内容正文:
北师大版九年级全一册 第十三章第二节 电功率 分层作业
目录
【A 基础达标题】
1. 电功率
2. 额定电压与额定功率
3. 测量小灯泡的电功率
【B 能力提升题】
【C 拓展培优题】
【A 基础达标题】
1. 电功率
1.下列说法正确的是( )
A. 由公式可知:导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比。
B. 由公式可知:电源电压与电路中的电流和电阻有关。
C. 根据电功率公式可知:电流所做的功越多,电功率就越大。
D. 根据电功率的公式可得:电路消耗电能的快慢与电压和电流有关。
2.关于电能和电功率,下列说法正确的是( )
A. 用电器消耗电能越快,其额定功率越大
B. 实际功率越大的用电器,消耗的电能越多
C. 某电路中再接入一个用电器,电路的总功率变大
D. 实际功率大的用电器比实际功率小的用电器消耗电能快
3.下列说法正确的是( )
A. 用电器两端的电压越大,消耗的电能越多
B. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
C. 用电器的电功率越大,做功就越多
D. 用电器的额定功率越大,做功就越快
4.根据电功率公式可知,下列关于电功率的说法中正确的是( )
A. 电流做功越多,电功率越大
B. 电流做功时间越短,电功率越大
C. 两端电压大的灯泡,电功率一定大
D. 灯泡的电功率大,它两端的电压与通过它的电流的乘积就大
5.某用电器正常工作10 min,消耗电能,该用电器的电功率为 W,表示的物理意义是 。
6.电功率的计算公式
(1)定义式: (适用于所有电路)。
(2)决定式: (适用于所有电路)。
(3)推导式:(仅适用于纯电阻电路)。
2. 额定电压与额定功率
7.如图为某灯泡的铭牌,上面标有“PZ220V 25W”字样,下列有关说法正确的是( )
A. 该灯泡只能在220V电压下工作
B. 该灯泡工作时实际功率一定为25W
C. 该灯泡正常工作时每秒消耗的电能为25J
D. 该灯泡工作时,两端电压越大,额定功率越大
8.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 甲灯的额定功率是一定的
B. 两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C. 两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D. 将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
9.灯泡发光的亮度取决于( )
A. 灯泡的额定电压 B. 灯泡的额定功率
C. 灯泡的实际功率 D. 电流通过灯丝时所做的功
10.(多选)关于电功和电功率,下列说法中错误的是( )
A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
B. 电流通过用电器所做的功越多,电功率一定越大
C. 额定功率越大的用电器,相同时间内,电流通过它所做的电功一定越多
D. 实际功率为的用电器表示每秒消耗电能是
11.实验室有一个铭牌上标着“6V 3W”的小灯泡。
(1)表示额定电压是 , 是3W;
(2)该小灯泡正常工作时的电流即额定电流是 A;
(3)正常工作时电阻丝的电阻为 Ω;
(4)不计温度对电阻的影响,当其两端的实际电压为3V时,它的实际功率为 W。
12.如图是一种手持充电式小风扇铭牌的部分信息。
(1)观察铭牌信息可知,小风扇正常工作时电压为 V,此时的电功率为 W;
(2)小风扇吹强风时,以额定功率工作,消耗的电能可以让小风扇吹中等强度的风,则吹中等强度风时的实际功率 额定功率;
(3)观察铭牌可知,额定输入电压和电流分别为和,则额定输入功率为 W。在此功率下,充电可以将小风扇的电池充满电。电池容量为(可以在的电流下工作),如果电池保持额定电压不变,则小风扇电池充电时能量转化的效率为 %。
3. 测量小灯泡的电功率
13.如图甲所示,小明用电压为3V的电源、标有“20Ω 0.5A”的滑动变阻器,以及电流表、电压表、开关、导线等器材,测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数为3V,则产生该现象的原因是 ;
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P到某位置时,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 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小明对记录的几组实验数据进行分析,绘制出了滑动变阻器的I-U图像,如图丙所示,根据图像可知其中 点(填写字母)的数据有误。
(5)【拓展】小红利用一个阻值为20Ω的定值电阻,替换了小明电路中的电流表(其他元件不换),也要测量小灯泡的额定功率,其设计的电路如图所示,预设的实验步骤如下:
①闭合开关,移动滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压。
②保持滑片位置不变,电压表所接的b接点不动,只断开接点a,改接到c接点上,测定定值电阻R0两端的电压U0,计算通过R0的电流。
③计算小灯泡的额定功率。
小明仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是:
i
ii
14.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)用笔画线代替导线,将图1的电路连接完整。
(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则下列故障原因中不可能的是( )
A. 电流表断路
B. 小灯泡断路
C. 滑动变阻器断路
(3)解除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,可测得额定功率。
(4)继续移动滑片,电压表示数如图2所示,为 V,此时电流表示数为0.24A,小灯泡的实际功率为 W。
为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
1
2.5
0.26
2
0.24
3
2.8
0.28
(5)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率 。
(6)完成上述实验后,某小组设计了图3所示的电路,用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下:
①把定值电阻接入电路,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,将电压表改接在两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻应选 Ω的。
15.在学校实验室做“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时应该将滑动变阻器滑片移动到阻值最大的位置,这样做是为了 ;
(2)开始实验后,当变阻器滑片P移到某一位置时,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,当电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W;
(3)分析实验数据可知,在这个过程中,小灯泡的灯丝电阻逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡的亮度会 (“越来越亮”或“越来越暗”),小灯泡的亮度由 (“实际功率”或“额定功率”)决定。
实验次数
1
2
3
4
5
电压 U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.11
0.15
0.21
0.25
(4)勤于思考的小明发现可以分别计算出每一组小灯泡两端的电压与电流的比值,得到每组实验中小灯泡的阻值,然后取平均值作为小灯泡正常发光时的电阻,这种数据处理方式是 (选填“合理”或“不合理”)的。
(5)小华发现实验室还有一只仅能看得清“0.3A”小灯泡。经过小组讨论,他们用电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,设计出如图丙所示的电路图,测出这个了小灯泡正常发光时的电阻。方法如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片不动,断开开关S1、闭合开关S2,读出此时电压表示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻表达式RL= (用已知量和所测物理量符号表示结果)。
16.小华同学进行“测量小灯泡的电功率”实验,小灯泡的额定电压为2.5V,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(要求:滑片P往左移时灯泡变暗)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是( )(填字母);
A. 灯泡断路 B. 电流表坏了
C. 滑动变阻器短路 D. 灯泡短路
(3)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2V时,电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 A,小灯泡的实际功率为 W;
(4)小华同学多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的U-I关系图像,如图丙所示,由图像可知:小灯泡的额定功率 W。
17.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9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: 。
(2)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实验多次测量的目的是 。
②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;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动。
③小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 。
(3)完成实验后,小明取一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V。
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数U'。
小灯泡正常发光时的电阻R= (用所测的量和已知量表示)。
18.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)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,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到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)小明根据记录的多组I-U数据,绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”),原因是 。
【B 能力提升题】
19.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)
如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(3)小明根据记录的多组数据,绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(4)测出灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”)。
(5)同组的小红同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,于是她设计了如图所示的四个电路图,电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为,且,其中定值电阻的阻值为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________。(填字母)
A.
