此时灯泡与定值电阻并联后再与滑动变阻器串联,电流表测通过干路电流,记下电流表示数I;根据并联电路电流的特点可知
则小灯泡的额定功率为
2.(1)
(2)灯泡短路
(3)0.625
(4)将电压表0~3V量程并联在滑动变阻器两端
(5)
【详解】(1)原电路图中,滑动变阻器和电流表串联后与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的;在“测量小灯泡电功率”的实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如下图所示:
(2)改正错误后,闭合开关,小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡都不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压无示数,说明电压表并联的电路短路,即可能的原因是灯泡短路
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W
(4)当灯泡两端电压为3.8V时,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压为
6V-3.8V=2.2V故可以将电压表0~3V量程并联在滑动变阻器两端,当滑动变阻器两端电压为2.2V时,灯泡正常发光。
(5)[1][2]实验步骤:
①闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑片,使电流表的示数为;
②保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,记下此时电流表的示数为I;
③在步骤①中,灯泡和R0并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,定值电阻的电压为
根据并联电路电压的规律,灯两端的电压为额定电压,此时灯正常发光;在步骤②中,电流表测灯与R0并联的总电流为I,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,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流
则小灯泡的额定功率的表达式为
3. 闭合开关前,滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处 1.2 小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化 R2
【详解】(1)[1]原电路图中,电流表与灯泡并联,电压表串联在电路中是错误的,在“测量小灯泡的电功率”实验中,灯泡、滑动变阻器和电流表串联,电压表并联在灯泡两端,如图:
(2)[2]冬冬连好电路闭合开关,灯泡就发出了明亮的光,小灯泡就发出了明亮的光,则他在连接电路中出现的错误可能是:闭合开关前,滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处。
(3)[3]根据测量的多组电压、电流值画出小灯泡的I-U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率为
(4)[4]为了测量小灯泡的实际功率,实验中,使小灯泡两端的电压高于额定电压,但一般情况下,使小灯泡两端的电压最大约为额定电压的1.2倍。
(5)[5]仅用图电路和元件,不能探究电流与电压的关系,理由为:小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
(6)[6][7]①按电路图连接电路;
②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;
③断开S1,闭合开关S2,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额;
④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得
解得,,即小灯泡正常工作时的电阻为
4.(1) 电压表 A 0.65
(2) 增大 同一小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大
(3)见解析
【详解】(1)[1][2][3]闭合开关,发现小灯泡发光很暗,说明灯泡两端的电压小于额定电压,当灯泡两端电压为额定电压时,灯泡正常发光,因此眼睛应该看着电压表,需要增大电压表的示数,由串联电路电压的规律可知减小变阻器两端的电压,由串联分压可知减小变阻器连入电路的阻值,向A端移动滑动变阻器的滑片;由图乙可知,电流表选择0~0.6A的量程,分度值是0.02A,电流表的示数是0.26A,则小灯泡额定功率为
(2)[1][2]由图丙可知,灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流也增大,由可知灯泡的电功率增大,所以小灯泡的电功率随灯泡两端电压升高而增大;同时灯泡的亮度增大,灯泡的灯丝温度升高,灯泡的电阻增大,所以同一小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大。
