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专题37 测量小灯泡的电功率
【核心考点讲解】
测量小灯泡的电功率
1、实验原理:P=UI
2、实验电路图:
3、实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5V)、开关、导线若干。
4、实验步骤
(1)按照电路图连接实物电路,连接过程中开关处于断开状态。
(2)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为 U1,读出电流表的示数为I1,灯泡亮度
较暗。
(3)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为 U2,读出电流表的示数为I2,灯泡正常
发光。
(4)移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数,使电压表的示数为 U3,读出电流表的示数为I3,灯泡亮度
较亮。
5、实验结论
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光;
当U实U额时,P实>P额,小灯泡发光较亮;
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率,实际功
率越大,亮度越亮。
【必刷题型精练】
1.(2021•陕西中考)如图1是“测量小灯泡电功率”的实验电路图,电源电压恒定不变,小灯泡的额定电压为
2.5V.
1
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学科网(北京)股份有限公司(1)本实验中测量小灯泡电功率的实验原理是 。
(2)闭合开关前滑片P应移至 (选填“a”或“b”)端.如图2为根据电路图所连接的实物电路,其
中有一根导线连接不合理,请你在这根导线上画“×”并改正。
(3)连接好电路,闭合开关后,无论怎样移动滑片P,小灯泡都不发光,电流表指针几乎不偏转,电压表示数
接近电源电压,出现这种现象的原因可能是小灯泡 。
排除故障后进行实验,并将实验数据记录在如表中。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 1.5 0.28
2 2.5
3 3.0 0.38
(4)移动滑片P使电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图3所示为 A。
(5)分析实验数据,小灯泡的额定功率为 W。当电压表示数为1.5V时,小灯泡的亮度比正常发光时
。
2.(2021•威海中考)小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验,实验室提供的器材有:不同规格的小
灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池(若干)和其他常用器材。
(1)图甲是小红进行实验的实物电路图,小灯泡额定电压为3.8V,滑动变阻器的规格为“10 1A”,请用笔
画线代替导线,将图中的电路连接完整,使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。 Ω
2
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学科网(北京)股份有限公司(2)连接好电路之后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不发光,小红猜想可能的原因:①小灯泡的灯
丝断了;②小灯泡短路;③滑动变阻器断路。她再观察,发现电流表示数为零,由此可判断猜想 是
错误的;又进一步观察到电压表有示数,最终确定猜想 是正确的。(两空均选填“①”、“②”或
“③”)
(3)排除故障后,小红移动滑片,使电压表的示数达到小灯泡的额定电压,此时电流表的指针如图乙所示,小
灯泡的额定功率为 W。
(4)小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关,保证小灯泡发光的
情况下,无论如何移动滑片,电压表示数始终高于 2.5V,为此必须对实验器材进行调整,下列措施可行的是:
、 。(填字母代号)
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
3.(2021•镇江中考)某小灯泡的额定电流为0.3A,图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
(1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,使之接入电路的阻值最大。
(2)闭合开关进行实验时,若图中导线M发生了断路,则在调节滑片的过程中,会发现电压表的示数为
V、电流表的示数为 A。
(3)小明将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙所示,小灯泡的功率为 W。
(4)为测量该小灯泡的额定功率,小强设计了图丙所示实验电路,所用电源电压恒定,R 、R 均为电阻箱(0
1 2
~999.9 )。
①实验Ω步骤如下:
第1步;仅闭合S ,R 调至5 时,电流表的示数为0.3A。
1 2
第2步:仅闭合S
2
、R
1
、R
2
分Ω别调至6 和9 时,电流表的示数为0.3A。
Ω Ω 3
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学科网(北京)股份有限公司则小灯泡正常发光时的电阻为 ,额定功率为 W。
②小强对图丙电路及操作进行了下列调Ω整,其中仍能完成测量的有 。
A.将R 换成导线
1
B.将R 换成导线
2
C.将R 换成适当规格的滑动变阻器
2
D.在实验操作时,先闭合的开关是S
2
4.(2021•资阳中考)小明所在实验小组要测量小灯泡的额定功率,实验室提供的实验器材如下:
A.待测小灯泡一个(额定电压2.5V,电阻约为10 )
B.电源一个(电压6V) Ω
C.电流表一个(量程0~0.6A和0~3A)
D.电压表一个(量程0~3V和0~15V)
E.滑动变阻器R (最大阻值10 ,额定电流1A)
1
F.滑动变阻器R
2
(最大阻值50Ω,额定电流0.5A)
G.开关一个,导线若干 Ω
(1)实验前选择实验器材时,为了实验结果尽可能准确,小明他们应该选用的滑动变阻器是 (选填仪
器前的字母代号)。
(2)经过讨论,实验小组设计了图甲所示的实验电路,并根据图甲完成了部分实验器材的连接,如图乙所示;
