重庆市中考物理总复习第14讲电功率第二节测量小灯泡的电功率测试1.docx

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重庆市中考物理总复习第14讲电功率第二节测量小灯泡的电功率测试1

第14讲电功率

第二节　测量小灯泡的电功率

（建议答题时间：

35分钟）

1.（2017铜仁）小华在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V.

（1）为了完成实验，请用笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整（导线不能交叉）．

第1题图

（2）闭合开关S，移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有明显示数，则发生此故障的原因可能是____________．

（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表示数为2.0V，为了测定小灯泡的额定功率，应将滑片向________（选填“A”或“B”）端移动．

（4）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则表格中空白处的数据为________，小灯泡的额定功率为________W.

实验次数

1

2

3

电压U/V

2.0

2.5

3.0

电流I/A

0.2

0.23

（5）小华通过计算发现，三次实验中小灯泡的电阻相差较大，其原因是________________________．

2.（2017南开下半期考试）按图示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：

标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω　1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）

第2题图

（1）请你根据图甲的电路图，将图乙中的实物图连接成完整的实验电路．

（2）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成________（填选项前的字母）

A.电流表烧坏　　　　B.电压表烧坏

C.小电灯烧坏D.小电灯不亮

（3）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：

________．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：

______________________．

（4）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．

电压表的示数U/V

电流表的示数I/A

小电灯的功率P/W

2.0

0.20

2.5

0.22

3.0

0.25

3.8

0.30

4.5

0.32

①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为________W.

②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为________Ω.（结果保留一位小数）

③将两个这样相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源两端，两灯消耗的总功率为________W.

（5）为了探究电流和电阻的关系，霄霄同学找到几个定值电阻，阻值分别是10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω，且保持电压表的示数为3.8V不变．当用50Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到3.8V，聪明的霄霄想到了在电路中再串联一个________（填序号）的定值电阻来完成实验．

A.5Ω　　　B.10Ω

3.（2017南岸区指标到校）小涵在测量小灯泡额定功率的实验中，电源是由三节新的干电池组成的电池组，小灯泡的额定电压为2.5V（灯正常发光时电阻约10Ω），如图甲所示是未连接完整的实验电路．

（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整．（要求滑片向左移动时灯泡变亮）

第3题图

（2）小涵同学在进行实验时，连接好电路后，闭合开关，发现灯泡不亮．他将滑片由B端向A端移动过程中，开始一段时间灯泡仍然不亮，两表均无示数，但当滑片移动到线圈某点M时，灯突然发光且很亮，电压表、电流表均有较大示数，他立即断开开关，查找原因，你认为出现以上现象的原因是____________________________．

（3）更换了一个“5Ω　0.5A”的滑动变阻器后，重新连接电路继续实验，但闭合开关后，无论怎样移动滑片，电压表的示数都不能达到2.5V，原因可能是______________________________．如手边只有一个“10Ω　0.5A”的滑动变阻器和一个10Ω的定值电阻可选用，为完成实验，应采取的措施是：

断开开关，不改变原器材，再将______________________串联接入电路继续实验．

（4）解决以上问题后，当电压表的示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率为________W．要使小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片P向______调节（选填“左”或“右”）．

（5）完成实验后，小涵还想测量一个阻值约为数百欧的电阻Rx的阻值，与其他同学讨论后，他通过增加电阻箱R0（0～9999Ω　5A）、定值电阻R（200Ω　2A），单刀双掷开关各一只，设计了A、B两种方案如图丙所示．在A、B两种方案中，方案________可以让测量结果更准确，原因是____________________________________．（已知电表为理想电表）

第3题图丙

4.（2017巴蜀二模）小华和小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒为6V，滑动变阻器规格为“20Ω　1A”．

第4题图甲

（1）他们将实验器材连接成了如图甲所示的电路，闭合开关后发现灯不亮，只有________表有示数（选填“电压”或“电流”）．

（2）小明想重新连接电路，旁边的小华拦住他，说不用重接，只要改接一根导线就可以使电路连接正确．请你观察电路，在连接错误的导线上打“×”，并画出这根导线的正确接法．

（3）电路连接正确后，小明开始实验．闭合开关，电压表示数为2.2V，则应该向________（选填“A”或“B”）端调节滑片，直至灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为________W.

