15.2.2 測(cè)量小燈泡的電功率 同步練習(xí)

第十五章電功和電熱二、電功率第二課時(shí)測(cè)量小燈泡的電功率基礎(chǔ)過關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)3測(cè)量小燈泡的電功率1.(2023江蘇南京鼓樓期末)下列各組儀器中，可以用來測(cè)量電功率的是()①電能表和停表②電能表和電壓表③電能表和電流表④電流表和電壓表A.①② B.③④ C.①④ D.②③④2.(2023江蘇南京雨花臺(tái)期末)“伏安法測(cè)電阻”和“伏安法測(cè)小燈泡的電功率”是電學(xué)中兩個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)，小聰同學(xué)對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了梳理和對(duì)比，下列說法正確的是()A.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理相同B.滑動(dòng)變阻器在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用僅是保護(hù)電路C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測(cè)量的目的不同D.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都采用了控制變量法3.在做“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明按如圖所示電路圖正確連接好電路，閉合開關(guān)時(shí)記錄了第1組數(shù)據(jù)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)記錄了第2組數(shù)據(jù)，把滑片移到左邊端點(diǎn)時(shí)小燈泡閃一下后熄滅，并記錄了第3組數(shù)據(jù)，如表所示。則他所用小燈泡的額定功率為W，所用電源的電壓為V，滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為Ω。

電壓表示數(shù)電流表示數(shù)小燈泡亮暗程度11.3V0.16A暗22.5V0.26A正常發(fā)光34.5V0A不發(fā)光4.實(shí)驗(yàn)室購買了一批規(guī)格為“2.5V0.75W”的小燈泡，某同學(xué)利用其中一只小燈泡做測(cè)量電功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了如表數(shù)據(jù)。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(rèn)為該小燈泡是否合格：。其原因是。

(2)假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的，則這個(gè)小燈泡內(nèi)鎢絲的長(zhǎng)度與合格產(chǎn)品相比是長(zhǎng)了還是短了：。

5.(2022四川巴中中考)為測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。 甲 乙(1)正確連接電路后，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最(選填“左”或“右”)端。

(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示為A。

(3)要測(cè)得小燈泡的額定電功率，他還應(yīng)繼續(xù)將滑動(dòng)變阻器的滑片向(選填“左”或“右”)端移動(dòng)一段距離，使電壓表示數(shù)為2.5V，若此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定電功率為W。

能力提升全練6.(2022江蘇無錫中考)連接如圖所示的電路，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察到白熾燈泡L1比L2亮，說明L1的實(shí)際功率比L2大。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是()A.可以驗(yàn)證電功與電壓大小的關(guān)系 B.L1對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比L2小C.通過L1的電流比L2大 D.L1．L2規(guī)格是相同的7.(2022江蘇蘇州中考)圖甲所示的電路中，電源電壓不變，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)，滑片P移動(dòng)過程中，電壓表示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器阻值變化的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是()甲 乙A.電源電壓為5V B.R的最大阻值為20ΩC.R=10Ω時(shí)，其功率最大 D.R=15Ω時(shí)，電路消耗的功率為1.8W8.(2023江蘇常州外國語學(xué)校月考)已知小燈泡的額定電壓，小明打算增加一個(gè)定值電阻R0，一個(gè)滑動(dòng)變阻器R，只利用一只電表，通過操作開關(guān)來測(cè)量小燈泡的額定功率。圖中是小明設(shè)計(jì)的四種不同方案的電路圖。其中能夠測(cè)出小燈泡額定功率的是()A.甲和丙 B.丙和丁 C.乙和丙 D.乙和丁9.(2022江蘇淮安中考)如圖所示，一臺(tái)家用電器單獨(dú)接進(jìn)家庭電路工作10min，電能表的表盤旋轉(zhuǎn)120r。這段時(shí)間用電器消耗的電能為kW·h，用電器的實(shí)際功率是W。

10.(2020福建中考)“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，器材有電源、滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)電流表、小燈泡(U額為3.8V)、定值電阻R0(阻值為10Ω)、開關(guān)及若干導(dǎo)線。 甲 乙 丙(1)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中未畫出的兩條導(dǎo)線補(bǔ)充完整。(2)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于(選填“A”或“B”)端。

(3)正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，兩電流表有示數(shù)且相同，故障可能是或。