B.
C.
D.
20.小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)电路连接完毕,闭合开关S前,小华应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙中①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为 W,观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是 。
(4)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后,作出它的I-U关系图像(图乙②),则该待测电阻的阻值为 。
(5)完成上面实验后,小华还想测某未知电阻Rx的阻值,但身边的电压表彻底坏了,于是他设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。实验步骤:
I:照设计的电路图连接电路;
II:闭合开关S,记下电流表的示数I0;
III: ,记下电流表的示数I1;
IV:计算电阻的表达式是:Rx= (用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
21.小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路,用“伏安法”测额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数为2.2 V,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”),使灯泡正常发光。
(3)小可根据实验数据绘制了U-I图像,如图2甲所示。观察图像,发现AB部分为直线,BC部分为曲线。为便于分析,将AB延长作出图像,如图2乙所示。比较甲、乙两图像,发现两图像间的距离随着电流的增大而增大,说明 。根据图像计算小灯泡的额定功率P额= W。
(4)请结合以上分析和计算,解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因: 。
(5)完成上述实验后,利用电流表和已知阻值为R0的定值电阻,根据如图3所示的电路图也能测出额定电压为U额小灯泡的额定功率。请将下列相关步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表示数为 。此时小灯泡正常发光;
② ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
③测得小灯泡的额定电功率P额= (用U额、R0、I表示)。
22.在测量小灯泡电功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
现有器材:电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:(1000Ω 2A)、(50Ω 2A)、(10Ω 2A)。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)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,导致这一现象的原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(4)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
灯泡实际功率P/W
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮的光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
小灯泡的额定功率为 W;
(5)该实验小组的同学又设计了如图乙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、电压表等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,连接电路并检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为;
②小灯泡额定功率 (用、U、表示)。
【C 拓展培优题】
23.(2026·江苏无锡·中考真题)用如下图所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡电阻,电源电压为3 V。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表、电流表的示数记录在下表中。下列说法正确的是( )
序号
①
②
③
④
⑤
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.20
0.22
0.26
0.30
0.32
A. 小灯泡的额定功率为0.6 W
B. 电压增加,小灯泡的电阻不变
C. 从序号①到⑤的测量过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变化了11 Ω
D. 序号⑤的实验中,小灯泡与滑动变阻器电功率之比为
24.(2026·江苏徐州·中考真题)如表所示为某型号电扇的铭牌。该电扇使用的电源类型是 ,正常工作时的功率为 W。当电扇两端的实际电压为200 V时,电扇的实际功率比额定功率 。
品名400mm电扇型号XXXX额定电压220V~额定频率50Hz额定功率55W
25.(2026·甘肃兰州·中考真题)一只小灯泡额定电流“0.25 A”,电源电压,需测量该小灯泡的额定功率,实验如下:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路补画完整,要求滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮;
(2)电路连接完整。闭合开关后移动滑动变阻器的滑动头,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,电压表示数接近3 V且保持不变,故障可能是__________(选填字母);
A. 电流表处断路 B. 小灯泡短路
C. 小灯泡的灯座接触不良 D. 电压表正、负接线柱接反了
(3)排除故障后,正确连接电路。闭合开关,移动滑动变阻器的滑动头,改变电路电流并读出对应电压值,绘制出图乙的曲线。小灯泡的额定功率是 ;通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,原因是灯丝电阻受 的影响。
(4)实验拓展:利用图丙电路,测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。步骤如下:①开关闭合,连接,移动滑动变阻器的滑动头,使电流表示数为;②开关改接,滑动变阻器滑动头的位置 (选填“左移”、“右移”或“不动”),调节电阻箱阻值,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数为;③小灯泡的额定功率表达式: (用字母表示)。
26.(2026·广西·中考真题)测量小灯泡正常发光时的电阻的实验电路图,如图甲所示。
(1)请根据图甲,用笔画线完成图乙电路的连接。
