重庆2013-2022十年中考物理分类汇编实验题专题9 测量小灯泡的功率

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考点9   测量小灯泡的电功率 1.（重庆2013中考b卷17）小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω 1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线。如图甲是小亮同学没有连接完整的电路：  （1）本实验的实验原理是 ___  P＝UI   __。（2）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。（3）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是 ___小灯泡开路 __ （写出一种即可）。（4）小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视 __B___ （选填序号）。A．小灯泡亮度    B．电压表示数    C．电流表示数     D．滑动变阻器滑片（5）小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率是，应将滑片P向 ___B__ 端移动（选填“A”或“B” ）。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ___0.5 __ W，此时小灯泡的电阻是 ___12.5__ Ω，该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有 ___改变小灯泡两端的电压__ 的作用。（6）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为如图丙所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于 ___ 25  __Ω。【答案】P＝UI          小灯泡开路     B     B     0.5     12.5     改变小灯泡两端的电压     25【详解】（1）[1]测小灯泡电功率的实验原理是P＝UI。(2)[2]额定电压为2.5V的小灯泡，灯泡的额定功率小于1W，根据P=UI可知，灯的额定电流小于因此电流表选用小量程与灯串联，如下图所示（3）[3]电流表没有示数说明有断路的地方，电压表有示数说明电压表和电源连接良好．因此断路出现在与电压表并联的小灯泡处。（4）[4]闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，眼睛应注视电压表的示数。使灯泡两端电压等于灯泡额定电压为止。故选B。（5）[5][6]电压低于额定电压，说明滑动变阻器接入电路的阻值太大，分压太多，应把滑动变阻器的滑片向阻值小的方向调，即滑片向B端移动。当小灯泡正常发光时，电流表读数为0.2A，额定电压2.5V，所以小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W[7]此时小灯泡的电阻是 ：[8]滑动变阻器可以保护小灯泡电压不超过额定电压还可以通过改变自己大小来改变小灯泡的电压。（6）[9]探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；由于电源电压等于6V，故图丙中电压表选用的是小量程，分度值为0.1V，示数为2V，实验中使用的滑动变阻器的最大阻值为50Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=U-UV=6V-2V=4V；电压表示数为变阻器分得电压的倍，根据分压原理，当滑动变阻器接入电路的阻值为最大50Ω时，定值电阻的阻值为：R=0.5×50Ω=25Ω；即为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于25Ω。 2．（重庆2014中考b卷16）某校两个实验小组在测定小灯泡电功率的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5V，实验桌上提供有如下器材，电源（电压6V且恒定不变），电流表、电压表、开关、滑动变阻器（50 1A）各一只，导线若干。（1）晓松同学所在实验小组利用如图所示的电路进行实验。 ①用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整；②连接电路时，开关应该___断开 ___；③闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是______              小灯泡短路                                          ；④排除故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为__1.1__V，要使小灯泡正常发光，滑片P应向___A___（选填“A”或“B”）端移动；⑤多次改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值。并绘制出如图丙所示的图象，由图象可知，小灯泡的额定功率是___0.5___W.（2）晓丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏（其他器材和规格不变），老师提供了另一只滑动变阻 器（10Ω 1A），小组同学讨论后发现，若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定功率， 至少还要在原电路中    串    联（选填“串”或“”并）一个    7.5Ω    Ω 的电阻． 