人教版九年級(jí)物理 專項(xiàng)綜合全練（七） 實(shí)驗(yàn)探究：測(cè)量小燈泡的電功率

1、人教版九年級(jí)物理 專項(xiàng)綜合全練（七） 實(shí)驗(yàn)探究：測(cè)量小燈泡的電功率某同學(xué)測(cè)量額定電壓為 2.5V 的小燈泡 L 在正常發(fā)光時(shí)的電功率。(1) 他連接了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中有一個(gè)元件與導(dǎo)線連接有誤，這個(gè)元件是： 。(2) 改正（1）中的錯(cuò)誤后，閉合開(kāi)關(guān) S，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電流表始終沒(méi)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(kāi)關(guān) S，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，小燈泡 L 在正常發(fā)光時(shí)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 的額定電功率為 W。物理小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量小燈泡的額定功率

2、，電源電壓為 6V 不變，已知待測(cè)小燈泡 L1 的額定電壓為 4V，額定功率約為 1W。(1) 如圖甲所示是小蔣同學(xué)連接的實(shí)物電路圖，閉合開(kāi)關(guān)后燈泡 （選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”），圖中只有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在圖中用“”標(biāo)出這根錯(cuò)接的導(dǎo)線，只改接一根導(dǎo)線使電路成為正確的電路（不能與其他導(dǎo)線交叉）。(2) 改成正確的電路連接后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為 4V 時(shí)，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(xué)找到另外一個(gè)外觀一樣，規(guī)格為“4V3W”的小燈泡 L2。兩只燈泡燈絲的長(zhǎng)度和材料一樣，那么燈絲較粗的小燈泡是 。（填“L1”或“L2”）。實(shí)驗(yàn)桌上有滿足

3、實(shí)驗(yàn)要求的如下實(shí)驗(yàn)器材：電源、已調(diào)零的電壓表、滑動(dòng)變阻器，已知阻值為 R0 的定值電阻和額定電壓為 6V 的小燈泡各一個(gè)，開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的測(cè)量額定電壓為 6V 的小燈泡額定電功率的電路圖。(1) 他進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的步驟如下：按圖甲連接實(shí)驗(yàn)電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片 P 移動(dòng)到接入電路中阻值的最大處；斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S2 、閉合開(kāi)關(guān) S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，使電壓表示數(shù)為 6V；保持滑動(dòng)變阻器的滑片 P 位置不變，閉合開(kāi)關(guān) S2，記錄電壓表的示數(shù)為 U（此過(guò)程中，電路各元件均完好）；小明根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出小燈泡的額定功率為 P額=6V(U6V)R0。老師指出小明設(shè)計(jì)的電路圖存

4、在錯(cuò)誤，按照這個(gè)錯(cuò)誤方案，在小明操作無(wú)誤、正確讀數(shù)的情況下，測(cè)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，正確連接了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)把小明的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：i 斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S2 閉合開(kāi)關(guān) S1 、 S3 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，使電壓表示數(shù)為 6V 保持滑動(dòng)變阻器滑片 P 的位置不變， ，記錄電壓表的示數(shù)為 U；ii 小明根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出了小燈泡的額定功率。他又利用 R0 及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出小燈泡正常工作的電流 IL= ，電阻 RL= 。在測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有如下器材：額定電壓為 U0 的小燈泡

5、、電源（電壓未知）、一個(gè)阻值為 R 的電阻、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一只電流表、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線。實(shí)驗(yàn)時(shí)不能忽略燈絲的電阻隨溫度的變化，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，測(cè)量小燈泡額定功率的主要步驟和需要測(cè)量的物理量如下：(1) 計(jì)算當(dāng) R 兩端的電壓為 U0 時(shí)，通過(guò)它的電流為 ；(2) 將 S 撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為步驟中計(jì)算的數(shù)值；保持滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，將 S 撥至“2”，讀出電流表示數(shù) I；本實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定功率的表達(dá)式：P= 。在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為 4.5V 且保持不變，待測(cè)小燈泡的額定電壓為 2.5V。小虎想出一種不用電流表測(cè)量小燈泡額定功

6、率的方法，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，R0 為 5 的定值電阻，請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。(1) 檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān) S，將開(kāi)關(guān) S1 撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為 V；滑片不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān) S1 撥至“2”，讀出電壓表示數(shù)為 1V。(2) 小燈泡的額定功率：P額= W；若步驟中，在將開(kāi)關(guān) S1 撥至“2”時(shí)，不小心將滑片向左移動(dòng)了少許，其他操作正確，則測(cè)出的小燈泡額定功率將 （填“偏大”“偏小”或“不變”）。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 本峰和海輝兩位同學(xué)周末在海輝同學(xué)家里看電視，海輝突然靈機(jī)一動(dòng)，張老師剛講過(guò)如何利用電能表測(cè)用電器的電功率，我們也測(cè)一下電視機(jī)的功率吧，于是他們觀察

