21测量小灯泡的电功率-实验题（提升题）-上海市2022年中考物理模拟题高频考点分类汇编

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21测量小灯泡的电功率-实验题（提升题）-上海市2022年中考物理模拟题高频考点分类汇编 一、实验题1．（2022·上海·上海市向明初级中学校考模拟预测）小华和小红做“测定小灯泡的电功率”实验，所用电源电压为2伏的整数倍的电源两个（两个电源电压不同）、有三个待测小灯泡分别标有“2.2V  0.3A”、“3.8V 0.3A”、“6.3V  0.3A”、电流表、电压表、开关各两个，滑动变阻器两种规格（A：“10欧 2安”、B：“50欧 2安”）各一个以及导线若干。他们各自挑选好器材，正确串联电路，将电压表并联在电路中。闭合开关后，他们各自移动变阻器的滑片，并在表格中分别记录了两组数据。表一 小华  物理量序号电压表示数（伏）电流表示数（安）11.50.2623.00.32 表二 小红物理量序号电压表示数（伏）电流表示数（安）12.50.3224.20.28 （1）小华判断小灯正常发光的方法是_______；（2）小华所选小灯的额定功率为______瓦；（3）求小红所用滑动变阻器的规格(            )、电源电压(            )以及小灯的额定功率(            )，并计算说明理由。2．（2022·上海金山·统考二模）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、待测小灯泡（标有“0.3A”字样，额定功率小于0.7瓦）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。他连接电路，移动变阻器滑片P至最大阻值处，闭合开关，观察到电压表示数为2.4伏，小灯泡发光较暗。然后移动变阻器滑片使小灯正常发光，此过程中电压表指针偏转了6小格。①画出小华实验时的电路图______；②当观察到电流表示数为______安时，小灯正常发光；③请根据相关信息，求电源电压及小灯的额定功率______。（需写出计算过程）3．（2022·上海浦东新·上海市进才实验中学校考模拟预测）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现实验室提供有电源（电压可调且始终为2V整数倍）两种规格的灯泡（其中一个标有“3.8V  0.3A”，另一个标有“2.5V  0.3A”）、两种规格滑动变阻器（“10Ω  1A”、“20Ω  2A”），电流表、电压表、开关和导线若干，他选择其中一个小灯泡正确连接电路且规范操作，闭合开关时，电压表、电流表的示数分别如图（a）、（b）所示。（1）小华同学判定小灯泡正常发光的依据是___________，选择的小灯的额定电压为___________V；（2）根据实验相关信息，通过计算说明此时所选用的电源电压和滑动变阻器的规格。___________；（3）为使该小灯泡正常发光，小华拟对其中某一个实验器材进行了调整，实验过程中小灯正常发光时滑片恰好在变阻器的中间区域。根据相关信息，通过计算说明小华对相关实验器材所进行的可能的调整。___________4．（2022·上海宝山·统考二模）现有电源四个（电压分别为3V、4V、6V、7.5V），电流表、电压表和开关各两个，待测小灯泡（标有“4.5V”字样）、待测电阻Rx和滑动变阻器（标有“50Ω、2A”字样）各一个，以及导线若干。小华、小红两位同学，其中一位同学完成“测电阻”实验，另一位同学同时要完成“测小灯泡电功率”实验。两位同学讨论后，各自选取实验器材，连接电路后进行实验（双方器材不共用）。两位同学分别将实验数据记录在表一、表二中。请根据实验的相关信息：表一：小华序号电压（V）电流（A）16.00.1224.50.2233.00.30 表二：小红序号电压（V）电流（A）1 0.582 0.383 0.30 （1）小华完成的是_____实验（选填“测电阻”或“测小灯泡电功率”），并画出小华的实验电路图（在答题纸的相应位置作图）；(      )（2）小华实验所用的电源电压为______伏；（3）请将小红实验数据填写完整；(      )（4）待测小灯的额定电功率P额=________瓦。5．（2022·上海·校联考模拟预测）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍）、待测小灯（所标字样只有“0.44安”清晰可见，但额定功率在1.0瓦~2.0瓦之间）、电压表（0-15伏量程损坏）、电流表、标有“5欧 3安”字样的滑动变阻器、电键以及导线若干。他为能判定小灯正常发光，经过思考，设计了实验电路，且在连接电路时将滑片置于变阻器的一端。他闭合电键时，观察到小灯发光较暗，接着移动滑片，使小灯正常发光，最后当滑片在变阻器中点附近时，观察到小灯发光较亮。他将上述三种状态时所测得的电压表与电流表的示数随意记录在草稿纸上，如图所示。