中考物理专题讲解《第七讲测小灯泡电功率》Word文档下载推荐.docx

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课后作业

……

在近几年的中考中，测小灯泡电功率的实验题常作为中等难度题或者难题出现。

是电路实验综合题，本质是串联电路的综合计算，涉及的知识点包括串联电路特点、欧姆定律、电功率、电路连接、电流表和电压表的连接和读数、滑动变阻器的连接和使用、串联电路的动态分析和故障分析等。

实验中常见的三种电路状态：

（1）滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时电路中的电流最小，根据分压关系，滑动变阻器两端的电压最大，而小灯泡两端的电压最小；

（2）滑动变阻器连入电路的电阻为零，此时电路中的电流最大，小灯泡两端的电压最大，为电源电压，而滑动变阻器两端的电压为零；

（3）滑动变阻器的滑片位于中点或中点附近，此时电流和各部分电路两端的电压介于上述两种情况中的最大值和最小值之间。

知识点储备：

涉及到的物理量有电阻（R）、电流（I）、电压（U）、电功率（P）等。

一、所涉及的公式：

I=I1=I2、U=U1+U2、R=R1+R2、I=U/R、P=UI，以及各公式的变形式。

二、测小灯泡电功率实验要点

实验原理

P=UIP=UI

实验电路原理图

滑动变阻器的作用

（1）闭合电键前，滑片处在阻值最大的位置，起到保护电路的作用。

（2）改变小灯泡两端的电压，使其分别高于、等于或低于额定电压，以测得小灯泡在不同电压下的电功率。

数据记录表

物理量

实验序号

电压/V

电流/A

电功率/W

发光情况

三、特殊语句的含义

1、“正确连接电路”：

通常表示电路按照原理图连接。

2、“实验步骤正确，闭合电键”：

一般表示闭合电键时滑动变阻器连入电路的电阻最大。

3、“正确串联”：

往往意味着电路连接不规范，电压表可能并联在滑动变阻器或电源两端。

4、“滑动变阻器位于中点位置”：

滑动变阻器的电阻为R/2。

5、“滑动变阻器位于中点位置附近”：

滑动变阻器的电阻不确定，可以用来估算。

6、“正常发光”：

小灯两端电压为额定电压，通过小灯的电流为额定电流。

7、“变阻器滑片移动时，电压表示数变大，电流表示数也变大”：

电压表测小灯泡电压。

8、“电压表有一个量程坏了，经过慎重思考，重新实验”：

电压表测变阻器电压。

四、思路点拨

测小灯泡电功率实验首先要弄清楚试题中所涉及的各个电路状态以及相应状态下的已知条件，明确各物理量之间的关系，求出关键物理量，如电源电压、滑动变阻器的最大阻值等。

（在一些试题中，这些关键条件也会通过对电路进行故障分析的方法求出）。

然后再利用串联电路特点和欧姆定律解出小灯泡两端的电压和通过的电流，最后计算出小灯泡的电功率。

（小灯两端的电压和通过的电流一般要借助滑动变阻器的电压和电阻来计算，因此滑动变阻器各相关的物理量的求解十分重要）。

例题解析

题型一：

电路正确连接

【例1】小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源、标有“0.3A”字样的待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线若干。

他连接电路，按正确步骤进行实验，闭合电键时，观察到电流表的示数为0.22安；

接着他移动变阻器的滑片至小灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半。

实验时他还读取了电压表的示数，其中一次电压表的示数为2.5伏，另一次电压表的示数如图所示。

请根据相关信息计算出电源电压和小灯的额定功率。

【难度】★★

【答案】4V，0.75W

【解析】刚闭合电键时：

I1＝0.22安，U1＝1.8伏，

小灯正常发光时：

I2＝0.3安，U2＝2.5伏，

由电源电压不变，U1＋I1R1＝U2＋I2R2；

1.8伏＋0.22安×

R滑＝2.5伏＋0.3安×

R滑/2

解得R滑＝10欧

U电＝U1＋I1R1＝1.8伏＋0.22安×

10欧＝4伏；

U额＝2.5伏；

P额＝U额I额＝2.5伏×

0.3安＝0.75瓦

题型二：

考查如何确定电源电压

【例1】小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验，器材齐全并完好，电源电压为1.5伏的整数倍（由若干节干电池组成），滑动变阻器上标有“25Ω，3A”字样，小灯泡的额定电压可能为“1.5V”、“2.2V”或“3.8V”。

