第19讲 电能(五)-2026-2027学年浙教版九年级科学上册
2026-06-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版九年级上 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 电路中的电能 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.34 MB |
| 发布时间 | 2026-06-23 |
| 更新时间 | 2026-06-23 |
| 作者 | Manjusaka-3 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58455976.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦测小灯泡电功率实验,以“原理-操作-数据-创新”为逻辑链,系统提炼实验规范与解题技巧,强化科学探究与数据推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验基础|3题|伏安法原理(P=UI)、电路连接规范(开关断开、滑片最大)|从实验原理到操作步骤,构建“原理-器材-操作”认知链|
|故障分析|4题|电压表示数异常、灯泡不亮等故障排查方法|结合电路动态分析,建立现象与故障的因果推理|
|数据处理|6题|实际功率计算、I-U图像分析、多次测量目的|通过数据归纳实际功率与亮度关系,渗透控制变量思想|
|创新测量|5题|单电表测功率、定值电阻替代法|拓展实验设计思路,培养科学思维的创新性与严谨性|
内容正文:
教师辅导讲义
学员编号: 年 级: 课 时 数: 1
学员姓名: 辅导科目: 学科教师:
授课类型
T同步( )
C专题( )
T能力( )
授课日期及时段
年XX月XX日
教学内容
(
第19讲
电能(五)
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
1. 小灯泡电功率
测量小灯泡额定功率实验探究
实验目的:探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理:P=UI。
实验电路图:如图
实验结论:小灯泡的发光情况是由 决定的。
实验有关注意事项:
①连接电路时,开关应该打开,滑动变阻器应达到最大位置;
②滑动变阻器的作用:用于调节小灯泡两端的电压,使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程,一般遵循“能小则小”的原则;
④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片,眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压);
⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高,灯丝电阻越大);
⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越 ,灯泡越 );
⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律);
⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变,功率也改变)。
(
专题:测小灯泡电功率实验
)(热个身先~~~)
1.(2025秋•滨江区期末)一只灯泡的额定电压为220V,为了确定该灯泡的额定功率,下述方案中最佳的是( )
A.接入220V电路中使之正常发光,再与有标记的灯泡比较亮度进行判断
B.在实验室里用伏安法测出灯丝电阻,再用公式P进行计算
C.接入220V电路中,测出通过灯泡的电流强度I,再用公式P=UI进行计算
D.直接与其它标有220V的灯泡从外观上比较确定
2.(2024秋•上城区校级期末)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,其原因可能是( )
A.变阻器总电阻太大 B.电压表量程太大了
C.电源电压太低 D.灯泡灯丝断开
3.(2025•平阳县模拟)用伏安法测小灯泡电功率时,某电表示数如图所示,其示数为( )
A.0.22A B.0.24A C.1.2A D.1.4A
4.(2025•海曙区一模)为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图所示的电路,实验中电源电压保持3V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
A.多次实验的目的是为了减小误差
B.小灯泡的额定功率为0.48W
C.实验前未闭合开关时,小灯泡的电阻可能为6Ω
D.第1、2两次实验,滑动变阻器电阻的改变量大于小灯泡电阻的改变量
5.(2025秋•新昌县期末)小科根据图甲所示的电路图连接实物图,测“小灯泡的电功率”,乙图为小灯泡电流、电压的变化曲线图。已知小灯泡的额定电压为2.5伏,电源电压恒为4.5伏。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑片P应位于最右端
B.由乙图可知,该小灯泡的额定电功率为0.5瓦
C.为减小实验误差,应将每次计算得到的电功率求出平均值
D.乙图为曲线而不是直线是因为小灯泡电阻会随温度升高而减小
6.(2025•深圳模拟)在用“伏安法测小灯泡的电功率”实验中,下列说法不正确的是( )
A.在图甲中,电压表应该并联在灯泡两端
B.闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应放在最左端
C.若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示,则灯泡的电阻RL=24Ω
D.可测得该电路小灯泡的功率P=0.44W
7.(2025春•萧山区月考)如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R的阻值已知,根据电压表或电流表的示数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是( )
A. B.
C. D.
8.(2025•衢江区模拟)小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,他设计了下列四个电路图。图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )
A. B.
C. D.
9.(2024秋•宁波期末)如图甲所示电路的电源电压为3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是( )
A.电压表测的是小灯泡两端的电压
B.电流表示数为0.4安时,小灯泡的电阻是25欧
C.电压表示数为2.5伏时,小灯泡的功率是1.25瓦
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25瓦
10.(2020秋•鄞州区校级期中)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电路的最大电功率是1.8W
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14~50Ω
D.电流表的示数变化范围是0.1~0.3A
11.(2025秋•北仑区期末)小科同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图1所示,电源电压是3V,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)用笔画线代替导线,连接完整如图1所示的实物电路。
(2)将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,闭合开关,随后移动滑片P到某处时,电压表示数如图2所示,若小科想测量小灯泡的额定功率,应 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。
(3)多次测量,根据记录的数据,得到通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图3,根据图像提供的信息,小灯泡的额定功率为 W。
(4)由于电压表的实际内阻并非无穷大,工作时有微弱的电流通过。实验中灯泡两端电压达到额定电压时,小灯泡额定功率的测量值 真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
12.(2026•舟山模拟)图甲是小科测定小灯泡额定功率的实验电路,小灯泡上标有“3.8V”字样,部分器材已连接完整。
(1)请补充实物图甲的电路连接(要求:滑片在向右移动时,小灯泡亮度逐渐变暗)。
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关,小科发现小灯泡发光,但电压表的示数超过了3.8V,若要顺利完成实验,需要更换某些仪器,以下仪器符合要求的是 。(填字母,可多选)
A.最大阻值更小的滑动变阻器
B.最大阻值更大的滑动变阻器
C.电压更小的电源
D.电压更大的电源
(3)更换合适仪器后,小科调节滑动变阻器,使电压表示数恰好为3.8V,此时电流表示数如图乙所示,则此灯泡的额定功率为 W。
(4)记录数据后,小科未及时断开开关,一段时间后观察到电流表示数变小,电压表示数变大。产生该现象的原因是 。
13.(2025秋•南浔区期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2V”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)连接电路时,滑动变阻器应该滑到 端(填“A”或“B”)。
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 (填“电流表”或“电压表”),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。
(3)现有规格为A:“10Ω 2A”、B:“20Ω 1A”和C:“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 (填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
14.(2026•定海区一模)小科在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 (填“A”或“B”)端。
(2)小科连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是 。
(3)记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到通过小灯泡的电流与它两端的电压关系图像如图丙。图中阴影部分面积S1表示小灯泡两端电压为1V时,小灯泡的实际功率。结合图像回答:小灯泡的额定功率为 W;实验过程中电源电压恒为3V,当小灯泡正常发光时,阴影部分面积S2表示的含义是 。
15.(2026•上城区一模)为了测定小灯泡的电功率,小科利用电压为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
(1)小科连接好电路闭合开关后发现电压表读数为0V,电流表指针发生偏转,电路出现的故障是小灯泡 ;(填“短路”或“断路”)
(2)小科排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,某一时刻电压表的示数如图乙所示,其示数为 伏;
(3)读数后为了测定小灯泡的额定功率,小科接下来的操作是 ;
(4)小科多次实验,画出小灯泡的I﹣U关系如图丙所示,并划分为6块区域,面积分别为S1~S6。当电流为I2时小灯泡的实际功率可以用图丙中的 表示;
A.S1
B.S2+S4+S5
C.S1+S2+S4+S5
16.(2026•余杭区一模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡L1额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
实验次数
灯泡两端
通过灯泡的电流I
发光情况
灯泡的电功率P
1
2
0.24
较暗
0.48
2
2.5
0.3
正常发光
3
3
0.32
较亮
0.96
请回答:
(1)如图所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)纠正错误后,继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,将数据记入表格,如表所示:
①该实验的数据记录表格中不够规范的地方是 。
②小灯泡L1的额定功率P1= W。
(3)小科想比较另一个额定电压同为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系,他先断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,再用小灯泡L2替换小灯泡L1,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出P1 P2(选填“>”、“=”或“<”)。
17.(2025秋•金东区期末)在测定“小灯泡电功率”实验中,电源电压4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是 ;
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.电压表短路
D.电压表断路
(3)调节滑动变阻器滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 W;
(4)小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图乙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方变化的关系图,则下图中正确的是 。
A.
B.
C.
18.(2025秋•温州校级月考)小艺用图甲所示电路来测量小灯泡的功率,电源电压3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏。
(1)小艺先闭合开关,再将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小文指出小艺的实验操作存在错误,正确的操作应是: ;
(2)小艺进行了六次实验,记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到小灯泡的电流与两端电压的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:小灯泡的额定功率为 W。
(3)白炽灯泡与实验中的小灯泡一样,其电阻也会随温度的变化而变化,请解释白炽灯泡在刚闭合开关的瞬间最容易烧坏的原因: 。
(4)实验结束后,小艺继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究,并画出了滑动变阻器对应的U﹣I图像(如图丙),请在图丙中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条来表示。 。
19.(2025•莲都区二模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压为4.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求连完后可直接闭合开关。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮。该组同学推测可能是由于灯泡两端电压过小导致,为了验证该猜想,只需将 (填实验操作)。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡两端电压为额定电压时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)实验后,该组同学想利用该电路探究“电流与电阻的关系”。分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡,测得的电流与电阻的关系如图丙所示。若要顺利完成上述实验,应选滑动变阻器的规格为 (填字母)。
A.20Ω 0.6A
B.50Ω 0.5A
C.30Ω 0.3A
20.(2025•拱墅区校级模拟)小安在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡L的额定电流为0.5A,电源电压可调,滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”。
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接好。
(2)将电源电压调为4V,开关S闭合后,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,电路中存在的故障可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时,电压表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 W。
(4)小安用10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别替代小灯泡,用该实验装置探究“电流与电阻的关系”。设定定值电阻两端的电压恒为2V,为了顺利完成实验,则电源电压的调节范围为 。
21.(2025秋•温州月考)图甲为某小灯泡的电压﹣电流关系图,在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用如图乙所示的电路,其中电源电压保持6V不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图乙中把电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图丙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 端移动(选填:“C”或“D”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用 。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器 B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器 D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(4)如表为某同学的实验记录分析表:
实验次数
电压表示数U(V)
电流表示数I(A)
功率P(W)
额定功率P额(W)
1
2.0
0.25
0.5
P额0.76
2
2.5
0.3
0.75
3
3.0
0.34
1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请说明理由。 。
22.(2025•慈溪市校级模拟)小华和小红两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中所用器材规格均相同,小灯标有“3.8V”字样,电源电压为6伏且保持不变,他们各自按电路图连接电路。
(1)小华同学实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表示数为0.3A,接下来他移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯始终不亮,电流表示数会变化、但电压表示数始终为零。若电路中只有一处故障且只发生在小灯L或滑动变阻器R上,电路故障是 。
(2)小华实验时,其部分实验数据和现象记录如下表.
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.1
较暗
2
3.8
正常发光
3
4
0.36
强烈发光
由于小华粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻:,再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率:。请你帮他判断,小灯泡的额定功率应 1.444W。(选填“大于”“等于”、“小于”)
(3)小红按电路图正确接线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,灯泡正常发光时,电压表指针偏转角度较小,且指针未对准刻度线,会产生较大误差,经思考小红将电路略做改动依然完成了实验,他的改动是: 。然后闭合开关,移动变阻器的滑片,当电压表示数为 V时,小灯泡正常发光,若此时滑动变阻器的阻值为10Ω,可得出小灯泡的额定功率为 W。
23.(2025秋•瑞安市月考)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)小科连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“M”或“N”)。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电压表示数为3V,你认为产生该现象的原因是
发生了断路。
(3)排除故障后小科移动滑动变阻器的滑片,测量出了4组实验数据,对应于如图乙图像中的A、B、C、D四点,其中I为通过滑动变阻器的电流,U为滑动变阻器两端电压。则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小科通过计算指出曲线上E点并不是实验直接测得的数据,他的理由是 。
24.(2025•浙江模拟)某实验小组利用如图甲所示装置做“测量小灯泡的电功率”实验,所用小灯泡L的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,电源电压恒为4.5V。
(1)图甲所示的实物图中连接有误,只需改动一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)电路连接正确后,调节滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 。
(3)实验小组的同学发现,当滑动变阻器阻值增大时,电流减小,但滑动变阻器两端的电压增大,那滑动变阻器的电功率如何变化呢?实验小组的同学将小灯泡换成10Ω的定值电阻,并测得实验数据如表所示。请将表格中数据填写完整:“?”处应填 。
实验次数
1
2
3
4
5
电流表示数(A)
0.18
0.20
0.22
0.30
0.40
电压表示数(V)
1.8
2.0
?
