測量小燈泡的電功率基礎夯實1.在“測定小燈泡的額定功率”的實驗中,當手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察()A.電流表的示數B.電壓表的示數C.燈泡的發光情況D.變阻器滑片的位置答案B解析在“測定小燈泡的額定功率”的實驗中,當手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察電壓表的示數,使電壓表的示數等于額定電壓,這樣測出的功率等于燈泡的額定電功率。2.研究電功率與電壓、電流的關系時,連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法,不合理的是()A.該電路所示實驗研究電功率與電壓的關系B.該實驗能得出電流相同時,電功率與電壓成正比C.小燈泡電功率的大小通過燈泡的亮度來比較D.該實驗選擇的兩個小燈泡燈絲的電阻不同答案B解析從圖可知兩燈泡串聯,通過兩燈泡的電流相同,所以該電路所示實驗可以研究電功率與電壓的關系,故A正確;根據本實驗的現象和數據,可以得出“電流相同時,電壓越大,用電器的電功率越大”;由于燈泡的亮暗無法準確反映實際功率的大小,所以無法得出“電流相同時,電功率跟電壓成正比”這個結論,故B錯誤;為了判斷燈泡的功率大小,我們可以通過觀察燈泡的亮度來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,流過它們的電流相同,L1、L2規格不同,則燈泡兩端的電壓不同,因此設計此實驗可以探究電功率與電壓的關系,故D正確。3.(2019內蒙古包頭中考改編)在測量小燈泡的電功率時,電源電壓為3 V,小燈泡上標有“2.5 V”字樣。(1)在如圖甲所示的電路中,有一根導線鏈接錯誤,請在連接錯誤的導線上打“”,并補畫出一根導線連接成正確的電路。(2)電路連接正確后,從滑動變阻器接入電路的最大阻值開始記錄數據,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,滑動變阻器的規格應選擇。 A.10 1 AB.15 1 AC.25 1 AD.30 1 A(3)有同學認為利用該電路還可以探究出導體中電流和導體兩端電壓成正比,小明認為這種方法不合理,理由是 。 答案(1)如圖所示(2)0.625C(3)燈絲電阻是變化的,無法得到電流與電壓成正比解析(1)燈泡與變阻器并聯,電壓表串聯在電路中是錯誤的,燈泡與變阻器串聯,電壓表與燈泡并聯;(2)根據小燈泡的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 V0.25 A=0.625 W;由圖知,當電壓表示數為0.5 V時,電路中的最小電流為0.1 A,由串聯電路的規律及歐姆定律,滑動變阻器的最大電阻為R滑=25 ,故變阻器規格應選擇C;(3)探究出導體中電流和導體兩端電壓關系時,要控制電阻阻值不變,因燈絲電阻是變化的,無法得到電流與電壓成正比,這種說法不合理。4.(2019四川遂寧中考改編)在“測量小燈泡的電功率”實驗中,實驗器材有兩節新干電池、電流表、電壓表、額定電壓2.5 V的小燈泡,滑動變阻器、開關、導線若干,部分實物電路如圖甲所示。(1)請用筆畫線代替導線,將圖甲中的實物電路連接完整(要求:滑片P向右移動時小燈泡變亮)。(2)連接好電路,閉合開關,發現小燈泡很亮,電壓表示數為3 V。斷開開關,經檢查,各元件完好,電路連接正確,則實驗中操作錯誤之處是。 (3)圖乙是由實驗數據描出的小燈泡的I-U圖象,則小燈泡額定功率是 W。 (4)若用圖乙中所測得數據算出燈泡的平均電阻RL,再根據P=計算燈泡的額定功率。按此方案算出燈泡的額定功率比真實值(選填“偏大”或“偏小”)。 答案(1)如圖所示(2)滑動變阻器的滑片沒有調到阻值最大處(3)0.625(4)偏大解析(1)滑動變阻器的右下方接線柱與開關相連時,滑片P向右移動時小燈泡變亮,如答案圖所示;(2)連接好電路,閉合開關,發現小燈泡很亮,電壓表示數為3 V,且各元件完好,電路連接正確,則實驗中操作錯誤之處是滑動變阻器的滑片沒有調到阻值最大處;(3)由圖乙可知,電壓表的示數為2.5 V時,通過的電流為0.25 A,則小燈泡額定功率是P=UI=2.5 V0.25 A=0.625 W;(4)由圖乙可知,燈泡兩端的電壓為2 V時,通過的電流為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時的電阻分別為8.9 、10 ,若用圖乙中所測得數據算出燈泡的平均電阻RL,RL小于小燈泡正常發光時的電阻,再根據P=計算燈泡的額定功率,按此方案算出燈泡的額定功率比真實值偏大。