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九年级物理下册电功率专题练习(word版

九年级物理下册电功率专题练习(word 版

一、初三物理 电功率 易错压轴题(难)

1.P 额=U 额I 1=22()U U U U U U R R

--?=额额额额利用如图所示的电路探究电流跟电压的关系,电源电压为6V 不变.

(1)按图甲,在图乙中把接错的一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上. (_____)

(2)正确连接电路后,再闭合开关,移动滑片,发现电压表和电流表的示数均为0;继续移动滑片,当两电表指针刚好偏转且稳定时,其示数见序号3,继续实验,数据见序号4和序号5. 数据序号

1 2 3 4 5 电压/V

0 0 1 2 3 电流/A 0 0 0.1 0.2 0.3

①根据第5组数据,在图丙中用“↑”标出电流表指针所在的位置.

(_____)

②由序号1、2两组数据可判断,该电流故障为________(选填“R 1接触不良”、“R 2断路”或“R 2短路”).

③序号3、4、5三组数据表明:在导体的________一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.

④根据表中数据计算,滑动变阻器接入电路的最大阻值为________Ω,滑动变阻器消耗的功率变化了________W .

【答案】R1接触不

良电阻500.4

【解析】

【分析】

(1)测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压,即与定值电阻并联,电流表测定值电阻电流与其串联。

(2)①图丙中电流表接的是0.6A量程,分度值为0.02A,第5组数据中电流为0.3A,电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置;

②由序号1、2两组数据中电流表示数为0,电压表也为0,可判断电路为断路;

③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的,所以导体电阻没有变化,通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;

④依据串联分压原理,定值电阻R2电压最小时,滑阻分的电压最大,此时滑阻R1阻值最大,也就是说第三组数据时滑阻R1阻值最大。从电源电压6V里减去定值电阻R2的电压,得到滑阻R1电压,由于R2与R1串联,电流相等为0.1A,根据欧姆定律可计算滑阻阻值,利用公式P=I2R可计算滑阻电流在0.1A和0.3A时的功率,然后大功率减去小功率就是功率变化值。

【详解】

(1)测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压,即与定值电阻并联,电流表测定值电阻电流与其串联,由图可知,电压表与定值电阻串联,电流表与定值电阻并联了,只改一根导线,应将定值电阻右侧连接电流表的导线接到电压表的左侧接线柱上即可;

(2)①图丙中电流表接的是0.6A量程,分度值为0.02A,第5组数据中电流为0.3A,电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置;

②由序号1、2两组数据中电流表示数为0,可判断电路为断路,电压表也为0,说明不是和电压表并联的电阻断路,和电压表并联的电阻断路时电压表示数应该接近电源电压,所以是“R1接触不良”;

③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的,所以导体电阻没有变化,通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;

④根据串联电路分压特点得:U1=U-U2=6V-1V=5V

R1最大为:1

1

5V

50Ω0.1A

U

R

I

===;

此时最小功率:P1=I2R1=(0.1A)2×50Ω=0.5W

当第5次时,滑阻电压为:U′=6V-3V=3V

此时电流为:I=0.3A

最大功率为:P1′=U′×I=3V×0.3A=0.9W

滑动变阻器消耗的功率变化了:P1′-P1=0.9W-.5W=0.4W。

2.故答案为:(1)见上图;(2)①见上图;②R1接触不良;③电阻;⑤50;0.4。下面是小彬和小辉等同学进行的电学实验。

(1)小彬为了“探究电流跟电阻的关系”,连接了如图甲所示的电路。

①请你在甲图中用笔画线代替导线完成电路的连接______;

②小彬看到了邻组同学在闭合开关后,电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是

______;

③小彬先将5Ω的电阻接入电路,调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压为2V;再将5Ω的电阻换成10Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为______V;

④小彬保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的电阻换成10Ω的电阻,为了使电压表的示数保持不变,应将滑动变阻器的滑片适当向______(选填“左”或“右”)端移动;

⑤小彬将数据记录在表格中,分析实验数据可得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成______;

