2021-2022学年初中物理中考专项：小灯泡的额定功率与实际功率（考点概览+知识精析+常考题型+跟踪训练+答案解析）

这是一份2021-2022学年初中物理中考专项：小灯泡的额定功率与实际功率（考点概览+知识精析+常考题型+跟踪训练+答案解析），共14页。试卷主要包含了小灯泡的额定功率，LED灯具有节能等内容，欢迎下载使用。
《小灯泡的额定功率与实际功率》考点+训练小灯泡初中电学的一个重要元件，它活跃在各省市中考的试卷中，以填空、选择、实验、作图等各种形式的考查着学生。其中很多题都是关于小灯泡额定功率和实际功率的，由于小灯泡的电阻会随温度变化而变化，从而使试题出现了一定的难度，给学生学习带来障碍。1、小灯泡的额定功率：小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下工作时的功率，此时小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流叫额定电流。小灯泡上标有“220V  100W”字样，其中220V是指小灯泡的额定电压，100W是指小灯泡的额定功率。（1）小灯泡的额定电压和额定功率只有一个，就是小灯泡上标注的。（2）通过小灯泡的额定电压和额定功率可以计算：（以小灯泡标有“220V  100W”为例）①小灯泡的额定电流：；②小灯泡正常发光时的电阻: 。2.小灯泡的实际功率：小灯泡的实际功率是小灯泡在实际电压下工作时的功率，此时小灯泡可能正常发，也可能不正常发光，需根据实际电压来确定：（1）当小灯泡两端的实际电压U实等于它的额定电压U额即U实=U额时，小灯泡可能正常发，实际功率P实等于额定功率P额即P实=P额；（2）当小灯泡两端的实际电压U实小于它的额定电压U额即U实<U额时，小灯泡不能正常发，比正常发光时较暗，实际功率P实小于额定功率P额即P实<P额；（3）当小灯泡两端的实际电压U实大于它的额定电压U额即U实>U额时，小灯泡不能正常发，比正常发光时较亮，实际功率P实大于额定功率P额即P实>P额（一般情况下，实际电压不能高于额定电压的1.2倍）；注意：（1）小灯泡的实际电压可以有多个，所以对应的实际功率也有多个。（2）小灯泡的亮度是由实际功率决定的。3.额定功率和实际功率的联系：当不考虑小灯泡电阻的变化时，小灯泡的电阻可以通过额定电压和额定功率求得：；可以通过实际电压和实际功率求得：；故有：，利用此式在已知额定电压、额定功率和实际电压的情况下，很方便的计算出实际功率:。4.串、并联电路中小灯泡的功率：（1）串联电路中，由于电流相等，根据P=I2R可知：电阻大的小灯泡电功率大，灯泡亮；（2）并联电路中，由于电压相等，根据可知：电阻大的小灯泡电功率小，灯泡暗；（3）无论额定电压多大，只要正常发光，额定功率大的灯泡亮。（4）小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大，小灯泡的功率也会随之发生变化。一、中考题型分析中考中，小灯泡是比考查的元件之一，侧重考查小灯泡电功率测量、计算，以选择、填空和实验题为主。二、典例精析★考点一：小灯泡的功率的比较：◆典例一： (2019·龙东)甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V　3 W”和“4 V　2 W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列判断错误的是(   )A．若把它们并联在4 V电路中，乙灯正常发光B．若把它们并联在4 V电路中，甲灯比乙灯亮C．若把它们串联在10 V电路中，两灯都可以正常发光D．若把它们串联在10 V电路中，甲灯比乙灯亮★考点二：小灯泡功率的计算：◆典例一：（2019·苏州）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I—U图线如图所示，下列说法正确的是(    )A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小B.甲、乙两灯的额定功率之比为4:1C甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1:3◆典例二：（2019·贵阳）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：（1）小灯泡的额定电流；（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。1、（2019·威海）将分别标有“6V  6W”和“3V  3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，　   　灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝　   　。（忽略温度对灯丝电阻的影响）2、（2019·烟台）标有“6V  1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（   ）A. 24Ω  0.67W      B. 20Ω  0.8W     C. 24Ω  0.96W     D. 20Ω  0.67W3、（2019·乐山）LED灯具有节能、环保的特点。一个“220V  5W”的LED灯与一个“220V  60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V  60W”的白炽灯每天正常工作4小时，30天消耗的电能是    kW·h，这些电能可供“220V  5W”的LED灯正常工作    小时。4、（2019·哈尔滨）在安全工作条件下，将“2.5V  0.3A”小灯泡L1和“3.0V  0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，通过两灯的电流之比为_________；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为_________W。（设灯丝电阻不变）5、（2019·临沂）如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V   0.2A”和“3.8V   0.3A”字样，闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影啊，下列判断正确的是（   ）A. 