（4）在实验过程中小明和小华发现，调节滑动变阻器滑片时，电压表的示数很难准确达到3.8V．经过讨论，他们发现只要在

（2）小问改接正确的电路上将电压表改接到__________两端，就能减小实验误差．改接后能减小实验误差的原因是__________________________________________．

（5）小明和小华通过分析认为，如果增加已知阻值的定值电阻R0，只利用一只电流表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）就能测量小灯泡的额定功率．图丙、丁是他们设计的两个电路图，其中能完成测量的是电路图________（选填“丙”、“丁”或“都可以”）．

第4题图

（6）小明和小华还想探究“在电压一定的情况下，电流与电阻的关系”，于是将

（2）小问改接正确的电路中的小灯泡换成阻值分别为10Ω、8Ω、6Ω和4Ω的四个定值电阻，其余连接均不改变．在实验过程中，将4个定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端的电压保持某个值U0不变，为了能够顺利得到4组I、R数据，完成实验，该电压U0的取值范围是：

__________________．

答案

1.

（1）如答图所示　

（2）小灯泡断路　（3）A　（4）0.22　0.55（5）小灯泡的电阻受温度的影响

第1题答图

【解析】

（1）根据题意，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表测量小灯泡两端电压，所以电压表选择0～3V量程，小灯泡和滑动变阻器串联，如答图所示；

（2）闭合开关S，电流表无示数，说明电路断路，又因为电压表有明显示数，说明是电压表两接线柱之间断路，所以有可能是小灯泡断路；（3）为了测定小灯泡的额定功率，必须使小灯泡两端电压为额定电压U额＝2.5V，由于此时电压表示数为2.0V，要使灯泡的电压增大，根据U＝IR知，必须使电路中的电流变大；根据I＝

，I变大，R总必须减小，所以滑动变阻器连入电路的阻值应减小即滑片应向A端移动；（4）由题图乙可知，电流表的示数是I＝0.22A，小灯泡的额定电功率为P额＝U额I＝2.5V×0.22A＝0.55W；（5）通过计算发现，三次实验中小灯泡的电阻相差较大，原因是小灯泡的电阻受温度的影响而变化．

2.

（1）如答图所示　

（2）D　（3）小电灯断路　闭合开关前，没有将滑片移到最大阻值处　（4）1.14　7.3　1.5　（5）B

第2题答图

【解析】

（1）小电灯的额定电压为3.8V，电压表量程选“0～15V”，具体连接如答图所示；

（2）电压表和电流表交换位置，电压表串联在电路中，相当于开路，电路中电流很小，灯不亮，电压表测的是电源电压，故选D；（3）滑动变阻器的滑片移到最左端，接入电阻为零，灯不亮，电压表示数为电源电压，电灯断路；故障排除后，没有将滑动变阻器移到最大阻值处，闭合电路，灯两端的电压为6V，电流太大，会烧坏电灯；（4）P额＝U额I额＝3.8V×0.30A＝1.14W，滑动变阻器接入电阻R＝

＝

≈7.3Ω，两个这样相同规格的灯泡串联在6V电路中，每个电灯的电压为3V，由表格数据可知，电流为0.25A，两电灯消耗的总功率P＝UI＝6V×0.25A＝1.5W；（5）当定值电阻为50Ω时，I＝

＝

＝0.076A，滑动变阻器接入电阻应为R＝

＝

≈29Ω，而滑动变阻器的最大值为20Ω，所以再串联一个10Ω的定值电阻．

3.

（1）如答图所示　

（2）BM之间的电阻丝某处出现断路（3）滑动变阻器阻值太小　

“10Ω　0.5A”的滑动变阻器　（4）0.4　左　（5）B　方案B可以多次测量求平均值减小实验误差

第3题答图

【解析】

（1）已知灯泡的额定电压为2.5V，灯正常发光时电阻约10Ω，则灯正常发光时的电流约为I＝

＝

＝0.25A，故电流表的量程应选择“0～0.6A”；由于灯泡与电流表串联，故将电流表“0.6A”的接线柱与灯泡左端的接线柱连接．由题意可知：

滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮，则滑动变阻器接入电路的是左边段电阻丝；根据滑动变阻器使用时“一上一下”的原则，且滑动变阻器应与开关、灯泡串联，故将滑动变阻器的“A”接线柱与开关右端的接线柱连接，如答图所示；