U2

电压/V

电阻/RΩ51020

I0.40.20.1

电流/A

(2)小彬将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡,测量其额定电功率。

①正确连接电路,闭合开关、发小灯泡不亮,电压表、电流表均无示数,产生这种现象的原因可能是滑动变阻器______(选填“短路”或“断路”);

②排除故障,继续实验,小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流是______A,额定功率是______W;

(3)小辉同学准备测小灯泡的额定功率,检查实验器材时,发现缺少电压表,滑动变阻器均标有“20Ω 2A”字样,小灯泡的额定电流是0.25A,于是他利用现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路图。请你帮助小辉完成实验:

①闭合开关1S,开关2S接b,2R阻值调到最大处,1R阻值调到0,此时电流表的示数为

0.3A;

②将1R阻值调到最大,闭合开关1S,开关2S接a,______,小灯泡正常发光;

③保持1R接入电路的阻值不变,闭合开关1S,开关2S接b,2R滑片仍在阻值最大处,此时电流表的示数为0.2A。

______W。

则小灯泡额定功率P=

【答案】电流表正负接线柱接反

了 2 左反比断路 0.2 0.5 调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.25A 0.875

【解析】

【分析】

【详解】

(1)①[1]电压表选用小量程与电阻并联,如下图所示

②[2]电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧,原因是电流表正负接线柱接反了。

③[3]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向左端移动,使电压表的示数为2V。

④[4]保持滑动变阻器的滑片位置不变,把10Ω的电阻换成20Ω的电阻,为了使电压表的示数保持不变,由③知应将滑动变阻器的滑片适当向左端移动。

⑤[5]分析实验数据可知,电阻为原来的几倍,通过的电流为原来的几分之一,故得出:当电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成反比。

(2)①[6]闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表、电流表均无示数,说明电压表与电源之间某一部分为断路,因此产生这种现象的原因是滑动变阻器断路。

②[7][8]读图乙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.2A,则小灯泡的额定功率为

P=UI=2.5V×0.2A=0.5W

(3)②[9]将1R阻值调到最大,闭合开关1S,开关2S接a,要使小灯泡正常发光,则应调节滑动变阻器R1的滑片,使电流表的示数为0.25A。

③[10]闭合开关1S,开关2S接b,2R阻值调到最大处,1R阻值调到0,此时电流表的示数为0.3A,电路为2R得简单电路,电源电压为

120.3A 20Ω=6V U I R ==?

根据步骤③可得

10.2A 20Ω+0.2A =6V R ??

解得

1=10ΩR

又小灯泡的额定电流是I L =0.25A ,根据步骤②可得

L 10.25A +0.25A =6V R R ??

解得

L =14ΩR

小灯泡额定功率

3.(3)[4]小敏的观点是错误的,原因是小灯泡在不同电压下的电功率是不同的,所以不能取平均值减小误差。小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)

(1)图1是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①____;②____?

(2)闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V ,而电流表示数始终为零,已知仅导线发生故障,则图1中导线____(选填“①”?“②”或“③”)发生了____ (填写故障名称)

(3)小华进行了六次实验,记录实验数据并在U-I 图像中描点,得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示,则根据记录的数据和图像可知∶

①小灯泡的额定功率为____W ?

②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为____

A .5Ω 2A

B .10Ω 2A

C .20Ω 1A

D .30Ω 1A

(4)实验结束后,小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究,则他画出的U-I 图像应为图3中的虚线____(选填“①”?“②”或“③”),你选择的依据是____?

【答案】①开关未断开 ②滑动变阻器滑片未移至阻值最大端左端 ① 断路 ①0.75 ②D ① “小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]连接电路时为了保护电路,开关应断开,滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处,所以图中在器材操作上存在的两个不妥之处∶①开关未断开;②滑动变阻器滑片未移至最左端(阻值最大处)。

(2)[3][4]闭合开关进行实验,小华发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数始终为3V,而电流表示数始终为零,已知仅导线发生故障,则图1中导线①发生了断路。

(3)[5][6]根据记录的数据和图像可知∶①当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时,通过小灯泡的电流为0.3A,所以小灯泡的额定功率为

P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W

②当小灯泡两端的电压为0.5V时,电流为0.1A,所以此时滑动变阻器两端的电压为

U滑=U-U灯=3V-0.5V=2.5V

此时滑动变阻器的阻值为

R=

U

I

滑=

2.5V

0.1A

=25Ω

所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为D.30Ω 1A。

4.[7]在实验步骤②中,在将开关拨至“2”时,不小心将滑片向右移动了少许,变阻器连入电路的阻值变大,由串联电路的分压原理知,变阻器分得电压变大,R0和灯泡分得的电压都会变小,由0

U

P U

R

=?

