北師大版九年級物理全一冊第十三章電功和電功率三學生實驗 探究-小燈泡的電功率練習含答案

三、學生實驗:探究——小燈泡的電功率一、能力提升1.圖13-3-4是測定小燈泡電功率的實驗電路,電路連接正確后閉合開關,發(fā)現(xiàn)燈不亮,電流表指針稍有偏轉(zhuǎn),電壓表指針幾乎不動,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是()。圖13-3-4A.燈泡斷路B.滑動變阻器短路C.燈絲電阻值過大D.滑動變阻器連入電路的阻值過大2.在測定小燈泡額定功率的實驗中,當用手移動變阻器滑片時,眼睛應觀察()。A.燈泡的發(fā)光情況 B.變阻器滑片的位置C.電壓表的示數(shù) D.電流表的示數(shù)3.利用如圖13-3-5所示的裝置測量小燈泡的電功率,電源電壓恒定不變,小燈泡上標有“3.8V”字樣。如果閉合開關,實驗操作過程中出現(xiàn)了以下幾種情況,分析錯誤的是()。圖13-3-5A.無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡不亮,電壓表的示數(shù)幾乎等于電源電壓,電流表幾乎無示數(shù),原因可能是小燈泡斷路B.無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡很暗且亮度不變,原因是滑動變阻器同時接入兩個下接線柱C.當小燈泡的實際電壓為2.5V時,要測量小燈泡的額定功率,需將滑片向左移動D.電壓表無示數(shù),小燈泡不亮,可能是小燈泡短路4.小明同學想要研究小燈泡的電功率大小與電壓、電流的關系。他選用了額定電壓相同、額定功率相差較大的兩個小燈泡。他所設計的電路圖中有一幅如圖13-3-6所示,圖中兩個小燈泡相等,目的是研究小燈泡的電功率與的關系。

圖13-3-65.探究小燈泡電功率的實驗電路如圖13-3-7甲所示,實驗中選擇額定電壓為2.5V的小燈泡,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的過程中發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化,這是由變化引起的。實驗得到小燈泡的U-I圖像如圖13-3-7乙所示,則小燈泡的額定功率是W。

圖13-3-76.在探究小燈泡的電功率與哪些因素有關的實驗中,小組同學猜想小燈泡的電功率可能與電壓、電流有關,于是他們設計了如圖13-3-8所示的三個電路圖。圖13-3-8(1)你認為圖13-3-8電路可以研究小燈泡的電功率與電壓的關系,理由是。

(2)小組同學經(jīng)過分析討論,選擇正確的電路進行實驗,得出了小燈泡的電功率與電壓關系的正確實驗結論。支持該結論的實驗現(xiàn)象是。

7.在測量小燈泡額定功率的實驗中,選用小燈泡的額定電壓為2.5V,阻值約為10Ω,現(xiàn)有規(guī)格分別為“10Ω2A”和“50Ω1A”的滑動變阻器,電源電壓為6V。圖13-3-9(1)本實驗應選擇規(guī)格為“”的滑動變阻器。

(2)分組實驗中,某組同學連接成圖13-3-9甲所示的電路,試觸時發(fā)現(xiàn)電壓表的指針(填選項字母)。

A.偏向沒有刻度的一側(cè)B.不偏轉(zhuǎn)C.偏向滿刻度一側(cè)(3)在圖13-3-9甲中標記錯誤,用筆畫線代替導線,畫出正確接法。(4)排除故障后,閉合開關,發(fā)現(xiàn)此時燈泡不亮且電壓表示數(shù)很小;為判斷是否還有故障,接下來應,觀察燈泡是否發(fā)光、電壓表示數(shù)是否變化。

(5)實驗中進行多次測量,當小燈泡正常發(fā)光時,電流表示數(shù)如圖13-3-9乙所示,為A,小燈泡的額定功率為W;實驗中多次測量的目的是

。

(6)實驗完成后,某同學利用現(xiàn)有器材重新組裝如圖13-3-9丙所示的電路,可以探究的問題有。

二、探究創(chuàng)新8.實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V0.75W”的小燈泡,某同學在利用其中一只小燈泡做測量電功率的實驗時,得到了如表13-2所示的數(shù)據(jù)。表13-2次數(shù)第一次第二次第三次電壓/V32.52電流/A0.440.40.34(1)分析這組數(shù)據(jù),你認為該小燈泡是否合格:,原因是

。

(2)假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細是一定的,則這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比是長了還是短了:,原因是。用這只小燈泡做實驗時,容易出現(xiàn)的故障是

。

9.小聰同學做測量小燈泡的電功率的實驗,所用器材有電壓恒為6V的電源,額定電壓為2.5V的小燈泡以及符合實驗要求的電表、開關和導線,圖13-3-10甲是小聰沒連接完整的電路。圖13-3-10(1)請你用筆畫線代替導線,將圖13-3-10甲中的電路連接完整。(2)小聰同學連接電路后閉合開關,移動滑動變阻器滑片,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn),電流表指針無偏轉(zhuǎn),故障可能是(填選項字母)。

A.小燈泡短路 B.小燈泡斷路C.滑動變阻器短路 D.滑動變阻器斷路(3)小聰同學糾正錯誤后閉合開關,移動滑動變阻器滑片,使小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)如圖13-3-10乙所示,則小燈泡的額定功率為W。

(4)老師告訴小聰,與小燈泡的電阻相比較,電流表的電阻非常小,電壓表的電阻非常大,由于電流表、電壓表電阻的影響,測量后計算出的電功率值(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

