9．如图4所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。
当在a、b间接“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法中错误的是（ ）
图4
A．灯将变亮
B．灯将变暗
C．换接的灯可能烧坏
D．电路总功率要变小
答案：
B
解析：
把“6V6W”的灯换成“6V4W”的灯，电阻变大了，ab两点分得的电压也变高了，所以ab两点间的超过灯的额定功率，所以发光较亮，并且此时的实际功率也比额定功率大。
所以灯有可能被烧坏，电路的总功率变小。
10．如图5所示的电路中，AB为粗细均匀的长为L的电阻导体，以AB上各点对A点的电功率P为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则电功率P随x变化的图线应为（ ）
图5
答案：
B
解析：
由题意可知，AB是粗细均匀的电阻导体，AB上各点对应A点，向右随着x的变大而电阻变大，则AB导体可以看作为两端串联的电阻，总电阻长度为L，随着x变大，则导体对应A点的电阻也变大，其自身电阻两端电压也增加。
由于导体AB总电阻保持不变，电路中的电流I保持不变，根据电功率P=UI，可知导体AB上各点对应A点的功率变大。
所以选B。
二、填空题
11．一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图6甲。
电源电压为24Ⅴ，灯泡L的额定电压为24V，通过灯
泡L的电流跟其两端电压的关系如图6乙。
当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为 __ Ω。
调节滑动变
阻器R，使灯泡的实际功率为3．6W时，灯泡两端的电压是 V，滑动变阻器R此时电阻 Ω，滑动变阻器R此时实际功率 W。
图6
答案：
60 12 40 3．6
解析：
灯泡正常发光时，电压24V，由图像可知此时通过的电流为0．4A，则灯丝电阻R=60Ω。
当灯泡实际功率为3．6W时，由图像可知，只有当灯泡电压12V时，电流0．3A可以使得灯泡实际功率为3．6W。
此时灯泡电阻R灯=3．6W/（0．3A）2=40Ω；灯泡与变阻器串联，电路中总电阻R总=24V/0．3=80Ω；则电阻器接入电路电阻R变=80Ω-40Ω=40Ω；变阻器的实际功率P=I2R=（0．3A）240Ω=3．6W。
三、探究题
12．小华、小军同学做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2．5V”字样）。
（1）如图7甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，
将缺少的一根导线接好 。
图7
（2）小华电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大。
接下来应进行的操作是 ， 。
（两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）
A．更换电池或小灯泡
B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置
D．断开电路开关
（3）小华电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 。
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）小军换了实验器材又做了一次试验，实验过程中，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图7乙所示，填写表格空白处，该灯泡额定功率为 W。
实验次数
电压表示数／V
电流表示数／A
灯泡亮度
1
1
0．2
较暗
2
2．5
正常发光
3
6[
0
不发光
（5）分析表中实验数据可知，小军所用电源电压约为 V。
（6）若小军手边有“
1．5A 50Ω”和“2．0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”、“0～15V”两个量程的电压表，上面第二次实验中他选用的滑动变阻器规格为 ，选用电压表量程为 。
答案：
（1）连图：
（2）D C 1．52
（3）C
（4）2．5 0．3 0．75
（5）6
（6）1．5A 50Ω 0～15V
解析：
（2）闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明变阻器的滑片可能开始置于阻值最小端，导致变阻器接入电路中的电阻过小，而使电路中电流过大，灯泡亮度较大。
也有可能变阻器同时将上接线柱接入电路，从本题电路看，变阻器接线为上下接线，所以这种情况排除，因此，灯泡亮度过亮是因为变阻器滑片没有置于阻值最大端。
在检查电路时，通常要使电路断路，所以操作的顺序应该是D、C。
（3）连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，有可能灯泡因为电路中电流过小而不能发光，所以，要先移动滑动变阻器滑片，使电路中电流增大，检查灯泡是否是因电流过小而不能发光。
所以选C。
（4）灯泡只有在额定电压下才能正常发光，所以电压变示数为2．5V。
从图乙看出，电流表示数为0．3，则根据电功率公式P=UI，可得该灯泡额定功率0．75W。
（5）由表中数据，灯泡不发光，电流为零，电压表为6V，说明灯泡可能断路，则电压表测量的电压为电源电压，为6V。