【答案】     断开     小灯泡短路    1.1    A    0.5   串   7.5Ω【详解】（1）[1]由实物图可知，小灯泡未连入电路，根据测定小灯泡电功率的实验可知，电压表要与小灯泡并联，如图所示：（2）[2]为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。（3）[3]电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数示数说明电压表被短路，即小灯泡短路。（4）[4]由图乙可知电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，所以电压表示数为1.1V。[5]为测灯泡的额定功率应使小灯泡两端电压为额定电压，即要增大小灯泡两端电压，减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，所以，应使滑动变阻器的滑片向A移动。（5）[6]由图丙可知，小灯泡两端电压为2.5V，灯泡中的电流I=0.2A，小灯泡的额定功率为(2)    接入电阻Rx后，由题意知Rx、Rp=10Ω与小灯泡串联，电源电压U=6V,灯泡正常发光时通过的电流I=0.2A,电阻RL=2.5V/0.2A=12.5Ω,则电路中的总电阻R=U/I=6V/0.2A=30Ω,Rx=R-RL-RP=30Ω-12.5Ω-10Ω=7.5Ω 3．（重庆2015中考b卷16）如图是某兴趣小组测量小灯泡电功率的部分实验电路，电源电压恒为3V，小灯泡额定电压是2.5V，其灯丝电阻为10Ω左右，滑动变阻器标有20Ω 1A字样，电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）各有两个量程.  （1）在图中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路，要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮；    （2）连接电路的过程中，开关应____断开____，滑动变阻器的滑片P应滑到____B____端（选填A或B）；检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，分析故障的原因是____小灯泡断路__.    （3）排除故障后继续实验，测量数据如表所示分析表中实验数据可知：小灯泡的额定功率为____0.65____W；在第1、2两次实验中，灯泡不亮的原因是____小灯泡的实际功率过小____（答出一个原因即可）.（4）兴趣小组的同学想接着探究电流与电压的关系，于是将图中的小灯泡换成定值电阻，移动滑动变阻器 的滑片 P，多次改变定值电阻两端的电压，并记录通过定值电阻对应的电流，多次测量的目的是为了         寻找普遍规律             ， 本实验用到的探究方法与下列哪个实验的探究方法相同      B      ． A．通过灯泡发光认识电流的存在      B．探究摩擦力的大小与哪些因素有关． 【答案】     断开        B     小灯泡断路     0.65     小灯泡的实际功率过小  寻找普遍规律    B【详解】(1) 测量电功率的电路要求，有电流表测电流，串联在电路中，有电压表测电压，与被测电阻并联，同时有滑动变阻器调节电路和保护电路，根据题中数据，都取小量程即可，再根据：滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮，所以从滑动变阻器的A接线信到小灯泡的右端连接即可．如图：(3)      根据实验要求，保护电路的原则，连接电路时，开关应该是断开的，滑动变阻器的滑片置于阻值最大端，根据图中滑动变阻器的连接，滑片应位于B端；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，而电路连接正确无误，所以原因可能是小灯泡断路，或接触不良．(3)小灯泡额定电压2.5V，由表中数据可知，额定电流为0.26A，额定功率为：，第1、2两次实验中，灯泡两端的电压只有0.4V、0.5V，电流只有0.14A、0.16A，计算两次的电功率为：，，可知两次的电功率都非常小，不足以使小灯泡发光．（4）探究电流与电压的关系时多次测量的目的是为了寻找普遍规律，排除偶然性；在这个实验中，用到了控制变量法，探究滑动摩擦力与哪些因素有关的实验中也用到了这个方法。 4．（重庆2016中考a卷17）同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中，所用电源电压为6 V，灯泡的额定电压U0=3.8V，额定功率在1~1.5 W的范围内．（1）按图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整．（2）小杜同学在实验过程中，将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动，小灯泡的实际功率将___变大____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；同时观察到小灯泡的亮度将变_____亮____（选填“亮”或“暗”）．（3）另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示，此时电流表的示数是__0.2_A，电压表的示数是___10___V；经分析造成这种现象的原因是_____电压表选错量程______．