人教版九年級物理 專項綜合全練（七） 實驗探究：測量小燈泡的電功率

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1、 人教版九年級物理 專項綜合全練（七） 實驗探究：測量小燈泡的電功率 1. 某同學測量額定電壓為 2.5?V 的小燈泡 L 在正常發(fā)光時的電功率。 (1) 他連接了如圖甲所示的實驗電路，其中有一個元件與導線連接有誤，這個元件是： 。 (2) 改正（1）中的錯誤后，閉合開關 S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表始終沒有示數(shù)且小燈泡不發(fā)光，而電壓表始終有示數(shù)且保持不變，則電路可能出現(xiàn)的故障是 。 (3) 排除（2）中的故障后閉合開關 S，移動滑動變阻器的滑片 P，小燈泡 L 在正常發(fā)光時電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表的示數(shù)為 A，小燈泡 L 的額定

2、電功率為 W。 2. 物理小組利用如圖甲所示的實驗電路測量小燈泡的額定功率，電源電壓為 6?V 不變，已知待測小燈泡 L1 的額定電壓為 4?V，額定功率約為 1?W。 (1) 如圖甲所示是小蔣同學連接的實物電路圖，閉合開關后燈泡 （選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”），圖中只有一根導線連接錯誤，請你在圖中用“×”標出這根錯接的導線，只改接一根導線使電路成為正確的電路（不能與其他導線交叉）。 (2) 改成正確的電路連接后，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為 4?V 時，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡 L1 的額定功率為 W。 (3) 小紅同學找到另外一個外觀一

3、樣，規(guī)格為“4?V?3?W”的小燈泡 L2。兩只燈泡燈絲的長度和材料一樣，那么燈絲較粗的小燈泡是 。（填“L1”或“L2”）。 3. 實驗桌上有滿足實驗要求的如下實驗器材：電源、已調(diào)零的電壓表、滑動變阻器，已知阻值為 R0 的定值電阻和額定電壓為 6?V 的小燈泡各一個，開關和導線若干。小明設計了如圖甲所示的測量額定電壓為 6?V 的小燈泡額定電功率的電路圖。 (1) 他進行實驗的步驟如下： ①按圖甲連接實驗電路，將滑動變阻器的滑片 P 移動到接入電路中阻值的最大處； ②斷開開關 S2 、閉合開關 S1，移動滑動變阻器的滑片 P，使電壓表示數(shù)為 6?V；保持滑動變阻器的

4、滑片 P 位置不變，閉合開關 S2，記錄電壓表的示數(shù)為 U（此過程中，電路各元件均完好）； ③小明根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計算出小燈泡的額定功率為 P額=6?V×(U?6?V)R0。 老師指出小明設計的電路圖存在錯誤，按照這個錯誤方案，在小明操作無誤、正確讀數(shù)的情況下，測得的小燈泡的電功率 小燈泡的額定電功率（選填“大于”或“小于”）。 (2) 小明在老師的幫助下，改正了實驗設計中的錯誤，正確連接了如圖乙所示的實驗電路，請把小明的實驗步驟補充完整： i 斷開開關 S2 閉合開關 S1 、 S3 移動滑動變阻器的滑片 P，使電壓表示數(shù)為 6?V 保持滑動變阻器滑片 P 的位置不

5、變， ，記錄電壓表的示數(shù)為 U； ii 小明根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計算出了小燈泡的額定功率。他又利用 R0 及實驗數(shù)據(jù)計算出小燈泡正常工作的電流 IL= ，電阻 RL= 。 4. 在測定小燈泡額定功率的實驗中，現(xiàn)有如下器材：額定電壓為 U0 的小燈泡、電源（電壓未知）、一個阻值為 R 的電阻、一個滑動變阻器、一只電流表、一個單刀雙擲開關和若干導線。實驗時不能忽略燈絲的電阻隨溫度的變化，設計的實驗電路圖如圖所示，測量小燈泡額定功率的主要步驟和需要測量的物理量如下： (1) 計算當 R 兩端的電壓為 U0 時，通過它的電流為 ； (2) ②將 S 撥至“