3.0
4.0
(4)分析表中数据,滑动变阻器与定值电阻串联时,滑动变阻器消耗的电功率变化情况为 。
25.(2026•拱墅区二模)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,实验前小华帮他检查了一遍,发现有两处不合实验规范。请你指出来: 。
(2)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 。
A.10Ω 3A
B.30Ω 1A
C.60Ω 1A
(4)现要测量另一个额定电流已知的小灯泡L2的额定电功率,在实验过程中,电压表发生故障,小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图,则能测出小灯泡额定电功率的是 。
26.(2025•鹿城区校级三模)小格设计了如图甲所示的电路“测量小灯泡额定功率”,被测小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时灯丝的阻约为10Ω),电源电压恒为6V。
(1)请你按图甲所示的电路,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
(2)连好电路后,应将滑动变阻器的滑片P移至B端,然后再闭合开关,此时小格观察到小灯泡不发光,电有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数有变化,电压表无变化,则电路故障的原因可能是 (选填序号)。
A.小灯泡短路
B.电流表断路
C.小灯泡断路
D.电压表的正、负接线柱接反
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 N。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小格又设计了一种用已知阻值为R0的定值电阻代替电流表测量小灯泡的额定功率的方案,设计了如图丁所示的电路,将下列实验步骤补充完整。
①检查电路无误后闭合开关S和S1断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U额。
②保持滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出电压表示数U1。
③小灯泡额定功率的表达式:P额= 。(用U额、U1、R0表示)
(
课后练习
)
27.(2024•上城区二模)小金用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实验时电流表指针位置如图乙所示):
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数N
1.0
1.25
2.0
2.5
3.0
电流表示数/A
0.17
0.20
0.30
▲
0.37
(1)请将实物图连接完整。
(2)该小灯泡的额定功率为 W。
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器某处断路
D.滑动变阻器某处短路
(4)在整理实验数据时,小金发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U1=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0 4P1(选填“<”或“=”或“>”),请简述原因 。
28.(2024•温州二模)小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池,待测小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动,灯泡变亮)。
(2)小科连接好电路后发现灯泡不亮,观察电表后他认为是小灯泡短路引起的,他的依据是: 。
(3)小科在排除故障后向左移动滑片进行实验,得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻,移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏,即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法,并说明理由。 。
29.(2024•金华三模)科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验,所用电源为3节新干电池串联,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,小金同学根据设计好的电路图如图所示连接好电路。
(1)图中,甲、乙是两只电表,则甲是 表;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小。则接下来应进行的操作是 ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
(3)继续实验,观察到电压表的示数为2伏,要使灯泡正常发光,需将滑片向 端移动(填“a”或“b”);
(4)小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率,用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V),获得三组数据(如表):
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值N
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
请判断该处理数据的方法正确与否,并说明理由: 。
30.(2025•浙江模拟)在“节能灯泡设计”的项目活动中,小科及其组员正在测定小灯泡的电功率。如图甲所示连接实物电路图,已知该灯泡的额定电压为3.0V。在实验中,他们记录了如表所示的数据和现象:
序号
电压U(V)
电流I(A)
灯泡亮度
1
2.5
0.14
微亮
2
1.5
0.2
正常发光
3
0.5
?
很亮
(1)实验过程中,小科发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光,电流表示数接近于0,而电压表有示数且基本不变。电路故障的原因可能是 。
(2)在移动滑动变阻器滑片的过程中,当电压表示数为2V时,为测定小灯泡的额定功率,应将滑片向 移动。
(3)小科发现灯泡的电压与电流之间的比值在不同亮度下发生变化。由表格数据可知,灯泡的额定功率P0为
W。
(4)第3次实验中,通过小灯泡的电流大小如图乙所示,设小灯泡的实际功率为P1,则其实际功率P1与额定功率P0之间的数值关系为P0 P1(选填“<”“=”或“>”)。
31.(2025•浙江模拟)学习小组进行测定小灯泡电功率的实验,已知电源电压3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S,将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点,记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
(1)请用笔代替导线,完成图甲中电路连接。
(2)移动滑片使小灯泡正常发光时,电流表示数为0.42A,则小灯泡的额定电功率为 W。
(3)小金将数学几何图像分析与电学知识融合,通过绘制网格将图乙进行处理:分出6块区域,面积分别为S1﹣S6(如图乙),有了新的发现与收获:
①当电流为I1时,小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积 表示。
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中,判断小灯泡实际功率的变化量ΔP灯与滑动变阻器功率的变化量ΔP滑哪一个更大?请结合图中信息说明理由: 。
32.(2025春•金华校级月考)小欧在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压可调。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,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。
(3)实验后,小欧利用该电路探究了“电流与电阻的关系”。
①他分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡,测得的电流与电阻的关系如图丁所示。由图象可知,当电压一定时,导体中的电流与导体电阻成 。
②若电源电压为4.5V,要顺利完成上述实验,应选滑动变阻器的规格为 (填选项前字母)。
A.20Ω 0.6A
B.50Ω 0.5A
C.60Ω 0.3A
33.(2025春•淳安县期中)小金做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为3V)、小灯泡额定电压为2.5V,电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)用笔代替导线按电路图将实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,电路故障的原因是 。
(3)排除故障后,小金闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,接下来的具体操作是 。
(4)小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图丙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方I2变化的关系图,则如图中正确的是 。
A. B. C.
34.(2025秋•兰溪市校级期末)小科利用图甲所示的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)闭合开关后,应将滑片P由最大阻值处缓慢向 端移动(填“A”或“B”),使小灯泡逐渐变亮。
(2)继续移动滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 W。
(3)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,发现电压表的示数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在没有电流表的情况下,用如图丙所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额。
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U。
可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示)。
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(
第19讲
电能(五)
)
(
同步知识梳理
)(大脑放电影~)
一.小灯泡电功率
测量小灯泡额定功率实验探究
实验目的:探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理:P=UI。
实验电路图:如图
实验结论:小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
实验有关注意事项:
①连接电路时,开关应该打开,滑动变阻器应达到最大位置;
②滑动变阻器的作用:用于调节小灯泡两端的电压,使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程,一般遵循“能小则小”的原则;
④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片,眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压);
⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高,灯丝电阻越大);
⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大,灯泡越亮);
⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律);
⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变,功率也改变)。
(
专题:测小灯泡电功率实验
)(热个身先~~~)
1.(2025秋•滨江区期末)一只灯泡的额定电压为220V,为了确定该灯泡的额定功率,下述方案中最佳的是( )
A.接入220V电路中使之正常发光,再与有标记的灯泡比较亮度进行判断
B.在实验室里用伏安法测出灯丝电阻,再用公式P进行计算
C.接入220V电路中,测出通过灯泡的电流强度I,再用公式P=UI进行计算
D.直接与其它标有220V的灯泡从外观上比较确定
【答案】C
【分析】A、用肉眼判断亮度的强弱,误差较大。故不是最佳方案。
B、灯丝的电阻与温度有关,电阻随温度的升高而增大。
C、在额定电压下测出额定电流,再用电功率公式求出其功率,即为灯泡的额定功率。故本选项为最佳方案。
D、从外观上比较误差也较大。故不是最佳方案。
【解答】解:A、D用肉眼观察比较,误差较大。都不是最佳方案。
B、因为灯丝的电阻与温度有关,所以在实验室用伏安法测出灯丝的电阻与灯泡正常发光时的电阻不同,算出的功率也不是灯泡正常发光时的额定功率。本方案不是最佳方案。
C、灯泡的额定电压是220V,将灯泡接入220V的电路中,测出灯泡的电流,再用电功率公式求出其功率,即为灯泡的额定功率。
故选:C。
【点评】本题考查的是灯泡额定功率的测量方法,要注意灯丝的电阻与温度有关、灯泡额定电压下的功率才是它的额定功率。
2.(2024秋•上城区校级期末)在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,其原因可能是( )
A.变阻器总电阻太大 B.电压表量程太大了
C.电源电压太低 D.灯泡灯丝断开
【答案】C
【分析】电路连接正确,不是连接故障问题,而是器材的规格问题,从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。
【解答】解:A、变阻器是可以调节的,而且最小可调节至阻值为零,此时灯泡两端电压等于电源电压,因此该选项不合题意。
B、电压表量程的大小,不会影响灯泡两端的电压,不合题意;
C、如果电源电压太低,即使变阻器阻值最小,也有可能达不到灯泡的额定电压,符合题意;
D、如果灯泡灯丝断开,则灯泡不会发光,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】对于出现的电路故障问题,首先从电压表、电流表、滑动变阻器的连接上考虑,如果不是连接问题,可能是元件规格问题。要考虑电压表量程、电流表量程、滑动变阻器规格、电源电压等。
3.(2025•平阳县模拟)用伏安法测小灯泡电功率时,某电表示数如图所示,其示数为( )
A.0.22A B.0.24A C.1.2A D.1.4A
【答案】A
【分析】根据表盘上的字母判定电表的种类;根据电表的量程、分度值、指针的位置读数。
【解答】解:由图可知,电表表盘上标有A,这说明该表是电流表;电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.22A。
故选:A。
【点评】本题考查了电流表的读数,属于基础题。
4.(2025•海曙区一模)为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,某同学设计了如图所示的电路,实验中电源电压保持3V不变,闭合开关,调节滑动变阻器,得到的实验数据如表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
熄灭
微光
暗
较暗
明亮
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
A.多次实验的目的是为了减小误差
B.小灯泡的额定功率为0.48W
C.实验前未闭合开关时,小灯泡的电阻可能为6Ω
D.第1、2两次实验,滑动变阻器电阻的改变量大于小灯泡电阻的改变量
【答案】D
【分析】(1)多次实验的目的:一是求平均值来减小误差;二是寻找普遍规律;
(2)根据实验数据分析回答;
(3)根据表中数据和欧姆定律求出灯泡不发光时的电阻;
