（全國(guó)通用版）2020中考物理大一輪 第15章 電功與電功率 第三節(jié) 測(cè)量小燈泡的電功率素養(yǎng)全練（含解析）

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1、 測(cè)量小燈泡的電功率 基礎(chǔ)夯實(shí) 1.在“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)手移動(dòng)變阻器滑片時(shí),眼睛應(yīng)觀察(　　) A.電流表的示數(shù) B.電壓表的示數(shù) C.燈泡的發(fā)光情況 D.變阻器滑片的位置 答案B 解析在“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)手移動(dòng)變阻器滑片時(shí),眼睛應(yīng)觀察電壓表的示數(shù),使電壓表的示數(shù)等于額定電壓,這樣測(cè)出的功率等于燈泡的額定電功率。 2. 研究電功率與電壓、電流的關(guān)系時(shí),連接了如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法,不合理的是(　　) A.該電路所示實(shí)驗(yàn)研究電功率與電壓的關(guān)系 B.該實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鲭娏飨嗤瑫r(shí),電功率與電壓成正比 C.小燈泡電功

2、率的大小通過(guò)燈泡的亮度來(lái)比較 D.該實(shí)驗(yàn)選擇的兩個(gè)小燈泡燈絲的電阻不同 答案B 解析從圖可知兩燈泡串聯(lián),通過(guò)兩燈泡的電流相同,所以該電路所示實(shí)驗(yàn)可以研究電功率與電壓的關(guān)系,故A正確;根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和數(shù)據(jù),可以得出“電流相同時(shí),電壓越大,用電器的電功率越大”;由于燈泡的亮暗無(wú)法準(zhǔn)確反映實(shí)際功率的大小,所以無(wú)法得出“電流相同時(shí),電功率跟電壓成正比”這個(gè)結(jié)論,故B錯(cuò)誤;為了判斷燈泡的功率大小,我們可以通過(guò)觀察燈泡的亮度來(lái)判斷燈泡功率的大小,燈泡越亮燈泡的功率越大,故C正確;兩燈泡串聯(lián),流過(guò)它們的電流相同,L1、L2規(guī)格不同,則燈泡兩端的電壓不同,因此設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)可以探究電功率與電壓的關(guān)系,故D

3、正確。 3.(2019·內(nèi)蒙古包頭中考改編)在測(cè)量小燈泡的電功率時(shí),電源電壓為3 V,小燈泡上標(biāo)有“2.5 V”字樣。 (1)在如圖甲所示的電路中,有一根導(dǎo)線鏈接錯(cuò)誤,請(qǐng)?jiān)谶B接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”,并補(bǔ)畫出一根導(dǎo)線連接成正確的電路。 (2)電路連接正確后,從滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值開始記錄數(shù)據(jù),得到小燈泡的I-U圖象如圖乙所示,則小燈泡的額定功率是　　　　 W。由圖可知,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格應(yīng)選擇　　　　。? A.10 Ω　1 A B.15 Ω　1 A C.25 Ω　1 A D.30 Ω　1 A (3)有同學(xué)認(rèn)為利用該電路還可以探究出導(dǎo)體中電流和導(dǎo)體兩端電壓成正比,小明認(rèn)為這

4、種方法不合理,理由是?　。? 答案(1)如圖所示 (2)0.625　C (3)燈絲電阻是變化的,無(wú)法得到電流與電壓成正比 解析(1)燈泡與變阻器并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的,燈泡與變阻器串聯(lián),電壓表與燈泡并聯(lián); (2)根據(jù)小燈泡的I-U圖象知,燈在額定電壓下的電流為0.25 A,小燈泡的額定功率是P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W;由圖知,當(dāng)電壓表示數(shù)為0.5 V時(shí),電路中的最小電流為0.1 A,由串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律,滑動(dòng)變阻器的最大電阻為R滑==25 Ω,故變阻器規(guī)格應(yīng)選擇C; (3)探究出導(dǎo)體中電流和導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系時(shí),要控制電阻阻值不變,因燈絲電

