2026年中考物理二轮实验专项训练:测定小灯泡的电功率
2026-06-05
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摘要:
**基本信息**
聚焦测定小灯泡电功率实验全流程,以15道梯度题构建“原理-操作-分析-拓展”完整训练体系,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础操作|5题|电路连接/器材选择|从P=UI原理出发,串联电路分压规律指导滑动变阻器选型与连接|
|故障分析|3题|电表示数异常判断|通过电流、电压表示数特征推导断路/短路故障,培养科学推理|
|数据处理|4题|功率计算/图像分析|实际功率与亮度关系、灯丝电阻随温度变化的探究,深化能量观念|
|拓展探究|3题|替代法测功率|利用定值电阻设计等效电路,提升模型建构与质疑创新能力|
内容正文:
2026年中考物理二轮实验专项训练:测定小灯泡的电功率
1.如图甲所示,是“测量小灯泡的电功率”实验电路。已知小灯泡的额定电压为,电阻大约为,电源电压为。
(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整(要求:导线不交叉)_______;
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值___________(选填“太小”或“太大”);
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为,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___________W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向___________(选填“左”或“右”)移动;
实验次数
小灯泡两端的电压U/V
通过小灯泡的电流I/A
小灯泡的亮度
小灯泡的电功率P/W
1
2.2
0.28
比正常发光暗
0.62
2
2.5
正常发光
3
2.8
0.32
比正常发光亮
(4)将上表数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其___________(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。
2.在“测量小灯泡的电功率”实验中,已知小灯泡的额定电压为,正常工作时的电阻约为。现有器材:电源(电压为,保持不变),电流表,电压表,开关,导线若干,可供选择的滑动变阻器有:、、。请完成下列问题。
(1)本次实验中应选择的滑动变阻器是______(选填“”、“”或“”)。
(2)某同学连接成了如图甲所示的电路,该电路中存在一处连接错误,只要改接一根导线就可以使电路连接正确,请你把接错的那一根导线找出来打上“×”,再用笔画线代替导线画出正确的连接。
(3)改正错误后,闭合开关,变阻器滑片P至某处时,电压表示数如图乙,若想测量小灯泡的额定功率,应将变阻器滑片P向______端(填“A”或“B”)移动,使电压表的示数为时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是______W。
(4)王瑞同学又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验,发现在额定电压下工作时,灯泡亮度明显偏暗。仔细观察,发现这只灯泡的玻璃内壁变黑。灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华,消耗的实际功率变______(选填“大”或“小”)的缘故。
3.如图所示,在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,电源电压为6V。
(1)用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整___________;
(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于___________(选填“A”或“B”)端。闭合开关,灯泡不亮,电压表和电流表都有示数,但示数较小,接下来的操作是___________;
(3)当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________Ω,在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数为0,电压表示数接近6V,你认为故障可能是___________;
(4)完成测量后,同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡,探究电流与电阻的关系。当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A;换用20Ω的电阻后,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片向___________(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为___________V,读出电流表的示数,多次换用阻值不同的电阻,进行正确操作后即可得出结论;
(5)完成上述实验后,小明又找到了一只阻值已知的定值电阻R0,并借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,继续测量另一个额定电压为U额的小灯泡正常发光时的电阻。测量时,应先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为___________时,小灯泡正常发光;接着将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数I,则小灯泡正常发光时的电阻R=___________(以上两空均用含有I、U额和R0的代数式表示)。
