第20课时 测量小灯泡的电功率含特殊法可编辑wordWord文件下载.docx
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2.5
0.30
较亮
2
3
0.32
0.96
很亮
0.26
0.52
稍亮
分析表格中信息可得,①小灯泡额定功率为 W;
②在电路安全范围内,小灯泡两端实际电压越大,消耗的电功率 ,灯泡越亮。
3.在“测量小灯泡的电功率”实验中,实验器材有:
电池组（3V不变）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线若干,实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器,发现小灯泡不亮,电压表示数始终为零,电流表示数变化明显。
电路故障可能是 。
（3）排除故障后进行实验,图乙是由实验数据描绘得到的小灯泡的I-U图像,则小灯泡额定功率是 W。
小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值是 Ω。
（4）分析小灯泡的I-U图像,发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化,从本质上讲,引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是 。
4.（2018北京,29,7分）小阳为测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下的电功率及观察小灯泡的发光情况,连接了如图所示的电路。
U/V
1.3
I/A
0.28
0.20
P/W
0.7
发光情况
明亮
暗
（1）闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应放置在 端。
（选填“左”或“右”）
（2）小阳的实验记录如上表所示,则小灯泡两端电压U=1.3V时的电功率P= W。
（3）由上表的实验记录你还能得到的结论:
。
（写出一条即可）
（4）利用如图所示实验电路还可以进行的实验有:
。
（写出一个即可）
5.小明做测量小灯泡电功率的实验。
器材有:
一个电源（电压保持不变）、两个小灯泡、一个滑动变阻器、电流表和电压表各一个、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线,将如图所示的实物电路连接完整。
（2）闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端。
（3）小明将L1和L2分别接入如图所示的电路中,进行测量,实验过程中更换实验器材,断开开关后,用L2替换L1重复进行实验的同时,还必须要进行的操作是 。
实验数据及现象已记录在下面的表格中。
电压表示数U1/V
电流表示数I1/A
小灯泡的亮度
L1
1.5
较暗
正常
3.0
更亮
L2
4
0.18
5
3.5
6
4.0
0.22
（4）灯泡L2的额定功率为 W。
小明从数据中还发现,小灯泡的电阻不是固定不变的,你认为影响灯泡电阻发生变化的因素是 。
【拓展】在两次实验中,两个小灯泡正常发光时,滑动变阻器两次接入电路的阻值之比为10∶9,则电源电压为 V,L2正常发光时,L2的电功率与滑动变阻器的电功率之比为 。
6.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小宏设计了如图甲所示的电路,电源电压恒为3V,小灯泡额定电压为2.5V。
（1）连接电路时,开关应处于 状态。
（2）通电后,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡亮度始终不变且电压表指针保持在3V的位置。
小宏检查电路发现连线时错将导线接在了如图乙所示的滑动变阻器 （填字母）两个接线柱上。
（3）改正错误后,小宏移动滑片使电压表示数为2.5V时,电流表的示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
（4）在进行误差分析时,老师说:
虽然电压表内部电阻很大,但电路接通后仍有微小电流流过电压表,请你根据这一事实并结合电路图分析判断,实验中测得小灯泡的额定功率比真实值偏 （填“大”或“小”）,原因是
。
7.小明同学手里有一个标有“3.8V”字样的小灯泡,他想知道小灯泡正常工作时的电功率,于是在学校实验室借来一些实验器材,连接了如图甲所示的实验电路,电源电压恒定不变。
（1）在图中找出连接错误的一根导线并在该导线上画“✕”,用笔画线代替导线将电路连接正确。
（所画的导线要用实线,不可用虚线）
（2）该实验的原理是 。
（3）连接电路时,开关应该 。
（4）闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,他发现小灯泡始终不亮,电流表有示数,电压表无示数。
则故障原因可能是 。
（5）在实验时,电压表出现了故障不能使用。
小明向老师借了一只定值电阻R0（R0阻值已知）,设计了如图乙所示的电路,继续测量恒定电压为U额的小灯泡的额定功率。