（6）由于灯泡额定电压为2．5V，第二次试验中，电压表示数达到6V，所以电压表量程选择为0～15V。
由于电路中灯泡正常发光电流为0．3A，所以选择变阻器规格为“1．5A 50Ω”。
13．小红同学通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
（1）小灯泡电功率的大小可通过 判断；
（2）小红同学用干电池做电源，把L1“2．5V0．3A”和L2“3．8V0．3A”两只灯泡连成如图8甲所示电路，闭合开关进行实验，收集数据如下表：
图8
请你分析现象及数据得出结论：
；
（3）这位同学又在原有器材基础上继续探究电功率与电流的关系，连接方式如图8乙所示，闭合开关S，看到小灯泡L1，一闪即灭，经检查发现灯丝断了，请你分析灯丝烧断的原因 ，说出改进方法 。
答案：
（1）小灯泡亮度；
（2）当电流相等时，电压越大电功率越大；（3）电压超过额定电压；在干路上串联一个滑动变阻器（或减小电源电压）
解析：
（1）灯泡的亮度可以间接的判断灯泡实际功率的大小，亮度越亮，通常实际功率越大。
（2）从电路可以看出，探究电功率与电流、电压关系时，采用甲图连接，两灯泡串联，通过灯泡电流相等，从实验数据可知，灯泡L1电压低于灯泡L2，且L2的亮度较亮，说明L2电功率比L1大，由此得出灯泡串联时，电流一定，灯泡电压越大，电功率越大。
（3）乙图中两灯泡并联，开关闭合，灯泡L1立即熄灭，说明电路中电源电压大于灯泡L1的额定电压。
要保护灯泡L1不被烧坏，在干路上可以串联一个滑动变阻器，或者降低电源电压。
14．实验室购买了一批规格为“2．5V0．8W”的小灯泡，小明同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，小明同学设计了如图9甲所示的电路图。
实验中各元件完好，电源电压保持不变。
图9
（1）接线过程中有一处连接错误，请在错误的接线上打“×”并用笔画线代替导线进行改正，要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是 （选填字母序号）。
A．检查电路是否断路
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）移动滑动变阻器得到了一组电压和电流的数据，填入设计的表格
② 这种表格设计是否合理？
答：
（选填“合理”或“不合理”）
②分析这组数据，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是：
。
③假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度 合格产品小灯泡钨丝的长度（选填“大于”或“小于”），得出这个结论的逻辑依据是：
。
（2分）
④长时间使用这只小灯泡，容易出现的故障是 。
答案：
（1）
（2）C
（3）①不合理。
②电压为2．5V时的实际功率为1W，大于额定功率0．8W。
③小于；在相同情况下，导体越短电阻越小；当电压一定时，电阻越小，功率越大。
④容易烧断灯丝。
解析：
本题考查“伏安法”测量小灯泡的电功率，涉及电路元件的连线、数据分析推理以及实验故障判断。
（1）中连线错误主要是变阻器连线错误，变阻器没有采取“上下接法”，使变阻器的金属杆接入电路，变阻器接入电路电阻为零。
（2）闭合电路后，灯泡不亮，但是电流表和电压表都有示数，说明电路是通路，有可能灯泡短路；但是电压表有示数，说明灯泡不可能短路；灯泡不亮还有一种可能，就是灯泡断路（灯丝断了），但是由于电流表有示数，所以灯泡也不可能短路。
从而可以确定是灯泡上通过的电流过小，灯泡的实际功率太小，灯泡的亮度不够。
因此，可以采取C选项，看看灯泡是否能发光。
（3）①本实验是“伏安法”测量小灯泡的电功率是不同电压下的灯泡实际功率，因此电功率不需要就平均值，表格不合理。
②从表格中数据的分析，电压为2．5V时的实际功率为1W，大于额定功率0．8W，因此小明认为该小灯泡不合格。
③由题意可知，这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，从额定电压下，小灯泡的实际功率1W大于额定功率0．8W。
说明当电压一定时，电阻越小，功率越大；在相同情况下，灯丝电阻越小，则说明导体长度就越短；④如果长时间工作，因为灯泡实际功率大于额定功率，所以容易烧断。
15．如图10甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图，图10乙是实物连接图。
其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为2．5V，滑动变阻器上标有“10Ω1A”。
（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整；
图10
（2）小明同学连接好电路后，闭合开关时发现灯光特别亮，这表明他在闭合开关前没有________________________________________________________；
（3）调节滑片P使电压表的示数为2．5V，此时电流表的示数如图10丙所示，则该灯泡的额定功率为 W。
若要增大小灯泡的电功率，则滑片P应向______移动；
（4）在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图10丁所示，通过图
像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：
；