（1）小明连接电路并将滑片移到变阻器的一端，闭合电键后发现小灯较暗，电流表示数如图（a）所示。

接着移动变阻器的滑片，观察到电流表示数逐渐变大，电压表示数逐渐变小。

图（b）是小明实验时的电路，其中有一根导线尚未连接，请用笔线代替导线在图中连接（用2B铅笔在答案纸的相应位置连接）。

（2）经过思考，小明重新正确连接电路，操作步骤正确。

闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近时小灯泡正常发光，此时电流表的示数变化了0.1安。

小明所用的电源电压为_________伏，小灯的额定功率为_________瓦。

【难度】★★★

【答案】

（1）图略

（2）6或7.5；

0.66或1.14

【解析】

（1）观察到电流表示数逐渐变大，电压表示数逐渐变小，可知电压表的负接线柱和滑动变阻器的左上端连接。

（2）相比之前，电流表读数增大故是0.3A。

滑动变阻器的电压约是0.3A×

12.5Ω=3.75V。

分别用“1.5V”、“2.2V”或“3.8V”与3.75V相加可得：

5.25V，5.95V，7.55V。

考虑电源电压为1.5伏的整数倍，故电源电压为）6V或7.5V；

代入计算可知小灯的额定功率是0.66W或1.14W。

题型三：

考查如何选用滑动变阻器

【例1】某小组同学做“测定小灯泡功率”的实验。

所有实验器材均完好，共有四个滑动变阻器待用，分别是A：

“10Ω，1A”、B：

“20Ω，2A”、C：

“50Ω，2A”和D：

“100Ω，2A”，已知小灯的额定电压为3.8伏。

（1）该组同学首先选取变阻器C进行实验，他们按照正确的方法进行实验操作，观察到闭合电键后，电流表的示数为0.1安，电压表的示数为1伏，而小灯好像没有发光。

该组同学实验室所选的电源电压为_________伏。

（2）该组同学接着移动变阻器的滑片，观察到当滑片在变阻器最大阻值的1/4位置附近滑动时，小灯接近正常发光，但是此时移动变阻器的滑片，电压表的示数很难比较精确地达到3.8伏。

于是该组同学换了个变阻器进行实验，他们闭合电键后，发现电压表的示数略大于额定电压，则他们选取的是变阻器_________（选填“A”、“B”或“D”）。

（3）该组同学最后通过讨论、选取了合适的变阻器，并完成了实验。

他们发现当滑片在中点附近时小灯正常发光，此时电流表的示数如图所示，则小灯的额定电流为_________安，小灯的额定功率为_________瓦。

（1）6

（2）A（3）0.18；

0.684

（1）闭合电键后，滑动变阻器C接入电路的阻值为50Ω。

根据欧姆定律可得，滑动变阻器两端的电压U滑=IR滑=0.1A×

50Ω=5V，电源的电压U=UL+U滑=1V+5V=6V；

（2）小灯泡正常发光时，滑片在变阻器最大阻值的1/4位置附近，则滑动变阻器接入电路电阻R滑′=1/4×

50Ω=12.5Ω。

换接滑动变阻器后，滑动变阻器位于最大阻值处；

因为串联电路中电阻越大，分得的电压越大。

电压表的示数略大于额定电压，说明滑动变阻器的最大阻值小于12.5Ω，即他们选取的是变阻器是A；

（3）由以上分析可知，滑动变阻器选20Ω，2A的B，灯泡正常发光时的电压为3.8V，滑动变阻器接入电路的电阻R滑″=1/2×

20Ω=10Ω，电路中的电流约为I′=U−ULR滑=6V−3.8V/10Ω=0.22A，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.18A，灯泡额定功率PL=ULI=3.8V×

0.18A=0.684W。

题型四：

电功率与电路故障的综合考查

【例1】小王同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有额定电压为“2.5伏”、“2.2伏”的小灯各一个。

他选取一个小灯并正确连接电路，刚闭合电键时，观察到电压表、电流表的示数分别为1伏和0.14安。

他移动变阻器的滑片，观察到小灯逐渐变亮。

突然，小灯熄灭，无论他怎样移动变阻器的滑片，小灯都不亮，电压表的示数始终如图（a）所示，则电源电压为________伏，变阻器的最大阻值为________欧。

他将另一小灯接入该电路中，重新进行实验，发现当此小灯正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器的中点上，电压表的示数如图（b）所示，则此小灯的额定电压为________伏，额定功率为________瓦。