额额

知,测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,正常发光时的电阻约为8Ω.

(l)在图甲中,有一根导线未连接,请用笔画线代替导线将电路连接完整_______.

(2)闭合开关后,小灯泡不亮,电流表没有示数,电压表有较大的示数.经检查,导线连接完好,则电路故障可能是小灯泡发生了_______(选填“短路”或“断路”).

(3)移动滑片P到某一位置时,电压表示数如图乙所示,为______V;此时要测量小灯泡的额定功率,应持滑片P向_________(选填“左”或“右”)端移动,移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丙所示的I-U图像;

(4)由图像可计算出小灯泡的额定功率是______ W.

(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率,已知小灯泡的额定电流为I额,定值电阻的阻值为R0.实验步骤如下,请补充完

整:

①_________________;

②闭合开关S、S1,断开开关S2.记下此时电流表的示数为I;

③小灯泡的额定功率的表达式为P

额=________.

【答案】断路 2.2 右 0.75 闭合开关S、S2,断开

开关S1.调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额P额=R0(I-I额)I额

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]灯泡正常发光时的电流

I=

2.5V

8

U

R

=0.3125A

所以电流表选用小量程,电流从正接线柱流入,从负接线柱流出,如下图所示:

(2)[2]电流表无示数,说明电路断路;电压表有示数,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为灯泡断路;

(3)[3][4]电压表使用0~3V量程,每一个大格代表1V,每一个小格代表0.1V,电压为

2.2V。要使灯泡正常工作,灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V,就要减小变阻器的电压,根据分压原理,滑动变阻器连入电路中的电阻要减小,滑片向右端移动,使电压表的示数为2.5V。

(4)[5]从图象得知,灯泡在2.5V下的电流为0.3A

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W

(5)[6][7]①闭合开关S、S2,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数I1=I额;

②闭合开关S、S1,断开开关S2,记录下此时电流表的示数为I;

③算出小灯泡的额定功率.定值电阻R0的电流为

I0=I?I额

定值电阻R0的电压为

U=I0R0=(I?I额)R0

因为灯泡两端的电压等于定值电阻的电压,所以灯泡的额定电压功率为

5.(5)灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大;原因是:随灯泡电压的升高,灯泡实际功率增大,灯泡温度升高,电阻变大,说明灯丝的电阻随温度的升高而增大.某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率,待测小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于

1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”,图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路.

(1)请你用笔线代替导线,在图甲中把电路连接完整___________

(2)正确连接完电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因应该是_______(选填“A”、“B”、“C”或“D”)

A.电流表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了

C.灯座内部出现了短路 D.滑动变阻器的电阻线断了

(3)排出故障后,通过正确操作,当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,其值为_____A,小灯泡的额定功率为________W.

(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,应将滑动变阻器的滑片向_______(选填“左”或“右”)端滑动.

(5)测量小灯泡的电功率________(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是______________.

(6)图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图,测量后他们对测量结果进行了误差分析,考虑电表本身对电路的影响,该电路主要是由于所测___(选填“电压”或“电流”)值偏大引起小灯跑电功率偏大的.