5.(2019江蘇徐州中考)小明要測量額定電壓為2.5 V 的小燈泡的功率。(1)如圖所示,電路圖中沒有標明電流表、電壓表,請在相應圓圈內填入字母“A”“V”完成電路圖。實驗序號電壓U/V2.02.52.8電流I/A0.220.240.26(2)連接電路時,閉合開關前,滑動變阻器的滑片應移到端。 (3)小明測量的數據如上表所示,三次測量比較,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,電壓表電阻很大,與電阻并聯,如答案圖所示;(2)為了保護電路,閉合開關前滑動變阻器的滑片應在阻值最大處,即b端;(3)根據P=UI算出三次的功率依次是0.44 W、0.6 W、0.728 W,即隨著電壓的增大,實際功率增大,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 V0.24 A=0.6 W。6.某實驗小組的同學用如圖甲所示電路圖測量小燈泡的電功率。已知電源電壓不變,待測燈泡的額定電壓為3.8 V。(1)請將滑動變阻器正確的連入電路,要求滑片向左滑,通過燈泡的電流變小。(2)閉合開關,同學們發現,電流表沒有示數,燈泡不亮,電壓表示數接近電源電壓,此時電路發生故障的儀器以及故障的名稱為。 (3)故障排除后,閉合開關,調節滑動變阻器滑片P,使燈泡正常發光,此時電流表示數如圖乙所示,則待測燈泡的額定功率為。 (4)持續移動滑動變阻器的滑片,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:小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1,小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為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,通過燈泡的電流變小,即電阻變大,故滑動變阻器右下B接線柱連入電路中,如答案圖所示;(2)經分析,無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡始終不發光且電壓表的示數都接近電源電壓,則電路的故障是與電壓表并聯的電路斷路了,電路發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 V0.3 A=1.14 W;(4)由圖知,小燈泡的實際電壓是額定電壓一半(1.9 V)時的電流約為0.22 A,電功率為P1=1.9 V0.22 A0.42 W;小燈泡的實際電流是額定電流一半時(0.15 A)對應的電壓約為1 V,燈的實際電功率為P2=1 V0.15 A=0.15 W,則P1大于P2。能力提升7.在測量小燈泡電功率的實驗中,已知燈泡額定電壓U=2.5 V,電源電壓保持不變。(1)用筆畫線代替導線把甲圖電路連接完整。(2)調節滑動變阻器,使電壓表示數為2.5 V,此時電流表示數(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小燈泡的額定功率。其中,定值電阻的阻值為R0。先斷開開關S2、閉合開關S、S1,調節滑動變阻器,使電流表的示數為;再保持滑動變阻器滑片的位置不變,只斷開開關、閉合其他開關,讀出電流表示數為I,燈泡額定功率的表達式為P額=(用R0、U額、I的代數式表示)。 答案(1)如圖所示(2)0.280.7(3)S1U額I-解析(1)將滑動變阻器的左下接線柱連入電路中;(2)調節滑動變阻器,使電壓表示數為2.5 V,電流表選用小量程,分度值為0.02 A,此時電流表示數(如圖乙)為0.28 A,則小燈泡的額定功率是P=UI=2.5 V0.28 A=0.7 W;(3)先斷開開關S2,閉合開關S、S1,調節滑動變阻器,使電流表的示數為;再保持變阻器滑片的位置不變,只斷開開關S1、閉合其他開關,讀出電流表示數為I,此時電流表測燈泡與定值電阻并聯的電流,因電路的連接關系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈泡仍正常發光,根據并聯電路電流的規律求出燈泡的額定電流為I-;燈泡額定功率的表達式為P額=U額I-。