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期末专题复习 第十八章 电功率
测量小灯泡的电功率
1．如图甲所示是小鹏测量小灯泡电功率的实验电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为3V恒定不变，滑动变阻器标有“20Ω 1A”的字样。
表一保持电压不变时，研究电流随电阻的变化
实验序号 电阻R/Ω 电流I/A
1 5 0.2
2 10 0.1
3 20 0.05
（1）该实验的实验原理是___________；
（2）小鹏连接电路时，应将滑片移动到滑动变阻器的___________端（选填“a”或“b”）；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，小鹏获得了多组数据并将其绘制成I-U图像如图乙，则小灯泡的额定功率是________W，其亮度由_______（选填“实际功率”或“额定功率”）决定；
（4）小鹏做完实验，还有一些时间，于是决定将小灯泡换成定值电阻，利用已有器材验证同组小刚的一组数据，这是小刚以前做的“电流与电阻关系”的一组数据，记录在表格中，数据如表格所示；
①为了完成验证，小明接上5Ω的定值电阻开始实验，他应该让电压表的示数控制为___________V；完成第1组数据后，断开开关，小明换上10Ω定值电阻再闭合开关验证第2组数据，滑片相对于上一组的位置应该向___________端（选填“a”或“b”）移动；
②根据计算判断：小鹏同学不能完成第___________组的实验数据；如果想要完成该组数据，他可以更换一个最大阻值至少为___________Ω的滑动变阻器。
2．小开同学用如图甲所示的器材“测定小灯泡的电功率”，已知小灯泡的额定电压为。
（1）该实验的实验原理为________；
（2）连接电路时，刚连接完最后一根导线小灯泡就发光了，出现的问题是________；
（3）闭合开关后，移动滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，若要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为________V。
（4）移动滑片P，读出多组对应的电压表和电流表的示数，记录在表格中，根据表格信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
实验次数 1 2 3 4
电压/V 1.0 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.15 0.25 0.3 0.34
（5）小渝同学用相同的器材和电路图也做这实验时，由于接线错误，发现滑动变阻器滑片P向B端滑动时，电流表示数增大、电压表示数减小。你认为错误的原因可能是______；
（6）在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了，小灯泡的阻值变化了，则________（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
（7）小灯泡的实际电功率等于额定电功率的四分之一时，利用所学物理知识请你帮他比较出此时小灯泡的实际电流与额定电流的一半之间的关系应该为：________（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
3．为了测量小灯泡的额定功率，某实验小组采用了如下的实验器材：
A．小灯泡（额定电压2.5V，额定功率大约0.8W）；
B．电压表（量程0～3V，0～15V）；
C．电流表（量程0～0.6A，0～3A）；
D．滑动变阻器R1（40Ω 0.5A）；
E．滑动变阻器R2（20Ω 0.2A）；
F．两节新干电池；
G．开关一个，导线若干。则：
（1）为了尽可能使测量结果精确，电流表的量程应选________（选填“0～0.6A”或“0～3A”）。为了能测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器应选________（选填“R1”或“R2”）；
（2）如图甲所示的实物图中有两根导线未连接，用笔画线代替导线将其连接完整；
（3）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡没有发光，但电流表、电压表均有示数，则小灯泡不发光的原因可能是_________；
（4）测量过程中，灯正常发光时电流表示数如图乙所示，灯泡的额定功率为________W；
（5）实验小组根据实验数据画出小灯泡U﹣I关系图像如图丙实线所示，结合图像可知，当小灯泡两端电压为2V时，实际功率范围是________；
A．P<0.48W B．0.48WC．0.6W0.75W
（6）实验结束后，实验小组继续对滑动变阻器两端电压U与通过它的电流I关系进行了探究，根据实验数据也画出了U﹣I图像。你认为正确的是图丙中的虚线________（选填“①”“②”或“③”）。
4．在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验室提供的实验器材如下：
A．待测小灯泡一个（额定电压3.8V，电阻约为10Ω）
B．电源一个（电压6V）
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10Ω，额定电流1A）
F．开关一个，导线若干
（1）图甲是已经完成部分连线的实物电路图，请用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求当滑动变阻器的滑片P向C端移动时，接入电路的电阻变小）；
（2）电路连接完成之后，在开关S闭合之前，从安全性原则出发，应将滑动变阻器的滑片P置于______端（选填“C”或“D” ；
（3）正确连接电路后，闭合开关S，发现小灯泡不发光，电压表有示数但电流表无明显示数，且移动滑动变阻器滑片P时，两表示数均无显著变化。造成这一现象的原因可能是______；
A．小灯泡发生短路
B．小灯泡发生断路
C．滑动变阻器发生短路
D．滑动变阻器发生断路
（4）排除故障继续实验，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，当电压表读数时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则可以求得小灯泡的额定功率P0=______W。