(4)根据欧姆定律分别计算通过电路的电流由0.10A变为0.14A,滑动变阻器的电阻变化量和灯泡的电阻变化量,比较即可。
【解答】解:A、在测量小灯泡电功率实验中,多次测量的目的是为了寻找普遍规律,故A错误;
B、小灯泡的电压为额定电压2.5V时,流过的电流为0.28A,
则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W,故B错误;
C、由表中数据可知,灯泡不亮时,电压为0.5V,电流为0.1A,此时灯泡的电阻为:
R15Ω,故C错误;
D、当灯泡两端的电压为0.5V时,通过电路的电流约为0.10A,
滑动变阻器两端的电压为:UH1=U﹣UL1=3V﹣0.5V=2.5V,
滑动变阻器此时接入电路的电阻:RH125Ω,
此时灯泡的电阻为:
R15Ω;
当灯泡两端的电压为1V时,通过电路的电流约为0.14A,
滑动变阻器两端的电压为:UH=U﹣UL2=3V﹣1V=2V,
此时滑动变阻器接入电路的电阻:RH214.3Ω,
此时灯泡的电阻为:
R27.1Ω;
通过电路的电流由0.1A变为0.14A,滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω,电阻变化量为25Ω﹣14.3Ω=10.7Ω;
灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω,电阻的变化量为7.1Ω﹣5Ω=2.1Ω,故小灯泡电阻的变化量ΔR2小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR1,故D正确。
故选:D。
【点评】本题测量小灯泡的额定功率实验,考查了多次实验的目的、数据分析、影响电阻大小因素和欧姆定律的应用。
5.(2025秋•新昌县期末)小科根据图甲所示的电路图连接实物图,测“小灯泡的电功率”,乙图为小灯泡电流、电压的变化曲线图。已知小灯泡的额定电压为2.5伏,电源电压恒为4.5伏。下列说法正确的是( )
A.闭合开关前,滑片P应位于最右端
B.由乙图可知,该小灯泡的额定电功率为0.5瓦
C.为减小实验误差,应将每次计算得到的电功率求出平均值
D.乙图为曲线而不是直线是因为小灯泡电阻会随温度升高而减小
【答案】B
【分析】(1)为了保护电路,闭合开关前,滑片P应位于阻值最大处;
(2)根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流,利用P=UI求出灯泡额定功率;
(3)灯泡在不同电压下的电功率不同;
(4)灯丝电阻随温度升高而增大。
【解答】解:A、为了保护电路,闭合开关前,滑片P应位于阻值最大处,即最左端,故A错误;
B、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0.2A,则小灯泡额定功率为:
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W,故B正确;
C、灯泡在不同电压下的电功率不同,求电功率的平均值没有意义,故C错误;
D、由图乙可知,当灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度升高而增大,故D错误。
故选:B。
【点评】本题测“小灯泡的电功率”实验,考查了注意事项、功率的计算和影响电阻大小因素等知识,属于实验基本能力考查。
6.(2025•深圳模拟)在用“伏安法测小灯泡的电功率”实验中,下列说法不正确的是( )
A.在图甲中,电压表应该并联在灯泡两端
B.闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应放在最左端
C.若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示,则灯泡的电阻RL=24Ω
D.可测得该电路小灯泡的功率P=0.44W
【答案】C
【分析】(1)伏安法测小灯泡的电功率时,电压表应与灯并联,电流表串联在电路中;
(2)为了保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应放阻值最大处;
(3)根据两表选用量程确定分度值读数,利用R求出灯泡的阻值;
(4)根据P=UI求出灯泡的功率。
【解答】解:A、伏安法测小灯泡的电功率时,电压表应与灯并联,电流表串联在电路中,故A正确;
B、为了保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应放阻值最大处,即最左端,故B正确;
C、由图乙可知,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.2V;电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.2A,则灯泡的电阻RL11Ω,故C错误;
D、由C可知,灯泡两端电压和通过灯泡的电流,小灯泡的功率为P=UI=2.2V×0.2A=0.44W,故D正确。
故选:C。
【点评】本题为伏安法测小灯泡的电功率实验,考查电路的连接、注意事项、电表读数、电阻的计算和功率的计算等,难度中等。
7.(2025春•萧山区月考)如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R的阻值已知,根据电压表或电流表的示数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】电功率等于用电器电压和电流的乘积,用公式表示为P=UI,测量小灯泡的电功率实际上就是测量小灯泡两端的电压和电流。
【解答】解:A、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是小灯泡两端的电压,示数计为U1.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点,通过小灯泡的电流表达式为I,则小灯泡电功率的表达式是P=U1I;
B、图中定值电阻和小灯泡并联,电流表测量干路的总电流I,小灯泡两端的电压等于电源电压U.根据欧姆定律和并联电路电流的特点,通过小灯泡的电流表达式为I1=I,则小灯泡电功率的表达式是P=UI1=U(I);
C、图中定值电阻和小灯泡并联,电压表测量电源电压,电源电压已知,电压表的测量是多余的,无法求出通过小灯泡的电流,因此无法测出小灯泡的功率;
D、图中定值电阻和小灯泡串联,电压表测量的是定值两端的电压,示数计为U2.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点,小灯泡两端的电压为U1=U﹣U2,通过小灯泡的电流表达式为I,则小灯泡电功率的表达式是P=U1I。
故选:C。
【点评】测量功率实际上就是电压和电流的测量,要求理解串并联电路中电压和电流的规律,并会在实际电路中应用。
8.(2025•衢江区模拟)小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,他设计了下列四个电路图。图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积,小灯泡的额定电压U0已知,关键是测出额定电流。可以不考虑S1和滑动变电阻的作用,假设都是闭合状态,分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系,看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流。
【解答】解:A、S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流,故不符合题意;
B、S2闭合S3断开,电压表测电灯两端的电压,其上端为正接线柱、下端为负接线柱;S3闭合S2断开,电压表测定值电阻R两端的电压,其上端为负接线柱,下端为正接线柱;电压表的两次接线方法相反,在不改变电路连接方式的情况下,无法进行测量,故不合题意;
C、开关处于1的位置,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U;开关处于2的位置,电压表测量的是灯泡的两端电压U0,则小灯泡的电流为I,小灯泡的额定功率表达式是P=U0IU0,故符合题意;
D、开关处于1的位置,电流表把灯泡和电阻短路,电流表测量滑动电阻的电流;开关处于2的位置,电流表把小灯泡短路,测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定电流,该不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了测灯泡额定功率问题,分析电路图,判断能不能测出灯泡正常发光时流过它的电流是解题的关键;分析开关闭合与断开时电路的连接情况,综合性较强,很容易出错。
9.(2024秋•宁波期末)如图甲所示电路的电源电压为3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏,图乙是小灯泡的I﹣U图像。闭合开关S后,下列判断正确的是( )
A.电压表测的是小灯泡两端的电压
B.电流表示数为0.4安时,小灯泡的电阻是25欧
C.电压表示数为2.5伏时,小灯泡的功率是1.25瓦
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率是0.25瓦
【答案】D
【分析】A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
B、由图象知,当电流为0.4A时,对应的电压为1V,由欧姆定律得出灯的电阻;
C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律得出灯的电压,由图知此时通过灯泡的电流,根据P=UI得出小灯泡的功率;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流,根据串联电路电压的规律求出变阻器的电压,根据P=UI求出变阻器的功率。
【解答】解:A、由图可知,闭合开关S后,灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流,故A错误;
B、由灯泡的I﹣U图象可知,当电流为0.4A时,灯泡的电压为1V,由欧姆定律可得,灯的电阻:RL2.5Ω,故B错误;
C、电压表示数为2.5V时,由串联电路电压的规律可得灯两端的电压为:UL′=U﹣U滑′=3V﹣2.5V=0.5V,
由图象可知,灯的电压为0.5V时电流为0.3A,则小灯泡的功率:PL′=UL′I′=0.5V×0.3A=0.15W,故C错误;
D、小灯泡的电压等于额定电压2.5V时,灯正常发光,由图象可知灯的额定电流为0.5A,
根据串联电路电压的规律,变阻器的电压为:U滑=U﹣UL额=3V﹣2.5V=0.5V,
此时滑动变阻器的功率:P滑=U滑I滑=0.5V×0.5A=0.25W,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用,关键是从图中获取有效的信息。
10.(2025秋•鄞州区校级期中)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为6V,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V,滑动变阻器规格“50Ω 1A”,小灯泡规格“2.5V 0.625W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是( )
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电路的最大电功率是1.8W
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是14~50Ω
D.电流表的示数变化范围是0.1~0.3A
【答案】C
【分析】由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流和灯泡两端的电压变化情况;
(2)知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=UI求出灯泡的额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值,再根据P=UI求出该电路的最大功率;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流。
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)当滑动变阻器滑片向右滑动,接入电路中的电阻变大时,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小;根据U=IR可知灯泡两端的电压变小,即电压表示数变小;故A错误;
(2)根据P=UI可得,灯的额定电流:IL额0.25A,
因串联电路中各处的电流相等,且电流表的量程为0~0.6A,所以,电路中的最大电流为Imax=0.25A,
由I可得灯泡的电阻:
RL10Ω,
电路中的总电阻:
Rmin24Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑min=Rmin﹣RL=24Ω﹣10Ω=14Ω;
由于没有限制电路的最小电流,所以滑动变阻器的电阻可以调到最大,因此滑动变阻器接入电路的阻值为14~50Ω;故C正确;
该电路的最大功率:Pmax=UImax=6V×0.25A=1.5W,故B错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,此时电路中的最小电流:
Imin0.1A,则电流表示数的变化范围是0.1A~0.25A,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流。
11.(2025秋•北仑区期末)小科同学做“测定小灯泡电功率”的实验,设计的电路图如图1所示,电源电压是3V,小灯泡的额定电压是2.5V。
(1)用笔画线代替导线,连接完整如图1所示的实物电路。
(2)将滑动变阻器滑片P移到阻值最大处,闭合开关,随后移动滑片P到某处时,电压表示数如图2所示,若小科想测量小灯泡的额定功率,应 减小 (选填“增大”或“减小”)滑动变阻器接入电路中的阻值。
(3)多次测量,根据记录的数据,得到通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图3,根据图像提供的信息,小灯泡的额定功率为 0.5 W。
(4)由于电压表的实际内阻并非无穷大,工作时有微弱的电流通过。实验中灯泡两端电压达到额定电压时,小灯泡额定功率的测量值 大于 真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1);
(2)减小;
(3)0.5;
(4)大于。
【分析】1.电路连接:在做“测定小灯泡电功率”的实验中电流表串联在电路中测量流过灯泡的电流,电压表并联在灯泡两端测量灯泡两端的电压,结合电源为2节干电池可知电压表选用0~3V量程即可,据此完成电路连接。
2.电表读数:能够准确读取电压表的示数。电路动态分析:理解串联电路的分压原理,并能根据实验要求(使灯泡电压达到额定电压)判断如何调节滑动变阻器。
3.数据处理与计算:能从I﹣U图像中读取特定电压下的电流值,并运用电功率公式P=UI进行计算。
4.误差分析:理解伏安法测功率中,由于电表内阻非理想(电压表分流或电流表分压)所导致的系统误差,并能判断测量值与真实值的大小关系。
【解答】解:(1)在做“测定小灯泡电功率”的实验中电流表串联在电路中测量流过灯泡的电流,电压表并联在灯泡两端测量灯泡两端的电压,结合电源为2节干电池可知电压表选用0~3V量程即可,据此完成电路连接:
。
(2)读取图2中电压表的示数。电压表选择的量程是0∼3V,分度值为0.1V,所以示数为1.8V。小灯泡的额定电压为2.5V。当前电压1.8V小于额定电压2.5V。要使小灯泡两端的电压增大到2.5V,根据串联电路的分压原理,需要减小滑动变阻器两端的电压,即减小滑动变阻器接入电路的电阻。
(3)额定功率是在额定电压下工作时的功率。小灯泡的额定电压U额定=2.5V。在图3的I﹣U图像中,找到横坐标为2.5V的点,该点对应的纵坐标(电流)为 I额定=0.2A。根据电功率公式P=UI,计算小灯泡的额定功率:P额定=U额定×I额定=2.5V×0.2A=0.5W。
(4)该实验采用的是电流表外接法。电压表测量的是小灯泡两端的电压U测,这个值是准确的。电流表测量的是干路电流,即通过小灯泡的电流IL和通过电压表的电流IV之和。所以电流表的示数I测=IL+IV。由于电压表内阻不是无穷大,所以会有电流IV流过,即IV>0。因此,电流表的测量值I测大于通过小灯泡的真实电流IL。功率的测量值P测=U测×I测,功率的真实值P真=U测×IL。因为I测>IL,所以P测>P真。测量值大于真实值。