4.小明同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率,其中电源电压恒为6V,小灯泡的额定电压U额为2.5V(灯丝电阻约为10Ω)
(1)实验室备有A“5Ω 1A”、B“20Ω 0.5A”、C“50Ω 0.1A”的三个滑动变阻器,小明应选用___________(选填“A”、“B”或“C”)滑动变阻器进行实验;
(2)如图甲所示,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,电压表的示数将___________(选填“变化”或“不变”);检查发现电路中有一根导线连接是错误的,这根导线是___________(选填“a”、“b”、“c”或“d”);
(3)实验中应根据___________(选填“灯泡亮度”、“电压表示数”或“电流表示数”)确定灯泡是否正常发光了。纠正错误连线,小明闭合开关,移动变阻器的滑片,当灯泡正常发光时,电流表指针的位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
(4)在实验过程中,电流表出现了损坏,为了测出该小灯泡的额定功率,小明跟老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
①调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电压表的示数为___________V;
②保持变阻器滑片P的位置不变,将电压表从灯泡两端拆下,改接到电阻R0两端,读出电压表的读数,记为U0;
③小灯泡额定功率的表达式为P=___________(用实验测得的数值和已知量符号表示)。
5.在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,提供的器材有:电压恒为4.5V的电源,额定电压为2.5V的待测小灯泡,电阻约为10Ω,电流表(0-0.6A,0-3A),电压表(0~3V,0~15V),开关和导线若干。还有标有“10Ω 2A”的滑动变阻器A和标有“5Ω 1A”的滑动变阻器B。
(1)小明设计电路如图甲所示,请选择合适的量程,用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整;
(2)本实验选择的滑动变阻器是___________(选填“A”或“B”);
(3)小明同学进行试触时,发现小灯泡不发光,电流表无示数,电压表有示数,则电路中发生的故障可能是___________(选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”);
(4)当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时,观察到电压表示数如图乙所示,是___________V,为了测量小灯泡额定功率,此时应该将变阻器的滑片P向___________(选填“A”或“B”)移动。当电压表示数为2.5V时,小灯泡正常发光,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡正常发光时的额定功率为___________W;
(5)小明综合分析实验数据发现,灯泡越亮时灯丝的电阻越大,原因是灯丝的___________。
6.在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器。电压为4.5V的电源和额定电压为2.5V的小灯泡,设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中需要依据如图甲所示的电路图,将如图乙所示器材进行连线,请用笔画线代替导线,将如图乙所示电路连接完整。
(2)正确连接好电路后,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电流表示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)。当电压表的示数为________V时小灯泡正常发光,此时电流表指针如图丙所示,其示数为________A,小灯泡的额定功率为________W。若小灯泡两端的实际电压为2.3V,则小灯泡的实际功率________(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。
(3)小王同学也按如图甲所示电路图连接电路,当连接最后一根导线时,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因:①________;②________。
7.在测量小灯泡的电功率时,电源电压为,小灯泡上标“”字样:
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路;
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的图像如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_____W,由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大,滑动变阻器的规格应选择下面的_____;
A. B. C. D.
(3)有同学认为利用该电路还可以探究导体中电流和导体两端电压成正比的关系,你认为这种说法_____(选填“合理”或“不合理”),理由是__________。
8.小明在实验室探究电学实验,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为)、定值电阻R(分别为、、、、)、小灯泡(额定电压为)、导线若干。