【答案】 B 0.2 0.76 右不需要灯在不同电压下的

功率不同电流

【解析】

(1)因为灯的额定电压是3.8V,所以电压表选用大量程且与灯并联,将变阻器的最大电阻连入电路中与灯和电流表串联,因为小灯泡L的额定电压为3.8V,额定功率小于1W,由P=UI知道,灯泡的额定功率约是P=1W/3.8V=0.26A,所以电流表选用小量程,电路连接如下图:

(2)因为是电流表与灯和变阻器是串联,若电流表内部断路了,则整个电路断路,两表都没有示数,故A不符合题意;B.若灯泡的灯丝断了,则灯不会亮,电流表也没有示数,此时电压表串联在电路中,电压表测电源电压,所以会有示数,故B符合题意;若灯座内部出现了短路,则电压表没有示数,电流表有示数,故C不符合题意;若滑动变阻器的电阻线断了,则整个电路断路,两表都没有示数,故D不符合题意,综上所述应选B;(3)由图乙知道,当灯泡正常发光时,由于电流表选用小量程,分度值为0.02A,电流值是0.2A,所以小灯泡的额定功率是:P=UI=3.8V×0.2A=0.76W.

(4)测出小灯泡的额定功率后,再测大于小灯泡额定功率的实际功率,就要增大灯电压,而减小变阻器的电压,由分压原理知道,应将滑动变阻器的滑片向右端滑动;

(5)因为灯在不同电压下的功率不同,所以不需要多次测量求平均值;

(6)由并联电路电流的规律知道,电流表示数等于通过灯的电流与通过电压表电流之和,所以该电路所测电流值偏大而引起小灯跑电功率偏大的.

6.点睛:重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验,注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路,闭合开关前应调整到阻值最大端,电流表读数时,看清楚所用量程,搞清楚分度值再读数等都是常考的内容;选择滑动变阻器时,注意结合欧姆定律及串联电路分压的特点进行分析判断。在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡中标有“3.8V”字样,电源电压恒定.

(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;

(2)连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是;

(3)故障排除后,开始实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视的示数,直到灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为 ____W.

⑷完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了灯泡的额定功率.请完成下列实验步骤:

①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为 V;

②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;

③灯泡额定功率的表达式为P额= (用已知量和测得量表示).

【答案】(1)如下图所示;

(2)小灯泡断路;(3)电压表;1.52;(4)①3.8 ;③[3.8V×(U-3.8V)]/R0

【解析】

(1)电流表串联,电压表并联,注意电压表量程,额定电压3.8v超过3v因此选择15v量程.

(2)电流表无示数说明电路不通,有断路,而电压表等于电源电压说明电路和电压表是通路,因此只有与电压表并联的灯泡不通有断路.

(3)已知额定电压3.8,因此我们要注视电压表示数,不能超过额定电压.正常发光时,电压为额定电压3.8v,电流从表盘读出为0.4A,根据

(4)新设计的电路中,电压表通过单刀双掷开关既可以测灯泡电压也可以测灯泡和定制电阻电压.而且二者只差就的定制电阻电压.

所以我们先S2拨到触点2,测灯泡电压,调滑动变阻器直到灯泡正常发光电压表3.8v,

然后拨到触电1,测灯泡和定制电阻总电压u,则有u-3.8就是定制电阻电压,因此定制电

阻电流

3.8

U

I

R

-

=,灯泡与其串联,电流相等.

最后灯泡电功率

3.8

3.8

U

P UI

R

-

==?

考点:实验电路的连接故障检测以及设计

7.如图所示,电源电压为6V,图甲为伏安法测电阻的电路图;图乙为连接不完整的实物图.

(1)对照电路图甲,用笔画线代替导线将图乙中未连接部分连接起来.____.

(2)如果实验操作中出现:电流表有示数,电压表示数为0的现象,其故障可能是

(_________)

A.电流表的正、负接线柱接反

B.电压表的量程选小了

C.电阻R发生了短路

D.把滑动变阻器下端两接线柱连入电路

(3)电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,电压表示数____(选填“变大”、“变小”或“不变”).

(4)实验过程中,电流表和电压表的示数如图所示,此时测得的R x=____Ω.

(5)此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,其目的是____.

【答案】 C 变大 5 减小实验误差

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]伏安法测电阻的实物连接图的连接方法,先将电压表外出来,把其它元件串联连接起来,最后将电压表并在待测电阻两端即可,注意滑动变阻器连接要一上一下两接线柱才有变阻作用,注意电流表和电压表的量程及接线柱的正负.