5、阻是變化的,無(wú)法得到電流與電壓成正比,這種說(shuō)法不合理。 4.(2019·四川遂寧中考改編)在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)器材有兩節(jié)新干電池、電流表、電壓表、額定電壓2.5 V的小燈泡,滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干,部分實(shí)物電路如圖甲所示。 (1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整(要求:滑片P向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮)。 (2)連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮,電壓表示數(shù)為3 V。斷開開關(guān),經(jīng)檢查,各元件完好,電路連接正確,則實(shí)驗(yàn)中操作錯(cuò)誤之處是　　　　　　　　　　　　　。? (3)圖乙是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出的小燈泡的I-U圖象,則小燈泡額定功率是　　　　 W。? (

6、4)若用圖乙中所測(cè)得數(shù)據(jù)算出燈泡的平均電阻RL,再根據(jù)P=計(jì)算燈泡的額定功率。按此方案算出燈泡的額定功率比真實(shí)值　　　　(選填“偏大”或“偏小”)。? 答案(1)如圖所示 (2)滑動(dòng)變阻器的滑片沒有調(diào)到阻值最大處 (3)0.625　(4)偏大 解析(1)滑動(dòng)變阻器的右下方接線柱與開關(guān)相連時(shí),滑片P向右移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮,如答案圖所示; (2)連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮,電壓表示數(shù)為3 V,且各元件完好,電路連接正確,則實(shí)驗(yàn)中操作錯(cuò)誤之處是滑動(dòng)變阻器的滑片沒有調(diào)到阻值最大處; (3)由圖乙可知,電壓表的示數(shù)為2.5 V時(shí),通過(guò)的電流為0.25 A,則小燈泡額定功率是P=U

7、I=2.5 V×0.25 A=0.625 W; (4)由圖乙可知,燈泡兩端的電壓為2 V時(shí),通過(guò)的電流為0.225 A,由I=的變形式R=可得,燈泡兩端的電壓為2 V、2.5 V時(shí)的電阻分別為8.9 Ω、10 Ω,若用圖乙中所測(cè)得數(shù)據(jù)算出燈泡的平均電阻RL,RL小于小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻,再根據(jù)P=計(jì)算燈泡的額定功率,按此方案算出燈泡的額定功率比真實(shí)值偏大。 5.(2019·江蘇徐州中考)小明要測(cè)量額定電壓為2.5 V 的小燈泡的功率。 (1)如圖所示,電路圖中沒有標(biāo)明電流表、電壓表,請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)圓圈內(nèi)填入字母“A”“V”完成電路圖。 實(shí)驗(yàn)序號(hào) ① ② ③ 電壓U/V 2.0

8、2.5 2.8 電流I/A 0.22 0.24 0.26 (2)連接電路時(shí),閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到　　　　端。? (3)小明測(cè)量的數(shù)據(jù)如上表所示,三次測(cè)量比較,小燈泡亮度變化情況是　　　。? A.變亮　　　B.變暗　　　C.不變 (4)小燈泡的額定功率為　　　　 W。? 答案(1)如圖所示 (2)b　(3)A　(4)0.6 解析(1)電流表電阻很小,與電阻串聯(lián),電壓表電阻很大,與電阻并聯(lián),如答案圖所示; (2)為了保護(hù)電路,閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在阻值最大處,即b端; (3)根據(jù)P=UI算出三次的功率依次是0.44 W、0.6 W

9、、0.728 W,即隨著電壓的增大,實(shí)際功率增大,燈泡變亮,故A正確; (4)燈泡的額定電壓為2.5 V,額定電流為0.24 A,額定功率P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W。 6.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖甲所示電路圖測(cè)量小燈泡的電功率。已知電源電壓不變,待測(cè)燈泡的額定電壓為3.8 V。 (1)請(qǐng)將滑動(dòng)變阻器正確的連入電路,要求滑片向左滑,通過(guò)燈泡的電流變小。 (2)閉合開關(guān),同學(xué)們發(fā)現(xiàn),電流表沒有示數(shù),燈泡不亮,電壓表示數(shù)接近電源電壓,此時(shí)電路發(fā)生故障的儀器以及故障的名稱為　　　　　　。? (3)故障排除后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P,使燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示