故答案为:(1);
(2)减小;
(3)0.5;
(4)大于。
【点评】本题是电学实验中的经典题型,全面考察了学生对伏安法测功率实验的理解。
12.(2026•舟山模拟)图甲是小科测定小灯泡额定功率的实验电路,小灯泡上标有“3.8V”字样,部分器材已连接完整。
(1)请补充实物图甲的电路连接(要求:滑片在向右移动时,小灯泡亮度逐渐变暗)。
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关,小科发现小灯泡发光,但电压表的示数超过了3.8V,若要顺利完成实验,需要更换某些仪器,以下仪器符合要求的是 BC 。(填字母,可多选)
A.最大阻值更小的滑动变阻器
B.最大阻值更大的滑动变阻器
C.电压更小的电源
D.电压更大的电源
(3)更换合适仪器后,小科调节滑动变阻器,使电压表示数恰好为3.8V,此时电流表示数如图乙所示,则此灯泡的额定功率为 1.14 W。
(4)记录数据后,小科未及时断开开关,一段时间后观察到电流表示数变小,电压表示数变大。产生该现象的原因是 灯丝的电阻随温度的升高而变大 。
【答案】(1);(2)BC;(3)1.14;(4)灯丝的电阻随温度的升高而变大。
【分析】(1)滑片在向右移动时,小灯泡亮度逐渐变暗,则电路电流变小,电阻变大,据此确定变阻器左下接线柱连入电路中;
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关,小科发现小灯泡发光,但电压表的示数超过了3.8V,可知变阻器分得的电压过小,是因为变阻器的最大电阻过小,或电源电压过大;
(3)根据电流表选用小量程确定分度值读数,根据P=UI得出此灯泡的额定功率;
(4)未及时断开开关,一段时间后观察到电流表示数变小,电压表示数变大,由欧姆定律可知,灯的电阻变大,据此分析。
【解答】解:(1)要求滑片在向右移动时,小灯泡亮度逐渐变暗,则电路电流变小,电阻变大,故变阻器左下接线柱连入电路中,如下所示:
(2)正确连接电路后,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处,闭合开关,小科发现小灯泡发光,但电压表的示数超过了3.8V,可知变阻器分得的电压过小,是因为变阻器的最大电阻过小,故可换用最大阻值更大的滑动变阻器,或换用电压更小的电源,故选:BC。
(3)更换合适仪器后,小科调节滑动变阻器,使电压表示数恰好为3.8V,此时电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流为0.3A,则此灯泡的额定功率为
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
(4)记录数据后,小科未及时断开开关,一段时间后观察到电流表示数变小,电压表示数变大,由欧姆定律可知,灯的电阻变大,产生该现象的原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大。
故答案为:(1);(2)BC;(3)1.14;(4)灯丝的电阻随温度的升高而变大。
【点评】本题测定小灯泡额定功率,考查电路连接、对器材的要求及欧姆定律的运用。
13.(2025秋•南浔区期末)在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2V”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)连接电路时,滑动变阻器应该滑到 B 端(填“A”或“B”)。
(2)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着 电压表 (填“电流表”或“电压表”),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 0.56 W。
(3)现有规格为A:“10Ω 2A”、B:“20Ω 1A”和C:“50Ω 0.2A”的三个滑动变阻器可供选择,应选择 B (填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。
【答案】(1)B;
(2)电压表;0.56;
(3)B。
【分析】(1)考查实验安全操作。为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器应置于最大阻值处。
(2)考查实验调节过程和功率计算。测量额定功率的核心是使灯泡两端电压达到额定电压,因此调节时应观察电压表。然后根据额定电压和对应的额定电流,利用公式P=UI计算额定功率。
(3)考查滑动变阻器的选择。选择依据有两个:一是允许通过的最大电流必须大于电路中的最大工作电流;二是最大阻值必须足够大,以保证能将灯泡两端的电压调节到额定电压。
【解答】解:(1)在连接电路时,为防止闭合开关瞬间电流过大损坏电路元件,滑动变阻器的滑片应置于其最大阻值处。根据图甲的接法,滑片应滑到 B 端。
(2)闭合开关后,小灯泡发光很暗,说明其两端电压低于额定电压。为了使小灯泡正常发光,需要调节滑动变阻器,使其两端电压达到额定电压2V。因此,在移动滑片的过程中,眼睛应该看着 电压表,直到其示数为2V为止。当小灯泡正常发光时,电压为 U额=2V。此时,由图乙可知,电流表选用0~0.6A量程,其示数为I额=0.28A。
所以,小灯泡的额定功率为:P额=U额×I额=2V×0.28A=0.56W。
(3)选择滑动变阻器需要满足两个条件:
①允许通过的最大电流应大于电路中的工作电流。小灯泡的额定电流为0.28A,而C选项“50Ω 0.2A”允许的最大电流为0.2A,小于0.28A,故排除C。
②最大阻值应能使灯泡两端电压调节至额定电压。当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压为U滑=U电源−U额=6V−2V=4V。此时滑动变阻器接入电路的电阻为R滑14.3Ω。
这意味着所选滑动变阻器的最大阻值必须大于14.3Ω。
A选项“10Ω 2A”的最大阻值为10Ω,小于14.3Ω,不满足要求。
B选项“20Ω 1A”的最大阻值为20Ω,大于14.3Ω,且允许的最大电流1A也满足要求。
因此,应选择 B
故答案为:(1)B;
(2)电压表;0.56;
(3)B。
【点评】本题是典型的“伏安法测小灯泡电功率”的实验探究题,综合考查了电路连接规范、实验操作、电表读数、电功率计算以及实验器材的选择。
14.(2026•定海区一模)小科在测定“小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 B (填“A”或“B”)端。
(2)小科连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某一位置时,电压表的示数如图乙,若要测量小灯泡的额定功率,接下来的操作是 向左移动变阻器的片,使电压表示数为2.5V 。
(3)记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到通过小灯泡的电流与它两端的电压关系图像如图丙。图中阴影部分面积S1表示小灯泡两端电压为1V时,小灯泡的实际功率。结合图像回答:小灯泡的额定功率为 0.75 W;实验过程中电源电压恒为3V,当小灯泡正常发光时,阴影部分面积S2表示的含义是 滑动变阻器的功率 。
【答案】(1)B;(2)向左移动变阻器的片,使电压表示数为2.5V;(3)0.75;滑动变阻器的功率。
【分析】(1)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
(2)灯在额定电压下正常发光,根据图中电压表选用的小量程读数,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向。
(3)已知小灯泡的额定电压为2.5V,乙图读出此时的电流,根据公式P=UI求出额定功率;电源电压与灯泡两端电压的差值,根据串联电路电压规律可知是变阻器两端电压,而纵坐标是此时电路中的电流,由此可判断阴影部分面积代表的含义。
【解答】解:(1)闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即B端。
(2)灯在额定电压下正常发光,图中电压选用小量程,分度值为0.1V,示数为1.2V,小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小变阻器的电压,由分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻大小,故接下来的操作是向左移动变阻器的片,使电压表示数为2.5V。
(3)从图乙中可知,当电压表的示数为2.5V时,电路中的电流为0.3A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
阴影部分面积S的横坐标表示的是变阻器两端电压,与电流的乘积表示是滑动变阻器的功率,因此阴影部分面积S,表示是滑动变阻器的功率。
故答案为:(1)B;(2)向左移动变阻器的片,使电压表示数为2.5V;(3)0.75;滑动变阻器的功率。
【点评】本题测灯的额定电功率,考查注意事项、操作过程等知识。
15.(2026•上城区一模)为了测定小灯泡的电功率,小科利用电压为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
(1)小科连接好电路闭合开关后发现电压表读数为0V,电流表指针发生偏转,电路出现的故障是小灯泡 短路 ;(填“短路”或“断路”)
(2)小科排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片,某一时刻电压表的示数如图乙所示,其示数为 1.5 伏;
(3)读数后为了测定小灯泡的额定功率,小科接下来的操作是 移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,并读出此时电流表的示数 ;
(4)小科多次实验,画出小灯泡的I﹣U关系如图丙所示,并划分为6块区域,面积分别为S1~S6。当电流为I2时小灯泡的实际功率可以用图丙中的 C 表示;
A.S1
B.S2+S4+S5
C.S1+S2+S4+S5
【答案】(1)短路;(2)1.5;(3)移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,并读出此时电流表的示数;(4)C。
【分析】(1)电路故障分析:根据电流表和电压表的示数情况,结合电路连接方式,判断电路故障类型。电流表有示数表明电路为通路,电压表示数为零表明其并联的用电器两端电压为零,由此可判断故障原因。
(2)电表读数:首先确认电压表所选用的量程,然后根据指针在表盘上的位置进行准确读数。
(3)实验操作:明确实验目的为测量小灯泡的额定功率,因此需要将小灯泡两端的电压调节至其额定电压,并记录此时的电流值。
(4)图像分析:理解I﹣U图像中,图线上某点与坐标轴围成的矩形面积代表该状态下的电功率P=UI。根据题目要求,找到对应电流下的功率所代表的面积区域。
【解答】解:(1)闭合开关后,电流表指针发生偏转,说明电路是通路。电压表并联在小灯泡两端,其读数为0V,说明小灯泡两端的电压为0。在通路中,用电器两端电压为0,表明该用电器被短路。因此,电路出现的故障是小灯泡短路。
(2)由图乙可知,电压表选用的是0~3V的量程,其分度值为0.1V。指针指向1.5V的位置,所以其示数为1.5伏。
(3)实验目的是测定小灯泡的额定功率,而小灯泡的额定电压为2.5V。当前电压为1.5V,低于额定电压。为了测定额定功率,应调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压达到额定电压。因此,接下来的操作是:移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,并读出此时电流表的示数。
(4)在I﹣U图像中,某一点的功率等于该点对应的电压和电流的乘积,即P=UI,这在图像上表现为该点与坐标原点构成的矩形面积。
由图丙可知,当电流为I2时,小灯泡两端的电压为2V。此时的实际功率为P2=2V×I2。
从丙图可知:P2这个矩形面积由S1,S2,S4,S5 五个区域组成。
所以,当电流为I2时小灯泡的实际功率可以用图丙中的S1+S2+S4+S5表示。
故选 C。
故答案为:(1)短路;(2)1.5;(3)移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,并读出此时电流表的示数;(4)C。
【点评】本题综合考查了“伏安法测小灯泡电功率”实验中的多个核心知识点。
16.(2026•余杭区一模)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡L1额定电压为2.5V,电源电压为4.5V,滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
实验次数
灯泡两端
通过灯泡的电流I
发光情况
灯泡的电功率P
1
2
0.24
较暗
0.48
2
2.5
0.3
正常发光
3
3
0.32
较亮
0.96
请回答:
(1)如图所示电路,有一根导线连接错误,请在错误的导线上打“×”,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)纠正错误后,继续进行实验,移动滑动变阻器滑片,将数据记入表格,如表所示:
①该实验的数据记录表格中不够规范的地方是 物理量少单位 。
②小灯泡L1的额定功率P1= 0.75 W。
(3)小科想比较另一个额定电压同为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系,他先断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不变,再用小灯泡L2替换小灯泡L1,闭合开关后,发现电压表示数为2.3V。依据上述现象,可推断出P1 < P2(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1);
(2)①物理量少单位;②0.75;
(3)<。
【分析】(1)本实验电压表要与灯泡并联;
(2)①物理量应有单位;
②根据表中数据可知灯在额定电压下的电流,根据P=UI得出小灯泡L1的额定功率。
(3)将L1替换为L2,根据串联电路电压规律、串联分压原理、欧姆定律和电功率公式可得到两个灯泡额定功率的关系。
【解答】解:(1)本实验电压表要与灯泡并联,如下所示:
(2)①物理量应有单位,该实验的数据记录表格中不够规范的地方是物理量少单位。
②根据表中数据可知,灯在额定电压下的电流为0.3A,小灯泡L1的额定功率
P1=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)将L1替换为L2,电压表示数由2.5V降为2.3V,即小灯泡L2两端的电压为2.3V(小于额定电压2.5V),电路电源电压不变,根据串联电路电压的规律可知,变阻器两端的电压增加(增加了0.2V),
又因为变阻器接入电路的阻值不变,根据欧姆定律可知,此时电路中的电流变大,记为I2,
要使小灯泡L2正常发光,根据串联电路电阻分压的规律可知,滑动变阻器接入电路中的电阻要减小,直至小灯泡L2两端的电压增大为2.5V,此时电路中的总电阻减小,
电路电源电压不变,由欧姆定律可知电路电流增加,记为I3,则有0.3A<I2<I3,
小灯泡L2的额定功率P2=2.5V×I3,故:P1<P2。
故答案为:(1);
(2)①物理量少单位;②0.75;
(3)<。
【点评】本题测量小灯泡额定功率,考查电路连接、灯泡额定功率与额定电压的关系、电功率公式的应用、串联电路的规律等内容等。
17.(2025秋•金东区期末)在测定“小灯泡电功率”实验中,电源电压4.5V,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电压表无示数,电流表有示数,其原因可能是 BC ;
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.电压表短路
D.电压表断路
(3)调节滑动变阻器滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I﹣U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W;
(4)小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图乙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方变化的关系图,则下图中正确的是 C 。
A.