5．子琦想测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率，设计电路如图甲所示。
（1）正确连接电路后，闭合开关，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可能是______；
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）根据实验数据绘制而成的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（3）子琦在完成几组实验后，电流表发生故障无法使用，于是他利用一个定值电阻R0接在原电路中电流表的位置，设计了如图丙所示电路，来测量小灯泡的额定功率。首先调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额，然后接着保持滑片的位置不变，将电压表B点的接线改到C点，观察并记录电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额=______（用R0、U额、U等物理量表示）。
6．小明利用如图所示的电路测量小灯泡的额定功率。滑动变阻器标有“”字样，电源电压恒为，小灯泡的额定电压为，额定功率小于，阻值为、、的三个定值电阻R。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接；
（2）电路连接正确后，把滑片调到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，若故障只有一处，则故障可是：___________；
（3）手除故障后，继续实验，收集的数据记录在表中。当电压表的示数为时，电流表的示数加图乙所示，小灯泡的额定功率___________W。
实验序号 1 2 3 4
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5
电流/A 0.26 0.29 0.32
7．小明和小红在做“测量小灯泡功率”的实验中，使用如下器材：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的灯泡，三个滑动变阻器R1（10Ω 1A），R2（50Ω 0.5A），R3（100Ω 0.2A），开关，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物图连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时灯泡变亮）；
（2）小明正确连接电路，闭合开关发现灯泡不亮，且电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是( )；
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器某处断路 D．滑动变阻器某处短路
（3）排除故障后，小明再次闭合开关，发现电压表示数小于2.5V，为了测量灯泡正常发光时的功率，他应该将滑动变阻器的滑片往___________（选填“左”“右”）移动，直至电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图，由此可知，小灯泡的额定功率为___________W；
（4）小明和小红分别多次实验（数据如下表），并将所测得小灯泡的电功率求平均值，你认为它们的数据处理方式( )
实验者 实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W
小明 1 1.5 0.24 0.36
2 2.0 0.28 0.56
3 2.5 △
小红 1 2.5 0.30 0.75
2 2.5 0.28 0.7
3 2.5 0.32 0.8
A．都合理 B．都不合理 C．小明合理，小红不合理 D．小红合理，小明不合理
（5）根据小红的实验数据可知，这个小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω（保留一位小数），她所使用的滑动变阻器应该为___________（选填“R1”“R2”“R3”）
（6）爱思考的小红将滑动变阻器的滑片移动到某处，分别用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值电阻替换原电路中的小灯泡，测出相应的电流，并在电流表盘上标上所测电流对应的电阻值，于是他就将电流表改装成一个可以直接读出电阻阻值的仪表，如图，小红改造之后的表盘可能是( )
A． B．
C． D．
8．如图甲是用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“左”或“右”）；
（2）闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数为0。经检查，图中a、b、c三根导线中有一根断了，则该导线是______（填写字母）；
（3）排除故障后继续测量灯泡的额定功率。具体做法是，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度逐渐______，直至电压表的示数为______V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是______W。若此时只将小灯泡换成“2.5V0.6W”的另一小灯泡，其它不变，那么该小灯泡的实际功率______0.6W（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）若电流表已坏，小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示的电路图，并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她的实验步骤，请将它补充完整：
①只闭合开关______，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；