(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:
①小明设计了如图甲所示电路,请你帮他将图乙所示的实物图连接完整;( )
②闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至___________(选填“A”或“B”)端;电路中滑动变阻器起到保护电路和___________的作用;
③闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数为零,此时电路出现的故障可能是___________;
④小明排除故障后继续实验,先将的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为,记下电流表示数;断开开关,把5欧电阻换为10欧的电阻,再闭合开关,应向___________(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,才能使电压表示数仍为,同时再记下电流表的示数;
⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于___________的滑动变阻器。
(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值,根据这些数据绘制出了小灯泡的“”关系图象(如图丙所示)。分析图象可知,小灯泡正常工作时灯丝电阻为___________,小灯泡的额定功率是___________W。从图象还可以看出,小灯泡灯丝的电阻是___________(选填“变化”或“不变”)的,造成这一现象的原因是___________。
9.测量小灯泡的电功率的实验中,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示,开关闭合前,需将滑片的位置放在最___________(选填“左”或“右”)端。闭合开关后,发现电压表和电流表中只有一只电表有示数,小灯泡亮度一般,说明___________表发生了断路;
(2)闭合开关,变阻器滑片P在A处时(未标出),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___________(选填“左”或“右”)端移动;
(3)变阻器滑片P在B处(未标出)时小灯泡正常发光,电流表示数如图丙所示,灯泡的额定功率为___________W;
(4)若滑片在AB两点移动时变阻器接入电路中的电阻改变了3.4Ω,该实验电源的电压为___________V。
10.在测量额定电压为2.5V 小灯泡的电功率实验中:
(1)图甲为小华连接的电路,其中有一根导线连接错误,请你在连接错误的这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接线;( )
(2)小华在连接电路时,闭合开关前滑动变阻器滑片应移到___________端(选填“A”或“B”),小灯泡正常发光后移动滑片小灯泡突然不亮,电流表示数几乎为零,电压表示数接近电源电压,接下来小华应进行的操作是___________;(填字母)
A.更换小灯泡 B.移动滑动变阻器滑片
C.检查开关是否接触不良 D.检查电压表是否断路
(3)当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为___________W;
(4)实验前张老师在实验室测得小灯泡正常发光的功率比铭牌上标定的功率要小一些,张老师猜想可能该灯泡灯丝长度比标准的___________(选填“长”或“短”)。
11.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为4.5V,小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
(1)测量小灯泡的电功率的实验原理________。
(2)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片P应位于________(选填“A”或“B”)端;
(3)小勇同学在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电流表无示数,电压表有示数,故障的原因可能是:________(写出一种即可);
(4)闭合开关后,移动滑片到某一点时,电压表示数如图乙,此时灯泡发光________(选填“较暗”或“较亮”),若他想测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑片向________(选填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为________V;
(5)小向同学移动滑片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,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是________W。
12.小松连接了图甲电路“测定小灯泡额定功率”,电源为3节新干电池,小灯泡额定电压为2.5V(小灯泡额定功率小于1W),滑动变阻器标有“25Ω 1A”字样。
(1)闭合开关S前,滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端;
(2)正确接好电路,闭合开关,发现电流表、电压表均有较小示数,但小灯泡不发光,出现这种现象的原因是_________;
(3)小松正确操作,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,通过小灯泡的电流为________A,小灯泡的额定功率是________W;