B.
C.
【答案】(1);
(2)BC;
(3)0.5;
(4)C。
【分析】(1)由欧姆定律得出灯泡正常发光时的电流,确定电流表选0∼0.6A的量程与灯泡串联;
(2)闭合开关,移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,其原因可能是小灯泡或电压表短路;
(3)由图乙可知灯泡电压为2.5V时电流大小,根据P=UI得出小灯泡的额定功率;
(4)根据P=I2R结合电阻的变化分析。
【解答】解:(1)已知小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,由欧姆定律可知,灯泡正常发光时的电流约为;
所以电流表应选0∼0.6A的量程与灯泡串联,作图如下:
(2)闭合开关,移动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,说明电路为通路,电压表无示数,其原因可能是小灯泡或电压表短路。若小灯泡断路,电流表不可能有示数,若电压表断路,小灯泡应能够发光。故BC符合题意,AD不符合题意。
故选:BC。
(3)由图乙可知,灯泡电压为2.5V时的电流为0.2A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W;
(4)由图乙可知,灯泡电压变大时,电流也变大,但是电流的增速减慢,根据可知灯泡的电阻变大。根据P=I2R,小灯泡的电功率P随电流的平方变化的关系图像的斜率表示灯泡的电阻,所以图像的斜率应是变大的。故AB错误,C正确。
故选:C。
故答案为:(1);
(2)BC;
(3)0.5;
(4)C。
【点评】本题测电灯的电功率,考查电路连接、故障分析及影响电阻大小的因素。
18.(2025秋•温州校级月考)小艺用图甲所示电路来测量小灯泡的功率,电源电压3伏,小灯泡的额定电压为2.5伏。
(1)小艺先闭合开关,再将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小文指出小艺的实验操作存在错误,正确的操作应是: 连接电路时要断开开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处 ;
(2)小艺进行了六次实验,记录实验数据并在U﹣I图像中描点,得到小灯泡的电流与两端电压的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知:小灯泡的额定功率为 0.75 W。
(3)白炽灯泡与实验中的小灯泡一样,其电阻也会随温度的变化而变化,请解释白炽灯泡在刚闭合开关的瞬间最容易烧坏的原因: 开关闭合瞬间,灯丝电阻小,根据P,电压U一定时,电阻R越小,实际功率越大,产生热量快,所以灯泡容易烧坏 。
(4)实验结束后,小艺继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究,并画出了滑动变阻器对应的U﹣I图像(如图丙),请在图丙中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条来表示。 ① 。
【答案】(1)连接电路时要断开开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;(2)0.75;(3)开关闭合瞬间,灯丝电阻小,根据P,电压U一定时,电阻R越小,实际功率越大,产生热量快,所以灯泡容易烧坏;(4)①。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时要断开开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;
(2)根据图乙知灯在额定电压下的电流为0.3A,根据P=UI得出小灯泡的额定功率;
(3)开关闭合瞬间,灯丝电阻小,根据P分析;
(4)电源电压为3V,灯的U﹣I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点,表示灯的电压与变阻器的电压相等(串联电路各处的电流相等),由串联电路电压的规律可知此时灯与变阻电压的电压大小,据此回答。
【解答】解:(1)小艺先闭合开关,再将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小文指出小艺的实验操作存在错误,正确的操作应是:连接电路时要断开开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;
(2)根据图乙知,灯在额定电压下的电流为0.3A,小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
(3)开关闭合瞬间,灯丝电阻小,根据P,电压U一定时,电阻R越小,实际功率越大,产生热量快,所以灯泡容易烧坏;
(4)由题知,电源电压为3V,灯的U﹣I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点,表示灯的电压与变阻器的电压相等(串联电路各处的电流相等),故由串联电路电压的规律,此时灯与变阻器的电压都为1.5V,由下图知,只有图3中的虚线①符合这个条件。。
故答案为:(1)连接电路时要断开开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处;(2)0.75;(3)开关闭合瞬间,灯丝电阻小,根据P,电压U一定时,电阻R越小,实际功率越大,产生热量快,所以灯泡容易烧坏;(4)①。
【点评】本题测量小灯泡的功率,考查注意事项、影响电阻的大小及串联电路的规律。
19.(2025•莲都区二模)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡上标有“2.5V”字样,电源电压为4.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求连完后可直接闭合开关。
(2)闭合开关,发现灯泡不亮。该组同学推测可能是由于灯泡两端电压过小导致,为了验证该猜想,只需将 滑动变阻器滑片位置改变,观察灯泡是否发光 (填实验操作)。
(3)移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡两端电压为额定电压时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.8 W。
(4)实验后,该组同学想利用该电路探究“电流与电阻的关系”。分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡,测得的电流与电阻的关系如图丙所示。若要顺利完成上述实验,应选滑动变阻器的规格为 B (填字母)。
A.20Ω 0.6A
B.50Ω 0.5A
C.30Ω 0.3A
【答案】(1);(2)滑动变阻器滑片位置改变,观察灯泡是否发光;(3)0.8;(4)B。
【分析】(1)根据滑动变阻器滑片位置确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮;该组同学推测可能是由于灯泡两端电压过小导致,为了验证该猜想,可以通过移动滑动变阻器滑片改变灯泡两端电压;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)根据图丙中的数据利用U=IR求出定值电阻两端电压;探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入20Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,进而确定滑动变阻器的规格。
【解答】解:(1)由图甲可知,滑动变阻器滑片位于最左端,为了保护电路,滑动变阻器应选择右下接线柱与开关串联在电路中,如下图所示:
;
(2)闭合开关,发现灯泡不亮;该组同学推测可能是由于灯泡两端电压过小导致,为了验证该猜想,可以通过移动滑动变阻器滑片改变灯泡两端电压;故只需将滑动变阻器滑片位置改变,观察灯泡是否发光;
(3)当小灯泡两端电压为额定电压时,电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.32A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.32A=0.8W;
(4)由图丙可知,定值电阻两端电压为UV=IR=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V;
实验中使用的定值电阻阻值最大为20Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=4.5V﹣2V=2.5V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1.25倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=1.25×20Ω=25Ω,即所选择的滑动变阻器的最大阻值不能小于25Ω,且电路中的最大电流为0.4A,故选:B。
故答案为:(1);(2)滑动变阻器滑片位置改变,观察灯泡是否发光;(3)0.8;(4)B。
【点评】本题测量小灯泡的电功率实验,考查了电路连接、实验操作、电功率的计算、控制变量法和欧姆定律的应用等知识。
20.(2025•拱墅区校级模拟)小安在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡L的额定电流为0.5A,电源电压可调,滑动变阻器R的规格为“30Ω 1A”。
(1)请根据图甲所示电路图,用笔画线代替导线将图乙中未完成的电路连接好。
(2)将电源电压调为4V,开关S闭合后,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,电路中存在的故障可能是 灯短路 。
(3)排除故障后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡正常发光。此时,电压表的示数如图丙所示,小灯泡的额定功率为 1.25 W。
(4)小安用10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别替代小灯泡,用该实验装置探究“电流与电阻的关系”。设定定值电阻两端的电压恒为2V,为了顺利完成实验,则电源电压的调节范围为 2V~5V 。
【答案】(1)如上图所示;(2)灯短路;(3)1.25;(4)2V~5V。
【分析】(1)根据使滑动变阻器的滑片向右移动时变阻器的阻值变大,确定下面接入的接线柱;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关S后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的支路可能短路;
(3)要使灯泡正常发光,通过灯泡的电流应等于其额定电流,若电流过小,则应减小滑动变阻器的阻值,即向左调节;根据电压表选用量程确定分度值读数;根据P=UI算出小灯泡的额定功率;
(4)根据串联电路的规律和分压原理分析。
【解答】解:(1)根据使滑动变阻器的滑片向右移动时变阻器的阻值变大,确定将下面的左边的接线柱与灯泡串联接入电路中,如下图所示:
;
(2)为了保护电路,连接电路时,开关应处于断开状态;闭合开关S后,发现小灯泡不发光,电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的支路可能短路,即灯短路;
(3)排除故障后,将电源电压调为4.5V,闭合开关S,移动滑片,当滑片位于某一位置时,电流表示数为0.3A,为使小灯泡正常发光,达到额定电流0.5A,应减小滑动变阻器的阻值,该将滑片向左调节。
当小灯泡正常发光时,电压表的示数如图丙所示,电压表选用的量程为0~3V,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(4)用10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻分别替代灯泡,用该装置探究了电流与电阻的关系,设定不变的电压值为2V,根据串联电路的分压规律可知,电阻越大,分担的电压越大,当接入20Ω的电阻,滑动变阻器阻值调到最大值时,电源电压是最大的,根据串联电路的分压规律可知,R:R'=2V:U',则滑动变阻器两端的最大电压为:
U'2V2V=3V,
根据串联电路的电压特点可知,电源的最大电压为:
2V+3V=5V;
滑动变阻器阻值调到零时,电源电压是最小的,电源电压等于定值电阻两端电压,为2V,故电源电压可设定的范围可以为2~5V。
故答案为:(1)如上图所示;(2)灯短路;(3)1.25;(4)2V~5V。
【点评】本题考查了伏安法测小灯泡额定功率的实验,考查了连接实物图、电路故障的判断、电表读数、电功率的计算,综合性较强,有一定的难度。
21.(2025秋•温州月考)图甲为某小灯泡的电压﹣电流关系图,在“测定小灯泡的电功率”的实验中,使用如图乙所示的电路,其中电源电压保持6V不变,小灯泡额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图乙中把电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图丙所示;此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 D 端移动(选填:“C”或“D”)。
(3)为能顺利完成该实验探究,下列四种规格的滑动变阻器应选用 D 。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器
B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器
D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
(4)如表为某同学的实验记录分析表:
实验次数
电压表示数U(V)
电流表示数I(A)
功率P(W)
额定功率P额(W)
1
2.0
0.25
0.5
P额0.76
2
2.5
0.3
0.75
3
3.0
0.34
1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请说明理由。 不合理,灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义 。
【答案】(1);(2)D;(3)D;(4)不合理,原因是:灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义。
【分析】(1)变阻器按一上一上连入电路中,根据甲图可知,电流不大于0.6A,确定电流表选用小量程与变阻器串联;
(2)根据电压表选用小量程确定分度值读数,灯在额定电压下正常发光,由串联电路电压规律及分压原理分析;
(3)由图甲知,灯在额定电压下的电流为0.3A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律得出此时变阻器连入电路的电阻,考虑到电流大小,确定选用的滑动变阻器;
(4)灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义。
【解答】解:(1)变阻器按一上一上连入电路中,根据甲图可知,电流不大于0.6A,故电流表选用小量程接变阻器的A接线柱,如下所示:
(2)闭合开关,移动滑片至某一位置时,发现电压表的示数如图丙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,电压为2.2V,小于灯的额定电压2.5V,要增大灯的电压减小变阻器的电压,由分压原理,要减小变阻器连入电路的电阻,此时为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向D端移动;
(3)由图甲知,灯在额定电压下的电流为0.3A,根据串联电路电压的规律及欧姆定律,此时变阻器连入电路的电阻为
R滑11.7Ω>10Ω
考虑到电流大小,为能顺利完成该实验探究,滑动变阻器应选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器,故选:D。
(4)该同学处理不合理,原因是:灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义。
故答案为:(1);(2)D;(3)D;(4)不合理,原因是:灯在额定电压下的功率为额定功率,灯在不同电压下的电功率不同,取平均值没有意义。
【点评】本题“测定小灯泡的电功率”的实验,考查电路连接、操作过程、器材选择和数据处理的方法。
22.(2025•慈溪市校级模拟)小华和小红两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中所用器材规格均相同,小灯标有“3.8V”字样,电源电压为6伏且保持不变,他们各自按电路图连接电路。
(1)小华同学实验步骤正确,闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表示数为0.3A,接下来他移动滑动变阻器的滑片,观察到小灯始终不亮,电流表示数会变化、但电压表示数始终为零。若电路中只有一处故障且只发生在小灯L或滑动变阻器R上,电路故障是 小灯泡短路 。
(2)小华实验时,其部分实验数据和现象记录如下表.
