第2章 第3节 第3课时 测定小灯泡的功率-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

(6V)2 182 =2W(4)当S,闭合、S断开时，灯泡与变阻器 接人电路中的电阻R,串联，则电路中的电流I=R十R 变阻器消耗的电功率P,=IPR,=（R十R, U )R U U (R1.+R1)2 R12+2RR1+R,2 R R U U2 R2-2RR1+R,2+4R1R1(R1.-R1)2 ,当R,= R R +4R U2 R=12n时，变阻器消耗的电功率最大，P大一4R 4X120-0.75w (6V)2 7.(1)由图乙知通过R,的最小电流I最小=0.2A,电压表 的最大示数U大=8V,由欧姆定律可得，滑动变阻器的最 _U达=8V 大阻值R大一-02A=0D(2)右定值电阻R: 大于滑动变阻器的最大值，当光照相同的时候对比电路中 左侧总电阻大、电流小，左侧电磁铁磁性小于右侧，衔铁被 吸向右侧，转向电路中电动机会带动电池板向右侧运动 (3)滑动变阻器和R,串联，由图乙可知，当滑片在最下端 时滑动变阻器接人电路的电阻最大，电源电压U=I最R十 U大=0.2A×R3十8V①，当电流表示数为0.5A时，电 压表的示数为2V,同理可得电源电压U=I3R3十U= 0.5A×R+2V②，由①②两式解得R3=202,U= 12V,电路消耗的最小功率P最小=UI最小=12V×0.2A= 2.4W 第3课时测定小灯泡的功率 1.B由表中数据可知，当灯泡两端电压分别为1.5V、 2V、2.5V、3V时，计算得对应电阻分别约为6、6.9、 7.82、8.62,可见，随着电压增大，电阻增大，故A错误；由 表中数据知，灯泡额定电压U=2.5V,对应的电流I三 0.32A,灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A= 0.8W,故B正确：灯泡在额定电压下的功率为额定功率， 不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率，故C错 误；由表中数据知，当电压、电流改变时，电压与电流的比 不是定值，即通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正 比，故D错误。 2.C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，A选项不符合题意；电 压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，B选项不符合 题意；如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也达不到 灯泡的额定电压，C选项符合题意：若灯泡灯丝断开，则灯 泡不会发光，D选项不符合题意。 3.D由图甲可知，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；由灯泡的IU图像可知，当电流为0.4A时，灯泡的 0 电压为1V,由欧姆定律可得，灯的电阻R=元一0.4A 0.1V 2.52,故B错误：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U'=U一U'=3V一2.5V= 0.5V,由图乙可知，灯的电压为0.5V时电流为0.3A,则 小灯泡的功率P'=U'T'=0.5V×0.3A=0.15W,故C 错误；小灯泡的电压等于额定电压2.5V时，灯正常发光， 由图乙可知灯的额定电流I1颜=0.5A,根据串联电路电压 的规律，变阻器的电压U=U一U1颜=3V一2.5V= 0.5V,此时滑动变阻器的功率P滑=U猎I滑=U播I1颜= 0.5V×0.5A=0.25W,故D正确。 4.BA选项电路图，改变开关的状态，使定值电阻R、灯 泡、滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，移动滑动 变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的 位置不动，再改变开关的状态，电压表都无法测量出定值 电阻两端电压，也就无法计算灯泡正常发光时电路中的电 流，因此不能测出灯泡的额定功率，故A错误；B选项电路 图，改变开关的状态，使定值电阻R、灯泡、滑动变阻器串 联，电压表测量灯泡两端电压，移动滑动变阻器的滑片使 电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的位置不动，再改变 开关的状态，使电压表测量定值电阻和灯泡两端总电压， 再根据串联电路电压特，点和欧姆定律求出此时电路中的 电流，即灯泡的额定电流，并利用P=I可求出灯泡的额 定功率，故B正确；根据C选项电路图可知，无论如何改变 开关的状态，都无法让电压表测量灯泡两端电压，因此无 法确保灯泡正常发光，故不能测量灯泡的额定功率，故C 错误：D选项电路图，改变开关的状态，使定值电阻R、灯 泡、滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，移动滑动 变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V,然后保证滑片的 位置不动，再改变开关的状态，使电压表测量定值电阻两 端电压，但电压表的正、负接线柱错误，故无法测量出定值 电阻两端电压，也就无法计算灯泡正常发光时电路中的电 流，因此无法测量灯泡的额定功率，故D错误。 