(4)排除故障后，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電流表A2示數(shù)為A時(shí)小燈泡正常發(fā)光，電流表A1的示數(shù)如圖丙，該示數(shù)為A，則小燈泡的額定功率為W。

11.(2021江蘇泰州中考)如圖是一款煲湯用的電熱鍋工作原理的簡(jiǎn)化電路圖，該電熱鍋有兩擋，分別是高溫?fù)鹾捅負(fù)?。R1與R2均為電熱絲，R1的阻值為66Ω，S1為溫控開關(guān)，保溫?fù)鯐r(shí)的總功率是440W。求：(1)求保溫?fù)鯐r(shí)電路中的電流。(2)求高溫?fù)鯐r(shí)的電功率。(3)若該電熱鍋煲湯時(shí)，高溫?fù)豕ぷ?.5h，保溫?fù)豕ぷ?h，則在此過程中消耗的電能是多少千瓦時(shí)。12.(2023江蘇蘇州振華中學(xué)期中)如圖甲是定值電阻R0和標(biāo)有“6V6W”的燈泡L的信息圖像，將它們接入圖乙所示的電路，其中電源電壓不變，導(dǎo)線、開關(guān)的電阻忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為8Ω，當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為1W，求：(1)R0的阻值；(2)電源電壓；(3)當(dāng)S、S1．S2閉合且滑片P位于最左端時(shí)，電路消耗的總功率。素養(yǎng)探究全練13.實(shí)驗(yàn)室有三種小燈L紅、L綠、L藍(lán)，通電時(shí)分別發(fā)出紅、綠、藍(lán)光，已知三種小燈通電時(shí)發(fā)光顏色不同，其他電學(xué)特征完全一致，小燈標(biāo)有“額定電壓2.5V”。甲乙丙丁(一)小組同學(xué)測(cè)量任一小燈L0的額定功率。(1)請(qǐng)?jiān)趫D甲中完成電路連接，要求：開關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于A端。(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器展開測(cè)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表格所示，第⑤次實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示為A，則L0的額定功率為W。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)①②③④⑤電壓表示數(shù)/V0.511.522.5電流表示數(shù)/A0.020.060.120.2—(3)由表格數(shù)據(jù)可知，小燈L0的電阻具有的特點(diǎn)是。(4)繼續(xù)調(diào)小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，L0發(fā)出強(qiáng)光之后很快熄滅，之后觀察發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)，故障原因是L0發(fā)生。

(二)小明利用多個(gè)小燈串聯(lián)得到小彩燈，將其接在電壓恒為24V的電源兩端，則至少應(yīng)將個(gè)小燈L0串聯(lián)，小明打算在夜間用小彩燈為綠色植物幼苗提供照明、促進(jìn)其生長(zhǎng)，則組成小彩燈的小燈中不宜出現(xiàn)(選填“L紅”“L綠”或“L藍(lán)”)。

(三)有科普讀物寫道：“紅、綠、藍(lán)三種色光按不同比例混合，能得到任何一種其他顏色的視覺效果”。(1)小華對(duì)此展開實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，請(qǐng)?jiān)趫D丙中完成電路連接，要求：順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電位器(旋鈕式變阻器)的滑片，燈變亮；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)滑片，燈變暗。小華利用如圖丙所示的電路驗(yàn)證了科普讀物結(jié)論的正確性。(2)小華還發(fā)現(xiàn)：同等強(qiáng)度的紅、綠、藍(lán)光混合在一起，能得到近似白光的視覺效果。由此小華設(shè)計(jì)了通電后能發(fā)出近似白光的燈泡，請(qǐng)?jiān)趫D丁中完成該燈泡內(nèi)部的電路連接，該燈泡的額定電壓為V，額定功率為W。