实验次数
电压表示数/V
电流表示数/A
灯泡亮度
1
1
0.1
较暗
2
3.8
正常发光
3
4
0.36
强烈发光
由于小华粗心大意,没有记录灯泡正常发光时电流表的示数,于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻:,再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率:。请你帮他判断,小灯泡的额定功率应 小于 1.444W。(选填“大于”“等于”、“小于”)
(3)小红按电路图正确接线,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,灯泡正常发光时,电压表指针偏转角度较小,且指针未对准刻度线,会产生较大误差,经思考小红将电路略做改动依然完成了实验,他的改动是: 电压表并联在滑动变阻器两端 。然后闭合开关,移动变阻器的滑片,当电压表示数为 2.2 V时,小灯泡正常发光,若此时滑动变阻器的阻值为10Ω,可得出小灯泡的额定功率为 0.836 W。
【答案】(1)小灯泡短路;(2)小于;(3)电压表并联在滑动变阻器两端;2.2;0.836。
【分析】(1)小灯泡不发光说明灯泡短路或电路中电流过小或电路某处断路,电流表的示数为0.3安说明不可能断路或电路中的电流过小。
(2)灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,由电功率公式P分析答题。
(3)灯泡正常发光时,发现电压表指针偏转角度很小说明电压表选择的量程过大,电源电压为6V,灯泡额定电压为3.8V,根据串联电路电压特点求得滑动变阻器电压为2.2V,超过0~3V量程的一半,即电压表用3V的量程且与滑动变阻器并联即可完成实验;利用欧姆定律求出此时电路中电流,再利用P=UI求额定功率。
【解答】解:(1)小灯泡不发光说明灯泡短路或灯泡断路或滑动变阻器断路,电流表的示数为0.3A,说明灯泡不可能断路、滑动变阻器不可能断路,故电路中存在的故障可能是小灯泡短路。
(2)灯泡电阻受温度影响,随温度升高而增大,灯泡正常发光时的温度比测第一组数据时的温度高,电阻阻值大于10Ω,由可知灯泡的额定功率应小于1.444W。
(3)灯泡的额定电压为3.8V,电压表并联在灯泡的两端,电压表选择0~15V,但偏转角度太小、且指针未对准刻度线,误差较大;当灯泡正常发光时,灯泡和滑动变阻器串联在电路中,电源电压为6V,要使灯泡电压为3.8V,滑动变阻器两端电压U滑=6V﹣3.8V=2.2V,
故电压表选0~3V的量程,然后与滑动变阻器并联。
小灯泡正常发光,此时滑动变阻器的阻值R滑=10Ω,
电路中的电流:
;
小灯泡的额定功率:
P额=U额I=3.8V×0.22A=0.836W。
故答案为:(1)小灯泡短路;(2)小于;(3)电压表并联在滑动变阻器两端;2.2;0.836。
【点评】此题是测量灯泡的额定功率实验,考查了故障分析、电功率公式以及欧姆定律的应用,其中还涉及到了串联分压的知识及串联电路中电压和电流的关系,属于难题。
23.(2025秋•瑞安市月考)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
(1)小科连接好如图甲所示的电路后,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于 N 端(选填“M”或“N”)。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电压表示数为3V,你认为产生该现象的原因是 滑动变阻器 发生了断路。
(3)排除故障后小科移动滑动变阻器的滑片,测量出了4组实验数据,对应于如图乙图像中的A、B、C、D四点,其中I为通过滑动变阻器的电流,U为滑动变阻器两端电压。则小灯泡的额定功率为 0.625 W。
(4)小科通过计算指出曲线上E点并不是实验直接测得的数据,他的理由是 由图中E点可知滑动变阻器需接入电路的电阻25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω 。
【答案】(1)N;
(2)滑动变阻器;
(3)0.625;
(4)由图中 E 点可知滑动变阻器需接入电路的电阻 25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
【分析】(1)为保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电路可断路,根据电压表示数为3V分析。
(3)图中电压表测变阻器的电压,灯在额定电压下正常发光,得出此时变阻器的电压,从而得出灯的额定电流,根据P=UI得出小灯泡的额定功率。
(4)曲线上E点对应的电流为0.1A,电压为2.5V,由欧姆定律变阻器连入电路的电阻,并与变阻器的最大电阻比较。
【解答】解:(1)为保护电路,闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的N端。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电流表示数为0,电路可断路,电压表示数为3V,电压表与电源连通,产生该现象的原因是变阻器发生了断路。
(3)图中电压表测变阻器的电压,灯在额定电压下正常发光,故灯变阻器的电压为
U=3V﹣2.5V=0.5V时,灯正常发光,由图知此时灯的额定电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
P=U灯I灯= 2.5V×0.25A=0.625W。
(4)曲线上E点对应的电流为0.1A,电压为2.5V,由欧姆定律变阻器连入电路的电阻为
R滑25Ω>20Ω
并不是实验直接测得的数据,他的理由是 由图中 E 点可知滑动变阻器需接入电路的电阻25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
故答案为:(1)N;
(2)滑动变阻器;
(3)0.625;
(4)由图中 E 点可知滑动变阻器需接入电路的电阻 25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
【点评】(1)N;
(2)滑动变阻器;
(3)0.625;
(4)由图中 E 点可知滑动变阻器需接入电路的电阻 25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
24.(2025•浙江模拟)某实验小组利用如图甲所示装置做“测量小灯泡的电功率”实验,所用小灯泡L的额定电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20Ω,1A”,电源电压恒为4.5V。
(1)图甲所示的实物图中连接有误,只需改动一根导线,即可使连线正确。请在接错的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)电路连接正确后,调节滑片,使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.95W 。
(3)实验小组的同学发现,当滑动变阻器阻值增大时,电流减小,但滑动变阻器两端的电压增大,那滑动变阻器的电功率如何变化呢?实验小组的同学将小灯泡换成10Ω的定值电阻,并测得实验数据如表所示。请将表格中数据填写完整:“?”处应填 2.2 。
实验次数
1
2
3
4
5
电流表示数(A)
0.18
0.20
0.22
0.30
0.40
电压表示数(V)
1.8
2.0
?
3.0
4.0
(4)分析表中数据,滑动变阻器与定值电阻串联时,滑动变阻器消耗的电功率变化情况为 先增大后减小 。
【答案】故答案为:(1);
(2)0.95W;
(3)2.2;
(4)先增大后减小。
【分析】(1)分析图甲电路的连接,找出错误之处,本实验中电压表应并联再小灯泡两端,电流表串联在电路中;
(2)由图乙根据电流表接小量程确定分度值读数,根据P=UI得出小灯泡的额定功率;
(3)更换定值电阻后,由于定值电阻阻值不变,则电压与电流的比值不变,结合欧姆定律分析;
(4)根据表中数据,由串联电路电压的规律及P=UI得出1、2、3、4、5次实验变阻器消耗的电功率,据此分析。
【解答】解:(1)由图甲可知,电压表串联在了电路中,测量小灯泡电功率实验中,电压表应并联再小灯泡两端,修改如下图所示:
(2)由图乙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.38A,则小灯泡的额定功率为
P=UI=2.5V×0.38A=0.95W
(3)更换定值电阻后,由于定值电阻阻值不变,则电压与电流的比值不变,根据表格数据可知定值电阻的阻值为
则题中“?”处电压为U1=I1R=0.22A×10Ω=2.2V
(4)根据串联电路电压的规律及P=UI可知,1、2、3、4、5次实验变阻器消耗的电功率为
P1=U滑I1=(U﹣U1)I1=(4.5V﹣1.8V)×0.18A=0.486W
同理,第2、3、4、5次实验变阻器消耗的电功率分别为0.5W、0.506W、0.45W、0.2W,可知变阻器消耗的电功率变化情况为先增大后减小。
故答案为:(1);
(2)0.95W;
(3)2.2;
(4)先增大后减小。
【点评】本题“测量小灯泡的电功率”实验,考查电路连接、操作过程及欧姆定律和电功率公式的运用。
25.(2026•拱墅区二模)小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率,被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,实验室有如下器材:电源(U=6V),电流表(0~0.6A,0~3A),电压表(0~3V,0~15V),滑动变阻器、电阻箱各一只,单刀单掷、单刀双掷开关各一个,导线若干。
(1)图甲是小明刚连好的实物图,实验前小华帮他检查了一遍,发现有两处不合实验规范。请你指出来: 闭合开关前,滑片P没有处于阻值最大处;电流表所选量程太大 。
(2)完善电路后,闭合开关,小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据,并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像,如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 0.625 W。
(3)实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 C 。
A.10Ω 3A
B.30Ω 1A
C.60Ω 1A
(4)现要测量另一个额定电流已知的小灯泡L2的额定电功率,在实验过程中,电压表发生故障,小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图,则能测出小灯泡额定电功率的是 丙 。
【答案】(1)闭合开关前,滑片P没有处于阻值最大处;电流表所选量程太大;(2)0.625;(3)C;(4)丙。
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处;已知小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω左右,根据I得出电流大小,确定电流表应选用小量程与电阻串联,由此分析解答;
(2)根据I﹣U图象知小灯泡在额定电压下的电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)根据I﹣U图像知灯的电压为0.5V时电流大小,由串联电路的规律及欧姆定律得出此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻,确定变阻器的规格;
(4)灯泡L2的额定电流已知,设为I额;丙图中,在没有电压表的情况下,测灯的额定功率,应先使灯正常发光,故将开关置于a,通过移动滑片,使电流表示数为小灯泡的额定电流I额;保持滑片位置不动,再将开关置于b,调节电阻箱的阻值使电流表示数不变,根据等效替代法,则电阻箱的阻值等于灯正常发光时的电阻大小,根据率P=I额2R箱即可求出灯的额定功率;
丁图中,分析S2转换过程中电路的连接,根据电流表示数分析。
【解答】解:(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开,闭合开关前,滑片P应处于连入阻值最大处;
因为灯正常发光时的电流约为:I0.25A,所以电流表应选0~0.6A量程,所以图中不符合实验规范处有:①闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处;②电流表所选量程太大;
(2)由I﹣U图象可得,小灯泡在额定电压下的电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为:P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W。
(3)根据I﹣U图像知,小灯泡的电压为0.5V时,电流为0.1A,由串联电路电压规律及欧姆定律,此时实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为:
R滑55Ω,
故变阻器的规格可能为60Ω 1A,故选C;
(4)灯泡L2的额定电流已知,设为I额;丙图中,将S2置于a,移动滑片,使电流表示数为I额,则灯正常发光;
保持滑片的位置不动,将S2置于b,调节电阻箱的旋钮,使电流表的示数仍为I额,记下电阻箱连入电路中的电阻大小R箱,由等效替代法,则灯正常发光时的电阻等于R箱,则灯的额定功率:P=I额2R箱;
丁图中,将S2置于b,电流表没有接入电路,将S2置于a,电流表测通过电阻箱中的电流,即无论S2置于a、b,灯的电流都不能测量,故不能使灯正常发光,不能测出灯泡额定功率;
故选丙。
故答案为:(1)闭合开关前,滑片P没有处于阻值最大处;电流表所选量程太大;(2)0.625;(3)C;(4)丙。
【点评】本题考查测量小灯泡的电功率,考查电路的连接、注意事项、额定功率的计算及设计实验方案的能力,有一定难度。
26.(2025•鹿城区校级三模)小格设计了如图甲所示的电路“测量小灯泡额定功率”,被测小灯泡的额定电压为2.5V(正常发光时灯丝的阻约为10Ω),电源电压恒为6V。
(1)请你按图甲所示的电路,用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