(2)当小灯泡的电压达到额定电压2 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,读数为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(3)图丁是根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系的图像,分析可知,当电压增大时,小灯泡的功率 (选填“增大”“减小”或“不变”);小灯泡的额定功率为 W。
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北师大版九年级全一册 第十三章第二节 电功率 分层作业
目录
【A 基础达标题】
1. 电功率
2. 额定电压与额定功率
3. 测量小灯泡的电功率
【B 能力提升题】
【C 拓展培优题】
【A 基础达标题】
1. 电功率
1.下列说法正确的是( )
A. 由公式可知:导体的电阻与它两端的电压成正比,与通过它的电流成反比。
B. 由公式可知:电源电压与电路中的电流和电阻有关。
C. 根据电功率公式可知:电流所做的功越多,电功率就越大。
D. 根据电功率的公式可得:电路消耗电能的快慢与电压和电流有关。
【答案】D
【详解】A.电阻是导体本身的一种性质,它由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,与导体两端的电压和通过它的电流无关,故A错误;
B.电源电压由电源本身的性质决定,与电路中的电流和电阻无关,故B错误;
C.根据电功率公式可知电功率不仅与电流所做的功有关,还与做功时间有关。只有在时间一定的情况下,电流所做的功越多,电功率才越大,故C错误;
D.电功率反映了电路消耗电能的快慢。根据公式可知电路消耗电能的快慢与电压和电流有关,故D正确。
故选D。
2.关于电能和电功率,下列说法正确的是( )
A. 用电器消耗电能越快,其额定功率越大
B. 实际功率越大的用电器,消耗的电能越多
C. 某电路中再接入一个用电器,电路的总功率变大
D. 实际功率大的用电器比实际功率小的用电器消耗电能快
【答案】D
【详解】A.用电器消耗电能越快,实际功率越大,但其额定功率不一定越大,故A错误;
B.根据W=Pt可知,实际功率越大的用电器,时间一定,消耗的电能越多,由于题中时间未知,所以消耗的电能不一定越多,故B错误;
C.某电路中再接入一个用电器,如果是串联,电路中的总电阻变大,根据可知,电路的总功率变小,故C错误;
D.电功率表示消耗电能快慢的物理量,实际功率大的用电器比实际功率小的用电器消耗电能快,故D正确。
故选D。
3.下列说法正确的是( )
A. 用电器两端的电压越大,消耗的电能越多
B. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
C. 用电器的电功率越大,做功就越多
D. 用电器的额定功率越大,做功就越快
【答案】B
【详解】A.用电器消耗的电能,电压增大时,电流I和时间𝑡可能变化,因此消耗的电能不一定越多,故A错误;
B.电功率的定义是单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢,故B正确;
C.由可知,若用电器功率较大,但是时间𝑡短,那么做功不一定多,故C错误;
D.额定功率是用电器在额定电压下的功率,额定功率越大,在额定电压下工作时电功率越大,表示做功越快。但选项未限定工作条件,若实际功率不等于额定功率,则做功快慢不确定;且“做功就越快”直接由实际功率决定,而非额定功率。故D错误。
故选B。
4.根据电功率公式可知,下列关于电功率的说法中正确的是( )
A. 电流做功越多,电功率越大
B. 电流做功时间越短,电功率越大
C. 两端电压大的灯泡,电功率一定大
D. 灯泡的电功率大,它两端的电压与通过它的电流的乘积就大
【答案】D
【详解】A.由公式可知,电流做功越快,而不是越多,电功率越大,故A错误;
B.由公式可知,在做功相同的情况下,电流做功时间越短,电功率越大,故B错误;
C.根据电功率公式
可知,在电流相同的情况下,两端电压大的灯泡,电功率一定大,故C错误;
D.根据电功率公式可知,电功率在数值上等于电压与电流的乘积,所以灯泡的电功率大,它两端的电压与通过它的电流的乘积就大,故D正确。
故选D。
5.某用电器正常工作10 min,消耗电能,该用电器的电功率为 W,表示的物理意义是 。
【答案】① 3000 ② 电流通过该用电器1秒做功3000 J
【详解】[1]用电器的电功率为
[2]电功率是电流做功快慢的物理量,表示用电器每秒内电流做功的多少,所以,3000W的物理意义是:电流通过该用电器1秒做功为3000J。
6.电功率的计算公式
(1)定义式: (适用于所有电路)。
(2)决定式: (适用于所有电路)。
(3)推导式:(仅适用于纯电阻电路)。
【答案】① ② UI
【详解】[1][2]物理学中,把电流所做的功与所用时间之比叫做电功率,由定义可知,电功率的定义式为
[2]根据电功率的公式和电功的公式,可以通过电流和电压来计算电功率,即
2. 额定电压与额定功率
7.如图为某灯泡的铭牌,上面标有“PZ220V 25W”字样,下列有关说法正确的是( )
A. 该灯泡只能在220V电压下工作
B. 该灯泡工作时实际功率一定为25W
C. 该灯泡正常工作时每秒消耗的电能为25J
D. 该灯泡工作时,两端电压越大,额定功率越大
【答案】C
【详解】A.220V为灯泡正常工作时的电压,说明其工作时电压不能超过220V,可以小于或等于220V,故A错误;
B.25W表示灯泡在正常工作时的功率,若不是正常工作状态,功率不是25W,故B错误;
C.该灯泡正常工作时每秒消耗的电能为
故C正确;
D.额定功率是固定值,不会随电压变化而变化,电压越大,实际功率越大,但额定功率不变,故D错误。
故选C。
8.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 甲灯的额定功率是一定的
B. 两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
C. 两灯均正常发光时,相同时间内乙灯消耗的电能较多
D. 将乙灯接入110V电路中,它的实际功率为50W
【答案】D
【详解】A.灯泡的额定功率是一定的,实际功率随着实际电压的变化而变化,所以甲灯的额定功率是一定的,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,甲灯是220V、25W,乙灯是220V、100W,由可知甲灯灯丝电阻较大,故B正确,不符合题意;
C.两灯均正常发光时,利用可知相同时间内乙灯消耗的电能较多,故C正确,不符合题意;
D.当乙灯接入110V电路中,由可知,在电阻不变的情况下,功率与电压的平方成正比,当电压变为110V,即为额定电压的,则实际功率就是额定功率的,所以此时的实际功率
故D错误,符合题意。
故选D。
9.灯泡发光的亮度取决于( )
A. 灯泡的额定电压 B. 灯泡的额定功率
C. 灯泡的实际功率 D. 电流通过灯丝时所做的功
【答案】C
【详解】灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮。灯泡的实际功率由其两端的实际电压决定,但决定亮度的直接物理量是实际功率。故选C。
10.(多选)关于电功和电功率,下列说法中错误的是( )
A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
B. 电流通过用电器所做的功越多,电功率一定越大
C. 额定功率越大的用电器,相同时间内,电流通过它所做的电功一定越多
D. 实际功率为的用电器表示每秒消耗电能是