(2)[2]实验操作中,电流表有示数,说明电路是通路,电压表示数为0说明待测电阻短路,所以其故障可能是电阻R发生了短路,故选C.

(3)[3]电路连接正确后,闭合开关,若将滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路电阻变小,根据串联电路分压特点,滑动变阻器分得电压降低,待测电阻分得电压升高,所以电压表示数变大.

(4)[4]电流表和电压表的示数如图所示分别是0.5A和2.5V,根据欧姆定律得,此时测得

的电阻

2.5V

=5

0.5A

x

U

R

I

==Ω.

(5)[5]此实验要多次测量电阻值,最后求电阻值的平均值,这是为了测量一个物理量的值,其目的是减小实验误差.

8.此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键.如图所示,用两节干电池测小灯泡的电功率.小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω2A”.

(1)用笔画线代替导线将电路连接完整___.

(2)连接电路时,开关应______,滑动变阻器的滑片应移到最____(选填“左”或“右”)端.

(3)图示为电压表示数2V时,电流表的示数,其读数为_____A,此时灯泡的电功率为

______W;要使灯泡正常发光,应将滑片向________(选填“左”或“右”)移动.

(4)电压表示数达到2.5V时,无论怎样调节变阻器滑片,都无法使电压表示数变大,要用此灯泡继续完成实验,你的做法是________________.

(5)按照正确的方案测出电压略大于2.5V时灯泡的功率,为比较灯泡不同电压下功率关系,______(选填“需要”或“不需要”)重新测量前两次的实验数据.

【答案】断开左 0.24 0.48 右换用两节新的干电

池进行实验(使用三节电池完成实验)不需要

【解析】

【分析】

【详解】

(1)电压表并联在小灯泡两侧

(2)连接电路时开关应该断开,滑动变阻器应该在阻值最大的地方,即最左端

(3)量程是0-0.6A,所以示数是0.24A;此时灯泡电功率为P=UI=2.5V?0.24A=0.6W;增大灯泡电压,应该减小滑动变阻器电阻,所以向右移动

(4)当电压表示数达到2.5V时,无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大,说明电源能够提供的电压最大为2.5V,所以为了用该灯泡继续完成实验,做法是:换用两节新的干电池进行实验,或使用三节电池完成实验.

(5)解决了(4)中问题后,测出电压略大于2.5V时的灯泡功率.为比较灯泡在不同电压下的功率关系,不需要重新测量前两次实验数据.

9.重点是测量小灯泡电功率的实验,难点是缺少电流表时的实验方案设计,结合已知电阻设计串联电路,根据两次电压表的示数差可知定值电阻的电压,再结合定值电阻求电流,进而测出功率.海右中学到产品质量监督部门参加社会实践活动.碰到技术员正在处理一批假冒的“名牌”小灯泡.小明被安排用右图所示的器材检测这些小灯泡的质量是否合格.小明一看.检测器材跟平时在学校做实验用的器材差不多;再看那些小灯泡.做工明显粗糙.尽管标注的有点模糊.但依稀还能辨认出“2.5V 0.3A” 字样.

(1)答题纸上已画出了小明连接检测小灯泡的实物电路的一部分.请用笔画线代替导线在答题纸上帮小明完成该实物电路的连接.

(2)小明连接好检测电路后,对其中一只小灯泡进行检测.得到了右表中的检测数据.由这些数据可以看出:小灯泡在标注电压下工作时.通过它的实际电流比标注电流要_ ___.

电压0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.7

电流/A0.220.250.280.300.32

亮度微亮→ 较亮→ 亮→ 很亮烧坏

(3)如果小灯泡生产厂家制作灯丝的原材料质量是合格的.则造成这一问题的根本原因

是 .

【答案】(1)

(2)大;

(3)小灯泡电阻随温度的变化而变化.