5.(1)小灯泡L短路(2)小于(3)电压表用0~3V 量程并联在滑动变阻器两端2.20.836 〔解析)(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L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102，由P-?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量程，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=6V一3.8V= 2.2V,故电压表选0~3V的量程，然后与滑动变阻器并 22 联。小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的阻值R海=10Ω， U沿_2.2V 电路中的电流I一R#=10D =0.22A;小灯泡的额定功 率P额=U额I=3.8VX0.22A=0.836W。 6.(1)如图所示(2)0.5(3)②保持滑片P的位置不 变，闭合开关S、S,断开SU(I2一I1) (第6题图) 解析)(2)由图乙可知，小灯泡在额定电压2.5V时的电 流为0.2A,则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A 0.5W。(3)②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S, 断开S,读出电流表的示数为I2。在①中，R。与小灯泡并 联，电流表测通过定值电阻的电流，电流表的示数I, 0.25A,定值电阻两端的电压U。=I,R。=0.25A×102= 2.5V,由并联电路电压的规律知，小灯泡两端的电压为 2.5V,小灯泡正常发光；在②中，电流表测小灯泡与R。并 联的总电流，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，小灯泡仍正常发光，根据并联电路电 流的规律，小灯泡的额定电流I缬=I2一I1,则小灯泡的额 定功率P颏=U领I缬=U领（I2一I,）。 方法归纳 缺少电表的电路情况分析 缺少电压表时，需要解决两个问题：一是如何判断 灯泡是否正常工作：二是如何在转换测量过程中保持灯 泡两端的电压为额定电压。判断灯泡正常工作，需要调 节灯泡两端的电压为额定电压，因此用定值电阻与电流 表来控制与之并联的灯泡正常工作。在缺少电表的情 况下，测量电阻或电功率时，需要进行“等效替代”，但在 “等效替代”的过程中要确保电路状态不发生变化。 第4课时常用电热器 1.A电饭煲工作时主要将电能转化为内能，是利用电流 热效应工作的。电视机工作时主要将电能转化为声能、光 能；洗衣机、抽油烟机工作时主要将电能转化为机械能，都 不是利用电流热效应工作的。 2.D探究“电流通过导体产生热量的多少与电阻的关 系”，要控制电流和通电时间相同，只改变电阻大小，根据 转换法，两烧瓶中分别装等质量的同种液体，玻璃管越细 实验现象越明显，故A、B错误：若控制两烧瓶中电阻丝的 长度、横截面积、材料均相同，则两电阻丝电阻相同，故C 错误；将其中任一电阻丝作为研究对象，则电阻不变，控制 通电时间相同，通过移动变阻器的滑片改变电路中的电 流，故装该装置还可研究导体产生的热量与电流大小的关 0 系，故D正确。 3.(1)串联(2)加热1000 C解析)(1)(2)开关转至bd位置时，电路为R2的简单电 路，开关转至ac位置时，电路为R,和R2的串联电路，因 为串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P= 1一。可知，R、R串联时，电路中的电阻最大，电功率 最小，电热器为保温挡；电路为R2的简单电路时，电路中 的电阻最小，电功率最大，电热器为加热挡；因此开关转至 bd位置时，该电热器可实现加热功能：此时它的额定功率 U_(220V=1000w。 Pn热=R248.40 4.D规格相同的烧瓶内装了相同质量的煤油，烧瓶内的 电阻R,>R2,加热2min时，根据Q=I2Rt可知电阻R, 所在的瓶子中煤油吸收的热量较多，由图乙可知A的温度 变化量较大，根据Q=cm△t可知，图乙中A表示R,所在 烧瓶中煤油的温度变化情况，故A、B错误：根据P=R 可知实验过程中，电阻R,的发热功率大于R2,为使煤油 升温更快，可让电路中电流变大，总电阻变小，图甲中滑动 变阻器的滑片可向左移动，故C错误，D正确。 5.(1)如图所示(2)秒表(3)3V(4)6s 变色测温贴P (第5题图) 〔解析)(3)当R,处断路时，若将电压表并联在R,两端， 此时电压表通过R?和滑动变阻器与电源相连，因为电压 表内阻很大，电路中电流几乎为零，R2和滑动变阻器两端 电压几乎为零，所以电压表测量的是电源电压，其示数为 3V。(4)根据焦耳定律Q=IRt,在通电时间相同时，电 流通过导体产生的热量与电流的平方成正比。当电流由 1A变为2A时，电流的平方变为原来的4倍。要产生相 同的热量，所以变色时间变为原来的子。原来R,变色时 间为245，则现在变色时间为24s×=6s。 6.(1)减小(2)6×10(3)由题意可知，控制电路的电 压U,=6V,恒温箱达到设定的最高温度时，控制电路中的 电流1，=0.05A,由1= 示可得，电路的总电阻R台二 0.05A=1200,因热敏电阻R,的阻值随温度的升高而减 小，所以，R,的阻值最小时，恒温箱达到能够设定的最高温 度值，当R。