（1） 请在下表中填入图所示的实验数据。________（2） 请根据相关信息计算出小灯的额定功率。_______6．（2022·上海·校联考模拟预测）小李和小王同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中使用的小灯规格相同，均标有“0.3A”字样，额定功率在1W~1.5W之间，电源由若干节新的干电池组成，其它器材均相同。小王连接电路，闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表示数变化范围为0.06A~0.2A、电压表示数变化范围为0~1.2V，小灯始终无法正常发光。小李正确连接电路，闭合开关S后，移动滑片，发现当变阻器的滑片恰好在中点上，小灯正常发光。（1）实验过程中，判定该小灯正常发光的方法是_______________。（2）滑动变阻器的最大阻值R滑＝_____________欧。（3）请根据相关信息，求小灯的额定电压U额。（本小题需写出计算过程）(      )（4）小灯的额定功率P额＝_____________瓦。7．（2022·上海·校联考模拟预测）现有器材：电源（电压为6伏保持不变）、电流表、电压表和开关各两个，滑动变阻器（标有“20欧  2安”和“10欧  1安”字样各一个）、待测小灯泡（标有“2.5伏”字样）和待测电阻Rx各一个，以及导线若干。小华做“用电流表、电压表测电阻”实验，小红同时做“测定小灯泡的电功率”实验，两位同学各用一个变阻器进行实验。正确串联好电路后，两位同学分别将电压表并联在电路中，闭合开关，移动变阻器滑片，小华记录下三组数据，小红在小灯泡发光偏暗、偏亮和正常发光情况下记录下三组数据，表一、表二是他们各自记录的数据。表一 表二实验序号电压表示数（V）电流表示数（A） 实验序号电压表示数（V）电流表示数（A）13.00.50 13.00.3223.50.40 23.50.3634.00.30 34.00.40 请根据相关实验信息回答问题：①判断小红记录数据的表格并说明理由；__________________②通过计算说明小红所用的变阻器规格；_____________③小华实验中测得的待测电阻Rx为________________欧（精确到0.1欧）；小红实验中小灯泡的额定功率P额为_____________瓦。8．（2022·上海·校联考模拟预测）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源两个（电压分别为4伏、6伏）、待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“10 2A”字样）、电键及导线若干。实验中，他连接电路后，移动滑片使变阻器连入电路的电阻最大，闭合电键时，发现小灯发光很亮，电压表、电流表的示数分别如图（a）、（b）所示：(1) 小华连接的电路中电压表并联在___两端（选填“小灯”、“滑动变阻器”），他选用电源的电压为______伏；(2) 小华仅更换了电源，闭合电键前使变阻器连入电路的电阻最大。闭合电键后，他移动滑片，发现电压表示数变小：(a)小华应移动滑片直至电压表示数为_____伏时，小灯正常发光；(b)若此时电流表的示数为0.3安，则小灯的额定功率为_____瓦，变阻器连入电路的阻值为______欧；(3)请你评价一下：此实验方法属于_____（选填“完全正确”、“正确但不科学”、“错误但合理”或“错误”）。
参考答案：1．     电压表的示数为2.2伏时，小灯泡正常发光     0.66     50欧 2安     10V     1.89W【详解】（1）[1]两个实验中，灯与变阻器串联，电流表串联在电路中测电路的电流。小华的实验中，若电流变大时，根据U=IR，灯的电压应变大，由串联电路电压的规律，变阻器的电压应变小。根据小华的实验数据可知，电压表并联在灯的两端。而小红的实验中，电流随电压的变大而变小，故可知电压表并联在滑动变阻器的两端。实验中所有灯的额定电流均为0.3A，根据小华的实验数据可知，当电流为0.32A时，此时灯的实际电压一定大于灯的额定电压，根据已知条件，故小华的实验中，所用灯的额定电压一定小于3V，即所用灯的规格为“2.2V  0.3A”，灯在额定电压下正常发光，故当电压表的示数为2.2伏时，小灯泡正常发光。（2）[2]小华所选小灯的额定功率为P华=U华I=2.2V×0.3A=0.66W（3）[3]小红的实验中，电压表测变阻器的电压，由第2次实验数据结合欧姆定律，变阻器连入电路的电阻为故滑动变阻器的规格为“50欧 2安”。[4]小红的实验中，若选用灯的规格为“3.8V  0.3A”，当电流为0.28A（小于0.3A）时，此时灯的实际电压一定小于灯的额定电压，根据已知条件和串联电路电压的规律，所用的电源电压一定小于U源1=3.8V+4.2V=8V当电流为0.32A（大于0.3A）时，此时灯的实际电压一定大于灯的额定电压，根据已知条件，故小华的实验中，所用的电源电压一定大于U源2=3.8V+2.5V=6.3V不符合所用电源电压为2伏的整数倍，故小红的实验中，不可能选用“3.8V  0.3A” 的灯，故只能选用“6.3V  0.3A”。