【答案】BCD
【详解】A.电功率是表示电流做功快慢的物理量,即电功率越大,做功越快,故A正确,不符合题意;
B.根据可知,电功率大小由电功和时间共同决定。电流通过用电器做的功多,但如果所用时间很长,电功率不一定大,故B错误,符合题意;
C.额定功率是用电器正常工作时的功率,而实际功率不一定等于额定功率。电流做功多少是由实际功率和时间决定,而不是额定功率,故C错误,符合题意;
D.根据,可知实际功率为,表示每秒消耗的电能是60J,而不是60W,故D错误,符合题意。
故选BCD。
11.实验室有一个铭牌上标着“6V 3W”的小灯泡。
(1)表示额定电压是 , 是3W;
(2)该小灯泡正常工作时的电流即额定电流是 A;
(3)正常工作时电阻丝的电阻为 Ω;
(4)不计温度对电阻的影响,当其两端的实际电压为3V时,它的实际功率为 W。
【答案】(1)① 6V ② 额定功率 (2)0.5 (3)12 (4)0.75
【详解】(1)小问详解:
[1][2]小灯泡铭牌上标注的“6V 3W”,其中“6V”表示小灯泡的额定电压为6V,“3W”表示小灯泡的额定功率为3W。
(2)小问详解:
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,实际功率等于额定功率,小灯泡正常工作;此时通过小灯泡的电流等于额定电流,由可得,小灯泡的额定电流为
(3)小问详解:
由可得,小灯泡正常工作时的电阻为
(4)小问详解:
不计温度对电阻的影响,即小灯泡的电阻不变,由可得,小灯泡的实际功率为
12.如图是一种手持充电式小风扇铭牌的部分信息。
(1)观察铭牌信息可知,小风扇正常工作时电压为 V,此时的电功率为 W;
(2)小风扇吹强风时,以额定功率工作,消耗的电能可以让小风扇吹中等强度的风,则吹中等强度风时的实际功率 额定功率;
(3)观察铭牌可知,额定输入电压和电流分别为和,则额定输入功率为 W。在此功率下,充电可以将小风扇的电池充满电。电池容量为(可以在的电流下工作),如果电池保持额定电压不变,则小风扇电池充电时能量转化的效率为 %。
【答案】(1)① ② 4 (2)低于##小于 (3)① 5 ②
【详解】(1)小问详解:
[1][2]铭牌直接标注小风扇的额定工作电压为3.7V,额定功率为4W,用电器正常工作时,电压、功率都等于额定值,因此得到结果。
(2)小问详解:
由题意可知,消耗的电能相等,强风以额定功率工作的时间小于吹中等强度的风的工作时间,根据可知,因此吹中等强度风时的实际功率小于额定功率。
(3)小问详解:
[1]额定输入功率
[2]电池容量
充满电时电池储存的电能为
充电输入总电能
效率
3. 测量小灯泡的电功率
13.如图甲所示,小明用电压为3V的电源、标有“20Ω 0.5A”的滑动变阻器,以及电流表、电压表、开关、导线等器材,测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整。
(2)闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数为3V,则产生该现象的原因是 ;
(3)排除故障,闭合开关,移动滑片P到某位置时,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 (选填“A”或“B”)端移动,直至灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
(4)小明对记录的几组实验数据进行分析,绘制出了滑动变阻器的I-U图像,如图丙所示,根据图像可知其中 点(填写字母)的数据有误。
(5)【拓展】小红利用一个阻值为20Ω的定值电阻,替换了小明电路中的电流表(其他元件不换),也要测量小灯泡的额定功率,其设计的电路如图所示,预设的实验步骤如下:
①闭合开关,移动滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压。
②保持滑片位置不变,电压表所接的b接点不动,只断开接点a,改接到c接点上,测定定值电阻R0两端的电压U0,计算通过R0的电流。
③计算小灯泡的额定功率。
小明仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率,其原因是:
i
ii
【答案】(1) (2)灯泡断路 (3)① B ② 0.65 (4)E (5)① 更换位置后,电压表正负接线柱接反了 ② 小灯泡无法达到额定电压
【详解】(1)小问详解:
实验中,小灯泡应与电流表及滑动变阻器串联,因为滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A,所以电流表应接0~0.6A,滑动变阻器按一上一下接入电路,实物图如图
(2)小问详解:
由电路可知,电压表与小灯泡并联,闭合开关后,发现小灯泡不亮,说明电路中存在断路,而电压表示数为3V,等于电源电压,因此与电压表并联部分之外的电路是正常的,故产生该现象的原因是与电压表并联的小灯泡断路了。
(3)小问详解:
闭合开关,移动滑片P至某位置时,电压表的示数为 2.2V,小于小灯泡额定电压2.5V,若想测量小灯泡的额定功率,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,即应减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应将滑片P向B端移动;当小灯泡两端电压为额定电压 2.5V时,小灯泡正常发光,由图乙可知,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电路电流为0.26 A,小灯泡的额定功率为
(4)小问详解:
E点表示滑动变阻器两端电压为2.5V,此时通过滑动变阻器的电流为0.1A,则此时滑动变阻器接入电路的阻值大小为
由题意可知,滑动变阻器的最大阻值为 20Ω,不可能达到 25 Ω,故 E点的数据有误。
(5)小问详解:
i.[1]②保持滑片位置不变,电压表所接的b接点不动,只断开a接点,改接到c接点上,会导致电压表的正、负极接线柱接反,第二次测量时,电压表指针会反偏,故无法测出小灯泡的额定功率。
ii.[2]由图可知,小灯泡正常发光时的电流为0.26A,R0的阻值大小为20 Ω,若将小灯泡、定值电阻R0和滑动变阻器串联,则R0两端的电压为根据串联电路电压关系,电源电压至少为
由于电源电压为3 V,达不到要求,故小灯泡不可能达到额定电压 2.5 V。
14.在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中,电源是三节新干电池。
(1)用笔画线代替导线,将图1的电路连接完整。
(2)实验小组闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,若电路中仅有一处故障,则下列故障原因中不可能的是( )
A. 电流表断路
B. 小灯泡断路
C. 滑动变阻器断路
(3)解除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,可测得额定功率。
(4)继续移动滑片,电压表示数如图2所示,为 V,此时电流表示数为0.24A,小灯泡的实际功率为 W。
为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了表中记录的电表示数和电功率,还需要增加记录的内容是 。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
1
2.5
0.26
2
0.24
3