(3)不同意。、小灯泡和滑动变阻器三者串联,开关S接“a”时,电压表测量定值电阻两端的电压,当开关接“b”时测量小灯泡和定值电阻的总电压;不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V,所以此方案不能测出小灯泡的额定功率。
5.(1) 左 变大
(2) 10 温度
(3)
(4)
【详解】(1)[1]由图甲可知,电压表的量程为“0~3V”,分度值为0.1V,由图乙可知,电压表示数为2.2V,小于灯泡的额定电压,为使灯正常发光,应增大灯泡两端的电压,则应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压原理可知,应减小滑动变阻器接入电路的电阻,故应将滑片P向左移动。
[2]由图甲可知,电压表与电流表示数的比等于小灯泡的电阻,小灯泡的电阻随温度升高而变大;当滑片向左滑动时,由串联电路分压原理可知,灯泡两端的电压变大,灯泡变亮,温度升高,电阻变大,故两电表示数的比将变大。
(2)[1]由图像可知,灯泡正常发光时的电流为0.25A,则灯泡正常发光时的电阻为
[2]由图像可知,小灯泡的电流与电压的图线不是直线,原因是灯泡的电阻不是定值,其电阻随温度的升高而增大。
(3)电源电压为6V,灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为
此时电路电流为0.25A,则滑动变阻器接入电路的电阻为
大于滑动变阻器R1的最大电阻,则R1不符合要求;R3允许通过的最大电流小于灯泡正常发光时的电流,则R3不符合要求,故应选择滑动变阻器R2。
(4)[1][2]由图丁可知,断开开关S1,闭合开关S2,R0与灯泡L并联后再与滑动变阻器串联,此时电流表测量R0的电流,根据并联电路电压特点可知,灯泡正常发光时,R0两端的电压为U额,此时通过R0的电流为
故为了测量灯泡的额定功率,调节滑片P,使电流表示数为时,灯泡正常发光。保持滑动变阻器滑片P位置不变,闭合开关S1,断开开关S2,记下电流表示数为I,此时灯泡与定值电阻仍是并联的,灯泡仍正常发光,电流表测量干路电流,则通过灯泡的额定电流为
则灯泡的额定功率为
6. R2 灯泡短路 B 0.75 保持滑片位置不变
【详解】(1)[1]实验中,灯泡与变阻器串联,电压表测量灯泡的电压,电流表测量灯泡电流。当灯泡正常发光时,变阻器的电压为
电路中电流为
由欧姆定律得,变阻器此时接入电路中电阻为
则连接电路时,滑动变阻器应选R2。
(2)[2]连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,说明此时电路中有电流,灯泡两端无电压,则电路故障原因是与电压表并联的灯泡短路。
(3)[3]电压表的示数为2.2V,小于灯泡的额定电压,则若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B端移动,减小变阻器接入电路中电阻,增大电路中电流,使电压表示数为2.5V。
[4]由图乙得,灯泡的电压为2.5V时,电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
(4)乙同学设计了如图丙所示电路,来测量另一只小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为U额),R0阻值已知:
[5]①断开开关S3,闭合开关S1、S2,灯泡L与定值电阻R1并联后再与变阻器串联,电流表测量R1电流,当灯泡正常发光时,并联电路两端电压为U额。调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为
此时灯泡正常发光。
[6]②断开开关S2,闭合开关S1、S3,保持变阻器的滑片位置不变,此时电路连接方式不变,电流表串联干路电流,灯泡仍正常发光,记下电流表的读数为I。
[7]③小灯泡额定电流为
小灯泡额定功率的表达式
7.(1)
(2) 0.75 C
(3)
【详解】(1)用伏安法测小灯泡的电功率,需将滑动变阻器与小灯泡串联,电压表并联在小灯泡两端,电流表串联在电路中测小灯泡通过的电流。小灯泡额定电压为2.5V,电源电压为3V,因此电压表应选择0~3V测量范围接入电路中。如图所示:
(2)[1]由图乙可知,当电压时,电流 I=0.3A,因此小灯泡的额定功率为
[2]滑动变阻器的滑片P从阻值最大处开始移动,逐渐改变小灯泡两端的电压。由欧姆定律可知,当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小。由图乙可知,电路中最小电流,此时小灯泡两端电压为0.5V,电源电压,滑动变阻器两端的电压
滑动变阻器的最大阻值
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)①.闭合S和S2,断开S1,小灯泡L与R0并联后再与滑动变阻器R串联,电流表测R0通过的电流。移动滑片使电流表示数为,此时小灯泡两端电压为U0,小灯泡正常发光。
②.保持滑片位置不变,闭合S和S1,断开S2,此时电路连接状态不变,电流表测R0和L的电流之和。记下电流表示数I。则通过小灯泡的电流为
