15.3 第2课时电功率的测量-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

拔尖特训· 物理（沪粤版）九年级 第2课时 电功率的测量 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基▲ 1.★新势教材P107练习T2改编在“测定小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V,小灯泡的额定 电压为2.5V、电阻约为102. (1)连接电路时开关应 ,电流表的量程应选0~ A。 (2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 (3)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于 (选填“A”或“B”)端。 (4)闭合开关，移动滑片P到某一处时，电压表示数（如图乙所示）为 V,若想测量小灯泡 的额定功率，应将图甲中滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5V。 (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IU图 像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。图丙中小灯泡的IU图像不是一 条直线，原因是 A 0.4 0.3 0.2 0.1 01234U/W 丙 (第1题图) 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 2.[2025东莞二模]小联同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器 材有三节新的干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻 器、电压表、电流表、开关和导线。 (1)将图甲电路连接完整。（要求：闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向 A端移动，电流表的示数变大，导线不得交叉) (2)闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,发现小灯泡始终不 亮，且电压表有示数，电流表无示数。则故障原因可能是 (3)排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某位置，电压表 的示数如图乙所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (第2题图) (选填“A”或“B”)端移动，直到电压表的示数为 V。 (4)小联处理实验数据时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为这样处理数据是 (选填“合理”或“不合理”)的，理由是 实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 平均电功率/W 1 2.0 0.26 0.52 2 2.5 0.28 0.70 0.71 3 3.0 0.30 0.90 (5)实验提供的滑动变阻器规格分别为R,“522A”、R2“2021A”、R3“10020.1A”,小联 在做上述实验时选择的应是 (选填“R,”“R2”或“R3”)。 90 第十五章电能与电功率 3.[2025深圳南山一模]如图所示，小明同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源（电 压恒为6V)、小灯泡（额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为102）、电流表、电压表、开关各 一个，规格分别为R1(1021A)和R2(3020.5A)的滑动变阻器各一个，导线若干。 (1)连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“X”并用笔画线 代替导线，将电路连接正确。 AU/V ④ 0.10.20.31/A 甲 丙 (第3题图) (2)连接电路时，滑动变阻器应选 (选填“R1”或“R2”)。 (3)连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是 (4)排除故障，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表的示数为2.2V,若想测量小灯泡的额定功 率，应将滑片向 (选填“左”或“右”)端移动。通过实验绘制出小灯泡的U-I图像，如图乙 所示，小灯泡的额定功率为 W。 (5)小华同学设计了如图丙所示电路，来测量另一只小灯泡的额定功率（已知灯泡的额定电压为 U额)，R。阻值已知。 ①断开开关S,闭合开关S、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为 (用字母表 示)，此时灯泡正常发光。 ②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I。 ③小灯泡额定功率的表达式：P颜= (用字母U颜、I、R。表示)。 道三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 4.[2025北京海淀期末]小明利用电压表和电阻箱，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正 常发光时的电功率P,。他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路 如图所示。 (1)请只添加两条导线完成图中所示的实验电路的连接。 (2)请把小明的实验步骤补充完整： ①断开开关S2,闭合开关S、S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数 为2.5V。 ②断开开关S3,闭合开关S1、S2, ,调节 使电压表的示数仍然为2.5V,记录实验数据。 (3)请用已知量和测量量（电阻箱阻值用R。表示）表示P.,P= (第4题图) ●“答案与解析”见P49 91于电压表最大量程大于电源电压，故滑动变阻器的滑片可 以移动到最大阻值处，由图乙可知，滑动变阻器两端的最 大电压Ux=8V,通过电路的最小电流Imn=0.4A,此时 滑动变阻器阻值最大为R大= U=8V 10.4A-202故@ 正确。 11.2~820.3750.5A1.1 〔解析)已知灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器 R两端的电压，电流表测电路中的电流；灯丝的电阻R,= Um2_(8V) P P领 =162,灯正常发光时的电流1= 4W 8V-0.5A,电流表的量程为0~0.6A,为保护电路，电路 中的最大电流I大=0.5A,此时滑动变阻器接入电路中的 电阻最小，电路中的总电阻R。=一0.5A=18D:滑动 变阻器的最小阻值R潘小=R总一R.