三、學生實驗:探究——小燈泡的電功率知能演練·提升1.D本題可采用排除法,若燈泡斷路,則電流表應無示數(shù),故A錯誤;若滑動變阻器短路,則電流表、電壓表都應有示數(shù),故B錯誤;若燈絲電阻過大,電壓表應有示數(shù),故C錯誤;當滑動變阻器連入電路的阻值過大時,則通過燈泡的電流很小,它兩端分的電壓也很小,故D正確。2.C測定小燈泡額定功率實驗是調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡兩端的實際電壓為額定電壓,再讀出此時的電流,利用公式P=UI計算出額定功率。操作時手移動滑動變阻器,眼睛應觀察電壓表,直到電壓表示數(shù)為額定電壓。3.C無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡不亮,電流表幾乎無示數(shù),則電路可能斷路;電壓表的示數(shù)幾乎等于電源電壓,說明電壓表與電源連通,原因是小燈泡斷路,故A正確,不符合題意。無論怎樣移動滑動變阻器的滑片,小燈泡很暗且亮度不變,則電路的電流很小,滑動變阻器沒有了變阻的作用,故原因是滑動變阻器同時接入兩個下接線柱,故B正確,不符合題意。小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光,實際電壓2.5V小于小燈泡的額定電壓3.8V,應增大小燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,應減小滑動變阻器兩端的電壓,由分壓原理,應減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向右移動,故C錯誤,符合題意。電壓表無示數(shù),小燈泡不亮,若電流表有示數(shù),可能是小燈泡短路;若電流表無示數(shù),則可能是整個電路斷路,故D正確,不符合題意。4.解析電功率的大小與電壓大小和電流大小有關,要研究與它們的關系,必須保持其中的一個量不變,讓另一個量發(fā)生變化,從而確定電功率與這個量的關系。從題圖中可以看出,兩燈泡并聯(lián)在電路中,故兩燈泡兩端的電壓相等,而通過兩燈泡的電流不同,所以研究的是小燈泡的電功率與電流的關系。答案兩端電壓(或電壓)電流5.解析小燈泡與變阻器串聯(lián),調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的過程中,電路中的電流變化,根據(jù)P=I2R,小燈泡的實際功率變化,小燈泡的亮度發(fā)生變化。由題圖乙知,當小燈泡的電壓為2.5V時,電流為0.3A,小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。答案小燈泡實際功率0.756.解析(1)探究小燈泡的電功率與電壓的關系,要控制電流相等,因串聯(lián)電路各處的電流相等,故題圖乙電路可以研究小燈泡的電功率與電壓的關系。(2)燈的亮度由燈的實際功率決定,電壓表示數(shù)大的燈泡更亮一些,說明其功率更大一些。答案(1)乙乙是串聯(lián)電路,能控制電流相等(2)電壓表示數(shù)大的燈泡比電壓表示數(shù)小的燈泡亮7.解析(1)選用小燈泡的額定電壓為2.5V,阻值約為10Ω,由歐姆定律,小燈泡的額定電流約為I=ULR=2.5V10Ω=0.25A<1A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,此時滑動變阻器兩端的電壓U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V,由歐姆定律I=UR,滑動變阻器連入電路的電阻R滑=U滑I=3.(2)題圖甲中,電壓表的正負接線柱接反了,所以指針反向偏轉(zhuǎn),選A。圖D-13-1(3)原電路中,電流從電壓表負接線柱流入了,電壓表與滑動變阻器并聯(lián)是錯誤的,電壓表應與燈并聯(lián),電流應從電壓表正接線柱流入,負接線柱流出,如圖D-13-1所示。(4)閉合開關,發(fā)現(xiàn)此時燈泡不亮且電壓表示數(shù)很小,說明通過燈的電流很小,因閉合開關前滑動變阻器滑片在阻值最大端,所以應減小滑動變阻器的阻值,若小燈泡變亮且電壓表示數(shù)變大,則無其他故障。(5)電流表選用小量程,由題圖乙可知電流表的分度值為0.02A,讀數(shù)為0.24A,則小燈泡的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.24A=0.6W,小燈泡在不同電壓下實際功率不同,多次實驗可以得出小燈泡的實際功率與電壓的關系。(6)可以用電壓表分別測量電源電壓、R1兩端電壓、R2兩端電壓,用電流表測出電路中的電流,由歐姆定律得出串聯(lián)電路的總電阻與各串聯(lián)電阻之間的關系。答案(1)50Ω1A(2)A(3)見解析圖(4)向左移動滑動變阻器的滑片(5)0.240.6探究小燈泡的實際功率與電壓的關系(6)串聯(lián)電路的總電阻與各串聯(lián)電阻之間的關系8.解析(1)小燈泡的實際功率P=UI=2.5V×0.4A=1W≠0.75W,小燈泡不合格。(2)由R=U2P可知,在電壓一定時,電功率越大的,電阻越小。所以這個小燈泡內(nèi)鎢絲長度比合格產(chǎn)品要短,同樣條件下答案(1)不合格在額定電壓下(或電壓是2.5V時),燈泡的功率不等于(或大于)額定功率(2)短了在電壓一定的條件下,電阻越小,電功率越大燈泡燒壞9.解析(1)測量小燈泡的電功率的實驗中,電壓表應與小燈泡并聯(lián)測其兩端電壓,燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表應選用0~3V量程,實物連接如圖D-13-2所示。圖D-13-2(2)若小燈泡短路,電路是通路,電流表會有示數(shù),電壓表無示數(shù),A不符合題意;若小燈泡斷路,電壓表被串聯(lián)入電路中,小燈泡不亮,電流表無示數(shù),電壓表有示數(shù),B符合題意;若滑動變阻器短路,電路仍是通路,燈泡發(fā)光,電流表有示數(shù),電壓表有示數(shù),C不符合題意;若滑動變阻器斷路,整個電路斷路,