小灯泡L的额定功率
8.(1) 连接电路时开关未断开 滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处
(2) ① 断路
(3) 0.75 介于0~5Ω之间 D <
(4) ① 见解析
(5) 正确 见解析
(6) S、 S、
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,存在两个不妥之处,一是连接电路时开关未断开,二是滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处,没有起到保护电路的作用。
(2)[1][2]闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表示数始终为零,说明发生断路,电压表示数始终为3V,说明电压表的两端与电源相通,则可能是导线①断路,使得电压表串联到了电路中。
(3)[1]由图乙可知,灯泡电压为2.5V时,电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为
[2]由图乙可知,灯泡电压为0.5V时,电流为0.1A,此时灯泡电阻为
灯泡电阻随温度升高而变大,灯泡电阻不为零,所以开关断开时,灯丝的电阻可能介于0~5Ω之间。
[3]由图乙可知,电流最小为0.1A,此时灯泡电压为0.5V,则滑动变阻器阻值为
所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为“30Ω 1A”,故选D。
[4]实验过程中,小华将滑片向右移时,灯变亮,说明电路中电流变大,根据可知总电阻变小。若该过程灯丝的电阻增加了,滑动变阻器的电阻减小,则。
(4)[1][2]灯泡的U-I图像是一条向上的曲线(图丙中的实线)。灯泡和变阻器串联,由串联电路的电压规律可知,灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变,故画出的变阻器的U-I图像应为图丙中的①。
(5)[1][2]由于电压表选用大量程,导致电表的读数出现误差,从而造成电功率数值出现不同。通过多次测量求平均值,可以减小误差,所以做法是正确的。
(6)[1][2][3][4]仅闭合开关S、,灯泡和定值电阻并联后与变阻器串联,电流表测定值电阻电流,调节滑动变阻器的滑片,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为;
②仅闭合开关S、,不改变滑片的位置,连接方式不变,电流表改测干路电流,读出此时电流表的示数为;
③根据并联电流规律,灯泡的额定电流为
则小灯泡额定功率为
9.(1)断开
(2) 发生变化 不发生变化
(3)
(4) 灯丝电阻随温度升高而增大 10 0.988
(5)高
(6) 按图连接电路,只闭合,移动滑片P,使电流表示数为 滑片P位置不变,再闭合,电流表的示数为I
【详解】(1)为了电路中各元件安全,连接电路时,开关应处于断开状态。
(2)[1][2]观察图甲发现,电压表测电源电压,电流表测电路的电流;所以闭合开关,调节滑动变阻器滑片,滑动变阻器的阻值发生变化,则电路中电流大小发生变化,所以电流表示数发生变化;由于电压表测电源电压,所以电压表的示数将不发生变化。
(3)测量小灯泡的电功率实验中,电压表测小灯泡两端电压,由于图甲中,电压表测电源电压,所以将电压表并联在小灯泡两端,如下图所示:
(4)[1]由于灯丝电阻随温度升高而增大,所以灯泡的电阻不是固定值,故灯泡两端电压与通过灯泡的电流不成正比,所以图像不是直线。
[2]由图丙可知,电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.18A,所以通过灯泡的电流为0.18A,由图乙可知,此时灯泡两端电压为1.8V,则此时小灯泡的电阻
[3]小灯泡的额定电压为3.8V,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.26A,则小灯泡正常发光时的额定功率
(5)小灯泡发光时发热,所以小灯泡将电能转化为光能和内能,二极管把大部分电能转化为光能,二极管亮度与小灯泡相当时,功率却小得多,即二极管与小灯泡转化的光能相同时,二极管的功率小,则二极管消耗的电能少,所以二极管将电能转化为光能的效率比小灯泡高。
(6)[1]丁图所示电路中,只闭合S1,小灯泡与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,移动滑片P,使电流表示数为0.3A,此时小灯泡正常发光,两端电压为额定电压。
[2]保持滑片P位置不变,再闭合S2,此时小灯泡短路,电流表示数为I,由欧姆定律知,滑动变阻器接入电路中的阻值
[3]步骤①中,滑动变阻器两端电压
由串联电路电压规律知,小灯泡额定电压
小灯泡额定电功率
10.(1)
(2)短路
(3) 2.2 右
(4)0.75
(5)
【详解】(1)测量小灯泡电功率实验中,滑动变阻器可以调节灯泡两的电压,应与灯泡串联,且滑动变阻器接线应“一上一下”。电流表测量通过灯泡的电流,与灯泡串联,且灯泡的额定电压为2.5V,电阻约8Ω,则灯正常发光时的电流约为