两灯串联B. 灯L2更亮C. 灯L1的电阻丝更粗D. 电流表A2的示数为0.5A6、（2019·临沂）如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I--U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（   ）A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗B. 电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是25ΩC. 电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25WD. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W7、（2018·孝感）（多选）为测量小灯泡的电功率，某实验小组选用了如图所示的电路图进行实验，其中小灯泡标有“2.5V  0.5W”字样（灯丝的电阻随温度的升高而变大）。电源电压恒为4.5V，则（    ）A.当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.2AB.当小灯泡正常发光时，滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为4:5C.当小灯泡正常发光时，10min内电路消耗的总电能为300JD. 当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时，其实际功率大于0.125W8、（2018·海南）如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V  25W”，B灯型号是“110V  100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是（   ）A． B． C． D．9、（2019·自贡）如图是小邦同学设计的调光灯电路，R0为定值电阻，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光。已知滑动变阻器R的规格为“10Ω  2A”，灯泡L上标着“10V  12W”的字样，电源电压恒为16V。灯泡电阻随温度变化。（1）求定值电阻R0的阻值；（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，求此时灯泡的实际功率。10、（2018·包头）如图所示为模拟调光灯电路，电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，且灯丝电阻随温度的变化而变化，定值电阻R1的阻值为6Ω。将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.2A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为3V和0.5A。求：（1）灯泡L正常发光时的电阻多大？ （2）当R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率是多少？（3）为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请计算说明。二、典例精析★考点一：小灯泡的功率的比较：◆典例一： (2019·龙东)甲、乙两个小灯泡上分别标有“6 V　3 W”和“4 V　2 W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中(不考虑灯丝电阻的变化)，下列判断错误的是(   )A．若把它们并联在4 V电路中，乙灯正常发光B．若把它们并联在4 V电路中，甲灯比乙灯亮C．若把它们串联在10 V电路中，两灯都可以正常发光D．若把它们串联在10 V电路中，甲灯比乙灯亮【答案】B。【解析】由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为，，由可得，两灯泡的电阻分别为，。两灯泡并联在4V电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，所以只有乙灯泡能正常发光，其实际功率P乙实=P乙额=2W；甲灯泡不能正常发光，其实际功率＜P乙实，所以乙灯比甲灯亮，A正确，B错误；两灯泡串联在10V电路时，两灯的总电阻为R=R甲+R乙=12Ω+8Ω=20Ω，此时电路中的电流，因串联电路中各处的电流相等，且此时的电流与两灯泡的额定电流相等，所以两灯泡可以同时正常发光，此时两灯实际功率都等于各自的额定功率，因为P甲＞P乙，所以甲灯较亮，C、D正确。故选B。【考点】小灯泡的功率的比较。★考点二：小灯泡功率的计算：◆典例一：（2019·苏州）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I—U图线如图所示，下列说法正确的是(    )A.甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小B.甲、乙两灯的额定功率之比为4:1C甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3：2D.甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，实际功率之比为1:3【答案】D。【解析】由图可知，随着电压的增大，通过甲、乙两灯的电流均增大且增大得越来越慢，由可知，两灯的电阻均随电压的增大而增大，A错误；由图可知，当电压是6V时，甲灯的额定电流I甲=0.6A，乙灯的额定电流I乙=0.3A，根据P=UI，甲灯的额定功率P甲=UI甲=6V×0.6A=3.6W，乙灯的额定功率P乙= UI乙=6V×0.3A=1.8W，甲、乙两灯的额定功率之比为P甲：P乙=3.6W：1.8W=2:1，B错误；甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，由图可知，通过甲灯泡电流为0.3A，通过乙灯泡电流为0.2A，由可得，两灯的电阻之比为2：3，C错误；甲、乙两灯串联接在电压为8V的电源两端时，根据图中信息可知，此时电流为0.3A，甲灯两灯的电压为2V，乙灯两灯的电压为6V，由P=UI可知，实际功率之比为1:3，D正确。