小红的实验中，当电流为0.28A（小于0.3A）时，此时灯的实际电压一定小于灯的额定电压，根据已知条件，故小华的实验中，所用的电源电压一定小于U源3=6.3V+4.2V=10.5V当电流为0.32A（大于0.3A）时，此时灯的实际电压一定大于灯的额定电压，根据已知条件，故小华的实验中，所用的电源电压一定大于U源4=6.3V+2.5V=8.8V因所用电源电压为2伏的整数倍，故电源电压为10V。[4]小灯的额定功率为P额＝U额I额＝6.3V×0.3A＝1.89W2．          0.3A     0.66W【详解】①[1]因为P额˂ 0.7W由公式P=UI变形可知即U额˂ 2.3V由题意可知当移动变阻器滑片P至最大阻值处，闭合开关，观察到电压表示数为2.4伏，所以电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，据此可知小华实验时的电路图为           ②[2]灯泡要正常发光，那么灯泡两端的电压为灯泡的额定电压，通过灯泡的电流为额定电流，由题可知，灯泡的额定电流为0.3A,所以当观察到电流表示数为0.3A安时，小灯正常发光。③[3]因为P额˂ 0.7W由公式P=UI变形可知即U额˂ 2.3VU总=U1＋U2˂2.3V＋2.4V即U˂4.8V又因为电源电压为2伏的整数倍，所以U总=4V因为电源电压为4V，所以电压表量程为0～15V，分度值为0.1V，滑动变阻器阻值减小，电压表示数就减小，当灯泡正常发光时，电压表指针偏转了6小格，所以电压表示数就减小了0.6V，所以根据串联电路中电压的规律可知U额=U-U滑=4V-(2.4V-0.6V)=2.2V根据公式P=UI可知，小灯的额定功率为P额=U额I额=2.2 V×0.3 V=0.66W3．     观察到电流表示数为0.3A     2.5     见解析     见解析【详解】（1）[1][2]他选择其中一个小灯泡正确连接电路且规范操作，即灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯的电压，电流表测电路的电流，且滑动变阻器连入电路的电阻最大。闭合开关时，电压表、电流表的示数分别如图（a）、（b）所示。图（a）中，电压表选用0～3V量程，灯在额定电压下正常发光，因3.8V大于3V，故选用标有“2.5V 0.3A”的小灯泡；标有“2.5V 0.3A”灯泡的额定电压为2.5V，故观察到电压表示数为2.5V 时小灯正常发光。（2）[3]如图（a）所示，电压表选用0～3V量程，分度值为0.1V，此时灯泡两端电压为2.8V；由图（b），电流表使用0～0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.32A。因滑动变阻器连入电路应为其最大值。若选用“10欧 2安”的滑动变阻器，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压U源1=UL+U滑=UL+IR滑1=2.8V+0.32A×10Ω=6V电源电压是2V的整数倍，符合题意。若选用“20欧 2安”，则有U源2=UL+U滑=UL+IR滑2=2.8V+0.32A×20Ω=9.2V电源电压不是2V的整数倍，不符合题意。综上可知，此时所选用的电源电压为6V，滑动变阻器的规格为“10欧 2安”。（3）[4]①由（1）可知，变阻器的最大电阻连入电路中时，电压表示数仍大于2.5V，故可能是电源电压过大，或滑动变阻器的最大电阻过小。根据题意，移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时电流为0.3A，此时滑片恰好在变阻器的中间区域，若还使用的是“10欧 2安”的滑动变阻器，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压U源3=U额+U滑1=U额+I额×0.5R滑1=2.5V+0.3A×0.5×10Ω=4V电源电压是2V的整数倍，符合题意，即小华需要将电源从6V调整为4V。②若将滑动变阻器改为“20Ω2A”,根据串联电路电压的规律，变阻器的电压为UP= U源1-U额=6V-2.5V=3.5V此时变阻器连入电路的电阻为11.7Ω约为20Ω的二分之一，恰好在变阻器的中间区域，即小华需要将将滑动变阻器改为“20Ω 2A”。4．     测小灯泡电功率          7.5     6，4，3     1.35【详解】（1）[1][2]因电压表示数越大，通过的电流越小，故电压表并没有并联在灯的两端，而并联在变阻器的两端，根据串联电路电压的规律，与变阻器串联的电压分别为：1.5V、3V、4.5V，通过的电流分别为，0.12A、0.22A、0.30A，电压与电流之比分别为、、，电阻逐渐变大，故与变阻器串联的应该是灯泡，电路图如下图所示（2）[3]根据表一中的数据知，电压表最大电压为6V，由第一问的分析可知，电压表测得是滑动变阻器电压，根据串联电路电压的特点，电源电压应该大于滑动变阻器的电压，故说明电源的电压为7.5V。