7、了一下電能表，發(fā)現(xiàn)上面標(biāo)有 3000imp/(kWh) 的字樣，再利用手中的手表就測(cè)出了電視機(jī)的電功率，請(qǐng)你把他們的方法寫出來(lái)。 ； ；電功率的表達(dá)式：P= 。(2) 他們測(cè)出海輝家電視機(jī)的電功率后，本峰同學(xué)想，我家的電視機(jī)的電功率是多少呢，于是提出上他家看一下他家電視機(jī)的電功率是多少，兩人一起來(lái)到本峰同學(xué)家后想用同樣的方法測(cè)出電視機(jī)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(jī)一動(dòng)說(shuō)我有辦法，于是他找來(lái)了一只白熾燈，上面標(biāo)有“220V100W”字樣，那么請(qǐng)你把本峰的方法寫出來(lái)，并寫出電功率的表達(dá)式。 ； ；電功率的表達(dá)式：P= 。答案1. 【答案】(1) 變阻

8、器(2) 燈泡斷路(3) 0.3；0.75 【解析】(1) 變阻器應(yīng)按一上一下連入電路中，圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路將變阻器的上面兩個(gè)接線柱連入電路中，連接有誤。(2) 改正（1）中的錯(cuò)誤后，閉合開(kāi)關(guān) S，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電流表始終沒(méi)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 0.02A，電流表的示數(shù)為 0.3A，小燈泡 L 的額定電功率為：P=UI=2.5V0.3A=0.75W。2. 【答案】(1) (2) 0.88 (3) L2 【解析】(1) 由圖甲知，電壓表被串聯(lián)接入電路中

9、，電流表與燈泡并聯(lián)，所以閉合開(kāi)關(guān)后燈泡不發(fā)光；本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)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(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓 4V 時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由圖乙可知，電流表的量程為 00.6A，分度值為 0.02A，所以此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為 0.22A，則小燈泡額定功率 P額1=U額1I=4V0.22A=0.88W。(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(zhǎng)度和材料一樣，所以 L2 的燈絲較粗。3. 【答案】(1) 小于(2) i 斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S3，閉合開(kāi)關(guān) S1 、 S2 ii U6VR0；6VU6V

10、R0 【解析】(1) 對(duì)比圖甲和圖乙，發(fā)現(xiàn)圖乙比圖甲多一開(kāi)關(guān) S3。斷開(kāi)開(kāi)關(guān) S2 、閉合開(kāi)關(guān) S1，燈、定值電阻 R0 和變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈兩端的電壓，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 P，使電壓表示數(shù)為 6V，燈正常發(fā)光；保持滑動(dòng)變阻器的滑片 P 位置不變，如果能像圖乙中一樣，斷開(kāi) S3，閉合開(kāi)關(guān) 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(cè)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=UL06V，由歐姆定律可求出通過(guò) R0 的電流 I0=U0R0=UL06VR0，即燈的額定電流，故燈的額定功率：P額=U額I0=6VUL06VR0；而根據(jù)

11、圖甲的實(shí)際操作步驟中，保持滑動(dòng)變阻器的滑片 P 位置不變，閉合開(kāi)關(guān) S2，此時(shí) R0 短路，燈與變阻器串聯(lián)，記錄電壓表的示數(shù)為 U，此時(shí)，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(shí)測(cè)量出燈兩端的電壓 U 比燈與 R0 的總電壓 UL0 小，即 UUL0，故 6V(U6V)R0 小于燈的額定功率 6VUL06VR0。(2) ii 在中，電壓表測(cè)燈兩端的電壓，在中，電壓表測(cè)燈與 R0 的總電壓，在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)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=U6V，根據(jù)歐姆定律和

12、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=U6VR0；由歐姆定律，小燈泡正常工作的電阻；RL=ULIL=6VU6VR0=6VU6VR0。4. 【答案】(1) U0R (2) U0IU0R 【解析】(1) 由歐姆定律可得，當(dāng) R 兩端的電壓為 U0 時(shí)，通過(guò)它的電流為 IR=U0R。(2) 將 S 撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為步驟中計(jì)算的數(shù)值，此時(shí)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；保持滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，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(cè)干路電流，所以通過(guò)燈泡的電流 IL=IIR=IU0R；本

13、實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定功率的表達(dá)式：P=U0IL=U0IU0R。5. 【答案】(1) 2 (2) 0.5；偏大【解析】(1) 閉合開(kāi)關(guān) S，將開(kāi)關(guān) S1 撥至“1”時(shí)，小燈泡、 R0 和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè) R0 和滑動(dòng)變阻器兩端的總電壓，要測(cè)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=UU額=4.5V2.5V=2V。(2) 滑片不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān) S1 撥至“2”時(shí)，小燈泡、 R0 和滑動(dòng)變阻器仍串聯(lián)，電壓表測(cè) R0 兩端的電壓 U0，則 U0=1V，由串聯(lián)電路中各處的電流相等可知，此時(shí)電路中的電流 I=U0R0=1V5=0.2A；小燈泡的額定功率 P額=U額I=2.5V0.2A=0.5W；若步驟中，在將開(kāi)關(guān) S1 撥至“2”時(shí)，不小心將滑片向左移動(dòng)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(cè)量的電流變大，所以測(cè)出的小燈泡額定功率將偏大。6. 【答案】(1) 關(guān)閉家中其他用電器，只讓電視機(jī)單獨(dú)工作，記錄一段時(shí)間 t 內(nèi)電能表指示燈閃爍了 n 次；電視機(jī)在上述時(shí)間內(nèi)消耗的電能為 W=13000kWhn=n3000kWh；n30