2.8
0.28
(5)分析实验数据可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率 。
(6)完成上述实验后,某小组设计了图3所示的电路,用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下:
①把定值电阻接入电路,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光;
②保持滑片位置不变,将电压表改接在两端,读出电压表示数;
③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻应选 Ω的。
【答案】(1) (2)B (3)2.5 (4)①
2.2 ②
0.528 ③
小灯泡发光情况 (5)
越大 (6)5
【详解】(1)小问详解:
滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中,将滑动变阻器上方一个接线柱与小灯泡右侧接线柱连接;电压表测小灯泡电压,应和小灯泡并联,小灯泡额定电压为2.5V,所以把电压表小量程接线柱和小灯泡右侧接线柱连接,电路连接如下图
(2)小问详解:
A.若电流表断路,整个电路处于断路状态,电流无法通过,所以小灯泡不亮,电流表无示数,电压表也无法与电源连通,无示数,该故障原因可能。故A不符合题意;
B.若小灯泡断路,电压表会串联在电路中,由于电压表内阻很大,此时电流表无示数,但电压表会显示接近电源电压的示数,而题目中电压表无示数,所以该故障原因不可能。故B符合题意;
C.若滑动变阻器断路,整个电路断路,电流无法通过,小灯泡不亮,电流表和电压表均无示数,该故障原因可能。故C不符合题意。
故选B。
(3)小问详解:
小灯泡在额定电压下正常发光,其额定电压为2.5V,所以当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,读出电流表示数,可测得额定功率。
(4)小问详解:
[1]由图2可知,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2.2V。
[2]根据公式,已知电压,电流,则小灯泡的实际功率
[3]为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系,除了记录电表示数和电功率,还需要观察并记录小灯泡的发光情况,因为发光情况与电功率密切相关。
(5)小问详解:
由实验数据,根据计算每次的实际功率
第一次
第二次
第三次
可以发现,小灯泡两端的电压越高,它的实际功率越大。
(6)小问详解:
灯的额定电压为2.5V,根据实验数据,灯在额定电压下的电流约为0.26A。当灯正常发光时,若串联定值电阻,知和电源是三节新干电池,每节新干电池的电压为1.5V,则电源电压为
那么
由欧姆定律可求和滑动变阻器电阻和为
滑动变阻器和定值电阻之和为7.69Ω,为了能测出小灯泡的额定功率,结合题中的数据分析,定值电阻应选5Ω的。
15.在学校实验室做“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)连接电路时应该将滑动变阻器滑片移动到阻值最大的位置,这样做是为了 ;
(2)开始实验后,当变阻器滑片P移到某一位置时,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,当电压表示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 W;
(3)分析实验数据可知,在这个过程中,小灯泡的灯丝电阻逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”),小灯泡的亮度会 (“越来越亮”或“越来越暗”),小灯泡的亮度由 (“实际功率”或“额定功率”)决定。
实验次数
1
2
3
4
5
电压 U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流I/A
0.11
0.15
0.21
0.25
(4)勤于思考的小明发现可以分别计算出每一组小灯泡两端的电压与电流的比值,得到每组实验中小灯泡的阻值,然后取平均值作为小灯泡正常发光时的电阻,这种数据处理方式是 (选填“合理”或“不合理”)的。
(5)小华发现实验室还有一只仅能看得清“0.3A”小灯泡。经过小组讨论,他们用电压表和一个已知阻值为R0的定值电阻,设计出如图丙所示的电路图,测出这个了小灯泡正常发光时的电阻。方法如下:
①闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 ;
②保持滑动变阻器的滑片不动,断开开关S1、闭合开关S2,读出此时电压表示数为U;
③小灯泡正常发光时电阻表达式RL= (用已知量和所测物理量符号表示结果)。
【答案】(1)保护电路 (2)① 左 ② 0.75 (3)① 变大 ② 越来越亮 ③ 实际功率 (4)不合理 (5)① ②
【详解】(1)小问详解:
连接电路时将滑动变阻器调到最大阻值,使电路总电阻最大、初始电流最小,作用是保护电路,避免电流过大损坏元件。
(2)小问详解:
电压表示数2.2V小于灯泡额定电压2.5V,根据串联分压规律,需要减小滑动变阻器接入电阻,才能增大灯泡两端电压;由图甲可知滑动变阻器接左下接线柱,滑片向左移动时接入电阻变小;
电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.3A,因此灯泡额定功率
(3)小问详解:
根据表格数据,由可知,灯泡电压、电流越大,灯丝电阻越大,因此灯丝电阻逐渐变大;小灯泡实际功率随电压升高逐渐增大,因此亮度越来越亮;小灯泡的亮度由实际功率决定,额定功率是固定不变的定值。
(4)小问详解:
小灯泡的电阻随温度升高而变化,不同电压下灯丝电阻不同是温度变化导致的,不是实验误差,取平均值没有意义,因此这种数据处理方式不合理。
(5)小问详解:
已知小灯泡额定电流为0.3A;闭合、,断开时,电压表测两端电压,串联电流处处相等,当灯泡正常发光时,电路电流为0.3A,因此两端电压,所以需要将电压表示数调到。 保持滑片不动,闭合,断开后,电压表测和L的总电压,因此灯泡正常发光时两端电压,电流为0.3A,因此小灯泡电阻
16.小华同学进行“测量小灯泡的电功率”实验,小灯泡的额定电压为2.5V,实物图如图甲所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整;(要求:滑片P往左移时灯泡变暗)
(2)连接好电路,闭合开关,发现电流表没有示数,移动滑动变阻器的滑片,电压表示数始终接近电源电压。造成这一现象的原因可能是( )(填字母);
A. 灯泡断路 B. 电流表坏了
C. 滑动变阻器短路 D. 灯泡短路
(3)某次实验中,移动滑片使电压表示数为2V时,电流表的指针位置如图乙所示,则电流表的示数为 A,小灯泡的实际功率为 W;
(4)小华同学多次改变滑动变阻器滑片的位置,并根据实验数据画出了小灯泡的U-I关系图像,如图丙所示,由图像可知:小灯泡的额定功率 W。
【答案】(1) (2)A (3)① 0.22 ② 0.44 (4)0.625
【详解】(1)小问详解:
滑动变阻器应按照“一上一下”的方法串联在电路中,为了使滑片P往左移时灯泡变暗,应使滑动变阻器接入电路的电阻变大,故应把滑动变阻器右下接线柱接入电路,如图所示:
(2)小问详解:
A.闭合开关,发现电流表没有示数,说明电路出现断路或电流表短路。移动滑片P,电压表示数始终接近电源电压,说明电压表两接线柱到电源两极之间是通路,则造成这一现象的原因可能是小灯泡断路,故A符合题意;