（3）[4]由于只有一个滑动变阻器，所以小红的实验中没有滑动变阻器，利用改变电源电压研究电流与电压的关系，根据电阻不变时，电流与电压成正比，考虑到误差因素，故表中数据为序号电压（V）电流（A）160.58240.38330.30 （4）[5]待测小灯泡标有“4.5V”字样，表明灯的额定电压为4.5V，由表一数据知，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为3.0V时，灯的电压为灯正常发光，其额定电流为0.30A，则待测小灯泡的额定功率为所以小灯泡额定功率为1.35W。5．     实验序号电压表的示数（伏）电流表的示数（安）小灯泡发光亮度12.00.4较暗21.50.44正常31.10.46较亮      1.1W或1.98W【详解】[1]小灯泡的额定功率在1W~2W之间，额定电流为0.44A根据P=UI，额定电压应该在2.27V~4.54V之间，所以电压表的示数为滑动变阻器两端的电压，根据串联电路分压特点，压大阻大，电压表示数越大，滑动变阻器阻值越大，电流越小，所以，数据中电压越大对应的电流越小，填表如图所示实验序号电压表的示数（伏）电流表的示数（安）小灯泡发光亮度12.00.4较暗21.50.44正常31.10.46较亮 [2]小灯泡的额定功率在1W~2W之间，额定电流为0.44A根据P=UI，额定电压应该在2.27V~4.54V之间，所以电压表的示数为滑动变阻器两端的电压，并可判断小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为1.5V当电源电压为4V时灯泡的额定功率为当电源电压为6V时灯泡的额定功率为6．     见解析     20     4.5V     1.35【详解】（1）[1]观察到电流表示数为额定电流0.3安时，小灯正常发光。（2）[2]无论怎么移动滑动变阻器，小灯泡均不能正常发光，说明小灯泡两端的电压无法达到额定电压，可能是电源电压太小；分析电压表示数可知，电压表示数最小值为0，说明此时电压表并联部分电阻为0，小灯泡电阻不为0，滑动变阻器移动滑片可以使滑动变阻器接入电路的电阻为0，说明电压表并联在滑动变阻器两端；滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，根据串联电路的分压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压最大，由电压表示数变化范围可知，此时滑动变阻器两端的电压为1.2V，电路中总电阻最大，电流中最小，由电流表示数变化范围可知，此时电流为0.06A，则滑动变阻器最大阻值R1==20Ω（3）[3]由，则3V<U额<5VU=U额+U滑3V+0.3A×10Ω<U<5V+0.3A×10Ω6V<U<8V电源由若干节新干电池组成，每节干电池电压1.5V，所以应该由5节干电池组成，所以U=7.5V，小灯泡正常发光时，它的额定电压U额=U-U滑=7.5V-0.3A×10Ω=4.5V（4）[4]小灯泡的额定功率P额=U额I额=4.5V×0.3A=1.35W7．     表一，理由见解析     20欧 2安，计算见解析     9.7     1【详解】①[1]表一是小红记录数据的表格。由表一电压越大电流越小，可知电压表并接在滑动变阻器两端；由表二电压越大电流越大，可知电压表并接在待测用电器两端，而表二中的电压值没有2.5伏，所以不可能测小灯泡额定功率；故表一测小灯泡电功率，是小红记录数据的表格。②[2]由表一序号3的数据计算滑动变阻器接入电路的阻值故小红所用的变阻器规格为“20欧  2安”③[3]由表二中第一组数据得由表二中第二组数据得由表二中第三组数据得小华实验中测得的待测电阻Rx的阻值[4]表一序号2实验中，小灯泡两端的电压为U12=6V-3.5V=2.5V=U额故小红实验中小灯泡的额定功率P额为8．     滑动变阻器     6伏     1.5伏     0.75瓦     5欧     正确但不科学【详解】(1)[1][2]伏安法测量小灯泡的电功率，电压表应并联在小灯两端，但小华闭合电键后，由图示知电压表的指针已偏过最大刻度，而电流表示数正常，说明变阻器连接正确，据串联电路的分压特点知，电压表并联在变阻器两端。小灯发光很亮，说明接入电路的电压过大，所以所选的电源的电压为6V。(2)[3]小灯泡的额定电压为2.5V，而电源电压为4V，那么变阻器两端的电压为4V-2.5V=1.5V即电压表示数为1.5V。[4]小灯泡的额定功率[5]变阻器连入电路的电阻(3)[6]此实验方法属于正确，但不科学，因为将电压表并联在变阻器两端会造成实验误差偏大。