（4）小张同学重新调整电路连接后，继续探究小灯泡在额定功率时的亮度，但发现无法准确读出额定电压，他用（3）小问中所测数据先算出灯泡的电阻RL，再根据P0=计算灯泡的额定功率．按此方法算出灯的额定功率比真实值偏____大____（选填“大”或“小”），原因是__灯丝电阻随温度升高会增大___．【答案】     变大     亮     0.2     10     电压表选错量程     大     灯丝电阻随温度升高会增大【详解】（1）根据电路图，电压表并联在小灯泡两端，开关连接滑动变阻器上接线柱，答案如图．（2）滑片P向B端移动，电阻变小，电流变大，小灯泡实际功率变大，小灯泡的亮度将变亮．（3）电流表所用量程为0~0.6A，电流表示数为0.2A，因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表所用量程为0~15V，此时电压表的读数为10V，大于电源电压，造成这一现象的原因是电压表选错量程．（4）因为灯丝电阻随温度升高会增大，在（3）中测得的电阻比小灯泡正常发光电阻小，所以按此方法算出灯的额定功率比真实值偏大． 5．（重庆2019中考a卷17）在测小灯泡电功率实验中，小杨同学选用的器材有：额定电压为2.5 V的灯泡、电流表、电压表开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等．（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将答图乙中的实物电路连接完整（要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉）；（2）连接电路时，开关S必须__断开__；滑动变阻器的滑片 P应调到最__大__阻值处；（3）正确连接电路后，闭合开关S，发现电压表无示数，电流表有示数，原因是灯泡___短路___（其它部分均完好）；（4）故障排除后，滑片移至某处，电压表表盘如图丙所示，其读数为U=__ 0.7  _V，再读出电流表的示数I，由此算出此时灯泡电功率P=___UI___（用字母表示）；（5）小杨同学继续移动滑片P ，将两电表对应的示数记录到下表中实验序号12345电压表示数/VU11.01.52.02.5电流表示数/AI10.140.180.200.24则灯泡的额定功率为___0.6__W， 他分析表中数据，发现灯泡的电阻也在变化，主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而____增大____【答案】见解析     断开     大     短路     0.7     UI     0.6     增大【详解】（1）根据“一上一下”的原则，将滑动变阻器应串联接入电路中，又因为向右移动滑片P时电流变小，即滑动变阻器接入的阻值应变大，由图乙知道，应将其左下接线柱接入电路，如图所示：  （2）为了保护电路，连接电路时，开关S必须断开，并将滑动变阻器的滑片P应调到最大阻值处；（3）正确连接电路后，闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，而电压表没有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，其它部分均完好，所以出现故障的应是小灯泡短路；（4）由图丙知道，电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，所以示数是：U1 =0.7V，此时电流表的示数I1 ，所以，此时灯泡电功率是：P1 =U1I1 =0.7V×I1；（5）灯泡电压等于2.5V时正常发光，由表格知道，此时通过灯泡的电流为0.24A，所以灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；由表中数据知道，灯泡两端电压越大时，通过它的电流也越大，其实际功率越大，温度越高，但电压变化比电流变化大，所以灯泡电阻增大． 6．（重庆2021中考a卷17）小兵同学通过实验测量灯泡L1、L2的额定功率，L1、L2分别标有“2.5V”和“3.8V”字样，电源电压恒为6V，电压表只有0～3V量程可以用。（1）如图甲所示，是小兵设计的测L1额定功率的实验电路图，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求滑片向A端移动灯泡变亮）。（2）连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片P移到_____B______（选填“A”或“B”）端，然后闭合开关S，小兵发现L1不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是L1____短路____（选填“断路”或“短路”）。（3）排除故障后，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电压表示数为1V，电流表示数如图丙所示，读数为____0.2___A，滑动变阻器的最大阻值为___25___Ω；调节滑片P得到表一中的数据，L1的额定功率为___0.75___W。（4）小兵在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率，按实验规范操作，刚闭合开关S时，电压表示数为1.5V，接着小兵发现该电路无法完成测量，于是设计了一个新方案：把电压表改接到滑动变阻器两端，只需调节滑片P使电压表示数为____2.2____V，L2就会正常发光。