B.电流表坏了:若电流表断路,两表均无示数;若电流表短路,移动滑片P,电压表示数会发生变化,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器短路,则电流表有示数,故C不符合题意;
D.若灯泡短路,电压表示数为零,且电流表有示数,故D不符合题意。
故选A。
(3)小问详解:
[1][2]由图乙可知,电流表连接的量程是“0~0.6A”,分度值为0.02A,示数为0.22A,小灯泡的实际功率为
(4)小问详解:
由图像可知,当小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的额定电流为0.25A,则小灯泡的额定功率为
17.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9Ω)。
(1)图甲是小明连接的电路,请指出不妥之处: 。
(2)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实验多次测量的目的是 。
②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;接下来要完成第5次实验,滑片应向 移动。
③小聪发现表格中有一个电流数据有误,该数据是 。
(3)完成实验后,小明取一个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡正常发光时的电阻。请把实验步骤补充完整。
①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为 V。
②断开开关S,保持滑片P位置不变, ,再闭合开关,记录电压表示数U'。
小灯泡正常发光时的电阻R= (用所测的量和已知量表示)。
【答案】(1)电流表选用的量程太大 (2)① 得出小灯泡的实际电压、实际功率、亮度之间的普遍规律 ② 0.7 ③ 右 ④ 0.36 (3)① 2.5 ② 将电压表改并在定值电阻R0两端 ③
【详解】(1)小问详解:
已知小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为9Ω,根据欧姆定律可得此时的电流约为
故电流表应选的小量程。
(2)小问详解:
[1]在本实验中,进行多次测量的目的是寻求灯泡的实际电压、实际功率与亮度之间的普遍规律,避免结论的偶然性。
[2][3]由图乙可得,当灯泡两端电压达到额定电压2.5V时 ,灯泡中的电流为,所以小灯泡的额定功率为
由题意可知,接下来要完成第5次实验,使灯泡两端电压为3.0V,根据串联分压规律,应减小滑动变阻器的阻值,所以滑片应向右移动。
[4]根据公式,依据表中实验数据,可依次计算出5次实验中灯泡的电阻分别约为:,因为灯泡的电阻随温度的升高而增大,故第5次实验中的电流数据“0.36”是错误的。
(3)小问详解:
[1]由题意可知,完成上述实验后,小明想用“伏阻法”测量出小灯泡正常发光时的电阻,实验步骤的第一步应是让小灯泡正常发光,故步骤①闭合开关S,移动滑片P,直至电压表示数为2.5V;
[2]实验步骤的第二步是得到此时灯泡中的电流,因定值电阻R0与灯泡串联,所以灯泡中的电流与定值电阻R0中的电流相等,故步骤②断开开关S,保持滑片P位置不变,将电压表改接并联在定值电阻R0的两端,再闭合开关,记录电压表示数U'。则灯泡正常发光时的电流为
[3]根据实验数据可得,小灯泡正常发光时的电阻R为
18.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)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,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到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(4)小明根据记录的多组I-U数据,绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(5)测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于其额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”),原因是 。
【答案】(1) (2)太小 (3)右 (4)0.625 (5)① 大于 ② 灯泡温度较低,电阻变小
【详解】(1)小问详解:
在“测量小灯泡的电功率”实验中,灯泡应与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电流,如图所示:
(2)小问详解:
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,超过灯泡额定电压,需将电压表示数调小,即要将滑动变阻器接入阻值调大,但滑动变阻器已调到最大,即滑动变阻器最大阻值太小。
(3)小问详解:
如图乙所示,电压表接0~3V,此时一大格为1V,一小格为0.1V,示数为2.2V,需将电压表示数调大,因此滑动变阻器接入阻值调小,即滑片向右调节。
(4)小问详解:
如图丙所示,当电压表示数2.5V时,电流表示数为0.25A,灯泡额定功率为
(5)小问详解:
测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,此时灯发光较暗,温度较低,电阻变小,根据可知,测得的实际功率
额定功率的为
因
则
即它的实际功率大于。
【B 能力提升题】
19.小明在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:电压恒为6V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、规格不同的滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)
如图甲是小明连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路补充完整。
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某位置,电压表示数如图乙所示,若想测量小灯泡的额定功率,应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。
(3)小明根据记录的多组数据,绘制出小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙所示),则小灯泡的额定功率为 W。
(4)测出灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,发现测得的实际功率不等于额定功率的,此时它的实际功率 (选填“大于”或“小于”)。
(5)同组的小红同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,于是她设计了如图所示的四个电路图,电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为,且,其中定值电阻的阻值为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________。(填字母)
A.
B.
C.
D.