(4)小北也测量该灯泡额定电功率,实验过程中,电流表坏了,她找来一只阻值合适的定值电阻,设计了如图丙所示的电路图,操作步骤如下:
①断开开关,闭合开关,移动滑片P,使电压表示数等于小灯泡的额定电压;
②________,记下此时电压表示数为U;则小灯泡额定电功率表达式:________(用、U和表示)。
13.【实验名称】测量小灯泡的电功率
【实验器材】电源(电压为)、小灯泡(额定电压为)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线若干。
【实验原理】___________;
【实验步骤】
(1)如图甲,连接电路时,开关应___________,电路连接正确后,闭合开关,小红发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是___________(填序号);
A.检查电路是否断路 B.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(2)问题解决后,某次实验的电压表的示数如图乙,示数为___________V;此时小灯泡的功率比额定功率___________(选填“大”或“小”);
(3)移动滑片P,根据实验数据绘制出了小灯泡的图像;
(4)根据图丙所给信息,计算出小灯泡的额定功率是___________W;
【拓展】若想利用该实验装置探究其他电学规律,不能完成的是___________(填字母序号)。
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
14.霜霜同学用如图甲所示器材测量小灯泡的电功率;已知电源电压恒为6V不变,待测灯泡的额定电压为3.8V;
(1)本实验的测量原理是:________;
(2)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(要求滑片向B端移动小灯泡变亮);_________
(3)当电压表示数为3.5V时,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,眼睛注视_____表,使灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率是________W;
(4)霜霜记录了不同电压下的三组数据,并将这三组数据计算出的电功率相加取平均值,得到小灯泡的额定电功率;你认为她的数据处理过程是_______(选填“正确”、“错误”)的,请说明原因:________;
(5)明明同学只把实验电路中的灯泡换成了一只标有“5V 3W”的小灯泡,来测量小灯泡的电功率;小灯泡的I—U关系图像如图乙所示,当小灯泡的实际电压是额定电压一半时,它的电功率为P1;当小灯泡的实际电流是额定电流一半时,它的电功率为P2,则P1_________P2(选填“<”、“>”或“=”)。
15.在“用伏安法测小灯泡电功率”的实验中,待测小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒为3V不变。
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整,要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡亮度变亮。
(2)正确连接好电路,闭合开关发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是小灯泡发生了 ___________(选填“短路”或“断路”)。
(3)排除故障后,小丽同学闭合开关,移动滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若她想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 ___________(填“左”或“右”)移动,使电压表的示数为2.5V。
(4)小丽同学移动滑片,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I﹣U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率为 ___________W。
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理二轮实验专项训练:测定小灯泡的电功率》参考答案
1.(1)
(2)太小
(3) 0.75 右
(4)实际功率
【详解】(1)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡应串联在电路中,电压表与小灯泡并联,如图所示:
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触,观察到电压表的示数超过2.5V,即此时变阻器分担的电压过小;根据串联电路具有分压作用可知:滑动变阻器最大电阻值太小。
(3)[1]由图乙,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[2]若要使小灯泡变得更亮一些,电路中电流应变大,电阻变小,变阻器的滑片P应向右移动。
(4)根据表格中的数据和P=UI可知,灯泡两端的电压和电流都增大时,实际功率也会增大,灯泡变亮;所以小灯泡的亮度是由实际功率确定的。
2.(1)
(2)
(3) A 0.55
(4)小
【详解】(1)小灯的额定电压为2.5V,正常工作时的电阻约为12Ω,小灯正常工作时电路中的电流约为
此时变阻器分担的电压为
此时变阻器连入电路的阻值为
故应选取。
(2)由图甲可知此时电流表与小灯并联,电压表与小灯串联,电路改正如下:
(3)[1]由图乙可知电压表量程为0~3V,分度值为0.1V,此时示数为2.6V。应调节变阻器使小灯泡两端电压降低到额定电压2.5V,根据串联分压规律,可知要增大滑动变阻器接入电路的阻值,故应将变阻器滑片P向A端调节。
[2]由图丙可知电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A,则小灯的定额功率为
(4)灯丝升华,横截面积减小,灯丝电阻变大,在额定电压不变时,根据可知,其实际功率变小,故发光变暗。
3. B 将变阻器滑片向A端移动,观察灯的发光情况 1.14 灯泡断路 B 2
【详解】(1)[1]小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为12Ω,由欧姆定律,灯的额定电流约为
故电流表选用小量程与灯串联,变阻器按一上一下接入电路中,如图所示:
(2)[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于阻值最大处的B端。
[3]闭合开关,电压表和电流表都有示数,电流电路为通路,灯泡不亮则电路电流过小,说明电阻过大,接下来的操作是:将变阻器滑片向A端移动,观察灯的发光情况。
(3)[4]由上述可知,电流表选用的小量程,分度值为0.02A,因此电流大小为0.3A,则小灯泡的额定功率为
P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W
[5]经分析,在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中,小灯泡突然熄灭,电流表示数变为0,说明电路发生了断路,电压表示数接近6V,说明与之并联的电路断路,因此故障可能是灯泡断路。
(4)[6][7]当电阻为10Ω时,电流表的示数为0.2A,由欧姆定律, 电压表的示数
U=I1R1=0.2A×10Ω=2V
根据串联分压原理可知,将定值电阻R由10Ω改接成20Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大,探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V。
(5)[8][9]根据题意,要想测量灯泡正常发光时的电阻,需要让小灯泡两端的电压为额定电压,闭合开关S和S1,灯泡与定值电阻并联,电流表测定值电阻所在支路电流,根据并联电路电压的特点,定值电阻两端电压等于灯泡的额定电压,因此电流表的示数为
将S1断开,S2闭合,灯泡与定值电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路电流的规律,通过灯泡的电流为
I额=I-I1
所以小灯泡正常发光时的电阻
4.(1)B
(2) 不变 d
(3) 电压表示数 0.7
(4) 2.5 P=2.5V×
【详解】(1)电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω。电路中电流约为
当灯正常发光时,根据串联电路的规律及欧姆定律可知,滑动变阻器的电阻
故应选“20Ω 0.5A”的滑动变阻器B。
(2)[1]图甲中,电压表并联在电源两端测电源电压,闭合开关,所以移动滑片时电压表示数不变。
[2]本实验中,电压表应测灯两端的电压,故d导线连接是错误的,它将电压表并联在了滑动变阻器和小灯泡整体的两端,测量的是它们的总电压,正确接法应是电压表并联在小灯泡两端。
(3)[1]灯在额定电压下正常发光,实验中应根据电压表示数确定灯泡是否正常发光了,当电压表示数等于额定电压时,表示灯正常发光。
[2]由图可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.28A,所以当灯泡正常发光时,灯的功率
(4)[1]要测灯泡的额定功率,首先要让灯泡正常发光,所以调节滑动变阻器滑片P到适当位置,使电压表的示数为2.5V,达到额定电压。依题意得,灯泡正常发光时,与之串联的定值电阻阻值为R0,两端电压为U0,则电路中电流即灯泡的额定电流为
[2]小灯泡额定功率的表达式为
5.(1)
(2)A
(3)小灯泡断路
(4) 2 B 0.5
(5)见详解
【详解】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,故电压表与小灯泡并联时应接入量程为0~3V,小灯泡的额定电流约为
故电流表串联时应接入量程为0~0.6A,如图所示
(2)小灯泡正常工作时电路中总电阻约为
故滑动变阻器接入电阻为
故应该选择“10Ω 2A”的滑动变阻器A。
(3)小灯泡不发光,电流表无示数,表明电路中可能存在断路,电压表有示数,表明电压表两接线柱到电源两极为通路,则电路中发生的故障可能是小灯泡断路。
(4)[1][2]电压表示数如图乙所示,量程为0~3V,分度值为0.1V,故读数为2V,小于小灯泡的额定电压2.5V,根据串联分压的规律,滑动变阻器接入阻值应变小,即应该将变阻器的滑片P向B端移动。
[3]电流表的示数如图丙所示,电流表接入量程为0~0.6A,分度值为0.02A,读数即小灯泡额定电流为0.2A,小灯泡正常发光时的额定功率为
(5)金属的电阻与温度有关,当温度越高时电阻越大,当小灯泡的亮度增加时,温度也随之升高,所以灯丝的电阻也会变大。故小灯泡的电阻变大是因为温度升高。
6.(1)
(2) 变大 2.5 0.28 0.7 小于
(3) 连接电路时开关没有断开 闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处
【详解】(1)灯泡正常发光时的电压为2.5V,所以电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,滑动变阻器按“一上一下”接入即可,电路连接如图所示:
(2)[1]由图甲可知,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,由欧姆定律可知,电路中电流增大,故电流表示数变大。
