秘籍15 测量小灯泡电功率-备战 中考物理抢分秘籍

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秘籍15  测量小灯泡电功率（原卷版）概率预测☆☆☆☆☆题型预测实验探究题☆☆☆☆☆考向预测①伏安法测小灯泡电功率☆☆☆☆☆；②对小灯泡电功率的理解☆☆☆；③用电能表测量用电器电功率☆☆☆。测量小灯泡电功率是电学实验探究题中的常考热点，在电学实验探究题中考题出现概率最高，在中考试卷实验题中占据非常重要的地位。此考题的典型考试类型有：一、伏安法测制度牌电功率；二、用电能表测量用电器的电功率。考题分值一般在3分-9分之间，具体考向和解答策略见下面概括：一、伏安法测小灯泡电功率【实验目的】测量小灯泡工作时的电功率。【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。【实验原理】根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式P＝UI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。【实验步骤】一、按电路图连接好电路           二、闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。三、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。四、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。五、计算出三种情况下小灯泡的电功率。六、整理器材。七、实验表格实验次数实验要求发光情况电流/A电压/V电功率/W1额定电压正常发光   2额定电压1.2倍较亮   3额定电压0.8倍较暗   【实验结论】（1）不同电压下，小灯泡的功率不同；实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。【考向点拨】1.补充电路：以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉；2.测量前变阻器的位置、目的：处于最大位置、为了保护电路；3.变阻器连接：一上一下；4.开关状态：断开状态；5.电路故障：电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好；6.电流表、电压表反偏：正负极反接；7.影响小灯泡亮度的因素：由小灯泡实际功率决定，功率越大，亮度越高；8.确定划片移动方向和接入电阻大小：根据电阻与长度成正比接线；9.实际功率大小：根据公式：进行计算；10.分析图像求额定功率：根据额定电压确定电流，计算即得额定功率；11.分析图象不同电压下灯丝电阻值不同：原因是灯丝电阻随温度的变化而变化。二、其他方法测小灯泡额定功率1.安阻法测小灯泡额定功率电路设计实验电路待测物理量和待测电阻RX用定值电阻R0和待测小灯泡并联，用两个电流表分别测量其电流，调节滑动变阻器是小灯泡电流为额定电流（已知R0阻值）（1）闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表A1、A2读数分别为I1、I额；（2）用定值电阻R0和待测小灯泡并联，用一只电流表测量小灯泡电流，通过开关不同状态测出不同电路连接时的电流（1）闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器使电流表读数为I额；（2）断开开关S3，闭合开关开关S1、S2，读出电流表示数为I1；（3）小灯泡额定功率为：2.伏阻法测小灯泡额度电功率电路设计实验电路待测物理量和待测电阻RX利用串联电路中各用电器电流相同，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压为U额，求出小灯泡额定功率（1）闭合S，调节滑动变阻器，使电压表V1、V2分别为U1、U额；（2）被测小灯泡电功率为：利用电源电压不变和串联电路电流相同，用电压表测出小灯泡额定电压保持电源电压不变，闭合开关S，调节电阻箱电阻为某一位置时，电压表示数为小灯泡额定电压U额，小灯泡额定功率为：3.利用电能表测量用电器电功率实验器材：被测用电器、电能表（N为消耗1千瓦时，转盘转过的转数）；实验步骤：一、关闭其他电器，只让待测用电器工作；二、用停表测出用电器工作时转盘转动的转数n与对应的时间t。待测用电器电功率：。题型一：伏安法测小灯泡电功率【例1】如图甲是阳阳同学设计的根据欧姆定律测电阻的实验电路。（1）检查无误后，闭合开关。他将滑片P向左滑动时，电压表示数将_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；当P滑到某一位置时，两表读数如图乙所示，由此可知电阻R＝_____Ω。你认为这个结果可靠吗？_____，理由是_____。（2）做完测电阻实验后，阳阳发现桌上还有一个标有额定电流I额 的小灯泡和两个开关，一个已知阻值为R0 的定值电阻，他想：能否在不用电流表的情况下测定小灯泡的额定功率呢？通过与同学讨论，他设计出了如图丙所示的电路图，并完成了小灯泡额定功率的测量．具体操作是：①闭合开关_____，断开开关_____，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_____；②保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关_____，闭合开关_____，读出此时电压表示数为U；③小灯泡的额定功率P额＝_____（用已知量和所测物理量符号表示结果）。【例2】两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2，仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。（1）图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图；①图中有一根线连接错误，请在这积线上打“×”，并在图中改正_________；②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于_______（远填“A”或“B”）端；③闭合开关，电流表示数为0.1A，移动滑片P，通过观察_______表的示数来判断小灯泡是否正常发光，小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为_______W。（2）小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率，请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R（阻值已知）这三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便___________。【例3】某实验小组的同学在进行“测量小灯泡的额定功率”的实验中，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为3.8V的待测小灯泡（电阻约为12Ω），滑动变阻器两个（A：“5Ω 2A”；B：“20Ω 0.5A”）。