備考2024年中考物理重難點精講精練：32-熱點17 小燈泡電功率的測量（精講）

中考物理熱點復(fù)習(xí)精講精練熱點17小燈泡電功率的測量（精講）知識梳理一．一般方法方法伏安法器材額定電壓已知的小燈泡,電壓表、電流表各一只，滑動變阻器，電源，開關(guān)，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片移動到阻值最大處②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至適當(dāng)位置，使電壓表示數(shù)分別等于、小于和略高于額定電壓，讀出相應(yīng)的電流表的示數(shù)③計算出小燈泡在不同電壓下的電功率計算公式P=UI二．特殊方法（一）缺電壓表：安阻法方法一器材額定電流I額已知的小燈泡，電流表，已知阻值的電阻R0,三個開關(guān)，滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為I額③閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，保持滑片位置不變，讀出電流表的示數(shù)I表達(dá)式P額=（I-I額）R0I額方法二器材額定電壓U額已知的小燈泡,電流表，已知阻值的電阻R0,三個開關(guān)，滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為③閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，保持滑片位置不變，讀出電流表的示數(shù)I表達(dá)式P額=（I-）U額方法三器材額定電流I額已知的小燈泡，電流表，電阻箱，三個開關(guān)，滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為I額③閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動電阻器滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I額，讀出此時電阻箱的阻值R表達(dá)式P額=I額2R（二）缺電流表：伏阻法方法一器材額定電壓U額已知的小燈泡,電壓表，已知阻值的電阻R0,三個開關(guān)，滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為U額③閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，讀出此時電壓表的示數(shù)U表達(dá)式P額=（）U額方法二器材額定電流I額已知的小燈泡，電壓表，已知阻值的電阻R0,三個開關(guān)，滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為I額R0③閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，讀出此時電壓表的示數(shù)U表達(dá)式P額=（U-I額R0）I額方法三器材額定電壓U額已知的小燈泡,電壓表，開關(guān)，兩個滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片至a端，并調(diào)節(jié)R1，使電壓表的示數(shù)為U額③保持滑動電阻器R1滑片不動，調(diào)節(jié)滑動變阻器R2的滑片至b端，讀出此時電壓表的示數(shù)U表達(dá)式P額=（）U額方法四器材額定電壓U額已知的小燈泡，電壓表，電阻箱，三個開關(guān)，滑動變阻器，電源，若干導(dǎo)線電路圖實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為U額③閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動電阻器滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍為U額，讀出此時電阻箱的阻值R表達(dá)式P額=典例講解例1．如圖所示是測量小燈泡電功率的實驗電路。下列做法或分析正確的是（）A．本實驗原理是P＝UI B．閉合開關(guān)S前，要將滑動變阻器的滑片P移至D端 C．滑動變阻器的作用是控制小燈泡兩端的電壓不變 D．若閉合開關(guān)S，變阻器的滑片P置于C端，小燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)，則電路故障可能是小燈泡斷路【分析】（1）用電壓表測燈泡的電壓，用電流表測通過燈泡的電流，根據(jù)P＝UI算出燈泡的功率；（2）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)S前，要將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處；（3）本實驗需要測量小燈泡在不同電壓的電功率進(jìn)行作答；（4）小燈泡不亮、電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了?！