测量时,应先闭合开关S和S1,调节滑动变阻器,当电流表的示数为 时,小灯泡正常发光;
接着将S1断开,S2闭合,读出电流表的示数为I,则小灯泡的额定功率P额= （用I、U额和R0表示）。
8.小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时,老师只给她提供了如下器材:
标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。
她根据所给定的器材,经过认真思考后,设计了正确的实验电路。
如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调至阻值 的位置。
（3）闭合开关后,为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表
的示数为 V,此时电压表
的示数如图乙所示,是 V。
（4）小灯泡的额定功率为 W。
（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表时解决这个问题的方法,其电路如图丙所示,R0=10Ω,并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器,使电流表
的示数为 A时,再读出电流表
的示数,才能计算出小灯泡的额定功率。
B组 能力提升
实验探究题
1.在测定额定电压为3.8V的小灯泡（电阻大约为10Ω）额定功率的实验中,小明连接了如图甲所示的电路,其中电源电压为6V且保持不变。
（1）用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求:
滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡逐渐变亮,连线不得交叉）。
（2）在连接电路时,开关必须 。
若有A（5Ω 1A）、B（10Ω 0.5A）和C（15Ω 0.2A）三个滑动变阻器可供选择,则应该选择变阻器 （填“A”“B”或“C”）连入电路,才能保证实验顺利进行。
（3）在实验中,若电压表示数为2V,为了能测量小灯泡的额定功率,必须将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动,当电压表的示数为3.8V时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据,作出I-U图像,如图丙所示。
结果发现图像不是直线,这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压 （选填“成”或“不成”）正比,这是因为 。
2.小黎同学测定标有“2.5V”字样（正常工作电流大约是0.25A）小灯泡的额定功率,现有器材:
电源（电压恒为6V）,电流表（量程0~0.6A）,电压表（量程0~3V）,开关、导线若干,另有三种规格的滑动变阻器可供选择:
R1（10Ω 1A）、R2（20Ω 0.5A）、R3（100Ω 0.1A）。
如图甲是小黎设计的实验电路,请完成下列问题:
（1）通过估算,滑动变阻器应选用 ,连接好电路后,闭合开关S,小黎同学发现无论怎样移动滑动变阻器滑片P,小灯泡都不发光,此时电流表示数为零,但电压表有示数,则故障为 。
A.灯泡断路B.灯泡短路
C.滑动变阻器断路D.滑动变阻器短路
（2）排除故障后,闭合开关S,电压表示数为2.0V,此时应将滑片P向 （填“A”或“B”）端移动,使电压表示数为 V,再读出电流表示数,即可求出小灯泡的额定功率。
老师告诉小黎,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,所测小灯泡的额定功率偏 （填“大”或“小”）。
（3）同组的小李用图甲实验中的电源、电压表、滑动变阻器,另选单刀双掷开关和R0=30Ω的定值电阻,按图乙所示的电路来测量该小灯泡的额定功率,你认为此方案 （填“可行”或“不可行”）。
3.小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关,于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按如图甲所示的电路进行探究。
（1）小明在检查电路连接时,发现有一根导线连接错误。
请在图甲中找出来并打上“✕”,再画线把它改到正确的位置上。
（2）电路连接正确后,小明继续进行实验:
闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,并在实验表格中记录数据和现象。
实验中,当滑片移到某一点时,电压表示数如图乙所示,为 V。
（3）用L2替换L1重复以上的实验,但需要改变 表的量程。
（4）在小明完成的实验报告中,其中的一个实验表格如下:
序号
电压
电流
灯泡L1的亮度
电功率
电功率的
平均值（W）
2.20
比正常发光时暗
0.62
0.76
2.50
正常发光
0.75
2.80
比正常发光时亮
0.90
小明通过对比、推测、分析表中数据及现象得出最后的结论是:
小灯泡的实际功率越 ,小灯泡越亮。
（5）在交流讨论中,小明知道了自己对实验现象的观察和数据的记录都是正确的,但所设计的这个实验表格存在不妥之处,是 。
（6）小明进一步思考,认为“把灯换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”。
他这种想法是 （选填“正确”或“错误”）的。
4.在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）,电源电压为3V。
（1）连接好电路,闭合开关后,会发现电压表的示数为 V,小灯泡不发光,经检查,是由于其中一根导线连接错误造成的,请你用笔在实物图中将连接错误的导线打“✕”并补画出正确的连线。
（2）电路修改正确后闭合开关,发现小灯泡仍不亮,电流表有示数,电压表无示数,则出现故障的原因是 （填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）。
（3）故障排除后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表示数为2V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 （填“左”或“右”）端移动,使电压表示数为2.5V,此时电流表指针位置如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
（4）若此实验中电流表坏了,为了测出小灯泡的额定功率,小组同学们增加了一个R0=5Ω的定值电阻,设计了如图丙所示的电路和如下实验方案:
丙
①调节滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压;
②保持滑片位置不变,只将电压表a点改接到c点,测出定值电阻R0两端的电压U0,通过计算就可得到小灯泡的额定功率。
请你指出该设计方案中存在的问题:
a. ;
b. 。
5.某同学在测量小灯泡电功率的实验中,提供的器材有:
6V铅蓄电池组、一块电流表、一块电压表、额定电压为2.5V的待测小灯泡、开关、导线,规格为“50Ω 1A”和“10Ω 1.5A”的两种滑动变阻器。
实验时连接的电路如图甲所示。
（1）正确连接电路,将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端,然后闭合开关,发现无论怎么移动滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动,产生这个现象的原因是 。
（2）排除故障后,闭合开关继续实验。
当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A,小灯泡的额定功率为 W。
（3）为顺利完成实验,在实验中应选用规格为 的滑动变阻器。
（4）实验时电压表损坏,现场没有可换的电压表,教师给了该同学一个已知阻值为R0的定值电阻,一只单刀双掷开关,请你设计出不用电压表也能测出额定电压为2.5V的小灯泡额定功率的电路图,画在虚线框中。
答案精解精析
1.D 由图甲可知,L与R并联,故它们两端的电压相等,观察图乙可知,当电压为6V时,定值电阻R的功率PR=UIR=6V×
0.3A=1.8W,灯泡的功率PL=UIL=6V×
0.5A=3W,此时电路的总功率P总=PR+PL=1.8W+3W=4.8W,满足题意,故灯泡L两端的电压应为6V,A错误;
通过灯泡的电流应为0.5A,B错误;
灯泡的功率为3W,D正确;
灯丝的电阻RL=
=
=12Ω,C错误。
故选D。
2.
答案
（1）（2分）A 保护电路
（2）（3分）2.8 断开开关,用“20Ω 2A”的滑动变阻器替换“10Ω 2A”的滑动变阻器,并调节滑片P到接入电路的阻值最大处;
闭合开关,调节滑片P,直至观察到电压表示数为2.5V
（3）（1分）①0.75 ②越大
解析
（1）连接电路时,滑动变阻器连入电路的阻值要调到最大,接通电路时电流最小,可以保护电路。
（2）电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,读数为2.8V,此时滑片P在A端,灯泡两端电压超过了额定电压,说明滑动变阻器的最大阻值太小,应更换为“20Ω 2A”的滑动变阻器。
（3）U额=2.5V,I额=0.3A,
则P额=U额I额=2.5V×
0.3A=0.75W。
由表格中数据知,小灯泡两端实际电压越大,消耗的电功率越大。
3.
答案
（1）如图所示
（2）小灯泡短路 （3）0.625 2 （4）温度
解析
（1）电源电压为3V,则电压表选0~3V量程。
（2）调节滑动变阻器,发现电流表示数变化明显,说明电路故障不是断路;
小灯泡不亮,电压表示数始终为零,说明电路故障可能是小灯泡短路。
（3）由题图乙知,电压为额定电压2.5V时,电流为0.25A,则P额=U额I额=2.5V×
0.25A=0.625W;
此时变阻器两端电压U滑=U-U额=3V-2.5V=0.5V,通过的电流I滑=I额=0.25A,则R滑=
=2Ω。
（4）电压升高时,温度升高,导致灯丝阻值变大。
4.