（2）由题意可知：

将滑片由B端向A端移动过程中，开始一段时间，灯泡不亮，两表均无示数，说明电路某处发生断路；当滑片移动到线圈某点M时，灯突然发光且很亮，电压表、电流表均有较大示数，说明此时电路是通路，且滑动变阻器连入电路的阻值太小；综上所述出现以上现象的原因是：

滑动变阻器BM之间的电阻丝某处出现断路；（3）由题意可知：

电源电压为3×1.5V＝4.5V，若电压表示数为2.5V时，此时滑动变阻器两端的电压为U滑＝4.5V－2.5V＝2V，根据“串联电路的电流相等”可得：

＝

，解得：

R滑＝8Ω；由于8Ω＞5Ω，故造成电压表的示数不能达到2.5V的原因是滑动变阻器的阻值太小．若串联一个10Ω的定值电阻，相当于之前滑动变阻器阻值的变化范围为10Ω～15Ω，也不能使其接入电路的阻值为8Ω；故为了达到实验目的，可以再在电路中串联一个“10Ω　0.5A”的滑动变阻器后继续实验；（4）由

（1）可知：

该电流表所选的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.2A；故此时灯泡的功率P＝UI＝2V×0.2A＝0.4W．要使小灯泡正常发光，即要使小灯泡两端的电压达到2.5V，则应增大小灯泡两端的电压；根据串联电路电压的特点，则应减小滑动变阻器两端的电压；根据“串联分压”可知：

应减小滑动变阻器接入电路的电阻，即将滑片向左调节；（5）方案A：

先将单刀双掷开关接a，使Rx与R串联，测得Rx两端的电压；然后单刀双掷开关接b，再调节电阻箱，电压表示数与开关接a时相同，电阻箱的示数即为Rx的电阻值．方案B：

先后把电压表分别放在Rx和R0两端测出电压值，再由串联分压公式可求Rx；然后可以调节电阻箱阻值，进行多次测量．综上所述，方案A只能求一次阻值；方案B可以多次测量求平均值，以减小误差；故方案B可以让测量结果更准确．

4.

（1）电压　

（2）如答图所示　（3）B　1.14　（4）滑动变阻器　电压表选小量程，精确度更高，读数更准确　（5）丙（6）2～2.4V

第4题答图

【解析】

（1）电压表串联在电路中，由于电压表电阻很大，电路相当于断路，所以电路中无电流通过，所以电流表示数为零，而电压表测量电源电压，有示数；

（2）电流从电源正极出发，经开关、滑动变阻器到灯泡右端接线柱再经电压表负接线柱直接回到电源的负极，电流不会经过电流表，故连接错误，需将滑动变阻器与灯泡右端的连线去掉，这样电流就会从电源正极出发，经开关、滑动变阻器到电流表、灯泡，然后从灯泡的右端接线柱再经电压表负接线柱直接回到电源的负极，此时电流表测电路电流，电压表测量灯泡两端的电压，如答图所示；（3）电压表示数为2.2V时，为使电压表示数为3.8V使灯泡正常发光，需增大电流，所以滑动变阻器的滑片应向B端移动以减小电阻．由图乙可知：

正常发光时电流表的读数为0.3A，则灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝3.8V×0.3A＝1.14W；（4）将电压表接在滑动变阻器两端，并且将量程更换为0～3V的，这样改接后测量的精确度更高，可以减小误差；（5）图丙中，将开关S接到b，调节滑动变阻器，使定值电阻R0与电流表示数I1之积为3.8V，再将开关接a，不改变滑片的位置，读出电流表示数I2，此时灯泡两端的电压仍为3.8V，灯泡的额定电功率P＝3.8V×（I2－I1），故图丙能完成测量；图丁中，若将开关S接到a，则电路图中既无电流表也无电压表，则无法控制小灯泡的电压为额定电压，故无法根据图丁完成测量；综上，则只有图丙能完成测量；（6）电流表最大电流为0.6A，当电阻为4Ω时，电压表最大值U0max＝0.6A×4Ω＝2.4V，电路中电流最小时，滑动变阻器接入阻值最大为20Ω，

＝

，解得U0min＝2V，所以U0的取值范围是2～2.4V.