故选D。【考点】小灯泡功率的计算。◆典例二：（2019·贵阳）如图所示电路，电源电压恒为8V，小灯泡标有“6V 3W”字样。若不考虑温度对灯泡电阻的影响，闭合开关S，求：（1）小灯泡的额定电流；（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；（3）移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为3V时，小灯泡的实际功率。【答案】（1）12Ω   （2）4Ω   （3）0.75W。【解析】小灯泡标有“6V 3W”，小灯泡额定电压为6V，额定功率是3W，由P=UI得，小灯泡的额定电流，由欧姆定律得，灯泡的电阻；（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=8V-6V=2V，此时通过滑动变阻器的电流IR=IL=0.5A，滑动变阻器接入电路的阻值；（3）当电压表示数为3V时，灯泡两端的实际电压U实=3V，所以灯泡的实际功率。 【考点】小灯泡功率的计算。1、（2019·威海）将分别标有“6V  6W”和“3V  3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，　   　灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝　   　。（忽略温度对灯丝电阻的影响）【答案】甲   1：2。【解析】（1）甲灯的电阻，乙灯的电阻。当两灯串联，由于串联电路中电流处处相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得，P甲实＞P乙实，所以甲灯比乙灯更亮（串联电阻大的灯泡亮）；当两灯并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U甲′＝U乙′，由可得，两灯消耗的功率之比。【考点】小灯泡功率的比较与计算。2、（2019·烟台）标有“6V  1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为（   ）A. 24Ω  0.67W      B. 20Ω  0.8W     C. 24Ω  0.96W     D. 20Ω  0.67W【答案】B。【解析】由图可知，灯的电阻随电压的变化而变化。三只同样的灯泡串联，接在12V的电源两端，每个灯分得的电压U实=4V，由图可知，此时通过灯的电流I实=0.2A，所以灯的电阻，每盏灯的功率P实=U实I实=4V×0.2A=0.8W。故选B。本题不是求额定电压时的阻值，而是实际电压为4V时的电阻。【考点】小灯泡额定功率与实际功率。3、（2019·乐山）LED灯具有节能、环保的特点。一个“220V  5W”的LED灯与一个“220V  60W”的白炽灯亮度相当。若一个“220V  60W”的白炽灯每天正常工作4小时，30天消耗的电能是    kW·h，这些电能可供“220V  5W”的LED灯正常工作    小时。【答案】7.2  1.44×103。【解析】若一个“220V  60W”的白炽灯每天正常工作4小时，则30天消耗的电能W=Pt=0.06kW×4h×30=7.2kW•h；这些电能可供“220V 5W”的LED灯正常工作的时间。【考点】小灯泡额定功率与实际功率。4、（2019·哈尔滨）在安全工作条件下，将“2.5V  0.3A”小灯泡L1和“3.0V  0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，通过两灯的电流之比为_________；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为_________W。（设灯丝电阻不变）【答案】1：1   1375。【解析】串联电路中电流处处相等，所以小灯泡L1和小灯泡L2串联在电路中工作通过两灯的电流之比为1:1；灯泡L2电阻值为，并联电路各用电器电压等于总电压，为了不烧坏灯泡，电源电压最大为2.5V，此时小灯泡L1功率为，此时小灯泡L2功率为 ，电路总功率为各用电器功率之和。【考点】小灯泡实际功率计算。5、（2019·临沂）如图所示电路的两灯泡L1和L2分别标有“3.8V   0.2A”和“3.8V   0.3A”字样，闭合开关后两灯均发光。假设灯泡的电阻不受温度影啊，下列判断正确的是（   ）A. 两灯串联B. 灯L2更亮C. 灯L1的电阻丝更粗D. 电流表A2的示数为0.5A【答案】B【解析】由实物图可知，电流从电源正极出发，经开关后，分为两支，一支经A1表、L2后与另一支通过L1的电流汇合，再经过A2表流回到电源负极，因此两灯泡为并联，A错误；由得，L1的电阻，L2的电阻，因为并联电流两端的电压相等且R1>R2，由可知灯泡L2实际功率大,灯泡亮，B正确；当电阻材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小，而R1>R2，所以L2灯丝更粗，C错误；由于A2表测干路电流，所以只有电源电压为3.8V时，两灯正常发光时，电流表A2的示数才是0.5A，D错误。故选B。【考点】小灯泡实际功率计算。6、（2019·临沂）如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I--U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是（   ）A. 滑动变阻器的滑片P向左滑动时，灯泡变暗B. 电流表示数为0.4A时，灯泡的电阻是25ΩC. 电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25WD. 小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W【答案】D。【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，且电压表测量滑动变阻器电压。当滑片向左滑时，接入电阻变小，电流变大，灯泡变亮，A错误；由坐标图可知，当电流为0.4A时，灯泡两端的电压为1V，由可得，灯泡此时的电阻，B错误；电源电压为3V，当电压表示数为2.5V时，灯泡电压为0.5V，由坐标图可知此时电流为0.3A，则功率，C错误；小灯泡正常发光时电压为2.5V，由坐标图得电流为0.5A，电源电压为3V，则滑动变阻器电压为0.5V，其功率为，D正确。