6、1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為步驟①中計算的數(shù)值； ③保持滑動變阻器滑片不動，將 S 撥至“2”，讀出電流表示數(shù) I； ④本實驗中，小燈泡額定功率的表達式：P= 。 5. 在“測量小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為 4.5?V 且保持不變，待測小燈泡的額定電壓為 2.5?V。 小虎想出一種不用電流表測量小燈泡額定功率的方法，設計了如圖所示的電路，R0 為 5?Ω 的定值電阻，請將以下實驗步驟補充完整。 (1) ①檢查電路無誤后，閉合開關 S，將開關 S1 撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為 V； ②滑片不動，再將開關 S1 撥至“2”，

7、讀出電壓表示數(shù)為 1?V。 (2) 小燈泡的額定功率：P額= W；若步驟②中，在將開關 S1 撥至“2”時，不小心將滑片向左移動了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率將 （填“偏大”“偏小”或“不變”）。 6. 請回答下列問題： (1) 本峰和海輝兩位同學周末在海輝同學家里看電視，海輝突然靈機一動，張老師剛講過如何利用電能表測用電器的電功率，我們也測一下電視機的功率吧，于是他們觀察了一下電能表，發(fā)現(xiàn)上面標有 3000?imp/(kW?h) 的字樣，再利用手中的手表就測出了電視機的電功率，請你把他們的方法寫出來。 ① ； ② ； 電功率的表達

8、式：P= 。 (2) 他們測出海輝家電視機的電功率后，本峰同學想，我家的電視機的電功率是多少呢，于是提出上他家看一下他家電視機的電功率是多少，兩人一起來到本峰同學家后想用同樣的方法測出電視機的電功率，但是一看電能表發(fā)現(xiàn)表盤上的信息都看不清了，海輝犯起了愁，本峰突然靈機一動說我有辦法，于是他找來了一只白熾燈，上面標有“220?V??100?W”字樣，那么請你把本峰的方法寫出來，并寫出電功率的表達式。 ① ； ② ； 電功率的表達式：P= 。 答案 1. 【答案】 (1) 變阻器 (2) 燈泡斷路 (3) 0.3；0.75 【解析】

9、(1) 變阻器應按一上一下連入電路中，圖甲所示的實驗電路將變阻器的上面兩個接線柱連入電路中，連接有誤。 (2) 改正（1）中的錯誤后，閉合開關 S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表始終沒有示數(shù)，小燈泡不發(fā)光，則電路可能斷路，而電壓表始終有示數(shù)且保持不變，電壓表與電源連通，則電路可能出現(xiàn)的故障是燈泡斷路。 (3) 電流表選用小量程，分度值為 0.02?A，電流表的示數(shù)為 0.3?A，小燈泡 L 的額定電功率為：P=UI=2.5?V×0.3?A=0.75?W。 2. 【答案】 (1) (2) 0.88 (3) L2 【解析】 (1) 由圖甲知，電壓表

10、被串聯(lián)接入電路中，電流表與燈泡并聯(lián)，所以閉合開關后燈泡不發(fā)光；本實驗中，應將電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，由此改接電路如圖所示。 (2) 當電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓 4?V 時，燈泡正常發(fā)光，由圖乙可知，電流表的量程為 0～0.6?A，分度值為 0.02?A，所以此時通過燈泡的電流為 0.22?A，則小燈泡額定功率 P額1=U額1I=4?V×0.22?A=0.88?W。 (3) 兩燈額定電壓相同，燈泡 L2 的額定功率較大，由 R=U2P 知，L2 的電阻較小，而兩只燈泡燈絲的長度和材料一樣，所以 L2 的燈絲較粗。 3. 【答案】 (1) 小于 (2) i

11、斷開開關 S3，閉合開關 S1 、 S2 ii U?6?VR0；6?VU?6?V×R0 【解析】 (1) 對比圖甲和圖乙，發(fā)現(xiàn)圖乙比圖甲多一開關 S3。斷開開關 S2 、閉合開關 S1，燈、定值電阻 R0 和變阻器串聯(lián)，電壓表測燈兩端的電壓，移動滑動變阻器的滑片 P，使電壓表示數(shù)為 6?V，燈正常發(fā)光；保持滑動變阻器的滑片 P 位置不變，如果能像圖乙中一樣，斷開 S3，閉合開關 S1 、 S2，各電阻和其兩端電壓大小不變，燈仍正常發(fā)光，電壓表測燈與 R0 的總電壓 UL0，根據(jù)串聯(lián)電壓的規(guī)律，可求出 R0 兩端的電壓為 U0=UL0?6?V，由歐姆定律可求出通過 R0 的電流