答案 示例:
（1）右
（2）0.26
（3）同一小灯泡的亮暗程度与其两端电压有关
（4）探究小灯泡的电阻在不同电压下的变化规律
解析
（1）闭合开关前滑动变阻器滑片要置于阻值最大的一端,因此,应放置在右端。
（2）P=UI=1.3V×
0.20A=0.26W。
（3）从表中可看出,小灯泡两端电压不同,小灯泡的发光情况也不同,因此可得出结论:
同一灯泡的亮暗程度与其两端电压有关。
（4）利用电压表测出灯泡两端电压,电流表测出通过灯泡的电流,由R=
就可算出不同电压下的小灯泡的电阻值,因此,还可探究小灯泡的电阻在不同电压下的变化规律。
5.
（2）右 （3）电压表更换大量程 （4）0.7 温度
【拓展】5 7∶3
6.
答案
（1）断开
（2）C、D （3）0.75 （4）大 电压的测量值准确,但电流的测量值偏大,根据P=UI,测量的功率偏大
7.
（2）P=UI （3）断开 （4）小灯泡短路 （5）
U额
8.
（2）最大 （3）2.5 2.4 （4）0.6 （5）0.25
解析
（1）根据实验原理P=UI可知,题中没有电流表,可利用电压表和定值电阻代替电流表,将电压表
与定值电阻R0并联,如答案图所示;
（2）为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处;
（3）为了测量小灯泡的额定功率,应调节滑动变阻器,使电压表
示数为小灯泡的额定电压2.5V,此时电压表
的示数为2.4V,电路中的电流I=
=0.24A;
（4）小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×
0.24A=0.6W;
（5）由题图丙可知,灯L与定值电阻R0并联,电压相等,故定值电阻两端电压应为2.5V,则电流表
的示数I2=
=0.25A。
1.
答案
（1）如图所示
（2）断开 B （3）A 1.52 （4）不成 灯泡的电阻随温度的升高而增大
解析
（1）灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω,则灯泡的额定电流约为I=
=0.38A,故电流表选择0~0.6A量程,要求滑片向左移动时灯变亮,则应选择滑动变阻器A接线柱接入电路,如答案图所示;
（2）连接电路时,为了防止连接错误损坏元件,开关应断开,当灯泡正常发光时,电流约为0.38A,滑动变阻器连入电路的阻值为R=
≈5.8Ω,故为了保证实验顺利进行,应选择变阻器B连入电路;
（3）当电压表示数为2V时,为了测量灯泡的额定功率,要使灯泡两端电压增大为3.8V,应将滑片P向A端移动,减小滑动变阻器连入电路中的电阻,由题图乙可知灯泡的额定电流为0.4A,灯泡的额定功率P=UI'
=3.8V×
0.4A=1.52W;
（4）由灯泡的I-U图像可知,通过灯泡的电流与其两端电压不成正比,这是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大。
答案
（1）R2（20Ω 0.5A） A
（2）A 2.5 大 （3）不可行
（2）2.0 （3）电压 （4）大 （5）设计了电功率的平均值一栏 （6）正确
解析
（1）由题图甲可知,电流表没有连入电路,改正后的电路图如答案图所示。
（2）由题图乙可知,电压表的量程是0~3V,所以电压表的示数为2.0V。
（3）因为灯泡L2的额定电压是3.8V,而L1的额定电压是2.5V,所以用L2替换L1重复实验,就需要改变电压表的量程。
（4）通过对比、分析表中数据及现象得出最后的结论是:
小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮。
（5）求电功率的平均值是没有意义的,所以实验表格中不需要设计电功率的平均值一栏。
（6）当把灯泡换成定值电阻后,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系,他的想法是正确的。
答案
（1）3 如图所示
（2）小灯泡短路 （3）右 1.25
（4）a.无论怎样调节变阻器,都不能使灯泡正常发光 b.改接后电压表的正负接线柱接反,无法测出R0两端的电压
答案
（1）左 小灯泡断路
（2）0.28 0.7 （3）“50Ω 1A” （4）如图所示
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