10、數(shù)如圖乙所示,則待測(cè)燈泡的額定功率為　　　　。? (4)持續(xù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,并繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖丙所示。由圖推知:小燈泡的實(shí)際電壓是額定電壓一半時(shí)的電功率為P1,小燈泡的實(shí)際電流是額定電流一半時(shí)的電功率為P2,則P1　　　　(選填“大于”“小于”或“等于”)P2。? 答案(1)如圖 (2)燈泡斷路　(3)1.14 W　(4)大于 解析(1)要求滑片向左滑,通過(guò)燈泡的電流變小,即電阻變大,故滑動(dòng)變阻器右下B接線柱連入電路中,如答案圖所示; (2)經(jīng)分析,無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數(shù)都接近電源電壓,則電路的故障是與電壓表并聯(lián)

11、的電路斷路了,電路發(fā)生故障的儀器以及故障的名稱為燈泡斷路; (3)由圖乙知,最小分度值為0.02 A,則讀數(shù)為0.3 A,故小燈泡額定電壓下的電流為0.3 A,則該小燈泡的額定功率為P=ULIL=3.8 V×0.3 A=1.14 W; (4)由圖知,小燈泡的實(shí)際電壓是額定電壓一半(1.9 V)時(shí)的電流約為0.22 A,電功率為P1=1.9 V×0.22 A≈0.42 W;小燈泡的實(shí)際電流是額定電流一半時(shí)(0.15 A)對(duì)應(yīng)的電壓約為1 V,燈的實(shí)際電功率為P2=1 V×0.15 A=0.15 W,則P1大于P2。 能力提升 7.在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,已知燈泡額定電壓U=2.5

12、 V,電源電壓保持不變。 (1)用筆畫線代替導(dǎo)線把甲圖電路連接完整。 (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為2.5 V,此時(shí)電流表示數(shù)(如圖乙)為　　　　 A,則小燈泡的額定功率是　　　　 W。? (3)如果沒有電壓表用如圖丙所示電路也可測(cè)小燈泡的額定功率。其中,定值電阻的阻值為R0。先斷開開關(guān)S2、閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表的示數(shù)為;再保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,只斷開開關(guān)　　　　、閉合其他開關(guān),讀出電流表示數(shù)為I,燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=　　　　(用R0、U額、I的代數(shù)式表示)。? 答案(1)如圖所示 (2)0.28　0.7　(3)S1　U額I-

13、解析(1)將滑動(dòng)變阻器的左下接線柱連入電路中; (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為2.5 V,電流表選用小量程,分度值為0.02 A,此時(shí)電流表示數(shù)(如圖乙)為0.28 A,則小燈泡的額定功率是P=UI=2.5 V×0.28 A=0.7 W; (3)先斷開開關(guān)S2,閉合開關(guān)S、S1,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表的示數(shù)為;再保持變阻器滑片的位置不變,只斷開開關(guān)S1、閉合其他開關(guān),讀出電流表示數(shù)為I,此時(shí)電流表測(cè)燈泡與定值電阻并聯(lián)的電流,因電路的連接關(guān)系沒有改變,各電阻的大小和通過(guò)的電流不變,燈泡仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出燈泡的額定電流為I-;燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=U額I-。

14、 8.(2019·四川眉山中考改編)測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中,器材如下:待測(cè)小燈泡(額定電壓為2.5 V)、電源(電壓恒為6 V)、電流表(0~0.6 A、0~3 A)、電壓表(0~3 V、0~15 V)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)各一只,導(dǎo)線若干。 (1)如圖甲所示是某同學(xué)開始時(shí)連接的電路,仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)該電路存在連接錯(cuò)誤,但只需改動(dòng)一根導(dǎo)線,即可使電路連接正確。請(qǐng)你在應(yīng)改動(dòng)的導(dǎo)線上打“×”,并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法。 (2)電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表、電壓表均有示數(shù),接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是　　　　。? A.檢查燈泡是否斷路 B.檢查燈泡是否短路 C.檢查