【解析】

试题分析:(1)灯泡上“2.5V 0.3A” 字样,所以电压表选择“0-3V”的量程,电流表选择“0-0.6A”的量程,电压表与灯泡并联,电流表与灯泡串联,滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路,如图:

(2)灯泡上“2.5V 0.3A” 字样,表示额定电压为2.5V,灯泡正常发光时的电流为0.3A,而从表中数据可知小灯泡在额定电压下2.5V工作时,通过灯泡的电流为0.32A, 通过它的实际电流比标注电流要大;

(3)由于灯丝的电阻不是固定不变的,小灯泡电阻随温度的变化而变化,所以会出现通过它的实际电流比标注电流要大这种情况.

【考点定位】伏安法测小灯泡的电阻

10.本题是测灯泡电功率的实验,考查了电路连接、故障分析、电表的读数和电功率的计算等,伏安法测电阻、功率、探究电流与电压和电阻关系几个实验有相似之处,我们要学会总结。小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻,选择一些器材连接了如图甲所示电路.

(1)同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验,其原因是_____.并且电路连接也有错误,如果此时闭合开关,小灯泡_____(选填“发光”或“不发光”),电压表

_____(选填“有示数”或“无示数”).请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确.

(_____)

(2)小明重新选择合理器材,将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正确发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω.(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U 图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而_____.在这个图象中,横轴应该表示的是_____(选填“电压”或“电流”)

(4)上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率.已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:

①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V.

②_____(填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为

_____V,这时小灯泡正常发光.

③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V.

④小灯泡的额定功率P额=_____W.

【答案】电源电压低于灯泡的额定电压不发光有示数

10增大电流闭合S、S12断开S2

0.5

【解析】

【分析】

(1)测灯的额定功率,灯的电压要高于灯的额定电压;分析电路的连接确定两表的示数;根据电路连接错误之改正;

(2)根据电流表小量程读数,由欧姆定律求电阻大小;

(3)灯丝的电阻随温度升高而增大.根据欧姆定律,电压的增加量应大于电流的增加量;(4)先测出电源电压U;只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,首先

应使灯正常发光,通过开关的转换,使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联,根据串联电路电压的规律,当电压表示数为U=2.5V 时,灯正常发光,在③中,根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小,根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即,

根据P UI = 可求小灯泡的额定功率P 额.

【详解】

(1)电源电压为3V ,小于灯的额定电压,故选的器材不能完成此实验;原电路中,电压表串联在电路中,电路中几乎没有电流,电流表将变阻器串联了,此时闭合开关小灯泡不发光,电压表与电源连通,电压表有示数;电流表应串联在电路中,电压表与灯并联,如下左图所示:

(2)此时电流表示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A ,则小灯泡正常发光时的电阻是: 3.8V 10Ω0.38A

U R I === ; (3)并根据所测得数据绘制了小灯泡的I ﹣U 图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而增大.根据欧姆定律的变形公式:U R I

= ,因灯丝的电阻随温度升高而增大,故电压的增加量应大于电流的增加量,如上左图所示,在这个图象中,横轴应该表示的是电流;

(4)根据上面的分析,具体步骤:

①闭合开关S 、S 2,断开S 1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V ; ②闭合S 、S 1,断开S 2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V ,这时小灯泡正常发光;

③闭合开关S 、S 2,断开S 1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V . 在①中,电源电压为U =4.5V ,在②中,灯与滑片以下电阻丝R 滑下的电阻串联,电压表测其电压,当电压表示数为2V ,根据串联电路电压的规律,灯的电压:

4.5V 2V 2.5V L U U U 滑下=﹣=﹣= ,灯正常发光;

在③中,电路中只有变阻器,根据串联电路电压的规律,滑片以上电阻丝的电压为:

3 4.5V 3V 1.5V U V ﹣=﹣= ,根据分压原理,12R R 滑下滑上:=:

,因变阻器的总电阻为15Ω,故10ΩR 滑下=

,由欧姆定律和串联电路电流的规律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:2V 0.2A 10Ω

L U I R ===滑下滑下 , ④小灯泡的额定功率 2.5V 0.2A 0.5W L L P U I ?额===.

故答案为(1). 电源电压低于灯泡的额定电压 (2). 不发光 (3). 有示数 (4).

10 (5). 增大 (6). 电流 (7). 闭合S、S1 (8). 2 (9). 断开S2 (10). 0.5

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