[2]由于小灯泡的额定电压为2.5V ,故测量灯泡两端电压的电压表示数2.5V时,小灯泡正常发光。
[3][4]此时由图丙所示电流表知道,量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A,由可知,小灯泡的额定功率为
[5]因为灯泡的额定电压为2.5V,所以当灯泡两端电压为2.3V时,其实际功率小于额定功率。
(3)[1]连接完最后一根导线,灯泡立即发光,说明实验前开关未处于断开状态。
[2]灯泡发出明亮耀眼的光,很快熄灭,说明电路电流太大,电路中总电阻太小,即闭合开关前,滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。
7.(1)
(2) 0.625 C
(3) 不合理 灯丝电阻随温度变化而变化
【详解】(1)由图甲可知,电压表串联在电路中,由于电压表自身电阻非常大,所以造成灯泡不亮,电流表无示数。由题意可知,测量小灯泡的电功率时,滑动变阻器应与小灯泡串联,电压表应并联在灯泡两端。故修改电路图如下所示:
(2)[1]由题意可知,灯泡的额定电压,由图乙图像可知,当电压为2.5V时,通过灯泡的电流为,根据,可知灯泡的额定功率
[2]当滑动变阻器接入阻值最大时,电路中电阻最大,电流最小,由图乙可知,电路中电流最小为,此时灯泡两端电压为,由题可知电源电压,由串联电路电压特点,可知此时滑动变阻器两端的电压
根据欧姆定律可得,此时滑动变阻器接入的最大阻值
故应选择,的滑动变阻器,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[1][2]探究导体中电流和导体两端电压关系应控制电阻的阻值不变,而小灯泡灯丝的电阻会随温度变化而变化,故无法得到导体中电流和导体两端电压成正比,则这种说法不合理。
8. A 控制不同定值电阻两端的电压相同 见解析 A 20 变化 10 0.625 灯丝电阻随温度升高而改变
【详解】(1)[1]定值电阻与滑动变阻器串联,电压表并联在定值电阻两端,电路连接如下图:
[2]开关闭合前,滑片置于最大阻值处,所以滑片应置于A端。
[3]在探究电流与电阻的关系实验中,通过调节滑动变阻器的滑片控制不同电阻两端的电压相等。
[4]闭合开关,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表被短路,即定值电阻被短路,或电压表与定值电路之间存在断路。
[5] 断开开关,把5欧电阻换为10欧的电阻,再闭合开关,电路中电阻变大,电流变小,滑动变阻器两端电压变小,10欧的电阻两端电压变大,因此应减小电路中的电流,即增大 滑动变阻器接入电路中的电阻,滑片向A端移动。
[6] 电压恒为,定值电阻两端电压为2.5V,滑动变阻器两端电压为2V,当电路中电流最小时,即定值电阻为,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时电路中电流
此时滑动变阻器接入电路的电阻
则滑动变阻器的最大阻值至少为。
(2)[7]由图丙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,则灯丝电阻
[8]灯泡的额定功率
[9]由丙图可知,灯丝的U-I图像不是一条过原点的直线,说明灯丝电阻是变化的。
[10]随着灯泡功率的增大,灯丝的温度在升高,灯丝电阻随温度升高而改变。
9. 右 电压 左 0.55 4.48
【详解】(1)[1][2]为了保护电路,连接电路时,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处,即最右端;小灯泡发光,说明小灯泡通路,则跟小灯泡串联的电流表不能断路,故故障应是电压表断路。
(2)[3]此时电压表示数为2V,要想测量小灯泡的额度电功率,小灯泡两端的电压要为2.5V,由可知,需要增大电路的电流,则应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故滑片应向阻值小的地方移动,即向左移动。
(3)[4]由图丙可知,电流表接小量程,分度值为0.02A,其示数为0.22A,则灯泡的额定功率
(4)[5]当小灯泡两端电压为2.5V时,设此时滑动变阻器电阻为R,根据欧姆定律和串联电路电压规律可得
①
当小灯泡两端电压为2V时,滑动变阻器电阻为R+3.4Ω,由图乙可知,该电流表接小量程,分度值为0.02A,其示数为0.2A,根据欧姆定律和串联电路电压规律可得
②
联立①②得,U=4.48V,即电源电压为4.48V。
10. A A 0.75 长
【详解】(1)[1]电流表应与小灯泡串联,电压表应与小灯泡并联,正确的连线如图所示
(2)[2]闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处,由图甲可知,闭合开关前滑动变阻器滑片应移到A端。
[3]小灯泡正常发光后移动滑片小灯泡突然不亮,电流表示数几乎为零,说明电路出现断路故障,电压表示数接近电源电压,则电压表串联在电路中,所以电路故障的原因可能是小灯泡断路,则小华应进行的操作是更换小灯泡,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[4]由图乙可知,电流表选择的量程为0~0.6A,电流表的读数为0.3A,小灯泡的额定功率为
(4)[5]实验前张老师在实验室测得小灯泡正常发光的功率比铭牌上标定的功率要小一些,由可知,小灯泡的实际电阻比标准的要大一些,所以该灯泡灯丝长度比标准的长。
11.(1)
(2)B
(3)小灯泡断路
(4) 较暗 左 2.5
(5)0.5
【详解】(1)测量小灯泡的电功率,是通过电压表测电压、电流表测电流,再根据公式计算得出,因此实验原理是
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,以保护电路。图中滑片P移到B端时,接入电路的电阻最大。
