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第6章 第6.4节 灯泡的电功率（测量小灯泡的电功率）
课时作业
一、选择题（共6题）
1．归纳总结是学习物理的常用方法。利用如图所示的电路可完成四个经典的电学实验：a、探究电流与电压的关系；b、探究电流与电阻的关系；c、伏安法测定值电阻的阻值；d、伏安法测小灯泡电功率。小坤进行了以下总结，其中正确的是（　　）
A．a实验中可用小灯泡替代定值电阻
B．b实验中滑动变阻器的作用是控制定值电阻两端的电压不变
C．c实验中滑动变阻器的作用是为了方便多次测量寻找普遍规律
D．d实验中把定值电阻换成小灯泡，测小灯泡的实际功率应该移动滑片多次测量求出电功率并计算平均值
2．小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率，其中具体有：额定电压为2.5V的小灯泡，“35Ω 1A”的滑动变阻器等元件，检查无误后，闭合开关就直接记录了第一组数据，以下说法不正确的是（　　）
序号　1　2　3　4　5
U/V　0.5　1.7　2.1　2.5　2.8
I/A　0.1　0.15　0.26　0.28　0.3
A．表格中第2组数据明显是错误的
B．小华所用电源电压是4V
C．其它器材不变，若用一个定值电阻替换灯泡，就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D．无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化量与电流变化量的比值
3．如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压U=4V保持不变，滑动变阻器R 标有“100Ω 1A”字样，灯泡L的额定电压为3V，其I-U图像如图乙所示。电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V。为了确保测量准确，要求电表的示数不小于其量程的1/3，要使测量准确并确保电路安全，下列判断中正确的有（　　）
①灯泡L消耗的最小功率是0.225W　②电压表的变化范围是1V~3V
③滑动变阻器阻值的变化范围是4Ω~30Ω　④整个电路的功率变化范围是0.6W~1W
A．①③　　B．②③　　C．②④　　D．①④
4．小方利用图所示电路测量额定电压为2.5V小灯泡电功率，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑片应滑到a端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．移动滑片，只需观察电流表、电压表的示数
D．当电压表示数为2.5V时，电流表示数为0.2A，小灯泡额定功率为0.5W
5．图甲是某同学测量小灯泡电功率的电路图，其中电源两端电压保持不变，小灯泡L的额定电压为2.5V。闭合开关S，当滑动变阻器滑片P从b端向左移动到a点时，小灯泡L恰好正常发光。在此过程中通过小灯泡的电流I随其两端电压U变化的图像如图乙所示。滑动变阻器滑片P在b端时的电阻为R ，滑动变阻器滑片P在a点时的电阻为R ，且R =2R 。下列说法正确的是（　　）
A．电源两端的电压为3.5V　　B．电路消耗的最小功率为1.1W
C．小灯泡的额定功率为0.3W　　D．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
6．如图甲所示是伏安法测小灯泡的电功率、电阻的实验电路图。小灯泡正常工作时，两电表的示数如图乙、丙所示，则下列说法中不正确的是（　　）
A．在连接电路时，应将开关断开，并将变阻器阻值调至最大值
B．小灯泡的额定功率为0.72W，此时小灯泡的电阻为40Ω
C．如果将滑片P向a端滑动，则电压表的示数将变大
D．如果将滑片P向b端滑动，则小灯泡的实际功率将小于额定功率
二、填空题（共2题）
7．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小丽误将电压表并联在滑动变阻器两端，如图1所示。接着她从滑片置于最右端时开始记录第一组数据，调节滑片测得多组数据，绘制出的U-I图像如图2所示。已知小灯泡的额定电压为3V，电源电压为5V，可求得小灯泡正常发光时的阻值为______Ω，额定功率为______W，变阻器最大阻值为______Ω。
8．小刚在实验室利用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率。实验过程中，调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为______V，此时，电流表的示数如图所示，则小灯泡的额定功率为______W。
三、实验探究题（共1题）
9．小刚和小玲测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率。
（1）电路还有一根导线没有连接，请你用铅笔画出导线的位置；
（2）图1闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最______（选填“左”或“右”）端；闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，灯都不亮，电压表、电流表均无示数。小刚找来一根完好的导线，一端接在电源负极，另一端先后触碰接线柱A、B、C，发现当触碰接线柱B或C时，灯泡发光，电表有示数。若电路只有一处故障，且导线及其连接均完好，则电路故障可能是______；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3.8V时，电流表示数如图2所示，则小灯泡此时功率为______W。
参考答案与解析
1．【答案】B