15、開關(guān)接觸是否良好 D.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 (3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,小燈泡的額定功率為　　　　　 W。? (4)同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,測(cè)出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率。電源電壓不變,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為R,實(shí)驗(yàn)方案如下: ①按電路圖連接電路。 ②只閉合開關(guān)S1,移動(dòng)R1的滑片,使電流表的示數(shù)為I額,燈泡正常發(fā)光。 ③只閉合開關(guān)S2,保持R1的滑片位置不動(dòng),移動(dòng)R2的滑片,使電流表的示數(shù)為I額。 ④保持R2的滑片位置不動(dòng),將R1的滑片移到最左端,電流表的示數(shù)為I1,再將R1的滑片移到最右端,電流表的示數(shù)為I2。 ⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為

16、P額=　　　　(用I額、I1、I2、R表示)。? 答案(1)如圖 (2)D　(3)0.75　(4) 解析(1)原電路中,電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與小燈泡并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的,電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表與小燈泡并聯(lián); (2)電路連接正確后,閉合開關(guān),電流表、電壓表均有示數(shù),電路為通路,發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,說(shuō)明電路中的電流過(guò)小,故接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,觀察燈的發(fā)光情況,選D; (3)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,電流表選用小量程分度值為0.02 A,示數(shù)為0.30 A,小燈泡的額定功率為P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W; (

17、4)由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得U=I1R2=I2(R+R2),解得R2=,小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=RL=R2=。 9.小亮同學(xué)做測(cè)定“小燈泡的額定電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)所用器材有電源、額定電壓為2.5 V的小燈泡(小燈泡的額定功率小于1 W)、滑動(dòng)變阻器(50 Ω　1 A)、以及符合實(shí)驗(yàn)要求的電表、開關(guān)和導(dǎo)線。 (1)按照正確的操作連接好電路后,合上開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表、電壓表均有示數(shù),但示數(shù)較小,則原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(寫一條即可);? (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表示數(shù)為2.5 V時(shí),電流表示數(shù)如圖乙所示,則電流表示數(shù)為　　　　 A,小燈泡的

18、額定功率為　　　　 W。? (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞,他們想設(shè)計(jì)一個(gè)不用電流表測(cè)定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)。于是向老師要了一個(gè)阻值為R0的定值電阻和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)(符號(hào)為:),設(shè)計(jì)了一個(gè)電路,并順利地測(cè)出了U額=2.5 V的燈泡的額定功率。請(qǐng)你在圖丙虛線框內(nèi)完成電路圖的設(shè)計(jì)。 答案(1)滑動(dòng)變阻器阻值太大　(2)0.24　0.6 (3)如圖 解析(1)電流表電壓表均有示數(shù),電路是通路,根據(jù)電表的示數(shù)很小及燈泡不亮,可知,變阻器的阻值太大,造成了燈泡兩端的實(shí)際電壓太低,實(shí)際功率太小造成; (2)小燈泡的額定功率小于1 W,則其額定電流I<=0.4 A,由圖乙知,電流表的量程應(yīng)使用0~0.6 A,示數(shù)為0.24 A,則額定功率:P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W; (3)由題意知,利用單刀雙擲開關(guān)應(yīng)能夠分別測(cè)出燈泡兩端的電壓及燈泡與定值電阻串聯(lián)的總電壓,使燈泡兩端的電壓達(dá)到額定電壓、燈泡正常發(fā)光,根據(jù)燈泡與定值電阻串聯(lián)的總電壓求出定值電阻兩端的電壓,從而可知通過(guò)燈泡的電流,求出電功率。 12