(3)电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明电压表与电源是连通的,因此故障是小灯泡断路。
(4)[1]图乙中电压表接的是0~3V量程,分度值为0.1V,示数为2.2V,小于额定电压 2.5V,所以灯泡发光较暗。
[2][3]为使电压达到2.5V,需要减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左移动,最终要使电压表的示数为小灯泡的额定电压2.5V。
(5)从图丙的图像中找到电压为2.5V 时对应的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率是
12.(1)B
(2)见解析
(3) 0.24 0.6
(4) 保持滑动变阻器的滑片位置不变
【详解】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑片P应移到阻值最大处的B端。
(2)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片位于阻值最大处,闭合开关,发现电流表、电压表均有较小示数,说明电路是通路,小灯泡不发光,说明的滑动变阻器接入电路的阻值太大,电路中电流较小,小灯泡的实际功率较小。
(3)[1][2]由图甲可知电流表选用小量程,分度值为0.02A,由图乙可知通过小灯泡的电流是0.24A,小灯泡的额定电功率是
(4)[1][2]由图丙可知,断开开关,闭合开关,L与R0、滑动变阻器串联,电压表测L两端电压,移动滑片P,使电压表示数等于小灯泡的额定电压,此时灯泡正常发光。断开关,闭合开关,此时依旧是L与R0、滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡和电阻的总电压U,此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变,此时灯泡依旧正常发光,由串联电路电压特点可知,定值电阻两端的电压为
串联电路中电流处处相等,则灯泡的额定电流为
则小灯泡额定电功率表达式
13. 断开 B 1.8 小 0.625 C
【详解】实验原理:
[1]测量小灯泡的电功率,利用电压表测电压,电流表测电流,根据算电功率,因此实验原理为。
实验步骤:
(1)[2]为了保护电路元件,连接电路时,开关应断开。
[3]闭合开关,小红发现小灯泡不亮,但电流表有示数,有可能是滑动变阻器接入阻值过大,因此应移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,电路若断路,电流表一般没有示数,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(2)[4]如图乙,电压表选择0~3V的量程,分度值为0.1V,示数为1.8V。
[5]因为小灯泡的额定电压为2.5V,此时实际电压小于额定电压,则实际功率小于额定功率。
(4)[6]由图丙可知,当电压为2.5V时,电流为0.25A,因此额定功率为
拓展:
[7]该实验装置为串联电路,由电压表和电流表,因此可以探究串联电路的电压规律和电流规律,本实验中小灯泡的电阻是变化的,而探究电流与电压关系要求电阻不变,所以利用该实验装置不能电流与电压关系,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
14. P=UI B 电压 0.76 错误 灯泡在额定电压下工作时的功率为额定功率 >
【详解】(1)[1]测量小灯泡的电功率时,通过测量小灯泡的电压与电流之积,间接测量小灯泡的功率,所以本实验的测量原理是P=UI。
(2)[2]实验中,滑动变阻器改变灯泡两端电压,所以滑动变阻器与灯泡串联,滑片向B端移动小灯泡变亮,则电流变大,所以滑动变阻器的阻值变小,所以滑动变阻器右下接线柱接入电路中,如下图所示:
(3)[3][4]待测灯泡的额定电压为3.8V,电压表示数为3.5V时,小灯泡两端电压小于灯泡的额定电压,由串联分压特点可知,应减小滑动变阻器的分压,所以减小滑动变阻器的阻值,故将滑片向B端移动,眼睛注视电压表,直至电压表的示数为3.8V,灯泡正常发光。
[5]电流表的示数为0.2A,则小灯泡的额定功率
(4)[6][7]由于不同电压下,小灯泡的功率不同,灯泡的实际功率随实际电压增大而增大,在额定电压下工作时的功率为额定功率,所以将三组数据计算出的电功率相加取平均值,得到小灯泡的额定电功率是错误的。
(5)[8]当“5V 3W”的小灯泡的实际电压是额定电压一半时,由图丙可知,此时的电压值为2.5V,对应的电流约为0.425A,此时的电功率
P1=2.5V×0.425A=1.0625W
当小灯泡的额定电流
实际电流是额定电流一半时,由图丙可知,此时的电流为0.3A,对应的电压为1.25V,此时的电功率
P2=1.25V×0.3A=0.375W
所以
P1>P2
15.(1)见解析
(2)短路
(3)右
(4)0.5
【详解】(1)根据要求滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡亮度变亮,应该把滑动变阻器接右下方接线柱接入电路,连接电路如下:
(2)正确连接好电路,闭合开关发现小灯泡不亮,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,可以判断故障位置,可能是小灯泡发生了短路。
(3)根据电压表示数如图乙所示,可知此时小灯泡电压小于额定电压,若她想测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器电阻减小,因此应将滑片向右移。
(4)由图丙所示可知,小灯泡的额定电压2.5V和额定电流0.2A,可以求得小灯泡的额定功率
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