【解析】A．探究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，小灯泡的电阻随温度变化，不能用小灯泡替代定值电阻，A错误；B．探究电流与电阻的关系时，更换不同阻值的定值电阻后，要通过调节滑动变阻器控制定值电阻两端的电压不变，B正确；C．伏安法测定值电阻的阻值，多次测量是为了取平均值减小误差，而不是寻找普遍规律，C错误；D．小灯泡在不同电压下的实际功率不同，测实际功率多次测量后不能求平均值，D错误。故选B。
2．【答案】C
【解析】A．由第1组数据可知，当滑动变阻器接入阻值最大时灯泡两端电压最小。第2组数据对应的电阻约为1.7V/0.15A≈11.3Ω，明显大于其他组数据对应的电阻，且电压电流变化不符合串联电路规律，第2组数据明显是错误的，A正确；B．闭合开关时滑动变阻器接入最大阻值35Ω，此时电路中电流为0.1A，滑动变阻器两端电压U滑=IR=0.1A×35Ω=3.5V，电源电压U=0.5V+3.5V=4V，B正确；C．探究电流与电阻的关系，需要更换多个不同阻值的定值电阻，只换一个定值电阻不能完成探究电流与电阻的关系，C错误，符合题意；D．小灯泡与滑动变阻器串联，串联电路中灯泡两端电压变化量（绝对值）等于滑动变阻器两端电压变化量，电流变化量相同，故两者比值相等，D正确。故选C。
3．【答案】D
【解析】①滑动变阻器接入电路中的电阻越大，电路中电流越小，灯泡两端电压越小；当灯泡两端电压为1.5V时（即电流最小时），由图乙知此时通过灯泡的电流为0.15A，灯泡L消耗的最小功率P小=U I =1.5V×0.15A=0.225W，①正确；②当灯泡正常发光时两端电压为3V，滑动变阻器两端电压为1V，由图乙知通过灯泡的电流为0.25A，滑动变阻器接入的电阻为1V/0.25A=4Ω；当电路中电流最小为0.15A时，滑动变阻器两端电压为2.5V，电压表示数（测灯泡两端电压）变化范围为1.5V~3V，②错误；③由上述分析知滑动变阻器阻值变化范围为4Ω~16.7Ω，③错误；④电路中最大电流为0.25A、最小电流为0.15A，电路总功率变化范围P=UI=4V×0.15A=0.6W~4V×0.25A=1W，④正确。故选D。
4．【答案】D
【解析】A．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，由题图可知滑动变阻器接入的是下方接线柱，滑片应滑到b端（远离接入端），A错误；B．闭合开关后小灯泡不发光，可能是滑动变阻器接入阻值过大、电路中电流过小，也可能是电路断路，不一定是小灯泡灯丝断了，B错误；C．实验过程中既要观察电流表、电压表的示数，还要观察灯泡的亮度，C错误；D．当电压表示数为2.5V（等于额定电压）时，小灯泡正常发光，额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，D正确。故选D。
5．【答案】B
【解析】A．小灯泡L的额定电压为2.5V，由图乙知正常发光时的电流为0.3A，滑片在b端时变阻器电阻为R ，灯泡两端电压为2.5V，则电源电压U=2.5V+0.3R ；滑片在a端时变阻器电阻最大R =2R ，由图乙知此时灯泡两端电压为1.5V、电流为0.2A，则电源电压U=1.5V+0.2×2R =1.5V+0.4R ，联立解得R =10Ω、U=5.5V，A错误；B．滑片在a端时电路中电流最小，电路消耗的最小功率P小=UI =5.5V×0.2A=1.1W，B正确；C．灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W，C错误；D．滑动变阻器的最大阻值R =2R =20Ω，D错误。故选B。
6．【答案】B
【解析】A．连接电路时，开关应断开，滑动变阻器应调到阻值最大处，以保护电路，A正确；B．由图乙、丙可知，小灯泡正常工作时两电表示数分别为2.4V和0.3A，额定功率P=UI=2.4V×0.3A=0.72W，此时小灯泡的电阻R=U/I=2.4V/0.3A=8Ω，不是40Ω，B错误，符合题意；C．滑片P向a端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中电流变大，灯泡两端电压变大，电压表示数变大，C正确；D．滑片P向b端滑动，接入阻值变大，电流变小，小灯泡的实际功率将小于额定功率，D正确。故选B。
7．【答案】15；0.6；40
【解析】电压表测滑动变阻器两端的电压。小灯泡正常发光时两端电压为3V，由电源电压为5V可知滑动变阻器两端电压为2V；由图2可知此时电路中的电流为0.2A，则小灯泡正常发光时的电阻R灯=U灯/I=3V/0.2A=15Ω，额定功率P=U灯I=3V×0.2A=0.6W。滑片在最右端时滑动变阻器接入阻值最大，电路中电流最小，由图2可知最小电流为0.1A，此时滑动变阻器两端电压为4V，变阻器最大阻值R大=U大/I小=4V/0.1A=40Ω。
8．【答案】2.5；0.75
【解析】测量小灯泡的额定功率时，应调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V，即电压表的示数为2.5V；由题图可知电流表选用0~0.6A量程，示数为0.3A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
9．【答案】（1）见解析；（2）左；滑动变阻器断路（A、B接线柱间断路）；（3）1.14
【解析】（1）测量小灯泡电功率时，电压表应并联在小灯泡两端，电压表右侧接线柱与灯泡右端相连即可（连图见原题图）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器应调到阻值最大处，本题滑动变阻器接右下接线柱A，故滑片应置于最左端；闭合开关后灯不亮、两电表均无示数，说明电路存在断路；用导线一端接电源负极，另一端触碰接线柱B或C时灯泡发光、电表有示数，说明故障在电源负极与B（或C）之间，且导线及其连接完好，故故障为滑动变阻器断路（A、B接线柱间断路）。
（3）电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，由图2可知示数为0.3A，小灯泡的功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。

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