的阻值最大时，R,的阻值最小，因串联电路中 总电阻等于各分电阻之和，所以，R,的最小阻值R小= R急-R线-R大=1202-202-502=502，由图乙可知， 恒温箱能够设定的最高温度值是80℃(4)减小U,的值 23第2章能的转化与能量守恒 第3课时测定小灯泡的功率 边一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.在“测定小灯泡的功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V,秀秀同学通过正确操作得到 的数据如表所示。分析数据后得到下列结论，其中正确的是 ) 电压U/W 1.5 2 2.5 3 电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35 A.灯丝的电阻随电压的增大而减小 B.小灯泡的额定功率为0.8W C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值 D.通过小灯泡的电流与电压成正比 2.[2025杭州上城期末]在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学正确连接电路，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 刀二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.如图甲所示电路的电源电压为3V,小灯泡的额定电压为 0.5 2.5V,图乙是小灯泡的IU图像。闭合开关S后，下列 0.4 P 0.3 判断中，正确的是 ( R 0.2 A.电压表测的是小灯泡两端的电压 A 0.1 0 B.电流表示数为0.4A时，小灯泡的电阻是25Ω U/V 甲 C.电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W (第3题图) D.小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 4.如图所示，电路中R的阻值已知，小灯泡额定电压为2.5V,在不拆电路的情况下，能测出小灯泡额定 功率的是 R V A B. C D 5.[2025宁波慈溪校级模拟]小华和小红两位同学各自进行“测定小灯泡电功率” 的实验。如图甲实验中所用器材规格均相同，小灯泡标有“3.8V”字样，电源电 压为6V且保持不变，他们各自按图甲电路图连接电路。 (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 (第5题图甲) 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泡L或滑动变阻器R上， 电路故障是 49 特训科学（浙教版）九年级上 (2)小华进行实验时，其部分实验数据和现象记录如下表所示。 实验次序 电压表示数/W 电流表示数/A 灯泡亮度 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，于是他根据第一次的实验数据计算 U1V 出灯泡电阻R=7=o.1A =102,再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率P= Un- RL (3.8V)2 =1.444W。请你帮他判断，小灯泡的额定功率应 (填“大于”“小于”或“等 102 于”)1.444W。 (3)如图乙所示，小红按电路图正确接线，闭合开关，移动滑动变阻器 的滑片，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后依然完成了实 验，她的改动是 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 (第5题图乙) 变阻器的阻值为102，可得出小灯泡的额定功率为 W。 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 6.★在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，器材有电源（电压恒为3V)、开关、电压表和电流表各一 只、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器(2021A)、导线若干。 (1)用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮） 0.3 0.2 0.1 0 123 出 U/V 乙 丙 (第6题图) (2)连接完电路，第一小组的同学通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，得到通过小灯泡的电流 随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W (3)第二小组的同学准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电 阻R。,设计了如图丙所示的电路，也顺利地完成了实验，请将步骤补充完整。 ①闭合开关S、S,断开S2,调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1(0.25A)。 ② 读出电流表的示数为I2,则小灯泡的额定功率P额= (用U额、I1、I2表示)。 50 >“答案与解析”见D22