②下一步操作是：保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变，______，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0；
③利用上述测量出的物理量和已知量，写出小灯泡额定功率的表达式P＝______。
9．小红利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”和“测量小灯泡的电功率”。图中定值电阻R0的阻值为30Ω，滑动变阻器标有“60Ω 2A”字样，电源电压U＝9V保持不变；另外还有两盏小灯泡L1和L2，分别标有“3V？W”和“6V 9W”字样。
（1）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针的位置如图乙所示，可知她在闭合开关前，滑动变阻器的滑片位于 _____（选填“左端”或“右端”）；
（2）在“探究电流与电压关系”的实验中，定值电阻R0两端的最小电压为 _____V；在“探究电流与电阻关系”实验中，如果保持定值电阻两端的电压为6V不变，那么更换的定值电阻的阻值不能小于 _____Ω，不能大于 _____Ω；
（3）滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电流表的示数为0.24A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 _____Ω。保持滑动变阻器滑片不动，断开开关S，将定值电阻R0换成小灯泡L2，电流表换成大量程后闭合开关，电流表的示数为0.8A，此时小灯泡L2两端的电压为 _____V，实际功率为 _____W；
（4）小红突发奇想准备测量看不清铭牌的小灯泡L1的额定功率。利用现有的器材设计了如图丙所示电路，电源电压仍为U；请你将实验过程补充完整。（不考虑L2灯的电阻变化）
①闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 _____A，此时小灯泡L1正常发光；
②闭合开关S和S1，_____，此时电流表的示数为1.5A；
③小灯泡L1额定功率：P额＝_____W。
10．小宇同学在“测量小灯泡电功率”的实验中，使用的小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω、1A”。
（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接（要求滑片向右滑动时，小灯泡变暗，且导线不能交叉）；
（2）实验时，小宇同学刚闭合开关就发现小灯泡亮度很亮然后马上熄灭了，小宇操作时的错误是_____；
（3）断开开关，更换了相同规格的小灯泡后重新按照正确的操作进行实验，某次实验中，小宇看到电压表示数为2.0V，要使灯泡正常发光应向_____（选填“左”或“右”）端移动滑片，同时视线应注意观察_____（选填“电流表”或“电压表”），当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_____W；
（4）小宇同学还想探究“在电压一定的情况下，电流与电阻的关系”，于是将甲图中的小灯泡换成阻值不同的若干定值电阻，电源改成学生电源，并且两个电表均更换了合适的量程，顺利完成了实验并作出了如图丙所示的I～R关系图线，进一步研究发现：由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可以得出的实验结论是_____；
（5）实验结束后，小组间进行交流时，小宇发现邻组小李同学在相同的坐标系中画出的图像如图丁所示，你认为丙、丁图像不同的原因是_____。
11．在测量小灯泡电功率的实验中，提供的器材有：3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小虎所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）小明改正错误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，故障的原因可能是______；
（3）排除故障后，实验中，当电压表示数为2V，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑片P向______（选填“A”或“B”）移动；
（4）小华进行多次实验，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙实线所示，则根据图像可知，滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系U～I图像应为图乙中的虚线______（选填“①”、“②”或“③”），小灯泡的额定功率为______W，可确定实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不小于______Ω；
（5）小明为了测出小灯泡的额定功率，他利用如图丁所示的电阻箱和滑动变阻器设计测量电路，但在实际操作时将开关S2拨到位置1时，无法调到额定电压，从而无法测出额定功率，其原因是______。
12．在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻”的实验中：
（1）实验小组连接了如图甲所示的电路，同组的小明发现电路有一根导线连接有误，请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线；
（2）排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向___________（选填“左”或“右”）移动；
（3）小明根据测出的数据在图乙中画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像。小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω。小明分别求出不同电压下小灯泡的电阻，然后求出电阻的平均值，他的这种做法___________（选填“合理”或“不合理”）；
（4）小明发现，还可以利用这些实验器材测量小灯泡的电功率，经过以上实验测得小灯泡的额定功率为___________W，小灯泡的亮度与___________有关；