故选D。【考点】小灯泡实际功率计算。7、（2018·孝感）（多选）为测量小灯泡的电功率，某实验小组选用了如图所示的电路图进行实验，其中小灯泡标有“2.5V  0.5W”字样（灯丝的电阻随温度的升高而变大）。电源电压恒为4.5V，则（    ）A.当小灯泡正常发光时，电路中的电流为0.2AB.当小灯泡正常发光时，滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为4:5C.当小灯泡正常发光时，10min内电路消耗的总电能为300JD. 当小灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时，其实际功率大于0.125W【答案】ABD。 【解析】由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡的电压。当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，则电路中的电流与等于灯泡的额定电流，即，A正确；灯泡正常发光时灯泡两端U额=2.5V，滑动变阻器两端的电压UP=U-UL=4.5V-2.5V=2V，所以滑动变阻器与小灯泡两端的电压之比为2V：2.5V=4:5，B正确；电路消耗的总电能W= UIt=4.5V×0.2A×10×60s=540J，C错误；当实际电压为额定电压的一半时，假设灯泡的电阻不变，则实际功率，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，所以，灯泡两端的实际电压为额定电压的一半时，温度低于正常发光时的温度，其阻值变小，则此时灯泡的实际功率应大于0.125W，故D正确。故选ABD。【考点】小灯泡功率的计算。8、（2018·海南）如图所示，A、B为两盏白炽灯，A灯型号是“110V  25W”，B灯型号是“110V  100W”，R是一个未知电阻。若把它们接到电压为220V的电路上，下面四种接法中可能让两盏灯都正常发光的电路是（   ）A． B． C． D．【答案】C。【解析】A选项中灯泡A和B的并联，电源电压为220V，根据并联电路电压规律， A、B两端电压均为220V，大于额定电压110V，两盏灯都不正常发光， A错误；B选项中灯泡A和B的串联在电压为220V的电路中，由于两灯泡规格不同，所以两灯泡两端的电压都不是其额定电压110V，两盏灯都不正常发光，B错误；C选项中灯泡A和可变电阻并联后又和灯泡B串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡A与可变电阻R并联后和灯泡B的电阻相等；但并联电路中，电阻越并越小，小于任何一个分电阻，所以此电路中灯泡A和灯泡B能正常工作，C符合题意；D选项中灯泡B和可变电阻并联后又和灯泡A串联，灯泡要想正常工作，必须满足灯泡B与可变电阻并联后和灯泡A的电阻相等；但并联电路，电阻越并越小，电阻更小，所以灯泡A和灯泡B不能正常工作时， D错误。故选C。【考点】小灯泡的功率的比较。9、（2019·自贡）如图是小邦同学设计的调光灯电路，R0为定值电阻，S为选择开关，当S接触a点时，小灯泡正常发光但不能调光，当S接触b点时，电路断开，当S接触c点时，电路可连续调光。已知滑动变阻器R的规格为“10Ω  2A”，灯泡L上标着“10V  12W”的字样，电源电压恒为16V。灯泡电阻随温度变化。（1）求定值电阻R0的阻值；（2）当S接触c点时，调节R的滑片至中点位置，电路中的电流为1A，求此时灯泡的实际功率。【答案】（1）5Ω   （2）当6W。【解析】（1）当S接触a点时，灯泡L与电阻R0串联，串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以R0两端的电压U0=U﹣UL=16V﹣10V=6V，因串联电路中各处的电流相等，由P＝UI可得，电路中的电流，由可得，定值电阻R0的阻值；（2）当S接触c点时，灯泡L、R0、R串联，此时电路中的电流I′=1A，则R0和R两端的电压之和U1=I′（R0+R）=1A×（5Ω+×10Ω）＝10V，此时灯泡两端的电压UL′=U﹣U1=16V﹣10V=6V，则此时灯泡的实际功率PL′=UL′I′=6V×1A=6W。【考点】小灯泡的功率的计算。10、（2018·包头）如图所示为模拟调光灯电路，电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，且灯丝电阻随温度的变化而变化，定值电阻R1的阻值为6Ω。将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.2A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为3V和0.5A。求：（1）灯泡L正常发光时的电阻多大？ （2）当R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率是多少？（3）为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请计算说明。 【答案】（1）12Ω  （2）0.96W  （3）将R1替换为12Ω的电阻或再串联一个6Ω的电阻。【解析】（1）由题意可知，灯泡的电阻为；（2）由题意可知，灯正常发光时通过它的电流，由题意可知，当U1’=3V时，I2’=0.5A，此时灯泡正常发光，则R1两端的电压U1’= I2’R1=0.5A×6Ω=3V，所以电源电压：U=U1’+U2’+U额=3V+3V+6V=12V；当P在右端时，U2=6V，I2=0.2A，则R1两端的电压U1=I2R1=0.2A×6Ω=1.2V，灯两端的电压UL=U-U1-U2=12V-1.2V-6V=4.8V，灯消耗的电功率为：PL实=ULI2=4.8V×0.2A=0.96W。 （3）为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡正常发光，则P在左端时，灯泡正常发光，此时电路中的电流I=I额L=0.5A，电路中的总电阻，此时定值电阻的阻值R’=R总-RL=24Ω-12Ω=24Ω-12Ω=12Ω，所以可将R1替换为R’或再串联一个6Ω的电阻。【考点】小灯泡功率的计算。