【答案】8；

50；

2.5；

0.55

【解析】小灯熄灭，说明小灯泡两端的电压过大而造成了灯泡断路，此时灯泡两端的电压等于电源电压；

由a图知，不可能是小量程。

此时电压表的量程应为0～15V，分度值为0.5V，所以电源电压为8V；

当滑动变阻器阻值最大时，电压表、电流表的示数分别为1伏和0.14安，则滑动变阻器两端的电压U=8V-1V=7V；

滑动变阻器的最大阻值为R=U/I=7V/0.14A=50Ω；

由图b知，电压表的量程应为0～3V，分度值为0.1V，所以另一灯泡的额定电压为2.5V；

滑动变阻器两端的电压为U′=8V-2.5V=5.5V滑动变阻器的阻值为R′=1/2×

50Ω=25Ω。

所以灯泡的额定电流I额=I′=U′/R′=5.5V/25Ω=0.22A。

P额=U额I额=2.5V×

0.22A=0.55W。

题型五：

考查电压表所放位置

【例1】小伟和小莉同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为4.5伏）、电压表、电流表、滑动变阻器两个（甲标有“12Ω，2A”、乙标有“20Ω，2A”字样）、电键及导线若干，已知两个小灯的额定电压分别为1.5伏和3伏，额定功率均不超过1瓦。

小伟和小莉各自选取一个变阻器、小灯及其它器材连接电路，闭合电键后，移动变阻器的滑片，直至两个电路中电压表的示数均为3伏时，发现两小灯均已正常发光。

这时，小伟电路中变阻器的滑片在中点位置附近、电流表的示数如图所示；

小莉对比后发现电路中小灯的亮度比小伟选用的小灯暗。

两位同学交流后，发现其中一位同学的电路连接有误，小莉将此时电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为0.96瓦。

（1）实验中电路连接有误的是___________（选填“小伟”或“小莉”）。

（2）小伟同学选用的变阻器为______（选填“甲”或“乙”），所测小灯的额定功率为________瓦。

（3）求小莉同学所测小灯的额定功率。

（需写出计算过程）

（1）小莉

（2）甲；

0.72（3）0.48W

【解析】由题意知：

两灯泡正常发光时的电流分别为I1=P/U1=1W/1.5V≈0.7A；

I2=P/U2=1W/3V≈0.3A，最大电流均不超过1A，故电流表所选的量程应为0～0.6A，示数为0.24A；

又因为滑动变阻器的滑片在中点附近，可知此灯泡的电阻接近12Ω×

0.5=6Ω或20Ω×

0.5=10Ω。

若小伟灯泡的额定电压为1.5V，则滑动变阻器的电阻R=U/I=（4.5V-1.5V）/0.24A≈12.5Ω；

若小伟灯泡的额定电压为3V，则电阻R=U/I=（4.5V-3V）/0.24A≈6.25Ω；

由以上分析知，小伟所用的是12Ω的甲滑动变阻器，且灯泡的额定电压为3V，则小伟灯泡的额定功率为P1=U1I1=3V×

0.24A=0.72W；

小莉灯泡的额定电压为1.5V，电压表应与滑动变阻器并联，故其连接错误；

（3）由题意及以上分析可知，灯泡与滑动变阻器串联，小莉所用灯泡的额定电压为U额=1.5V，其电压表的示数为UP=3V，得到的电功率为P=0.96W，则此时电路中的电流I=P/UP=0.96W/3=0.32A；

则灯泡的额定功率P额=U额I=1.5V×

0.32A=0.48W。

【例2】小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，其中：

电源电压为6伏且不变，待用滑动变阻器有两种规格（分别标有“10Ω，2A”、“20Ω，2A”的字样），所用小灯是额定电压为“2.2V”、“3.8V”和“4.5V”中的一个，估计小灯的额定功率在1.8瓦以内。

小华连接电路，闭合电键后，移动变阻器的滑片，他发现当滑片在中点附近某位置时，小灯接近正常发光，此时电流表、电压表的示数如图所示。

当他确定小灯的额定电压后，稍许移动了滑片的位置使小灯正常发光，此时电流表指针的位置恰好跟图中电流表指针的位置相差一格。

（1）求图中电流表的示数。

（2）求小灯可能的额定功率并计算说明所用变阻器的规格。

（1）0.42安

（2）第一种情况：

0.968瓦，“20欧2安”；

第二种情况：

1.52瓦；

“10欧2安”

（1）0.42安

（2）分两类：

Ⅰ：

若电压表并联在小灯泡两端P额＝U额I额＝2.2伏×

0.44安＝0.968瓦，U变＝U－UL＝6伏－2.0伏＝4.0伏，R变＝U变/IL＝4.0伏/0.42安＝9.52欧，所用变阻器的规格为“20欧2安”