请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
(3)正确连接电路后,闭合开关S,发现小灯泡不发光、电压表无示数,但电流表有示数,造成这一现象的原
因可能是 。
(4)排除故障后重新开始实验,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片使电压表读数U=2.5V、小灯泡正常发光时,
电流表示数如图丙所示,则可以求得小灯泡的额定功率P = W。
0
(5)在没有电压表、只有电流表的情况下,能否测出小灯泡额定功率呢?实验小组经过讨论,设计了如图丁所
4
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学科网(北京)股份有限公司示的实验电路,他们向实验老师要了一只R =5 的定值电阻,并利用原有器材,进行了如下实验操作:
0
Ω
①按照图丁所示电路图正确连接实物电路;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电流表示数I = A时,小灯泡正常发光;
1
③断开开关,保持 不变,将电流表改接在小灯泡所在支路中,再闭合开关S,读出电流表示数I ;
2
④写出小灯泡额定功率的测量式:P = (用I 、I 、R 等字母表示)。
0 1 2 0
5.(2021•鞍山中考)在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3V,小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变
阻器的规格为“20 1A”。
Ω
(1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有 有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打
“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确;
(2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,
应将滑片适当向 (选填“左”或“右”)滑动;
(3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为 W;
5
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学科网(北京)股份有限公司(4)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 ;
(5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小 ΔR ,相应的小灯泡的阻值变化ΔR ,则
1 2
ΔR ΔR (选填“>”、“<”或“=”);
1 2
(6)实验结束后,某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为 3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为
9V,定值电阻R的阻值为10 。请帮助他完成以下实验步骤:
①开关S、S
1
闭合,S
2
断开,Ω调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为 V时,灯泡正常发光;
②保持滑片位置不动,开关S、S 闭合,S 断开,此时电压表示数为4V;再将滑动变阻器的滑片移至最
2 1
(选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7V;
③小灯泡的额定功率为P额 = W。
6.(2021•德州中考)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向A端移动时,电流
表示数变大,连线不得交叉。
(2)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,出现该状况的原因是
。(填字母序号)
A.电流表内部断路了
B.灯座内部出现了短路
C.灯泡的灯丝断了
(3)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为2.5V,此时电流表的示数如图乙所
示,其读数为 A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)该实验装置不能完成的实验是 。(填字母序号)
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
6
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学科网(北京)股份有限公司C.探究电流与电压的关系
(5)另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用,老师给她一个已知阻值为R 的定值电阻,同学
0
们设计了如图丙所示的电路,并正确测出小灯泡的额定功率,已知电源电压不变,实验步骤如下:
①闭合开关S、S
1
,断开S
2
,调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额 ;
②闭合开关S,断开S ,再闭合S ,保持滑动变阻器滑片P位置不动,读出此时电压表的示数为U;
1 2
③小灯泡额定功率的表达式P额 = 。(用U额 、U、R
0
表示)
7.(2021•梧州中考)小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验,所用的小灯泡额定电压为2.5V。
(1)图甲为小亮连接的实物电路,请你帮他补充完整:
(2)电路连接正确后,闭合开关前、应将滑动变阻器的滑片移到 (选填“左”或“右”)端:闭合开
关后,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,产生这种现象的原因是 (写出一种合理情况
即可);
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为 2V时,电流表示数如图乙所示为
A,此时计算出小灯泡的实际功率为 W;
(4)根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙所示,根据图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是