（1）该实验的实验原理是_____；实验中，应选用的滑动变阻器是_____（选填“A”或“B”）。（2）如图甲所示是小田同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。（3）小田确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是_____。（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为_____W。（5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表0～15V量程已经损坏，0～3V量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。（6）由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1_____P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。题型二：其他方法测小灯泡额定电功率【例4】小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“”的小灯泡、电源（电压不变）、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为的定值电阻、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后，设计了如图甲所示的实验电路。（1）该实验的原理是______。（2）小珍连接电路时，开关处于______状态：闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最______选填“左”或“右”端。（3）闭合开关S，将拨到触点______选填“a”或“b”，移动滑片P，使电压表的示数为______V.（4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关拨到另一触点，此时电压表的示数如图乙所示，其数值为______V；通过计算可知小灯泡的额定功率是______W。【例5】在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额＝2.5V。(1)图甲是测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。(2)小华设计如图乙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空(电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0)。①只闭合开关________，调节R2，使电压表的示数为2.5V；②只闭合开关________，调节________，使电压表的示数仍为2.5V；③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝____________(用U额、R0、U1、U2表示)。题型三：利用电能表测用电器电功率【例6】如图所示是小飞家的电能表，他家同时使用的用电器总功率不能超过　   　W。他让一个电暖器单独接入电路，使用高温档工作2min，电能表转盘刚好转了100转，电暖器高温档的实际功率为　   　W。电暖器换用低温档加热时，电能表的转盘转速会变　   　（填“快”或“慢”）。【例7】下面是有关生活用电的描述，请将空白处补充完整：（1）将洗衣机的三脚插头插入三孔插座中，这样做可以让它的金属外壳与插座中的　   　（选填“火”“零”或“地”）线相连，防止发生触电事故。（2）某家庭某月初电能表的示数如图甲所示，月底表盘示数如图乙所示，他所在地区每度电的电费是0.5元，则本月他家应缴纳电费　  　元；将某家用电器单独接在该电能表上正常工作5min，电能表指示灯闪烁了160次（即160imp），该家用电器的额定功率是　     　W。1.（2022·深圳市深圳育才中学中考物理模拟卷二）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源为2节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的的规格是“20Ω、0.5A”。（1）小明将小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和电源连接成了图甲所示的电路，正准备闭合开关时，旁边的小兰急忙拦住他，说接线错了，小兰发现只要改接一根导线就可以了。请你检查一下电路，把接错的那一根导线找出来，打上“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线______；（电表左边接线柱都为负接线柱）（2）改接正确后同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表无示数，则电路中发生的故障可能是_   _（填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）；（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向__（填“左”或“右”）端移动滑片，同时视线应注意观察电压表的示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_    _W；（4）小明同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他所更换的定值电阻R的阻值范围是_    _Ω。2．（2022·云南省昆明市中考物理联考试卷）小华利用如图所示的电路测量小灯泡的电功率。所用器材：额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压恒为3V，电压表一块，滑动变阻器（10Ω，2A），定值电阻（R0＝5Ω）、开关和导线若干。（1）用笔画线代替导线，将图乙中的实物图按照甲所示的电路图连接完整。（2）连接电路前，各开关应 　 　，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 　 　（选填“A”或“B”）端。（3）小华明要测量小灯泡的额定功率，操作如下：①只闭合开关S、S2，发现电压表的示数是2V，要使小灯泡正常发光，则要将滑动变阻器的滑片P向 　 　（选填“右”或“左”）移动，使电压表的示数为 　 V； ②只闭合开关S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V，由此可知小灯泡的额定功率是 　   W。（4）当加在小灯泡两端的电压为额定电压的一半时，小灯泡的实际功率P实　 　（选填“＞”、“＜”或“＝”）P额。3．（2022·安徽省合肥市物理中考模拟卷）为了测量小灯泡的电功率及观察小灯泡的亮度变化情况，某小组选用了一只额定电压为3.8V的小灯泡，他们准备进行三次测量，加在小灯泡两端的电压分别为3.8V、4.5V和3V，连接的实物电路图如图所示。