(2)连好电路后,应将滑动变阻器的滑片P移至B端,然后再闭合开关,此时小格观察到小灯泡不发光,电有示数,电压表无示数,移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数有变化,电压表无变化,则电路故障的原因可能是 A (选填序号)。
A.小灯泡短路
B.电流表断路
C.小灯泡断路
D.电压表的正、负接线柱接反
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 0.85 N。
(4)完成实验后,爱动脑筋的小格又设计了一种用已知阻值为R0的定值电阻代替电流表测量小灯泡的额定功率的方案,设计了如图丁所示的电路,将下列实验步骤补充完整。
①检查电路无误后闭合开关S和S1断开S2,移动滑动变阻器滑片P,使电压表的示数为U额。
②保持滑动变阻器的滑片P不动,闭合开关S和S2,断开开关S1,读出电压表示数U1。
③小灯泡额定功率的表达式:P额= U额• 。(用U额、U1、R0表示)
【答案】(1);(2)A;(3)0.85;(4)U额•。
【分析】(1)根据欧姆定律算出小灯泡的电流,从而确定出电流表的量程,电流表与灯泡串联,根据小灯泡的规格确定电压表的量程,电压表与灯泡并联;
(2)电流表有示数,说明电路为通路;移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,说明变阻器没有问题;发现灯泡不发光,电压表示数为0,说明可能小灯泡短路了;
(3)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(4)测灯泡功率需要测出灯泡额定电压对应的额定电流,首先使灯的电压为额定电压,灯正常发光,再根据串联电路电流的规律和欧姆定律,通过开关的转换计算出R的电流,从而得到灯泡电流,根据P=UI写出额定功率的表达式。
【解答】解:(1)根据欧姆定律知:I0.25A<0.6A,所以电流表选用小量程与灯泡串联;
因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0﹣3V的量程与灯泡并联,如下图所示:
;
(2)闭合开关,电流表有示数,说明电路为通路;移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,说明变阻器没有问题;发现灯泡不发光,电压表示数为0,说明可能小灯泡短路了,导致电压表并联在一根导线两端,故选:A;
(3)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,同时观察电压表示数的变化,直至小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图丙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.34A,则小灯泡额定功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.34A=0.85W;
(4)①闭合开关S和S1,断开S2,并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额;此时L、R和变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,灯泡正常发光;
②闭合开关S和S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片P不动,读出此时电压表示数为U1,电路的连接方式没有发生变化,电压表测L与R的总电压,所以I额=IR,则小灯泡额定功率的表达式为:
P额=U额I额=U额•。
故答案为:(1);(2)A;(3)0.85;(4)U额•。
【点评】本题串联小灯泡的电功率,考查电路连接、故障分析、电功率的计算及设计实验方案测功率的能力。
(
课后练习
)
27.(2024•上城区二模)小金用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性,所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下(第4次实验时电流表指针位置如图乙所示):
实验次数
1
2
3
4
5
电压表示数N
1.0
1.25
2.0
2.5
3.0
电流表示数/A
0.17
0.20
0.30
▲
0.37
(1)请将实物图连接完整。
(2)该小灯泡的额定功率为 0.85 W。
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,电压表无示数,则故障可能是 A 。
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器某处断路
D.滑动变阻器某处短路
(4)在整理实验数据时,小金发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,小灯泡的额定功率为P0,若某次实验小灯泡两端电压U1=1.25V,则实际功率P1与额定功率P0的数值关系为P0 < 4P1(选填“<”或“=”或“>”),请简述原因 灯丝电阻随温度的降低而减小 。
【答案】(1)见解答图;(2)0.85:(3)A:(4)<;灯丝电阻随温度的降低而减小。
【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)根据电流表选用量程确定分度值读数,利用P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路;
(4)根据P结合灯丝电阻随温度的升高而增大分析回答。
【解答】解:(1)小灯泡上标有“2.5V”字样,故电压表选用小量程并联在灯泡两端,如下图所示:
;
(2)第4次实验时电流表指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.34A,由表中数据可知,此时灯泡两端电压为2.5V,则小灯泡额定功率为:
PL=ULUL=2.5V×0.34A=0.85W;
(3)正确连接电路,闭合开关发现灯泡不亮,且电流表有示数,说明电路是通路,电压表无示数,说明电压表并联的电路短路或电压表短路,即故障可能是灯泡短路,故选:A;
(4)若小灯泡的电阻不变,且小灯泡额定电压等于实际电压的2倍时,根据P可知,小灯泡的额定功率P0等于实际功率P1的4倍;
当小灯泡的实际电压等于额定电压的0.5倍时,小灯泡的电阻随温度降低而减小,由P可知,小灯泡的额定功率P0小于实际功率P1的4倍。
故答案为:(1)见解答图;(2)0.85:(3)A:(4)<;灯丝电阻随温度的降低而减小。
【点评】本题测小灯泡额定功率实验,考查了电路连接、功率的计算、电路故障和影响电阻大小因素等知识。
28.(2024•温州二模)小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池,待测小灯泡L的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动,灯泡变亮)。
(2)小科连接好电路后发现灯泡不亮,观察电表后他认为是小灯泡短路引起的,他的依据是: 电流表有示数,电压表无示数 。
(3)小科在排除故障后向左移动滑片进行实验,得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻,移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏,即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法,并说明理由。 不赞同,由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20Ω,换成电阻50Ω时需要滑动变阻器阻值为25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω 。
【答案】(1)见解答图;(2)电流表有示数,电压表无示数;(3)不赞同,由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20Ω,换成电阻50Ω时需要滑动变阻器阻值为25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
【分析】(1)根据滑片向右移动时,灯泡变亮,表明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱;
(2)若小灯泡短路,相当于一根导线,电压表示数为0,电流表有示数;
(3)根据图乙利用串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器最大阻值;探究电流与电阻的关系,应保持电阻两端的电压不变;根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出当接入50Ω电阻时滑动变阻器连入电路中的电阻,据此分析。
【解答】解:(1)滑片向右移动时,灯泡变亮,表明电路中电流变大,滑动变阻器阻值变小,故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中,如下图所示:
;
(2)若小灯泡短路,相当于一根导线,此时电路是通路,电流表有示数,电压表被短路,无示数;
(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为0.6V,通过灯泡的电流为0.12A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大;根据串联电路电压规律,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U﹣U1=3V﹣0.6A=2.4V,根据串联电路电流特点和欧姆定律可知,滑动变阻器接入电路的最大阻值为:
R滑20Ω;
实验中使用的定值电阻阻值最大为50Ω,定值电阻两端的电压始终保持UV=2V,根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压:U滑=U﹣UV=3V﹣2V=1V,滑动变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍,根据分压原理,当接入50Ω电阻时,滑动变阻器连入电路中的电阻为:R滑=0.5×50Ω=25Ω>20Ω,因此不赞同他的做法。
故答案为:(1)见解析;(2)电流表有示数,电压表无示数;(3)不赞同,由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20Ω,换成电阻50Ω时需要滑动变阻器阻值为25Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。
【点评】本题测量小灯泡电功率实验,考查了电路连接、故障分析以及设计实验方案的能力。
29.(2024•金华三模)科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验,所用电源为3节新干电池串联,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样,小金同学根据设计好的电路图如图所示连接好电路。
(1)图中,甲、乙是两只电表,则甲是 电流 表;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小。则接下来应进行的操作是 C ;
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光
(3)继续实验,观察到电压表的示数为2伏,要使灯泡正常发光,需将滑片向 b 端移动(填“a”或“b”);
(4)小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率,用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V),获得三组数据(如表):
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值N
1
0.71
2.698
2
0.69
2.622
3
0.68
2.584
请判断该处理数据的方法正确与否,并说明理由: 正确;求平均值可以减小误差 。
【答案】(1)电流;(2)C;(3)b;(4)正确;求平均值可以减小误差。
【分析】(1)根据电表的使用分析回答;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不亮,说明小灯泡实际功率太小,据此分析;
(3)根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向;
(4)由于在进行读数时,具有误差,所以虽然用同一套器材做了三次实验,结果也会有差别,此时可以用求平均值的方法来减小误差。
【解答】解:(1)由图可知,乙表与灯泡并联是电压表,甲表串联在电路中是电流表;
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现电流表、电压表均有正常偏转,但偏转的角度较小,说明电路是通路,且灯泡没有短路,小灯泡不亮,说明小灯泡实际功率太小,因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片,观察灯泡是否发光,故选:C;
(3)继续实验,观察到电压表的示数为2V,小于灯泡额定电压2.5V,要使灯泡正常发光,应增大灯泡两端电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端电压,根据分压原理,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑动变阻器滑片向b端移动;
(4)测量灯泡的额定功率时,灯泡两端电压为额定电压,但由于电压表量程太大,导致读数出现误差,从而造成电功率数值不同,可以通过多次测量求平均值的办法减小误差,所以取平均值的做法是正确的。
故答案为:(1)电流;(2)C;(3)b;(4)正确;求平均值可以减小误差。
【点评】本题测量小灯泡电功率的实验,考查了电表的使用、电路故障、实验操作以及减小误差的方法等。
30.(2025•浙江模拟)在“节能灯泡设计”的项目活动中,小科及其组员正在测定小灯泡的电功率。如图甲所示连接实物电路图,已知该灯泡的额定电压为3.0V。在实验中,他们记录了如表所示的数据和现象:
序号
电压U(V)
电流I(A)
灯泡亮度
1
2.5
0.14
微亮
2
1.5
0.2
正常发光
3
0.5
?