【答案】(1) (2)右 (3)0.625 (4)大于 (5)B
【详解】(1)小问详解:
“测量小灯泡的电功率”实验中,灯与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端电压,电流表测电流,据此作图。
(2)小问详解:
电压表示数如图乙所示,为2.2V,需将电压表示数调大,因此滑动变阻器接入阻值调小,即滑片向右调节。
(3)小问详解:
如图丙所示,当电压表示数2.5V,电流表示数为0.25A,灯泡额定功率为
(4)小问详解:
测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半,此时灯发光较暗,温度较低,电阻变小,
根据测得实际功率
额定功率的为
因为所以
故实际功率大于
(5)小问详解:
A.闭合S1,分别闭合S2、S3时,电压表正负接线柱接反,无法测量,故A不符合题意;
B.闭合S1,电压表接2时,调滑动变阻器滑片,使灯正常发光,测灯两端电压,电压表接1时,测灯与R的总电压,可求得灯的电流为
灯的额定功率为
故B符合题意;
C.闭合,分别闭合时,电流表正负接线柱接反,无法测量,故C不符合题意;
D.闭合,电流表接1时,灯与被短路,接2时,灯被短路,无法测量,故D不符合题意。
故选B。
20.小华用如图甲所示电路完成“测量小灯泡电功率”的实验,已知小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)如图甲所示是小华连接的部分电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整 。
(2)电路连接完毕,闭合开关S前,小华应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“A”或“B”)。
(3)小华进行了多次实验,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成如图乙中①所示的I-U图像,由图像可知,小灯泡的额定功率为 W,观察图中①所示的I-U图像不是直线的原因是 。
(4)完成上述实验后,小华将小灯泡换成待测电阻,通过实验测得数据后,作出它的I-U关系图像(图乙②),则该待测电阻的阻值为 。
(5)完成上面实验后,小华还想测某未知电阻Rx的阻值,但身边的电压表彻底坏了,于是他设计了如图丙所示的电路(R0为已知阻值的定值电阻),请帮他把缺少的步骤补全,并写出Rx的表达式。实验步骤:
I:照设计的电路图连接电路;
II:闭合开关S,记下电流表的示数I0;
III: ,记下电流表的示数I1;
IV:计算电阻的表达式是:Rx= (用已知物理量和测量出的物理量的符号表示)。
【答案】(1) (2)A (3)① 0.75 ② 小灯泡的电阻随着温度的变化会发生变化 (4)20 (5)① 同时闭合S、S1 ②
【详解】(1)小问详解:
测量小灯泡电功率的实验中,滑动变阻器和小灯泡串联,且滑动变阻器需“一上一下”接入电路;电压表并联在小灯泡两端,由于小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表接小量程,连线如下:
(2)小问详解:
为了保护电路,在闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大端,需远离下面的接线柱,故滑片应位于A端。
(3)小问详解:
[1]由图乙中①所示的I-U图像可知,当小灯泡两端的电压达到额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,所以小灯泡方额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
[2]小灯泡的电阻随着温度的变化会发生变化,所以乙图中①所示的I-U图像不是直线。
(4)小问详解:
由图乙中②所示的I-U关系图像可知,当待测电压为2V时,通过它的电流为0.1A,所以该待测电阻的阻值为
(5)小问详解:
只闭合开关S,只有R0接入电路,此时通过R0的电流表的示数I0,电源电压为U=I0R0
同时闭合S、S1,R0与Rx并联,电流表测干路电流,此时示数为I1,由于并联电路互不影响,此时通过R0的电流仍为I0,则通过Rx的电流为Ix=I1-I0
由于电源电压不变,所以有I0R0= (I1-I0)Rx
解得
21.小可将电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表和电压表接入电路,用“伏安法”测额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率。
(1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。
(2)闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数为2.2 V,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”),使灯泡正常发光。
(3)小可根据实验数据绘制了U-I图像,如图2甲所示。观察图像,发现AB部分为直线,BC部分为曲线。为便于分析,将AB延长作出图像,如图2乙所示。比较甲、乙两图像,发现两图像间的距离随着电流的增大而增大,说明 。根据图像计算小灯泡的额定功率P额= W。
(4)请结合以上分析和计算,解释白炽灯泡烧坏往往发生在开灯瞬间的原因: 。
(5)完成上述实验后,利用电流表和已知阻值为R0的定值电阻,根据如图3所示的电路图也能测出额定电压为U额小灯泡的额定功率。请将下列相关步骤补充完整:
①闭合开关S、S1,断开S2,调节滑动变阻器,使电流表示数为 。此时小灯泡正常发光;
② ,保持滑动变阻器滑片位置不变,读出此时电流表的示数为I;
③测得小灯泡的额定电功率P额= (用U额、R0、I表示)。
【答案】(1) (2)B (3)① 灯泡电阻随温度的升高而增大 ② 0.625 (4)开灯的瞬间,灯泡温度低,电阻小,灯泡的实际功率大,灯泡容易被烧坏 (5)① ② 闭合开关、,断开 ③
【详解】(1)小问详解:
电源为两节干电池,电压表选择量程,并联在小灯泡两端,所以将电压表的“3”接线柱与小灯泡右接线柱相连。
(2)小问详解:
当前灯泡电压2.2V,需要增大电压到额定电压2.5V,根据串联电路电压规律,需要减小滑动变阻器两端电压,由图1可知滑动变阻器滑片P向B端移动时,接入电阻丝长度变短,电阻减小,滑动变阻器两端电压减小。
(3)小问详解:
乙图是将AB延长的直线,代表定值电阻的图像,两图像间距随电流增大而变大,说明相同电流下灯泡的实际电压比定值电阻的理论电压更大,在电流相同时,根据欧姆定律可知,电压更大的,电阻也更大,所以电流增大,温度升高,灯泡电阻变大;
从图2甲可得,灯泡额定电压2.5V对应的额定电流为0.25A,因此额定功率
(4)小问详解:
结合前面得出的灯丝电阻随温度升高而增大的规律,刚开灯时灯丝温度远低于正常工作温度,电阻极小,瞬间实际功率远超额定值,容易烧坏灯丝。
(5)小问详解:
闭合、,断开时,灯泡L与并联,电流表测的电流,当电流为时,两端电压为,根据并联电压规律,灯泡两端电压也为额定电压,灯泡正常发光;
闭合开关、,断开,保持滑片不动,此时灯泡仍正常发光,电流表测量灯泡和的总电流;
总电流是灯泡额定电流与的电流之和,因此灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率
22.在测量小灯泡电功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Ω。
现有器材:电源(电压为6V,保持不变),电流表,电压表,开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:(1000Ω 2A)、(50Ω 2A)、(10Ω 2A)。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)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电压表无示数,电流表有示数,导致这一现象的原因是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(4)实验过程中,某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表:
实验次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
灯泡实际功率P/W
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮的光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
小灯泡的额定功率为 W;
(5)该实验小组的同学又设计了如图乙所示的电路,利用阻值为的定值电阻和电压表、电压表等器材,测量额定电压为的小灯泡L的额定功率,连接电路并检查无误后进行实验。请你帮助他们将实验过程补充完整:
①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表 (选填“”或“”)的示数为,同时读出另一个电压表的示数,记为;
②小灯泡额定功率 (用、U、表示)。
【答案】(1) (2) (3)短路 (4)0.8 (5)① ②
【详解】(1)小问详解:
当灯泡正常发光时的电流大约为
由串联电路的电流特点可知,通过滑动变阻器的电流
由串联电路的电压特点可知,滑动变阻器两端的电压
由欧姆定律可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻
总电阻值过大,滑动变阻器时示数变化不明显,不方便数据记录,故应选择
(2)小问详解:
由图可知,电压表应该测小灯泡两端的电压,应该并联接在小灯泡两端。如图所示:
(3)小问详解:
闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,说明小灯泡没有断路,有接入电路中,电压表无示数,说明小灯泡短路,两端电压为0。
(4)小问详解:
已知灯泡额定电压为
由表格知,此时通过的电流为
所以小灯泡的额定功率为
(5)小问详解:
[1][2]实验步骤①闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表V1的示数为U额,同时读出另一个电压表的示数,记为U②由图丙可知,灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端电压,电压表V2测灯泡和R0两端电压,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表V1的示数为U额,此时灯泡正常发光;根据串联电路电压规律, R0两端电压为
根据串联电路电流特点,灯泡额定电流为
则小灯泡额定功率为
【C 拓展培优题】
23.(2026·江苏无锡·中考真题)用如下图所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡电阻,电源电压为3 V。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,读出电压表、电流表的示数记录在下表中。下列说法正确的是( )
序号
①
②
③
④
⑤
U/V
0.8
1.0
1.5
2.0
2.5
I/A
0.20
0.22
0.26
0.30
0.32
A. 小灯泡的额定功率为0.6 W
B. 电压增加,小灯泡的电阻不变
C. 从序号①到⑤的测量过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变化了11 Ω
D. 序号⑤的实验中,小灯泡与滑动变阻器电功率之比为
【答案】D
【详解】A.由表可知,当小灯泡两端电压为额定电压时,对应的电流为,则额定功率为,故A错误;
B.序号①中
序号②中
电压增加,小灯泡电阻改变,故B错误;
C.小灯泡与滑动变阻器串联,序号①中,滑动变阻器两端电压
接入的阻值为
序号⑤中,滑动变阻器两端电压
接入的阻值为
阻值变化了,故C错误;
D.小灯泡与滑动变阻器串联,电流相等,则序号⑤中,由可知,电功率之比等于电压之比,即,故D正确。
故选D。
24.(2026·江苏徐州·中考真题)如表所示为某型号电扇的铭牌。该电扇使用的电源类型是 ,正常工作时的功率为 W。当电扇两端的实际电压为200 V时,电扇的实际功率比额定功率 。
品名400mm电扇型号XXXX额定电压220V~额定频率50Hz额定功率55W
【答案】① 交流电源 ② 55 ③ 小
【详解】由铭牌额定电压的“~”标识可知,电扇使用的是交流电,所以电扇使用的电源类型是交流电源;
用电器正常工作时的功率等于额定功率,由铭牌得正常工作功率为55W;
电扇的实际电压200V小于额定电压220V,故实际功率比额定功率小。
25.(2026·甘肃兰州·中考真题)一只小灯泡额定电流“0.25 A”,电源电压,需测量该小灯泡的额定功率,实验如下:
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路补画完整,要求滑动变阻器的滑动头向右移动时灯泡变亮;
(2)电路连接完整。闭合开关后移动滑动变阻器的滑动头,发现小灯泡不亮,电流表示数始终为零,电压表示数接近3 V且保持不变,故障可能是__________(选填字母);
A. 电流表处断路 B. 小灯泡短路
C. 小灯泡的灯座接触不良 D. 电压表正、负接线柱接反了
(3)排除故障后,正确连接电路。闭合开关,移动滑动变阻器的滑动头,改变电路电流并读出对应电压值,绘制出图乙的曲线。小灯泡的额定功率是 ;通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比,原因是灯丝电阻受 的影响。
(4)实验拓展:利用图丙电路,测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。步骤如下:①开关闭合,连接,移动滑动变阻器的滑动头,使电流表示数为;②开关改接,滑动变阻器滑动头的位置 (选填“左移”、“右移”或“不动”),调节电阻箱阻值,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数为;③小灯泡的额定功率表达式: (用字母表示)。
【答案】(1) (2)C (3)① 0.625 ② 温度 (4)① 不动 ②
【详解】(1)小问详解:
要求滑片右移灯泡变亮,说明滑片右移时接入电路的电阻丝长度变短,因此连接开关右接线柱和滑动变阻器右下的B接线柱;同时电流表要串联接入电路,小灯泡额定电流0.25A,因此选量程,正负接线柱接法正确即可,据此作图。
(2)小问详解:
电流表示数为零说明电路断路,电压表示数接近电源3V,说明电压表两端能连通到电源两极,故障是和电压表并联的小灯泡部分断路,故选C。
(3)小问详解:
小灯泡额定电流是0.25A,从乙图曲线可得时对应的灯泡电压是2.5V,因此额定功率
灯丝的电阻会随温度升高而增大,因此灯泡的图不是过原点的直线,电流和电压不成正比。
(4)小问详解:
该实验用了等效替代的思路:第一步让灯泡在电流为的额定状态下正常工作;第二步保持滑动变阻器滑片不动,也就是保证滑动变阻器接入的阻值不变,切换开关到a,调节电阻箱让电流仍为,此时电阻箱的阻值就和灯泡正常发光时的电阻完全相等,因此灯泡的额定功率
26.(2026·广西·中考真题)测量小灯泡正常发光时的电阻的实验电路图,如图甲所示。
(1)请根据图甲,用笔画线完成图乙电路的连接。
(2)当小灯泡的电压达到额定电压2 V时,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,读数为 A,则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω。
(3)图丁是根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系的图像,分析可知,当电压增大时,小灯泡的功率 (选填“增大”“减小”或“不变”);小灯泡的额定功率为 W。
【答案】(1) (2)① 0.4 ② 5 (3)① 增大 ② 0.8
【详解】(1)小问详解:
根据甲图,该电路为伏安法测电阻电路,电压表并联在灯泡两端,电流表串联,滑动变阻器“一上一下”接入电路,只需补充开关到电源负极的连线即可。
(2)小问详解:
电流表选用量程,分度值为0.02A,读数为0.4A;
根据欧姆定律得,小灯泡正常发光时的电阻
(3)小问详解:
根据,小灯泡电压增大时,电流同步增大,因此功率增大;小灯泡额定电压为2V,对应额定电流为0.4A,因此额定功率
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