=182-162=22:为 保护电压表，滑动变阻器的最大电压为3V,滑动变阻器连 入的电阻最大，电路中的电流最小，因串联电路中总电压 等于各分电压之和，灯泡两端的最小电压U1=U一UR 9V-3V=6V,此时电路中最小的电流1小=R-160 _U_6V UR 0.375A,则滑动变阻器连人的最大电阻R默一不 0.375A=8Q:由此可知，滑动变阻器允许调节的范围为 3V 2~8:电路中的最大电流为0.5A,最小电流为0.375A, 即电路中电流的范围为0.375~0.5A;滑动变阻器消耗的 功率P满二 /U R传十R）R#= U (R十R) R海 U2 (R滑一R,)2 ,根据数学知识，在理论上，当R= +4R R得 R,.=16Ω时，变阻器消耗的功率最大，但本题中滑动变阻 器允许调节的范围为2~8Ω，即变阻器接人的阻值不能调 到16Ω，且变阻器消耗的功率与变阻器接人电路阻值的关 系图像大致如图所示。所以，由图像可知，在滑动变阻器 可调节的范围内，当R大=8Ω时，滑动变阻器消耗的功率 最大，则变阻器的最大功率P大=I小2R大=(0.375 A)2×8≈1.1W 02816R/2 (第11题图) 第2课时电功率的测量 1.(1)断开0.6(2)如图所示(3)A(4)2.2B (5)0.5灯丝电阻随温度的升高而变大 D (第1题图) 解析)(1)连接电路时，开关应处于断开状态。灯泡正常 发光时通边的电流约为1-景- =0.25A,所以电 流表选择0~0.6A量程。(2)电路大部分连接完成，由 (1)知道了选择的电流表的量程，只要将电流表的“0.6A” 接线柱与灯泡左侧的接线柱连接即可。(3)为使滑动变阻 器接入电路的电阻最大，应该使滑片位于距离B接线柱最 远的位置，也就是处于A端。(4)电压表的示数为2.2V, 要测量小灯泡的额定功率，应使电路中的电流变大，滑动 变阻器阻值变小，由图甲知，滑片应向B端滑动。(5)由图 丙知，U=2.5V时，I'=0.2A,则小灯泡的额定功率P UI'=2.5V×0.2A=0.5W;造成小灯泡的IU图像不是 一条直线的原因：灯丝电阻随温度的升高而变大。 方法归纳 连接实物图时的注意事项 (1)电压表、电流表的正、负接线柱不要接反。 (2)电压表、电流表的量程不要接错。(3)滑动变阻器 应“一上一下”接在电路中，滑片移动时阻值的变化应符 合题目要求。(4)作图要美观，连线不要交叉。(5)连 接导线的线头要画在各元件实物图的接线柱上。 2.(1)如图所示(2)小灯泡断路(3)A2.5(4)不 合理小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求电功 率的平均值没意义(5)R。 B (第2题图) 〔解析)(1)滑动变阻器应串联接人电路，将滑动变阻器的 滑片P向A端移动，电流表示数变大，即滑动变阻器接人 的阻值变小，故滑动变阻器应接左下接线柱，连线如图。 (2)闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表无 示数，小灯泡始终不亮，说明电路中存在断路的地方，由于 电压表有示数，说明电压表能连接到电源两端，说明故障 原因可能是小灯泡断路。(3)由图乙可知，电压表接的是 小量程，分度值为0.1V,所以电压表示数为2.2V。若想 测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压为2.5V, 根据串联分压原理可知，需使滑动变阻器分得的电压变 小，滑动变阻器接入电路的阻值需变小，故应将滑片向A 端移动，直到电压表的示数为2.5V。(4)在进行实验数据 处理时，计算出了小灯泡的平均电功率是不合理的，因为 小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意 义。(5)灯泡正常发光时电压为2.5V,电流为0.28A,电 源是三节新的干电池，电压为4.5V,变阻器分得的电压 U=4.5V一2.5V=2V,此时滑动变阻器阻值R= U2V I#0.28A≈7.140>50，所以R,不符合题意：由于R 允许通过的最大电流为0.1A<0.28A,所以R,不符合题 意。故选R,。 3.(1)如图所示(2)R2(3)小灯泡短路(4)右 0.625(5)0V题 R。 ③Ua(I-R。 (第3题图)》 〔解析)(1)在“测量小灯泡的电功率”实验中，电压表应测 灯泡两端的电压，而图中电压表测灯泡和滑动变阻器的总 电压，这是错误的，改正后如图所示。(2)小灯泡额定电压 为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为102，由欧姆定律可 知，小灯泡正常发光时的电流约为受--42西A,根 据串联电路的电压规律和欧姆定律，此时滑动变阻器连入 电路中的电阻R=6V-25V 0.25A =142>102,故滑动变 阻器应为R2。(3)连接好电路后，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，说 明电压表并联的支路短路，即电路故障原因是小灯泡短 路。(4)排除故障，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压 表的示数为2.2V,小于灯泡的额定电压2.5V,若想测量 小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电 路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应 减小变阻器接入电路的阻值，故变阻器滑片应向右端移 动；由U-I图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯 泡的电流为0.25A,小灯泡额定功率P=UI,=2.5V× 0.25A=0.625W。(5)实验步骤：①断开开关S,闭合开 U 关S,、S,调节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为尺， 此时灯泡正常发光：②保持滑动变阻器滑片P位置不变， 断开开关S2,闭合开关S、S,记下电流表的读数为I; ③在步骤①中，灯泡L与电阻R。并联，电流表测通过R。 的电流调节滑动变阻器滑片P.使得电流表示数为受。 根据并联电路电压特点和欧姆定律可知，灯的电压为U领， 灯正常发光：在步骤②中，灯泡L与电阻R。仍并联，电流 表测通过灯泡和电阻R。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，灯仍正常发光， U,灯 根据并联电路电流的规律，灯的额定电流1一I一 U题 的额定功率的表达式P=U领I=U=(I一 4.(1)如图所示(2)②保持滑片位置不变电阻箱接 人电路的阻值(3)2.5V) R。 (第4题图) 〔解析)(1)将S与灯所在支路和S2与电阻箱所在的支路 最后一个元件的右接线柱连接起来后再与滑动变阻器串 联，实物图的连接如图所示。(3)因变阻器连人电路中的 阻值大小不变，电压表示数保持不变，根据等效替代法，此 时电阻箱的阻值R。与灯正常发光的电阻大小相等，所以 灯的额定功率的表达式为P--2.5V R。 R 第3课时串、并联电路中电功率的分析与计算 1.DL正常发光的电流为1A,L2正常发光的电流为 0.5A。闭合开关，两电阻串联，电压表测量L两端的电 压。灯泡L2恰好正常发光，则电路电流I=0.5A,L两 端的电压等于L2的额定电压，为6V,根据欧姆定律可知 U2 6V 此时L的阻值R,=宁-05A-120,故B错误：根据串申 联电路的电流特点可知通过灯泡L的电流为0.5A,故A 错误，从图甲可知L,两端的电压为2V,则电压表示数为