Ⅱ：

若电压表并联在滑动变阻器两端P额＝U额I额＝3.8伏×

0.4安＝1.52瓦，R变＝U变/IL＝2.0伏/0.42安＝4.76欧。

所用变阻器的规格为“10欧2安”

1、某同学在做“测定小灯泡功率”的实验中，电源电压为6伏，滑动变阻器上标有“20Ω，1A”的字样，小灯泡的额定电压为3.8伏。

实验时该同学发现电压表0-15伏量程档坏了，其他器材都完好。

连接正确电路后闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，测得电压为3伏；

然后该同学又改变电压表的位置，组成一个新的电路，移动滑动变阻器的滑片到中点时，小灯泡正常发光，则

（1）在方框内画出该同学调整电压表位置后的实验电路图。

（2）他判断小灯泡正常发光的理由是_______________________________________，小灯泡的额定功率为_____________瓦。

（1）

（2）当观察到电压表示数为2.2伏时小灯正常发光；

0.836

2、李清同学在做电学实验时，发现一小灯泡额定电压模糊不清，老师告诉他此小灯的额定功率是0.5瓦。

李清同学为了确定该灯的额定电压，他选取了电源（4.5伏）、电流表、电压表、滑动变阻器、电键和若干导线，并参照“测小灯泡电功率”的实验电路进行实验。

他正确连接电路，实验操作规范，闭合电键后观察到小灯发光较暗，此时电压表和电流表的示数分别为1.3伏和0.16安。

他继续实验，发现当把滑动变阻器的滑片移至中点时，小灯功率刚好为0.5瓦。

（1）实验所用的变阻器最大阻值是________欧。

（2）请求出该实验中所用小灯泡的额定电压。

（保留计算过程）

（1）20

（2）假设小灯的额定电压为U灯，根据题设条件可得：

U灯×

（4.5伏-U灯）/10欧=0.5瓦；

可得：

U灯=2伏或2.5伏

若U灯=2伏，小灯的电阻R灯=U灯/I=2伏/0.25安=8欧

闭合电键时小灯的电阻R灯0=U灯0/I0=1.3伏/0.16安=8.125欧

因为灯丝的电阻随温度的升高而增大。

所以不合理，故舍去。

因此，小灯的额定电压应为2.5伏。

3、小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，电源电压不变，滑动变阻器标有“10Ω，2A”的字样，待测小灯上只有所标“0.3A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见。

小华将电源、小灯泡、电流表、电键以及滑动变阻器正确连入电路后，分别将两个电压表并联在电路中。

闭合电键时，发现各电表的示数如图所示．接着他移动变阻器的滑片直至小灯泡正常发光，发现此过程中有一个电压表的示数始终未变，而另一个电压表的示数变化了1.4伏。

（1）本实验所用电源的电压为________伏。

（2）小华判定小灯泡正常发光的理由是__________________________________________。

（3）请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。

（本小题需要解答过程）

（1）7.5；

（2）电流表示数为0.3安时，小灯正常发光；

（3）U额=7.5伏-（2.6伏-1.4伏）=6.3伏，P额=U额I额=6.3伏×

0.3安=1.89瓦

4、在学校科技节上，甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路，同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况。

老师提供的器材有：

两种规格的灯泡（一个字迹模糊，一个标有“2.5V”）、两种规格滑动变阻器（“15，1A”、“25，2A”），电流表和电压表、开关、导线若干、电源（电压相等且保持不变）。

两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数都发生变化，当两组电路的灯泡都正常发光时，恰好滑动变阻器电阻均为最大值的一半，电压表示数均为2.5伏，电流表示数均为0.2安，并且甲组的灯泡比乙组的暗。

（1）请在图中将甲组同学设计的电路图补充完整。

（2）则实验中，甲组同学所选用的滑动变阻器规格为____________（选填“15，1A”或“25，2A”），两组同学所使用的电源电压是____________伏，甲组同学测得的额定电功率为____________瓦。

（1）图略；

（2）“25，2A”；

4；

0.3

5、小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍）、额定电压为“2.5V”、“3.5V”、“4.5V”、“6.3V”的待测小灯（额定功率在0.6瓦～1.8瓦之间）、电压表、电流表、滑动变阻器（标有“20Ω，2A”字样）、电键以及导线若干．他正确连接电路后闭合电键，移动变阻器的滑片直至小灯正常发光，发现此时变阻器的滑片P在中点附近，电流表示数如图。