此电流不超过电流表的小量程,故电流表应选用0~0.6A的量程。如图所示:
(2)闭合开关,电流表有示数,说明电路中有电流,没有出现断路。灯泡不亮,电压表无示数,可能是灯泡短路,导致与灯泡并联的电压表也被短路,故灯泡不亮,电压表无示数。
(3)[1]实验时电压表选择的是小量程,分度值为0.1V,此时电压表的示数为2.2V。
[2]要测量小灯泡的额定功率,需要调节滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压由2.2V增大到等于其额定电压2.5V。根据串联分压的规律,滑动变阻器两端的电压要变小,则滑动变阻器接入电路中的电阻应变小,故滑片P应向右移动。
(4)由图丙可知,当灯正常发光,其两端电压为2.5V时,通过灯的电流为0.3A,则灯的额定功率为。
(5)①闭合开关S、,断开开关,定值电阻与灯泡并联,电流表测量通过灯泡的电流,调节滑动变阻器的滑片P使电流表的示数为;②保持滑片P位置不变,闭合开关S、,断开开关,此时仍为定值电阻与灯泡并联,电流表测量定值电阻和灯泡并联的总电流。由于滑片位置不变,通过灯泡的电流不变,灯泡仍正常发光,记下此时电流表的示数为I。则通过定值电阻的电流为,灯泡的额定电压等于定值电阻两端的电压为
③小灯泡的额定功率的表达式为
11.(1)断开
(2)灯泡与灯座
(3) 左 0.55
(4) 大 0.25 读出电流表的示数I 2.5V(I-0.25A)
【详解】(1)为保证电路与实验的安全,在连接电路时开关应处于断开状态。
(2)因为小灯泡不亮,说明电路中存在断路,而电流表示数几乎为0,这说明电压表接入了电路中,断路处在小灯泡处,可能是灯泡与灯座接触不良而产生断路。
(3)[1]由题意可知此时小灯泡的电压小于额定电压,想要使小灯泡两端电压增大至额定电压,需要增大电路中的电流,因此应将滑动变阻器的滑片P向左端移动,减小其接入电路中的电阻,使电路中的电流增大。
[2]由图丙可知,电流表接入电路中的量程为0-0.6A,根据图中指针的位置可知此时通过小灯泡的电流为0.22A,则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=2.5V×0.22A=0.55W
(4)[1]因为电压表与小灯泡并联,电流表测量的是通过小灯泡与通过电压表的电流之和,所以测得的额定电流比真实值偏大,所以用以上方法测出的额定功率与真实值相比偏大。
[2][3][4]小灯泡两端电压为2.5V时,小灯泡正常发光,当闭合开关S1和S2时,小灯泡与定值电阻并联,电压相同,电流表测量通过定值电阻R的电流,而定值电阻的阻值已知,所以需要调节滑动变阻器,使电流处于一个合适的值,使得定值电阻两端电压为2.5V,由欧姆定律可知应使电流表的示数为
此时保持滑动变阻器滑片位置不变,只闭合开关S1和S3,此时电流表变为测量通过小灯泡与定值电阻R的总电流,读出示数I,由并联电路的电流规律可得小灯泡的额定电流为
I额=I-0.25A
则小灯泡的额定功率表达式为
P灯=2.5V(I-0.25A)
12.(1)
(2)B
(3) 0.7 实际功率 0.36
(4) 3.5 0.875
【详解】(1)要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大,所以应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路,将灯泡的右接线柱与滑动变阻器的左下接线柱相连,如图所示:
(2)当小灯泡正常发光时,其两端电压UL=2.5V,额定电流约为0.3A,此时滑动变阻器两端的电压
由可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻
因为滑动变阻器的最大阻值要大于11.7Ω,且允许通过的最大电流要大于0.3A,所以应选择“20Ω 1A”的滑动变阻器,故选B。
(3)①[1]由甲图可知,电流表使用的是0−0.6A量程,由图乙可知,电流表的分度值为0.02A,示数为0.28A。则小灯泡的额定功率
②[2]通过实验发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率越大,小灯泡越亮。
③[3]分析表格数据,根据可知,5次实验中小灯泡的电阻依次为R1=3.125Ω、R2≈5.91Ω、R3≈8.08Ω、R4≈8.93Ω、R5≈8.33Ω,因为小灯泡越亮,灯丝温度越高,灯丝电阻随温度的升高而变大,所以第5次实验中电流数据0.36有误;
(4)①[1]由丙图可知,闭合开关S和S2,断开S1;R0被短路,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为
小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合开关S和S1,断开S2,记录电压表示数为3V。
③[2]在①中,此时只有小灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测量滑动变阻器的电压,当电压表的示数为3.5V,则小灯泡的电压为U额,小灯泡正常发光,设滑动变阻器连入电路的阻值为R; 在②中,闭合开关S和S1,断开S2,此时小灯泡被短路,滑动变阻器和R0串联接入电路,电压表仍然测滑动变阻器的电压,示数为3V,根据串联电路电压的规律,定值电阻的电压为