W,并可归纳出:小灯泡两端的实际电压越 ,实际功率越大。
7
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学科网(北京)股份有限公司(5)完成上述实验后,小亮进一步思考,在没有电流表的情况下,能否测量小灯泡的额定功率?他想利用一个
定值电阻R 接在原电路电流表的位置,设计的电路图如图丁所示,然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U
0
额
,接着保持滑片位置不变,将电压表 点(选填“A”或“B”)的接线改接到C点,观察并记录电压
表示数为U,则小灯泡的额定功率可表示为P额 = (用R
0
、U额 、U等物理量符号表示),所选用的定
值电阻R 的阻值不得超过 。
0
8.(2021•宿迁中考)兴趣小组在“测Ω量小灯泡电功率”的实验中,有电流表、电压表各一个,开关、导线若干,
电源的电压恒为6V,小灯泡L 的额定电压为3.8V,正常发光时电阻约为10 ,滑动变阻器有规格为“10
1
1.5A”的R 和规格为“20 1A”的R 。 Ω Ω
1 2
Ω
(1)为了完成实验,选择滑动变阻器R 等器材,进行如图甲所示的电路连接,请用笔画线代替导线,将电路
1
连接完整,并指出连接电路时的错误之处 。
(2)实验时,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表无示数。用导线连接电流表两端,灯泡发光,则故障原
因是电流表 。
(3)更换新的电流表,完成测量后,小华将小灯泡L 更换为额定电压2.5V,正常发光时阻值约为8 的L 。
1 2
为了测量它的额定电功率,需用滑动变阻器R 替换电路中的R ,其目的是 。 Ω
2 1
(4)小明认为不用电流表,同样能测量出灯泡L 的额定功率,设计了图乙所示的电路,请你帮他补全实验步
2
骤:
①将滑动变阻器 调到最大阻值且保持不变,闭合开关S,将S 拨向触点 ,调节另一滑动变阻
1
器的阻值,使电压表的示数为U额 。
②再将开关S 拨向另一触点,读出电压表示数为U,滑动变阻器的最大阻值分别为R 、R 。则灯泡L 的额定
1 1 2 2
功率表达式为P额 = 。
9.(2021•丹东中考)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小明设计了如图甲所示的电路图。已知小灯泡的额定
电压为2.5V,滑动变阻器的规格为“20 1A”,电源电压恒为3V。
Ω
8
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学科网(北京)股份有限公司(1)小明同学连接电路后闭合开关,在移动滑动变阻器滑片的过程中发现,小灯泡变亮时电压表示数反而减小,
小灯泡变暗时电压表示数反而增大,经检查所用器材均完好,你认为原因可能是 。
(2)重新正确连接好电路后闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 2.5V,电流表示数如图乙所示,
则小灯泡额定功率为 W。
(3)接下来,小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向 (选
填“A”或“B”)端调节。
(4)小明又设计了如图丙所示的电路,测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R 最大阻值为R ,小灯泡额
1 0
定电压为U额 (U额 小于电源电压)。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S
1
、S
3
,调节滑动变阻器R
2
滑片,使电压表示数为U额 ,小灯泡正常发光。
②闭合开关S 、S ,使滑动变阻器R 滑片 (选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右
1 2 2
端”),滑动变阻器R 滑片 (选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”),记下此时电
1
压表示数为U 。
1
③闭合开关 ,滑动变阻器R 滑片 (选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右
2
端”),记下此时电压表示数为U 。
2
④小灯泡额定功率P额 = (选用字母U
1
、U
2
、U额 、R
0
表示)。
10.(2021•营口中考)小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为 2.5V小灯泡的额定功率(电源电
压恒定)。实验步骤如下:
(1)开关闭合前,应将滑片移到变阻器的 (选填“最左”或“最右”)端;
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学科网(北京)股份有限公司(2)闭合开关,移动变阻器的滑片,电流表有示数,而电压表没有示数,故障的原因可能是小灯泡
(选填“短路”或“断路”);
(3)排除故障后,移动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为 1V,此时应将变阻器的滑片向
(选填“左”或“右”)滑动,直到电压表的示数为2.5V时为止,此时电流表的示数如图乙所示,则电流值为
A,小灯泡的额定功率为 W。
(4)根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像,如图丙所示,该图像不是直线的原因是
。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮,是因为小灯泡的亮度是由它的 决定的。
(5)小刚又设计了如图丁所示的电路,测出了只标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定,
变阻器R 的最大阻值为10 ,实验操作如下:
1
①闭合S
1
,断开S
2
,移动变Ω阻器R
1
的滑片,使电流表的示数为0.3A;
②闭合S ,断开S ,保持变阻器R 的滑片位置不动,移动变阻器R 的滑片,使电流表的示数仍为0.3A;
2 1 1 2
③ ,将变阻器R 的滑片移到最左端,电流表的示数为0.6A,再将变阻器R 的滑片移到最右端,电流
1 1
表的示数为0.2A;
④小灯泡的额定功率为 W。
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0
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