12、I0=U0R0=UL0?6?VR0，即燈的額定電流，故燈的額定功率：P額=U額I0=6?V×UL0?6?VR0；而根據(jù)圖甲的實際操作步驟②中，保持滑動變阻器的滑片 P 位置不變，閉合開關 S2，此時 R0 短路，燈與變阻器串聯(lián)，記錄電壓表的示數(shù)為 U，此時，電壓表示數(shù) U 為燈兩端的電壓，而不是燈與 R0 的總電壓 UL0，因變阻器連入電路中的電阻不變，根據(jù)分壓原理，此時測量出燈兩端的電壓 U 比燈與 R0 的總電壓 UL0 小，即 U

13、 R0 的總電壓，在開關轉換過程中，各電阻和其兩端電壓大小不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，R0 兩端的電壓為：U0=U?6?V，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，R0 中的電流即燈的額定電流為：IL=U0R0=U?6?VR0；由歐姆定律，小燈泡正常工作的電阻；RL=ULIL=6?VU?6?VR0=6?VU?6?V×R0。 4. 【答案】 (1) U0R (2) U0I?U0R 【解析】 (1) 由歐姆定律可得，當 R 兩端的電壓為 U0 時，通過它的電流為 IR=U0R。 (2) ②將 S 撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為步驟①中計算的

14、數(shù)值，此時燈泡與 R 并聯(lián)，它們兩端的電壓相等且都等于 U0，燈泡正常發(fā)光； ③保持滑動變阻器滑片不動，將 S 撥至“2”，讀出電流表示數(shù) I，燈泡仍正常發(fā)光，電流表測干路電流，所以通過燈泡的電流 IL=I?IR=I?U0R； ④本實驗中，小燈泡額定功率的表達式：P=U0IL=U0I?U0R。 5. 【答案】 (1) 2 (2) 0.5；偏大 【解析】 (1) 閉合開關 S，將開關 S1 撥至“1”時，小燈泡、 R0 和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測 R0 和滑動變阻器兩端的總電壓，要測量小燈泡的額定功率，需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，則電壓表的示數(shù) UV=U?

15、U額=4.5?V?2.5?V=2?V。 (2) 滑片不動，再將開關 S1 撥至“2”時，小燈泡、 R0 和滑動變阻器仍串聯(lián)，電壓表測 R0 兩端的電壓 U0，則 U0=1?V，由串聯(lián)電路中各處的電流相等可知，此時電路中的電流 I=U0R0=1?V5??Ω=0.2?A； 小燈泡的額定功率 P額=U額I=2.5?V×0.2?A=0.5?W；若步驟②中，在將開關 S1 撥至“2”時，不小心將滑片向左移動了少許，其他操作正確，則變阻器接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，由 I=UR 可知，測量的電流變大，所以測出的小燈泡額定功率將偏大。 6. 【答案】 (1) 關閉家中其他用電器，

16、只讓電視機單獨工作，記錄一段時間 t 內(nèi)電能表指示燈閃爍了 n 次；電視機在上述時間內(nèi)消耗的電能為 W=13000?kW?h×n=n3000?kW?h；n3000?kW?ht (2) 關閉家中其他用電器，只讓電視機單獨工作，記錄一段時間 t 內(nèi)電能表指示燈閃爍了 n1 次； 關閉家中其他用電器，只讓白熾燈單獨工作，記錄相同時間 t 內(nèi)電能表指示燈閃爍了 n2 次； 100n1n2?W 【解析】 (1) 實際功率 P=Wt=n3000?kW?ht。 (2) 相同時間內(nèi)白熾燈和電視機指示燈閃爍的次數(shù)之比就是它們的功率之比，即 P電視P燈=n1n2 ∵P燈=100?W ∴P電視=n1n2P燈=100n1n2?W。