窘獯稹緼、用電壓表測燈泡的電壓，用電流表測通過燈泡的電流，根據(jù)P＝UI算出燈泡的功率，故本實驗原理是P＝UI，故A正確；B、為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)S前，要將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處，即D端，故B正確；C、變阻器的基本作用是保護(hù)電路，因測量小燈泡在不同電壓的電功率，所以，本實驗中滑動變阻器還有改變燈兩端的電壓的作用，故C錯誤；D、小燈泡不亮、電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，故電路故障可能是小燈泡斷路，故D正確。故選：ABD。例2．在電源電壓恒定、R0阻值已知的情況下，只用電流表測量額定電流為I額的小燈泡的電功率，下列四種設(shè)計方案能得到燈泡額定功率的是（）A． B． C． D．【分析】（1）該選項圖中，燈L與R0并聯(lián)，電流表A1、A2分別測量通過燈L、R0的電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A1的示數(shù)等于額定電流，讀出此時A2的示數(shù)（通過R0的電流），利用歐姆定律求R0兩端的電壓，即燈L的額定電壓，利用P＝UI求額定功率；（2）該選項圖中，燈L與R0并聯(lián)，電流表A1測量通過燈L的電流，電流表A2測量干路電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A1的示數(shù)等于額定電流，讀出此時A2的示數(shù)（干路電流），可求通過R0的電流，利用歐姆定律求R0兩端的電壓，即燈L的額定電壓，利用P＝UI求額定功率；（3）該選項圖中，當(dāng)開關(guān)接b時，移動滑片P，使電流表示數(shù)為I額，保持滑片P不動，開關(guān)接a時，讀出電流表的示數(shù)為I1，則定值電阻R0兩端的電壓為U0＝I1R0，此時滑動變阻器兩端的電壓為U滑＝U﹣U0，當(dāng)滑片P移到最左端時，電流表的示數(shù)為I，則電源電壓U＝IR0，所以燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的電阻R滑＝，根據(jù)電源電壓恒定，可求出燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓UL＝IR0﹣I額R滑，根據(jù)P＝UI可求出燈泡的額定功率；（4）該選項圖中，閉合S、S1，斷開S2，燈L與R0并聯(lián)，電流表A測量通過燈泡的電流；調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)等于額定電流；通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電流表A測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流特點求出通過定值電阻的電流，利用歐姆定律求R0兩端的電壓，即燈L的額定電壓，利用P＝UI求額定功率?！窘獯稹緼、圖中，燈L與R0并聯(lián)，電流表A1、A2分別測量通過燈L、R0的電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A1的示數(shù)等于I額，讀出此時A2的示數(shù)I0，燈L的額定電壓U額＝U0＝I0R0，燈L的額定功率P額＝U額I額＝I0R0I額，A設(shè)計方案能測量燈泡額定功率，故A符合題意；B、圖中，燈L與R0并聯(lián)，電流表A1測量通過燈L的電流，電流表A2測量干路電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A1的示數(shù)等于I額，讀出此時A2的示數(shù)I，通過R0的電流I0＝I﹣I額，燈L的額定電壓U額＝U0＝I0R0＝（I﹣I額）R0，燈L的額定功率P額＝U額I額＝（I﹣I額）R0I額，B設(shè)計方案能測量燈泡額定功率，故B符合題意；C、圖中，當(dāng)開關(guān)接b時，移動滑片P，使電流表示數(shù)為I額，保持滑片P不動，開關(guān)接a時，讀出電流表的示數(shù)為I1，則定值電阻R0兩端的電壓為U0＝I1R0，此時滑動變阻器兩端的電壓為U滑＝U﹣U0，當(dāng)滑片P移到最左端時，電流表的示數(shù)為I，則電源電壓U＝IR0，所以燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的電阻R滑＝＝，由于電源電壓恒定，燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓U額＝U﹣U滑'＝IR0﹣I額R滑＝IR0﹣I額×，小燈泡的額定功率為：P額＝U額I額＝（IR0﹣I額×）×I額，C設(shè)計方案能測量燈泡額定功率，故C符合題意；D、圖中，閉合S、S1，斷開S2，燈L與R0并聯(lián)，電流表A測量通過燈泡的電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)等于I額，此時燈泡正常發(fā)光；閉合S、S2，斷開S1，燈L與R0仍并聯(lián)，電流表A測量通過燈泡和R0的總電流為I，根據(jù)并聯(lián)電路特點可知，通過R0的電流I0＝I﹣I額，燈L的額定電壓U額＝U0＝I0R0＝（I﹣I額）R0，燈L的額定功率P額＝U額I額＝（I﹣I額）R0I額，D設(shè)計方案能測量燈泡額定功率，故D符合題意。故選：ABCD。例3．在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，已知小燈泡的額定電壓為2.5V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”。