第十五章電功和電熱二、電功率第二課時(shí)測(cè)量小燈泡的電功率答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)全練1.C用電壓表測(cè)出用電器兩端的電壓，用電流表測(cè)出流過用電器的電流，由電功率公式P=UI可以求出用電器的電功率，因此用④可以測(cè)出電功率；用電能表測(cè)出用電器消耗的電能，用秒表測(cè)出用電器工作時(shí)間，由公式P=Wt求出用電器的電功率，因此用①2.C“伏安法測(cè)定值電阻”的原理為R=UI，“伏安法測(cè)小燈泡的電功率”的原理為P=UI，故A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用除了保護(hù)電路外，還可以改變定值電阻和小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，故B錯(cuò)誤；“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是減小誤差，“伏安法測(cè)小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，多次測(cè)量的目的是得出實(shí)際電壓低于(或等于、高于)額定電壓時(shí)，實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系，故C正確；“伏安法測(cè)電阻”和“伏安法測(cè)小燈泡的電功率”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都沒有采用控制變量法，3.0.654.520解析由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓為2.5V，小燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W；滑片移到左邊端點(diǎn)時(shí)小燈泡閃一下后熄滅，由表中數(shù)據(jù)知，電壓表有示數(shù)，而電流表示數(shù)為0，說明燈泡斷路，電壓表測(cè)電源電壓，所以電源電壓U=4.5V；為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在最大阻值處，由第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑=U-UL=4.5V-1.3V=3.2V，由歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器最大阻值R=U滑4.(1)不合格根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)算出小燈泡的額定功率大于銘牌上的0.75W(2)短了解析(1)由表中測(cè)得的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)小燈泡的額定電壓為2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.4A，則小燈泡的實(shí)際功率P=UI=2.5V×0.4A=1W，大于小燈泡上標(biāo)有的額定功率0.75W，故不合格；(2)根據(jù)P=U2R可知，在電壓不變的情況下，功率變大是電阻減小造成的，根據(jù)影響電阻大小的因素，電阻大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)。假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的5.(1)右(2)0.42(3)左1.25解析(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最大阻值處，即題圖中的最右端；(2)由題圖乙可知，電流表量程是0~0.6A，分度值為0.02A，此時(shí)電流表示數(shù)為0.42A；(3)此時(shí)電壓表示數(shù)為2V，低于小燈泡的額定電壓，要測(cè)小燈泡的額定功率，需增大燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，需減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，所以由題圖甲可知應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)等于小燈泡的額定電壓；電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W。能力提升全練6.A由題圖可知，燈泡L1．L2串聯(lián)，兩個(gè)電壓表分別測(cè)量燈泡兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過兩燈泡的電流相等，故C錯(cuò)誤；由于L1的實(shí)際功率比L2大，根據(jù)P=UI可知，L1兩端的電壓要大于L2兩端的電壓，即L1對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)比L2大，故B錯(cuò)誤；通過兩燈泡的電流相等，L1兩端的電壓要大于L2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可知，燈泡L1的電阻大于燈泡L2的電阻，所以兩燈泡的規(guī)格是不相同的，故D錯(cuò)誤；由于通過兩燈泡的電流相等、通電時(shí)間相等，電壓表能直接測(cè)量燈泡兩端的電壓，燈泡的亮度可以直接觀察，所以這個(gè)電路可以驗(yàn)證電功與電壓的大小關(guān)系，故A正確。7.D由電路圖可知，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流。由圖乙可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為5Ω時(shí)，其兩端的電壓為3V，通過電路的電流為I1=U1R=3V5Ω=0.6A，則電源電壓為U=U1+I1R0=3V+0.