8.(2019四川眉山中考改編)測量小燈泡額定功率的實驗中,器材如下:待測小燈泡(額定電壓為2.5 V)、電源(電壓恒為6 V)、電流表(00.6 A、03 A)、電壓表(03 V、015 V)、滑動變阻器、開關各一只,導線若干。(1)如圖甲所示是某同學開始時連接的電路,仔細觀察發現該電路存在連接錯誤,但只需改動一根導線,即可使電路連接正確。請你在應改動的導線上打“”,并用筆畫線代替導線畫出正確的接法。(2)電路連接正確后,閉合開關,發現小燈泡不亮,但電流表、電壓表均有示數,接下來應進行的操作是。 A.檢查燈泡是否斷路B.檢查燈泡是否短路C.檢查開關接觸是否良好D.移動滑動變阻器的滑片(3)當小燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,小燈泡的額定功率為 W。 (4)同學設計了如圖丙所示的電路,測出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率。電源電壓不變,滑動變阻器R1的最大阻值為R,實驗方案如下:按電路圖連接電路。只閉合開關S1,移動R1的滑片,使電流表的示數為I額,燈泡正常發光。只閉合開關S2,保持R1的滑片位置不動,移動R2的滑片,使電流表的示數為I額。保持R2的滑片位置不動,將R1的滑片移到最左端,電流表的示數為I1,再將R1的滑片移到最右端,電流表的示數為I2。小燈泡額定功率的表達式為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,電流表與滑動變阻器串聯后與小燈泡并聯,電壓表串聯在電路中是錯誤的,電流表與滑動變阻器串聯,電壓表與小燈泡并聯;(2)電路連接正確后,閉合開關,電流表、電壓表均有示數,電路為通路,發現小燈泡不亮,說明電路中的電流過小,故接下來應進行的操作是移動滑動變阻器的滑片,觀察燈的發光情況,選D;(3)當小燈泡正常發光時,電流表示數如圖乙所示,電流表選用小量程分度值為0.02 A,示數為0.30 A,小燈泡的額定功率為P=UI=2.5 V0.3 A=0.75 W;(4)由串聯電路特點和歐姆定律可得U=I1R2=I2(R+R2),解得R2=,小燈泡額定功率的表達式為P額=RL=R2=。9.小亮同學做測定“小燈泡的額定電功率”實驗時所用器材有電源、額定電壓為2.5 V的小燈泡(小燈泡的額定功率小于1 W)、滑動變阻器(50 1 A)、以及符合實驗要求的電表、開關和導線。(1)按照正確的操作連接好電路后,合上開關,發現小燈泡不亮,電流表、電壓表均有示數,但示數較小,則原因可能是(寫一條即可); (2)調節滑動變阻器,使電壓表示數為2.5 V時,電流表示數如圖乙所示,則電流表示數為 A,小燈泡的額定功率為 W。 (3)實驗時某小組學生發現電流表損壞,他們想設計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗。于是向老師要了一個阻值為R0的定值電阻和一個單刀雙擲開關(符號為:),設計了一個電路,并順利地測出了U額=2.5 V的燈泡的額定功率。請你在圖丙虛線框內完成電路圖的設計。答案(1)滑動變阻器阻值太大(2)0.240.6(3)如圖解析(1)電流表電壓表均有示數,電路是通路,根據電表的示數很小及燈泡不亮,可知,變阻器的阻值太大,造成了燈泡兩端的實際電壓太低,實際功率太小造成;(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,電流表的量程應使用00.6 A,示數為0.24 A,則額定功率:P=UI=2.5 V0.24 A=0.6 W;(3)由題意知,利用單刀雙擲開關應能夠分別測出燈泡兩端的電壓及燈泡與定值電阻串聯的總電壓,使燈泡兩端的電壓達到額定電壓、燈泡正常發光,根據燈泡與定值電阻串聯的總電壓求出定值電阻兩端的電壓,從而可知通過燈泡的電流,求出電功率。12