圖甲是未連接完整的實物電路圖。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中的電路連接完整。（要求滑片向左移動時燈泡變亮）（2）小華同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，他將滑片由B端向A端移動過程中，開始一段時間燈泡仍然不亮，兩表均無示數(shù)，但當(dāng)滑片移到某點M時，燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，他立即斷開開關(guān)，查找原因。你認(rèn)為出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是（填序號）。A.滑動變阻器最大阻值太大B.滑動變阻器線圈在B、M間有斷路C.滑動變阻器線圈在A、M間有斷路（3）解決以上問題后，閉合開關(guān)，緩慢移動滑片使電壓表示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率為W。（4）若實驗中電壓表電阻并非無窮大，考慮到電壓表電阻對電路的影響，則由上述方案測得的小燈泡的額定功率將比真實值（選填“偏大”或“偏小”）。（5）實驗結(jié)束后，小華還想用上述器材探究“電流與電壓的關(guān)系”，小林認(rèn)為用上述器材不能完成此探究，你認(rèn)為小林判斷的理由是：。（6）完成上述實驗后，小華又設(shè)計了一種測小燈泡額定功率的方案，如圖丙所示，R0是阻值已知的定值電阻。①連接好電路，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥到觸點（選填“a”或“b”），移動滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1；②保持滑片的位置不動，再將開關(guān)S1，撥到另一觸點，讀出電壓表的示數(shù)U2；③用U1、U2、R0表示小燈泡的額定功率，則表達(dá)式P＝?！痉治觥浚?）滑動變阻器應(yīng)與被控制用電器串聯(lián)，根據(jù)滑片移動方向燈泡亮度變化確定其接線柱，根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表量程，電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端；（2）燈泡不亮，兩表均無示數(shù)，說明電路有斷路；燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，說明滑動變阻器連入電路的阻值太??；（3）弄清電流表的量程和分度值，讀出電流值，根據(jù)P＝UI求出額定功率；（4）根據(jù)實物圖分析電表所測燈泡的電壓和電流值的情況，從而分析誤差情況；（5）探究“電流與電壓關(guān)系”時要控制電阻大小不變，據(jù)此分析；（6）要測燈的額定功率，首先使燈正常發(fā)光，先將電壓表與燈并聯(lián)，通過移動滑片的位置，使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表測燈與定值電阻的電壓，因此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出此時定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據(jù)P＝UI可求出燈的額定功率?！窘獯稹浚?）由題知，滑動變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)，從而控制燈泡的亮度，滑片左移燈泡變亮，說明變阻器連入電路的阻值減小，故應(yīng)將A接線柱接入電路；電壓表與燈泡并聯(lián)測其兩端電壓，因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表使用0﹣3V量程。如圖所示：；（2）將滑片由B端向A端移動過程中，開始一段時間燈泡仍然不亮，兩表均無示數(shù)，說明電路有斷路；但當(dāng)滑片移動到線圈某點M時，燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，說明電路突然接通，且變阻器連入電路的阻值太??；綜上所述出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因是：滑動變阻器線圈在B、M間有斷路；故選C；（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.22A，燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.22A＝0.55W；（4）電壓表內(nèi)阻雖然大，但仍有電流通過電壓表；由實物圖可知，電壓表與燈泡并聯(lián)，所測就是燈泡兩端電壓，但電流表測的是燈泡和電壓表的電流之和，即測得燈泡的電流偏大，由P＝UI可知所測額定功率比真實值偏大；（5）探究“電流與電壓關(guān)系”時要控制電阻大小不變，而燈絲電阻隨溫度的升高而增大，不是一個定值，幫用上述器材不能完成此探究；（6）①連接好電路，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1撥到觸點a，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