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為10Ω時(shí)，其兩端的電壓為4V，通過電路的電流為I2=U2R=4V10Ω=0.4A，則電源電壓為U=U2+I2R0=4V+0.聯(lián)立①②得，R0=5Ω，U=3V+0.6A×5Ω=6V，故A錯(cuò)誤；由圖乙可知滑動(dòng)變阻器的最大值大于20Ω，故B錯(cuò)誤；R0與R串聯(lián)接入電路，電路的總功率等于各部分功率之和，則R的功率為PR=P-P0=UI-I2R0，即PR=6V×I-I2×5Ω，由拋物線的性質(zhì)可知當(dāng)I=0.6A時(shí)，R的功率最大，此時(shí)電路的總電阻：R總=UI=6V0.6A=10Ω，則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R=R總-R0=10Ω-5Ω=5Ω，故C錯(cuò)誤；當(dāng)R=15Ω時(shí)，電路中總電阻為R總=R+R0=15Ω+5Ω=20Ω，則電路消耗的功率為P=U28.C甲圖中定值電阻與小燈泡串聯(lián)，電路中只有電壓表，當(dāng)只閉合S2時(shí)，電壓表測(cè)定值電阻兩端的電壓；當(dāng)只閉合S1時(shí)，電壓表測(cè)小燈泡與定值電阻兩端的總電壓，無法確定小燈泡是否正常發(fā)光，甲圖不可行。乙圖中，只閉合S2，移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為U額，則小燈泡正常發(fā)光；保持滑片位置不動(dòng)，閉合S1．?dāng)嚅_S2，記下電壓表的示數(shù)U1，此時(shí)電壓表測(cè)R0與小燈泡兩端的總電壓，因電路的連接沒有改變，故小燈泡仍正常發(fā)光，R0兩端的電壓U0=U1-U額，通過R0的電流等于小燈泡的額定電流I=U1?U額R0，根據(jù)P=UI可求出小燈泡的額定功率，乙圖可行。丙圖中，將S2往上閉合，小燈泡與R0并聯(lián)，電流表測(cè)通過R0的電流，移動(dòng)滑片使電流表示數(shù)為I0=U額R0，此時(shí)小燈泡兩端的電壓一定為U額，小燈泡正常發(fā)光；保持滑片位置不動(dòng)，將S2往下閉合，記下電流表示數(shù)I'，即通過小燈泡與定值電阻的總電流，此時(shí)小燈泡的額定電流IL=I'-I0=I'-U額R0，根據(jù)P=UI可求出燈泡的額定功率9.0.1600解析1200r/(kW·h)表示電路中每消耗1kW·h的電能，電能表的表盤旋轉(zhuǎn)1200r，表盤轉(zhuǎn)動(dòng)120r用電器消耗的電能：W=1201200kW·h=0.1kW·h；用電器的功率為P=Wt=10.(1)如圖所示(2)A(3)小燈泡處斷路R0處短路(4)0.380.70(或0.7)1.216解析(1)滑動(dòng)變阻器按“一上一下”連入電路中，電流表A2與定值電阻R0串聯(lián)后與燈泡并聯(lián)，電流表A1接在干路上。(2)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于阻值最大處，即A端。(3)左邊電流表測(cè)干路電流，右邊電流表測(cè)定值電阻中的電流，正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，兩電流表有示數(shù)且相同，則故障可能是燈泡處斷路或R0處短路。(4)定值電阻R0阻值為10Ω，燈泡的額定電壓為3.8V，燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，由歐姆定律可知，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表A2示數(shù)為I'=UR0=3.8V10Ω=0.38A時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；電流表A1的示數(shù)如圖丙，電流表選用大量程，分度值為0.1A，示數(shù)為0.7A，由并聯(lián)電路中電流的規(guī)律可知，燈泡的額定電流為I=0.7A-0.38A=0.32A，則小燈泡的額定功率為P=UI=3.11.解析(1)只閉合開關(guān)S，兩電阻串聯(lián)，總電阻較大，根據(jù)P=UI=U2R可知，此時(shí)總功率較小，電熱鍋處于保溫?fù)?，根?jù)P=UI可知保溫?fù)鯐r(shí)電路中的電流I=(2)電熱鍋處于保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總電阻R總=UI=220V2A=110Ω，則R2=110Ω-66Ω=44Ω；同時(shí)閉合兩開關(guān)，電路為R2的簡(jiǎn)單電路，電熱鍋處于高溫?fù)?，高溫?fù)鯐r(shí)的電功率P(3)在此過程中消耗的電能W=P高溫t1+P保溫t2=1100W×0.5×3600s+440W×1×3600s=3.564×106J=0.99kW·h。12.解析(1)由題圖甲可知，U0=2V時(shí)，通過R0的電流I0=0.2A，由I=UR可得，R0=U0(2)當(dāng)只閉合開關(guān)S、S1，滑片P位于最右端時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，燈泡L的實(shí)際功率為1W，由題圖甲可得，燈泡兩端的電壓UL=2V，通過的電流IL=0.5A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UR=IRR=ILR=0.5A×8Ω=4V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓U=UL+UR=2V+4V=6V；(3)當(dāng)S、S1．S2閉合且滑片P位于最左端時(shí)，R0與L并聯(lián)，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且在額定電壓下燈泡正常發(fā)光，所以，電路消耗的總功率P=PL+P0=PL+U2R0素養(yǎng)探究全練13.(一)(1)如圖所示(2)0.30.75(3)小燈的電阻隨兩端的電壓增大而減小(4)斷路(二)10L綠(三