（5）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：
灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。
经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是___________________________________________。
答案：
（1）
（2）将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
（3）0．75、 左（或A或C）
（4）导体的电阻随温度的变化而变化
（5）电压表与滑动变阻器并联
解析：
本题主要考查伏安法测电功率实验中的电路元件连接方法，实验操作的基本步骤以及实验分析论证，并考查了实验电路的故障诊断。
（2）小明连正确的接好电路后，闭合开关，灯泡比较亮，说明电路中电流过大，其原因可能变阻器的滑片没有置于阻值最大端。
（3）当电压变示数为2．5V时，电流表示数由题意可知是0．3A，根据电功率公式P=UI，可知灯泡的额定功率为0．75W．如果要增大小灯泡电功率，则需要增加灯泡两端电压，变阻器两端分担电压要变小，因此要移动变阻器滑片，使变阻器接入电路电阻减小，即滑片向左移动（（或A或C））。
（4）从图像可知，随着电压的变化，通过灯泡的电流也随之变大。
但是图像不是直线，通过计算可以发现灯泡的电阻随电压的增加而增加。
其原因主要是随着电压增加，灯泡灯丝中电流变大，因电流热效应，灯丝的电阻受温度影响而逐步增大。
（5）闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P，灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。
由题意知电路中的所用器材完好，灯泡与变阻器串联，通常灯泡亮度随电压增加而变亮，但是电路中出现情况却相反。
电路中当电灯两端电压增大时，只有变阻器的两端电压会随之降低，因此，电压可能并联在变阻器上了。
16．如图11所示，在“测定小灯泡功率”的实验中，待测小灯泡标有“3．8V”字样。
（1）至少用_节干电池串联起来做电源。
（2）若闭合开关后，欲测小灯泡的额定功率，发现电压表的读数是2．5V，应调节滑动变阻器，使滑动变阻器接入电路那部分电阻变_______（选填“大”或“小”）。
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得三组数据如下。
请计算出小灯泡的额定功率P额=______。
实验次数
电压表读数
电流表读数
1
3．0
0．19
2
3．8
0．25
3
4．2
图11
（4）若在实验过程中，不慎将电压表和电流表互换位置，则小灯泡出现的现象是_________（选填“不亮”“很亮”“正常发光”或“烧毁”）
答案：
（1）3节
（2）小（3）0．95W （4）不亮
解析：
（1）待测小灯泡上所标“3．8V”字样为小灯泡的额定电压，而实验中需测出小灯泡在两端的实际电压稍高于额定电压、等于额定电压和稍小于额定电压三种情况下的实际功率，要求电源电压要比灯泡的额定电压大，所以至少需用3节干电池串联起来做电源。
（2）要测灯泡的额定功率，就必须把灯泡两端的电压调到额定电压，即电压表的示数应是3．8V，所以应调节滑动变阻器，使滑动变阻器接入电路那部分电阻变小，让滑动变阻器分到的电压变小，使得灯泡两端的电压变大。
（3）小灯泡额定功率：
P实=U实I实=3．8V×0．25A=0．95W
（4）若在实验中不小心将电压表和电流表互换位置，由于电压表的电阻非常大，电流几乎不能通过，所以小灯泡出现的现象应该是：
不亮。
四、计算题
17．光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小。
如图12所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻RT上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入。
电源电压恒定为12V，RT为光敏电阻，定值电阻R0=10Ω，若在0―12s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电压表的示数变化规律如图U-t。
求：
图12
（1）当有人通过（光敏电阻在无激光照射）时，光敏电阻的阻值RT0；
（2）当无人通过时，光敏电阻的功率；
答案：
（1）30Ω
（2）3．6W
解析：
（1）当有人通过时，激光被人体阻挡，光敏电阻电阻比没有激光照射时要大。
因光敏电阻与定值电阻串联，所以，有人通过时，定值电阻两端电压要低一些。
从图像可知，有人通过时，定值电阻两端电压为3V，则UT0=U总-U0=12V-3V=9V；串联电路特点，UTo/RT0=UR0/R0，所以RT0=30Ω；
（2）当无人通过时，光敏电阻被激光照射，电阻降低，光敏电阻与定值电阻串联，光敏电阻在无人通过时，电阻较大，则定值电阻两端电压将变高。
从图像可知，无人通过时，定值电阻两端电压应为6V，则光敏电阻两端电压UT1=U总-U01=12V-6V=6V。
由于光敏电阻与定值电阻串联，光敏电阻与定值电阻两端电压相等，则光敏电阻与定值电阻大小相等，光敏电阻RT1=10Ω。
则光敏电阻无人通过时的功率PT=（UT1）2/RT1=（6V）2/10Ω=3．6W
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