2022年中考物理复习之专题突破训练：特殊法测量小灯泡的电功率

特殊法测量小灯泡的电功率

1．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡L1，滑动变阻器、开关，导线若干，实物电路如图甲所示。

（1）如图甲中有一根导线连接错误，请在导线上画“×”并在图上改正（导线不能交叉）；

（2）改正错误后进行实验，绘制了灯泡的电流与电压的关系图像如图乙所示，小灯泡L1的额定功率为________W；

（3）完成上面实验后，小明又设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额小灯泡L2的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1，滑动变阻器R2的最大阻值为R2）

①只闭合开关S和S2，移动R1滑片，使电流表示数为I额；

②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。保持滑动变阻器R2的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式P额=________；（用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示）

（4）如图丁所示，是探究“电流与电阻的关系”时设计的电路图。R1、R2、R3三个定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为4.5V恒定不变，S1为单刀三掷开关：

①闭合开关S，S1接1时，此时电流表示数如图戊所示为______A。当开关S1接2时，需要将滑动变阻器的滑片P向______（填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为______V时，再记录电流表的示数；

②实验时，如果选择了一个标有“30Ω0.5A”字样的滑动变阻器。那他在设计实验时，在保证电路安全的前提下，定值电阻两端的电压取值范围为__________V。

2．（1）小明探究电流与电阻的关系，他利用电阻箱代替定值电阻设计了如图甲所示的电路，电阻箱R1规格“0~999.9Ω”，滑动变阻器R2规格为“20Ω 1A”，电源电压恒为3V。

①图乙是小明连接的实物电路，请在图中补画一根导线，使之成为完整实验电路。要求：滑片P向左移动时，R2接入电路的电阻变小；______

②正确连接电路后，调节两变阻器的阻值至最大并闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能为 _____；

A．R1短路

B．R1断路

C．R2短路

D．R2断路

③排除故障后，小明正确进行实验，他调节电阻箱改变R1的阻值进行三次实验，在调节电阻箱的过程中，_____（选填“需要”或“不需要”）调节滑动变阻器；

④探究得到的实验数据如下表所示：分析表中数据：可以得到的结论是：当电压一定时，_____；

⑤小明继续用该装置探究电流和电压关系，他准备将电阻箱的阻值调为10Ω进行实验，他预设了“0.9V”、“1.5V”、“2.5V”三个电压值进行实验，同组的小华指出有一个电压值是无法调节到的，你认为 _____V的电压值是无法调节到的；若仍想按这三个预设的电压进行实验，在不改变电源电压、不添加和更换器材的情况下，他可以适当 _____，从而完成实验。

（2）小明按如图丙所示的电路来测量额定电流为I额的小灯泡的额定功率，小灯泡电阻约为8Ω。图中定值电阻可以选择R1＝5Ω、R2＝15Ω、R3＝25Ω这三个电阻中其中一个。假如你是同组成员，请你帮助小明补全实验方案：

①闭合开关S1、S2，调节电阻箱的示数为0，调节滑动变阻器的滑片P，使 _____；

②闭合开关S1、S3，只调节 _____，使电流表示数为I额，再 _____（物理量的下标用“0”表示）；

③小灯泡L的额定功率P额＝_____（用已知物理量、所选定值电阻、所测物理量的符号表示）。

3．为了探究电流与电阻的关系，小明采用了如图甲所示的电路图。实验供选择的定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，电源电压恒为4.5V。

（1）甲图小明连接电路过程中有一处错误，请你只改动一根导线，使电路连接正确______（在应改动的导线上打“×”，用笔画线代替导线画出正确的接法）；

（2）小明根据实验数据在乙图中描点并连线，则图中阴影部分面积表示的物理量是______；

（3）上述实验中，用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向_______（选填左、右）端移动滑片；为了使四个定值电阻都为实验所用，滑动变阻器的阻值至少是______Ω；

（4）完成上述实验后，小明把定值电阻更换为小灯泡，设计了测量小灯泡额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。完成了下列操作：

①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到A触点，移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；

②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到B触点，读出电压表的示数U2；

③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P＝______。

4．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，器材有：电池组（电压恒定为6V）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V，电阻约10Ω），滑动变阻器3个（A：10Ω 2A；B：20Ω 2A；C：50Ω 1.5A）开关、导线若干，实物电路如图甲所示。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮，______。连接电路时应先______，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最______端；