由分压原理
R=R0=10Ω
在①中,由欧姆定律,灯的额定电流
小灯泡额定功率为
13.(1)
(2)移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光
(3)右
(4)0.5
(5)
【详解】(1)在图甲中,电流表应串联在电路中,根据公式可知,小灯泡正常发光时通过的电流为
所以电流表选0~0.6A量程,如图所示:
(2)闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大端。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,说明电路是通路,只是电流太小,接下来首先应该操作的是移动滑动变阻器的滑片P,观察小灯泡是否发光。
(3)移动滑片P到某一位置时电压表如图乙所示,电压表所选量程为0~3V,分度值0.1V,读数为2.4V,此时要测量小灯泡的额定功率,应增加小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的特点可知,应减小滑动变阻器两端的电压,根据串联电路分压原理可知,要减小滑动变阻器接入的电阻,因此应将滑片P向右端移动。
(4)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是
(5)在实验时,若电压表出现了故障不能使用,则可以利用电流表和定值电阻测电功率的方法。闭合开关、,断开,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,电流表控制小灯泡正常发光,使灯泡的电流达到额定电流;闭合开关、,断开,此时小灯泡和定值电阻组成并联电路,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,此时电流表测的是小灯泡和定值电阻的总电流为,根据并联电路电流的特点可知,通过定值电阻的电流为
那么两端的电压为
根据并联电路的电压特点,灯泡此时的电压与定值电阻两端的电压相同,即
故小灯泡的额定功率的表达式为
14. 0.5 D
【详解】(1)[1]由图乙知,小灯泡正常发光时,通过灯泡的电流为0.2A,所以灯泡的额定功率
(2)②仅闭合开关S1,移动R1滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光;此时灯泡与R1串联;
③仅闭合开关S2保持R1滑片位置不动,移动R2滑片,使电流表的示数为I额;此时R2与R1串联,因为电路中电流仍为I额,所以;
④保持R₂滑片位置不动,将另一个滑动变阻器R1滑片移到最右端,此时接入电路的电阻最大,电流表的示数为I1,再将此滑动变阻器R1的滑片移到最左端,电路为只有R2的简单电路,电流表的示数为I2;由串联电路特点和欧姆定律可得,电源电压
解得
⑤[2]小灯泡额定功率的表达式为
(3)[3]小灯泡的额定电流为,假设灯泡的阻值不变,则
由于灯泡的阻值不是定值,会随温度的升高而变大,所以当灯泡正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率,所以最有可能的额定功率值。
故选D。
15. 灯泡断路 b B 2.5 0.65 大于 使电流表示数为
【详解】(1)[1]根据滑动变阻器滑片P向右端滑动时,小灯泡变亮可知电路的电流变大,电阻变小,所以滑动变阻器接的右下接线柱,如图所示:
(2)[2]电流表示数几乎为零,说明可能电路断路,电压表的示数接近电源电压且几乎不变,则电压表与电源连通,说明与电压表并联部分断路,即灯泡断路。
(3)[3]灯泡正常发光时的电流约为
电源电压为6V,灯泡正常时,滑动变阻器两端的电压为
则此时滑动变阻器的电阻为
故滑动变阻器应选择b。
(4)[4][5][6]电压表的示数为2.2V,小于灯的额定电压,要测小灯泡的额定功率,要增大灯的电压,减小滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,就要减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,应将滑片P向B端移动,直到电压表的示数为2.5V,当电压表的示数等于小灯泡的额定电压2.5V时灯泡正常发光,由图乙知电流表的分度值是0.02A,电流表读数,灯泡的额定功率为
[7]电压表并联在灯泡两端,所测得的电压是准确的,电流表测量的是通过电压表和灯泡的电流之和,所以电流表示数比实际通过灯泡的电流偏大,根据可知,这种方法测量出来的电功率大于真实值。
(5)[8][9]闭合开关S、S1,断开S2,此时电阻R0与灯泡并联,电流表测量电阻R0的电流,调节滑动变阻器,使电流表示数为
此时灯泡正常发光,闭合开关S、S2,断开开关S1,此时电阻R0与灯泡并联,电流表测量干路中的电流,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I,则灯泡正常发光时的电流为
则小灯泡的额定功率的表达式为
答案第1页,共2页
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