（1）小华同学所用的电源电压为______伏。

（2）请根据相关信息计算出小灯的额定功率。

（1）6或8

（2）当电源的电压U=6V时，灯泡正常发光时，灯泡两端的电压约为：

U额=U-U滑=6V-3.4V=2.6V，

则灯泡的额定电压应为2.5V，所以，灯泡的额定功率：

0.34A=0.85W；

当电源的电压U=8V时，灯泡正常发光时，灯泡两端的电压约为：

U额=U-U滑=8V-3.4V=4.6V，

则灯泡的额定电压应为4.5V，

所以，灯泡的额定功率：

P额=U额I额=4.5V×

0.34A=1.53W

6、在“测定小灯泡电功率”的实验中，实验室提供的器材有电源、电键、电压表、电流表、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡若干、导线若干。

电压U/V

电流I/A

电功率P/W

0.20

0.4

2.8

0.30

0.84

（1）小佳同学按图（a）连接电路，在接好最后一根导线后，灯泡发出耀眼的白光随后熄灭。

此时她观察到电路中只有电压表有读数，接下来她应该进行的操作是：

先_____________，再_____________，最后_____________，闭合电键继续实验。

（2）小汇在实验中观察到灯泡正常发光时，电流表的示数如图（b）所示。

上表是她设计的记录表及记录的部分实验数据，请你将表格设计填写完整_____________，并填写实验序号2中的数据。

（1）断开电键；

将滑动变阻器滑片P滑到B端；

换一盏小灯

（2）小灯的亮暗程度；

2.5、0.26、0.65

7、甲、乙同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验，他们使用的器材中，电源电压不同（均为1.5伏的整数倍），滑动变阻器两个（分别标有“10Ω，2A”和“20Ω，2A”字样），待测小灯两个（都标有“0.2A”字样，且额定功率在0.6瓦~0.9瓦之间）。

甲、乙两同学各自选取一个变阻器、小灯、电源及其它器材按要求正确连接电路，并进行实验。

闭合电键后，移动变阻器的滑片，他们均发现小灯正常发光时，滑片的位置恰好在中点（即变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半），但是甲灯比乙灯亮。

（1）请画出他们的实验电路图。

（2）简述他们判断小灯泡正常发光的方法：

__________________________。

（3）甲同学所用的电源电压为________伏，滑动变阻器的规格为_____________；

乙同学选用小灯泡的额定功率为_________瓦。

（1）如图

（2）当电流表示数为0.2A时，小灯正常发光

（3）6；

“20Ω2A”；

0.7

8、小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍）、待测小灯（标有“2.5V”字样、额定功率在0.8瓦～1.5瓦之间）、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω，2A”字样）、电键以及导线若干。

他连接实验器材后，闭合电键，移动变阻器的滑片，观察到随着小灯的亮度逐渐增加，电压表的示数逐渐变大。

继续移动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大电阻的一半。

（1）请画出小华同学连接的实验电路图。

（2）0.875W或1.375W

9、小张同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压保持不变）、待测小灯（额定功率不小于0.8瓦）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.25A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见。

他连接电路，操作规范，闭合电键，移动变阻器的滑片至小灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半，此时电压表V的示数为2.5伏。

在上述实验过程中，电流表A示数的范围为0.20~0.25安。

经思考后，他在电路中再连接一个电压表V′并按规范重新实验，发现电压表V′的示数从2.0伏逐渐变大、电压表V的示数则逐渐变小。

（1）请写出小张将电压表V接在电路中的位置。

（2）请根据相关信息计算：

滑动变阻器的最大阻值为________欧，电源电压为________伏，小灯泡的额定功率为________瓦。

（1）滑动变阻器两端。

（2）20；

6；

0.875

1、目前解答较费力的测小灯泡电功率类型？

2、在做测小灯泡电功率实验题没有思路时，求解哪些物理量可以帮助解题？

3、滑动变阻器在实验中的作用？

4、电压表在实验中有哪些接法？

滑动变阻器滑片移动时，电压表的变化规律？

1、甲、乙两位同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中，除两个待测小灯（标有字样分别为“2.5V”和“3.8V”）外，其他所用器材规格均相同。

两位同学各选一个小灯，连接电路开始实验。

（1）甲同学连接电路如图所示，图中有一根导线尚未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接。

要求：

滑片P向右移动时，小灯泡变亮。

（2）两位同学电路连接正确，实验步骤正确。

闭合电键，甲同学观察到电流表和电压表的示数分别为0.14安和1.7伏；

乙同学观察到电流表和电压表的示数分别为0.08安和2.9伏。

实验所用滑动变阻器的最大电阻是_____________欧姆；

电源电压为_____________伏。

（3