（2）实验数据如表格所示，则小灯泡额定功率是______W。分析表格中的实验数据可知，实验中使用的滑动变阻器的规格是______（选填字母）；

（3）在实验时，电压表出现了故障不能使用，用图乙所示的电路，也能测量小灯泡的额定功率，其中定值电阻R0阻值未知，电源电压已知，用U表示，灯泡额定电压已知，用U额表示。测量方法如下：

①只闭合S，调节滑动变阻器的滑片P到最右端，读出电流表的示数为I0；

②闭合开关S和S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为______（所有物理量用已知符号表示，下同）；

③将S1断开，S2闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率P=_____。

5．小明在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率”的实验中，电源电压保持不变，部分电路连接如图甲所示。

（1）请用笔画线表示导线将图甲所示电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向左移动，电压表示数变大；

（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数刚好为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W；

（3）实验结束后，该小组对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比________（选填“偏大”或“偏小”）；

（4）小娟又换了一个灯泡，多次实验后画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像（如图丙），若将它与一个8的定值电阻串联在4.5V的电路中，此时小灯泡的功率为________W。

（5）实验结束后，小田同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率，已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω，请帮助他完成以下实验步骤：

①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________V时，灯泡正常发光；

②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最________（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；

③小灯泡的额定功率为P额＝________W。

6．在“测量小灯泡额定功率”实验中，有两个小灯泡L1（额定电压U额＝2.5V）和L2（额定电流为I额）。

（1）图甲是测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图。

①图甲中有一根线连接错误，在这根线上打“×”，并在图中改正，注意导线不交叉________；

②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是________（选填“灯L1短路”、“灯L1断路”或“滑动变阻器断路”）；

③故障排除后，闭合开关，移动滑片至某位置时，电压表示数为2V，为测量小灯泡L1的额定功率，应将滑片向________（填“A”或“B”）端移动，当小灯泡L1正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为________W；

（2）图丙是能测出小灯泡L2额定功率的电路图。图中R为电阻箱，R0为阻值已知的定值电阻。请在空白处填上适当内容。

①将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为I额，此时电阻箱的示数为R1；

②将开关接b，保持________不变，调节________，此时电阻箱的示数为R2；

③则小灯泡L2的额定功率P＝________。（用测量的物理量符号表示）

（3）小明在实验时记录了10组有效数据，并根据数据将小灯泡L1两端的电压U1随L1的电流变化的图像画了出来，如下图U-I所示，若将该小灯泡与定值电阻（10；1A）串联到输出电压为3V的电源两端，请你利用图像测算出小灯泡的实际功率________W。

7．小聪在做“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压是25V，小灯泡电阻为10，电源电压恒定。

（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向右移动灯泡变亮。

（2）小聪闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为______V；若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动。

（3）小聪继续移动滑片P，记下多组数据，并绘制成图丙所示的图像，根据图像可知，小灯泡的额定功率是______W。

（4）实验操作时，因小灯泡不慎损坏而出现断路，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电压表示数______（选填“几乎不改变”或“明显改变”）。

（5）该同学又设计了如图丁所示的电路，测量另一只小灯泡的额定功率。小灯泡的额定电压用U1表示，其中R0是已知电阻的定值电阻。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡______，读出电压表示数为U，则小灯泡额定功率______（用U1、U、R0表示）。

8．小华和小琪到实验室做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有2.5V字样）。

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整，要求滑动变阻器P向接线柱D端移动时，其接入电路的阻值变小。(        )

（2）如图甲所示，正确连接电路后，闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为了继续完成测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 ___________（选填“A”或“B”）端移动。小华根据实验所测的数据，做出如图所示的图像，则小灯泡的额定功率为 ___________W。

（3）小华___________（选填“能”或“不能”）用该实验装置中的器材完成探究电流与电压的关系。

（4）实验结束后，小琪想测量小灯泡L的额定功率却发现电压表坏了，于是他设计了图丁电路。已知小灯泡的额定电流为0.2A，图中R为电阻箱，R0为定值电阻（阻值未知），实验步骤如下：

①将单刀双掷开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器的滑片至适当位置，记下电流表示数为 ________A和电阻箱的读数R1；

②将单刀双掷开关接b，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数不变，记下电阻箱的读数R2；

③小灯泡L的额定功率为P额=_________（用已知量和测量量的符号表示）。

9．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω）。

（1）请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整（要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮）；

（2）闭合开关前，应将滑片移到 ___________端（选填“A”或“B”）；

（3）闭合开关发现灯泡不亮移动滑片灯泡仍不亮，突然小明的文具盒掉到桌上，灯泡亮了，小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是 ___________；