电压表示数（V）电流表示数（A）小灯泡的实际功率（W）小灯泡的发光情况3.80.40 正常发光4.50.421.89较亮3.00.381.14较暗（1）开始实验后，闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡的亮度 　   　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”），电流表的示数 　   　，电压表的示数 　   　（后两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）小组成员根据观察到的现象检查发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，用笔画线代替导线画出正确的连线；（3）正确连接电路后开始实验，实验所测数据如上表所示，则小灯泡的额定功率为 　   　W；（4）根据上表的实验数据以及小灯泡的发光情况，你有什么发现？4．（2021·山东省青岛市西海岸新区中考物理二模试卷）在“测定额定电压为2.5的小灯泡的电功率”实验中，连接的电路如图甲所示，电源电压为3V。（1）本实验测量电功率的原理是　     　。（2）连接电路时，开关应　     　（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大的位置，可以起到　     　作用。（3）按图甲连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是　     　（选填“灯泡短路”、“灯泡断路”或“变阻器断路”）。（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2.6V，则小灯泡消耗的实际功率　     　（选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；为了测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向　     　（选填“A”或“B”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　     　W。5．（2022·甘肃省定西市中考物理模拟试卷）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想 　 　是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想 　 　是正确的。（两空均选填“①”、“②”或“③”）（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　 　W。（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是：　 　、　 　。（填字母代号）A.换最大阻值较小的滑动变阻器B.串联定值电阻C.减少电池个数D.增加电池个数6．（2022·广西南宁市中考物理模拟试卷）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整：（2）连接电路时，开关要 　   　（选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值 　   　位置；（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为 　   　A，小灯泡正常发光时的电阻为 　   　Ω，小灯泡的额定功率为 　   　W；（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。在老师的帮助下通过实验得到该LED的I﹣U图象如图丙所示。由图象可知LED灯的电阻随电压的增大而 　   　（选填“增大、“不变”或“减小”）。查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为 　   　W。7．（2022·贵州省黔东南州中考物理模拟试卷）在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整（导线不得交叉）。（2）实验时，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，则故障可能是 　      　。（3）故障排除后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移至某处时，电压表示数如图甲所示，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片P向 　      　端（选填“左”或“右”）移动，直到电压表的示数为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。（4）在该实验结束后，将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究 　      　的关系（选填“A”或“B”）。A.电流与电阻B.电流与电压8．（2022·四川省广元市物理中考模拟卷）测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A.0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器、开关各一只、导线若干。（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的下一步操作是 　                　。（3）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　                　W。分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 　                　（选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由 　                　（选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”）决定。（4）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：①按电路图连接电路。②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。③只闭合开关S2，　                　，使电流表的示数为I额。④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝　                　（用I额、I1、I2、R表示）。9．（2022·河北省唐山市丰润区中考物理一模试卷）小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶的实际功率 　   　W，实际电压 　   　V。（假设电水壶电阻不变）。造成家庭电路中电流过大的原因是 　   　。