很亮
(1)实验过程中,小科发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,小灯泡始终不发光,电流表示数接近于0,而电压表有示数且基本不变。电路故障的原因可能是 滑动变阻器断路 。
(2)在移动滑动变阻器滑片的过程中,当电压表示数为2V时,为测定小灯泡的额定功率,应将滑片向 左 移动。
(3)小科发现灯泡的电压与电流之间的比值在不同亮度下发生变化。由表格数据可知,灯泡的额定功率P0为 0.6 W。
(4)第3次实验中,通过小灯泡的电流大小如图乙所示,设小灯泡的实际功率为P1,则其实际功率P1与额定功率P0之间的数值关系为P0 < P1(选填“<”“=”或“>”)。
【答案】(1)滑动变阻器断路;(2)左;(3)0.6;(4)<。
【分析】(1)由电路图知小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,若电流表没有示数,说明电路为断路,电压表有示数,据此分析其故障可能的原因;
(2)由表格数据知当电压表的示数为1.5V时,小灯泡正常发光;当电压表示数为2V时,为测定小灯泡的额定功率,需要减小电压表的示数,根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向;
(3)由表格数据知当电压表的示数为1.5V时电流表的示数为0.2A,小灯泡正常发光,根据P0=U额I算出小灯泡的额定功率;
(4)由第2次实验数据知电压表的示数为1.5V时小灯泡正常发光,由U=U额+U滑算出电源电压;
第3次实验中,电压表的示数为0.5V,根据UL=U﹣U滑′算出小灯泡两端的电压,由图乙读出此时通过小灯泡的电流,由P=UI算出小灯泡的实际功率并与额定功率比较得出结论。
【解答】解:(1)由电路图知小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,若电流表没有示数,说明电路为断路,电压表有示数,说明电压表与电源两端是通路,故其故障可能是滑动变阻器断路了;
(2)由表格数据知当电压表的示数为1.5V时,小灯泡正常发光;当电压表示数为2V时,为测定小灯泡的额定功率,需要减小电压表的示数,根据串联电路的分压作用知需要减小滑动变阻器电阻值,故应将滑片向左移动;
(3)由表格数据知当电压表的示数为1.5V时电流表的示数为0.2A,小灯泡正常发光,则小灯泡的额定功率为:
P0=U额I=3.0V×0.2A=0.6W;
(4)由第2次实验数据知电压表的示数为1.5V时小灯泡正常发光,则电源电压为:
U=U额+U滑=3.0V+1.5V=4.5V;
第3次实验中,电压表的示数为0.5V,小灯泡两端的电压为:
UL=U﹣U滑′=4.5V﹣0.5V=4V,
此时通过小灯泡的电流大小如图乙所示,为0.24A,
小灯泡的实际功率为:
P1=ULI′=4V×0.24A=0.96W>P0,
则其实际功率P1与额定功率P0之间的数值关系为P0<P1。
故答案为:(1)滑动变阻器断路;(2)左;(3)0.6;(4)<。
【点评】本题测小灯泡电功率,考查故障分析、操作过程、电表读数、额定功率的计算,综合性强,有难度。
31.(2025•浙江模拟)学习小组进行测定小灯泡电功率的实验,已知电源电压3V恒定不变,小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S,将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点,记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
(1)请用笔代替导线,完成图甲中电路连接。
(2)移动滑片使小灯泡正常发光时,电流表示数为0.42A,则小灯泡的额定电功率为 1.05 W。
(3)小金将数学几何图像分析与电学知识融合,通过绘制网格将图乙进行处理:分出6块区域,面积分别为S1﹣S6(如图乙),有了新的发现与收获:
①当电流为I1时,小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积 S1 表示。
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中,判断小灯泡实际功率的变化量ΔP灯与滑动变阻器功率的变化量ΔP滑哪一个更大?请结合图中信息说明理由: ΔP灯=(S1+S2+S4+S5)﹣S1=S2+S4+S5,ΔP滑=(S2+S3)﹣(S3+S6)=S2﹣S6,因此ΔP灯大于ΔP滑 。
【答案】(1)见解答图;(2)1.05;(3)①S1;②ΔP灯=(S1+S2+S4+S5)﹣S1=S2+S4+S5,ΔP滑=(S2+S3)﹣(S3+S6)=S2﹣S6,因此ΔP灯大于ΔP滑。
【分析】(1)根据灯泡额定电压确定电压表量程,将电压表并联在灯泡两端;
(2)根据P=UI求出小灯泡的额定电功率;
(3)①根据图乙分析得出结论;
②根据图乙结合P=UI分析回答。
【解答】解:(1)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,如下图所示:
;
(2)移动滑片使小灯泡正常发光时,电流表示数为0.42A,则小灯泡的额定电功率为:
PL=ULIL=2.5V×0.42A=1.05W;
(3)①当电流为I1时,由图乙可知,此时灯泡两端电压为U1,灯泡的实际功率为P1=U1I1,可以用图乙中的面积S1表示;
②当电流为I1时,此时电路的总功率:P总=UI1,由图乙可知P总=UI1=S1+S2+S3,
此时滑动变阻器的实际功率:P滑=P总﹣P1=S1+S2+S3﹣S1=S2+S3;
当电流为I2时,灯泡的实际功率为P2=U2I2,由图乙可知P2=U2I2=S1+S2+S4+S5,
此时电路的总功率:P′总=UI2,由图乙可知P′总=UI2=S1+S2+S3+S4+S5+S6,
此时滑动变阻器的实际功率:P′滑=P′总﹣P2=(S1+S2+S3+S4+S5+S6)﹣(S1+S2+S4+S5)=S3+S6;
ΔP灯=P2﹣P1=(S1+S2+S4+S5)﹣S1=S2+S4+S5,
ΔP滑=P′滑﹣P滑=(S2+S3)﹣(S3+S6)=S2﹣S6,
因此ΔP灯大于ΔP滑。
故答案为:(1)见解答图;(2)1.05;(3)①S1;②ΔP灯=(S1+S2+S4+S5)﹣S1=S2+S4+S5,ΔP滑=(S2+S3)﹣(S3+S6)=S2﹣S6,因此ΔP灯大于ΔP滑。
【点评】本题测小灯泡电功率的实验,考查了电路连接、电功率的计算以及图像分析等知识。
32.(2025春•金华校级月考)小欧在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用小灯泡的额定电压为2.5V,电源电压可调。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线将乙所示的实物连接成完整电路(连线不得交叉)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,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 0.8 W。
(3)实验后,小欧利用该电路探究了“电流与电阻的关系”。
①他分别用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω的定值电阻替换小灯泡,测得的电流与电阻的关系如图丁所示。由图象可知,当电压一定时,导体中的电流与导体电阻成 反比 。
②若电源电压为4.5V,要顺利完成上述实验,应选滑动变阻器的规格为 B (填选项前字母)。
A.20Ω 0.6A
B.50Ω 0.5A
C.60Ω 0.3A
【答案】(1);(2)0.8;(3)①反比;②B。
【分析】(1)滑动变阻器采用一上一下接线原则;
(2)电流表读数时先确定量程和分度值,再根据指针位置读取示数;由P=UI得到小灯泡的额定功率;
(3)当电压一定,IR乘积为定值时,可推导出导体中的电流与导体电阻成反比。 ②探究电流与电阻关系时要控制电阻两端电压,根据串联电路电压特点,得到滑动变阻器两端电压,当接入20Ω电阻时,由欧姆定律得到电路中的电流,由欧姆定律和串联电路电流规律得到此时滑动变阻器接入的电阻,当接入5Ω定值电阻时,由欧姆定律得到电路电流,进而可得到滑动变阻器的规格选50Ω 0.5A,即选B。
【解答】解:(1)由图甲可知,滑动变阻器的左下接线柱与灯泡的右端接线柱相连,据此作图,完整图如下所示:
(2)电流表使用0~0.6A量程,分度值是0.02A,由图丙可知,示数I=0.32A;小灯泡额定电压U额=2.5V,根据P=UI,其额定功率P额=U额I=2.5V×0.32A=0.8W。
(3)①由图丁可知,U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V,可知当电压一定时,IR乘积为定值,所以导体中的电流与导体电阻成反比。
②电源电压U总=4.5V,探究电流与电阻关系时要控制电阻两端电压UR=2V不变。
根据串联电路电压特点,滑动变阻器两端电压U滑=U总﹣UR=4.5V﹣2V=2.5V。
当接入20Ω电阻时,电路中电流I0.1A。
此时滑动变阻器接入电阻R滑25Ω,
当接入5Ω定值电阻时,电路电流I'0.4A,
所以滑动变阻器规格选50Ω 0.5A,即选B。
故答案为:(1);(2)0.8;(3)①反比;②B。
【点评】本题是测量小灯泡功率的实验和探究电流与电阻关系的实验的综合题,考查了电路的连接、电表的读数、电功率公式、欧姆定律公式和串联电路规律的应用,难度中等。
33.(2025春•淳安县期中)小金做“测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材:电源(电压恒为3V)、小灯泡额定电压为2.5V,电流表、电压表、开关各一个,滑动变阻器一个,导线若干。
(1)用笔代替导线按电路图将实物图连接完整。
(2)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为零,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,电路故障的原因是 电压表(或灯泡)短路 。
(3)排除故障后,小金闭合开关,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电压表示数如图乙所示,若他想测量小灯泡的额定功率,接下来的具体操作是 向左移动滑动变阻器的滑片 。
(4)小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图丙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方I2变化的关系图,则如图中正确的是 C 。
A.
B.
C.
【答案】(1)见解答图;(2)电压表(或灯泡)短路;(3)向左移动滑动变阻器的滑片;(4)C。
【分析】(1)根据灯的额定电压为2.5V,确定电压表选用小量程与灯并联;
(2)电流表有示数,则电路为通路,根据灯泡不发光,电压表示数为0分析电路的故障原因原因;
(3)根据小灯泡的电流随电压变化的图象,找出灯的额定电压下电流,根据P=UI求出小灯泡的额定功率;
(3)由P=I2R结合电阻变化规律分析。
【解答】解:(1)灯的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如下所示:
(2)电流表有示数,则电路为通路,发现灯泡不发光,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,那么电路的故障原因是:电压表(或灯泡)短路;
(3)由图乙可知电压表示数小于额定电压,根据串联电路电压规律可知需减小滑动变阻器两端的电压,根据串联分压原理可知需减小滑动变阻器接入电路的阻值,具体操作需向左移动滑动变阻器的滑片;
(4)在测灯泡电功率的实验中,通过灯泡的电流随灯泡两端的电压变大而变大,由P=I2R知,若R不变,则P与I2成正比,由于灯泡电阻随温度的升高而增大,所以P﹣I2的图像会向上弯,故C正确。
故答案为:(1)见解答图;(2)电压表(或灯泡)短路;(3)向左移动滑动变阻器的滑片;(4)C。
【点评】本题“测量小灯泡电功率”实验考查电路连接、故障分析、具体操作等。
34.(2025秋•兰溪市校级期末)小科利用图甲所示的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)闭合开关后,应将滑片P由最大阻值处缓慢向 B 端移动(填“A”或“B”),使小灯泡逐渐变亮。
(2)继续移动滑片P,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定电功率为 1 W。
(3)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,发现电压表的示数 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在没有电流表的情况下,用如图丙所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下:
①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额。
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U。
可知小灯泡的额定功率P额= (用U额、U和R表示)。
【答案】(1)B;(2)1;(3)变大;(4)。
【分析】(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,排除故障后,要使灯变亮,可以减小滑动变阻器接入电路中的电阻;
(2)已知电流表用的是0~0.6A的量程,根据指针的偏转读出电流,根据P=U可求得小灯泡的额定功率;
(3)电路为灯泡和滑动变阻器组成的串联电路,正常工作时,电压表测量灯泡两端的电压,其数值小于电源电压,当小灯泡发生断路时,电压表测量电源电压;
(4)①只闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,利用串联电压的规律得到定值电阻两端电压,利用欧姆定律得到电路电流;利用P=UI得到小灯泡的额定功率。
【解答】解:(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处,则排除故障后,再次闭合开关,应将滑片由最大电阻处缓慢向B,使灯逐渐变亮;
(2)已知电流表用的是0~0.6A的量程,由指针位置可知,通过灯L的电流为0.4A,则小灯泡的额定功率为:
P=UI=2.5V×0.4A=1W;
(3)电路为灯泡与滑动变阻器串联,正常工作时电压表测量灯泡两端电压,灯泡两端电压小于电源电压;在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,小灯泡处发生断路,电压表测量电源电压,故电压表示数变大;
(4)①只闭合开关S、S1,灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电压表测量灯泡两端电压,调节滑片,使电压表示数为U额,此时灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路电流不变,电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压,此时电压表的示数为U,则定值电阻两端电压为U﹣U额,电路电流为I额;
故可知小灯泡的额定功率P额=U额I额。
故答案为:(1)B;(2)1;(3)变大;(4)。
【点评】本题考查了电路故障分析、电表读数、求灯泡额定功率等问题,综合性较强,这些知识点都是中考实验常考的内容,也是需要我们注意的知识。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2026/6/22 16:32:28;用户:俞蜀平;邮箱:orFmNt3rrUdcpC6MK1JahluKb_no@weixin.jyeoo.com;学号:25155137
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