A．开关短路       B．灯泡短路       C．电压表断路       D．灯泡接触不良

（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为 ___________V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为 ___________W；

（5）实验中滑动变阻器的最大阻值不能小于 ___________Ω；

（6）完成实验后，爱动脑筋的小明又设计了一种不用电流表测量小灯泡的额定功率的方案，设计的电路图如图丙所示，请将下列实验步骤补充完整；

①检查电路无误后，闭合开关S和S1，断开开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为U额；

②___________，闭合开关S和S2，断开开关S1，读出电压表的示数U1；

③小灯泡额定功率的表达式：P额=___________（用U额、U1、R0表示）。

10．小红做“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   0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）小红设计了图甲所示的电路，她应选用规格为_______的滑动变阻器；

（2）正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因是________；

（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为_____W；

（4）由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是____________；

（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，小红增加了一只10Ω的定值电阻R并利用原有器材，也测出了额定电压为2.5V小灯泡的额定功率步骤如下：

①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；

②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为_______A时，灯泡正常发光；

③断开开关，保持_________不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数I；

④小灯泡额定功率的表达式为P额=_______。

11．物理社团的同学们做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电压恒为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω）、电压表、电流表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω 1A”和R2“50Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）同学们设计了如图甲所示的电路，应选用的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”），该实验中滑动变阻器的主要作用是______。

（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，那么可能的原因是______。

（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，测出多组数据，画出了小灯泡的U﹣I图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。

（4）若没有电流表，利用一个电压表和一个电阻箱，也测出了小灯泡的额定功率。同学们按图丙所示的电路图连好实物，进行了如下实验操作：

①只闭合S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；

②下一步操作是______，当电压表示数为______V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0；

③利用上述测出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式；P＝______。

12．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。

（1）如图甲所示，是一个同学设计的测量小灯泡电功率电路图的一部分，请你帮他补充完整；

（2）实验中某同学按照正确的电路图连接了电路，闭合开关，发现小灯泡微微发光，电流表和电压表的示数很小，接下来他移动滑动变阻器的滑片，发现电流表和电压表的示数没有变化，则该电路存在的问题是______；

（3）正确的实验步骤：①使小灯泡两端的电压等于额定电压，______（补充实验步骤），读出电压表和电流表的示数，计算它的电功率，这是它的额定功率；②使小灯泡两端的电压低于额定电压，再重复上面的实验步骤；③使小灯泡两端的电压略大于额定电压，再重复上面的实验步骤；

（4）完成上面实验后，亮亮又设计了一个方案测量另外一个额定电压为UL小灯泡的额定功率，电路如图乙所示（电源电压恒为U，滑动变阻器R2的最大阻值为R0），请你完成下面实验步骤：

①开关S、S1闭合、S2断开，调节滑动变阻器R1，使电压表示数为______；（用已知量的符号表示）

②开关S、S2闭合、S1断开，将滑动变阻器R1的滑片保持不动，将滑动变阻器R2的滑片______（填“移至最左端”、“移至最右端”或“保持不变”），读出此时电压表的示数为U0；

③小灯泡的额定功率为______。（用已知量和测量量的符号表示）

参考答案

1．     0.625          0.4     右     2     1.8~2.5

2．     A     需要     电流与电阻成反比     0.9     降低电阻箱的阻值     电流表示数为I额     电阻箱     读出电阻箱的阻值R0     I额2（R0+R1）

3．     电阻两端的电压     右     25    

4．

     断开开关     左     0.625     C         

5．

     0.9     偏大     0.625     6     左     0.9

6．     滑动变阻器断路     A     0.65     滑片的位置     电阻箱直至电流表示数为I额     I额2(R0+R2-R1)     0.4

7．如图     2.2     B     0.5     几乎不改变     正常发光    

8．     B     0.5W     不能     0.2     （0.2A）2（R2-R1）

9．     B     D     2.5     0.75     11.67     保持滑动变阻器的位置不变    

10．“50Ω   0.5A”     小灯泡短路     0.625     温度影响了灯丝的电阻大小     0.25     滑动变阻器滑片的位置不变    

11．R2     改变灯的电压     变阻器连入电路中电阻过大     0.625     断开S1、闭合S2，调节电阻箱     2.5    

12．     将滑动变阻器电阻丝两端的接线柱连入了电路中     观察小灯泡的亮度     U﹣UL     移至最右端