（5） 另一组小雨在没有电流表的情况下用图丙所示的电路测R2的阻值，其中R是电阻箱（阻值可调、可读），请帮助她完成实验步骤：
①只闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R；
②只闭合开关___________，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为U2；
③则R2=___________（用U1、U2、R表示）。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，其它操作正确，则测得R2的阻值比真实值偏___________（选填“大”或“小”）。
13．某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω），部分已经连好的电路如图1所示：
（1）请根据图2所示实验电路图，用笔画线代替导线，将图1中的实物图连接完整；
（2）若该小组同学连好电路并闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡均很亮，且亮度不变，造成这一现象的原因是_____；
（3）正确连接电路后，继续进行实验，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图3所示，则被测小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω（保留一位小数），额定功率为_____W；
（4）另一实验小组同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），他设计如图4所示电路，也测出了小灯泡在额定电压（用U0表示）时的电阻，请补全下列步骤：
①闭合开关，先调节滑动变阻器_____（选填“R0”或“R”）的滑片到最_____端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到_____；
②接着_____，读出这时电压表的示数，用U表示；
③小灯泡正常发光时电阻的表达式R＝_____（用U、U0、R0字母表示）。
14．小明为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压U额=2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干。
（1）图甲中有一根导线是多余的，请你在多余的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 ___________（填“左”或“右”）端，闭合开关后小明发现，小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，电压表和电流表都有示数且示数较小，灯泡不亮的原因是：___________；
（3）移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ___________W；
（4）由于电压表故障无法使用，小明设计了新的实验步骤：
①连接如图丙所示电路。选取的定值电阻R=10Ω，S2为单刀双掷开关，有两触点1、2；
②闭合S1，将S2与触点 ___________接触，调节滑动变阻器，使电流表示数I1=___________A时，灯泡能够正常发光；
③保持滑动变阻器阻值不变，将S2与另一触点接触，读出电流表示数I2；
④灯泡的额定功率表达式P=___________。（不用数字，用物理量符号表示）
15．小华同学准备做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.8A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）小华设计了图甲所示的电路，她应选择滑动变阻器___________（选填“R1”或“R2”）完成实验；
（2）小华移动滑片改变灯泡的电压和电流，根据记录的实验数据描绘出小灯泡U—I图像（如图乙所示），则小灯泡的额定功率为___________W；
（3）本实验电路除了能测出小灯泡的功率，小明认为还能测出小灯泡灯丝的阻值，小华认为还能探究电流与电压的关系，你认为___________同学的观点是错误的，理由是：___________；
（4）小明利用电流表和定值电阻R测该小灯泡的额定功率，设计的电路如图丙所示，已知定值电阻R的阻值为10Ω，请补充完成他的操作过程：
①仅闭合开关S和___________，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为___________A，此时小灯泡正常发光；
②仅闭合开关S和___________，且___________（选填“保持滑动变阻器滑片位置不变”或“移动滑动变阻器滑片位置到适当位置”），记录电流表的示数为I；
③小明测得小灯泡额定功率表达式为：P额=___________（用已知量和测得量表示）。
参考答案
1．P=UI b 0.75 实际功率 1 b 3 40
2． 连接电路时开关没有断开 A 2 0.5 电压表接在了滑动变阻器两端 > >
3．0～0.6A R1 0.75 B ①
4． D B 1.14
5．A 0.5 U额·
6． 灯泡短路 0.9
7． A 左 0.75 B 8.3 R2 D
8．左 c 变亮 2.5 0.5 ＜ S1 断开S1、闭合S2（或者只闭合S2）
9．左端 3 10 120 7.5 3 2.25 0.75 控制滑动变阻器的滑片不动 0.75
10． 开关闭合前，滑片没有滑到阻值最大处 左 电压表 0.6 当电压一定时，电流与电阻成反比 控制的定值电阻两端的电压不同
11．小灯泡断路 B ③ 0.75 25 滑动变阻器的最大电阻太小
12． 左 12.5 不合理 0.5 实际功率 S1、S2 大
13． 将变阻器的CD端连入了电路 8.3 0.75 R0 左 电压表示数为2.5V 调节滑动变阻器R0的滑片至最右端
14． 右 滑动变阻器接入电路的阻值较大 0.6 2 0.25 U额×（I2-I1）
15．R2 0.625 小华 灯丝的电阻随温度的变化而变化 S2 0.25 S1 保持滑动变阻器滑片位置不变 2.5V×(I-0.25A)

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