（5）小兵根据新方案连好电路，按实验规范操作，刚闭合开关S时，发现电压表示数超过了量程，立即断开开关思考解决办法，请你对此说出一种合理的解决办法：____移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值略小于其最大阻值的_______。【答案】       B     短路     0.2     25     0.75     2.2     移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值略小于其最大阻值的【详解】（1）[1]要求滑片向A端移动灯泡变亮，说明电路中的电流变大，变阻器连入电路的阻值变小，将变阻器的A接线柱连入电路中，如图所示：    （2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑片P应移到最大值B端。[3]闭合开关S，小兵发现L1不发光，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，可能L1短路。（3）[4]由图丙，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.2A。[5]滑动变阻器的最大阻值[6]由表中数据可知，灯泡的额定电压是2.5V，通过它的电流是0.3A，所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（4）[7]在原电路中用L2替换L1开始测量L2的额定功率，电压表只有0～3V量程可以用，L2的额定电压是3.8V，超过电压表的量程，把电压表改接到滑动变阻器两端，调节滑片P使电压表示数为6V-3.8V=2.2VL2就会正常发光。（5）[8]由（4）可知，滑动变阻器最大阻值与灯泡电阻的关系为用新方案实验时，按实验规范操作，刚闭合开关S时，发现电压表示数超过了量程，是因为滑动变阻器处于最大阻值，分压为若使电压表不超过量程，则滑动变阻的阻值应与灯泡阻值相等，故可以采用的方法为移动滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值略小于其最大阻值的。 7．（重庆2021中考b卷17）小杨同学找到一盏标有“2.5V”字样的小灯泡，其额定电功率已模糊不清。她选用图所示器材测量额定电功率，电源电压恒为9V。（1）图甲所示的实验电路有2段导线未连接，请你用笔画线代替导线将电路补画完整；（要求：连线不交叉，滑片P向A端移动时灯泡发光变亮）；（2）小杨连接电路并检查后，将滑动变阻器的电阻调到最大，再闭合_开关__，缓慢移动滑片P，发现电流表示数有明显变化但电压表无示数，此故障的原因可能是灯泡____短路___（选填“断路”或“短路”）；（3）排除故障后，眼睛注视着电压表和灯泡，移动滑片P逐次改变小灯泡两端的电压，并将测得的数据记录在表一中，当电压表的示数为1.5V时应向____A___（选填“A”或“B”）端移动滑片P；当电压表的示数为2.5V时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电功率为____0.7___W；细心的小杨通过分析数据还发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是：___灯丝电阻随温度的变化而变化____；表一数据序号12345电压U/V0.51.01.52.02.5电流I/A0.160.200.220.25 （4）同组的小会同学在此基础上继续探究电流跟电阻的关系，她又增加了五个阻值分别为5、10、15、20、25的定值电阻，其余器材不变。用定值电阻分别更换图甲中的小灯泡，通过实验得到如图丙所示的电流随定值电阻变化的图像，则实验中所用滑动变阻器的最大阻值至少是___ C____。（选填下列选项前的字母）A．20　　B．50　　C．100　　D．200【答案】    开关   短路   A   0.7   灯丝电阻随温度的变化而变化     C【详解】（1）[1]电压表并联在灯的两端，滑动变阻器串联在电路中，滑片P向A端移动时灯泡发光变亮，即向A端移动时阻值减小，所以应连右下接线柱。如图所示；       （2）[2]连接电路并检查后，接下来应将滑动变阻器的电阻调到最大，再闭合开关；[3]若灯泡断路，电压表串联在电路中，则电压表有示数，电流表无示数；若灯泡短路，则电压表无示数，电流表示数有明显变化，故此故障的原因可能是灯泡短路；（3）[4]由表一可知，灯泡两端电压逐渐增大，当电压表的示数为1.5V时，根据串联电路的分压原理，应向A端移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，以增大灯泡两端电压；[5]由图乙可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，灯泡正常发光时，电流表示数是0.28A，灯泡功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W[6]由于灯丝电阻随温度的变化而变化，因此通过小灯泡的电流值与电压值不成正比；（4）[7]由图丙知，电阻两端的电压始终保持UV=IR=0.1A×25Ω=-----=0.5A×5Ω=2.5V根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压U滑=U-UV=9V-2.5V=6.5V变阻器分得的电压与电压表示数之比=根据分压原理，定值电阻为25Ω时，滑动变阻器连入电路的阻值为R滑=×25Ω=65Ω即所选用滑动变阻器的最大阻值至少是65Ω，故选C。