教科版九年级上册第六章 电功率4 灯泡的电功率同步达标检测题
展开初中物理教科版九年级上册第六章4灯泡的电功率练习题
一、单选题
如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动过程中(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是( )
A. 电压表和电流表示数的比值变大B. 电压表和电流表示数都变小
C. 电压表示数变大,灯变暗D. 电流表示数变大,灯变亮
将标有“12V,3W”的甲灯和“6V,3W”的乙灯,串联接在15V的电源上,那么能正常发光的是( )
A. 甲灯B. 乙灯
C. 两灯都能正常发光D. 两灯都不正常发光
根据图中所示的两盏白炽灯的铭牌,可以知道( )
A. 甲灯一定比乙灯亮
B. 正常发光时,甲灯的电阻大于乙灯的电阻
C. 正常发光时,甲灯消耗的电能是乙灯的消耗电能的4倍
D. 正常发光时,甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍
甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 两灯均正常发光时,乙灯消耗的电能较多
B. 两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C. 两灯串联在220伏的电路中,甲灯比乙灯亮
D. 将乙灯接入110伏电路中,它的实际功率为50瓦
下面几种电器中正常工作时的电流最大的是( )
A. 家用电慰斗B. 普通日光灯
C. 电子手表D. 液晶显示电子计算器
将标有“220V 100W”的甲灯和“220V 200W”的乙灯串联在家庭电路中,则两个灯泡的亮度( )
A. 甲灯较亮
B. 乙灯较亮
C. 两灯一样亮
D. 由于不知道灯泡两端电压,所以无法判断
用两个电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”,下列说法不正确的是( )
A. 小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来判断
B. 将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同
C. 选用的两只小灯泡规格必须相同
D. 将其中一个电流表移接到干路上也可以完成实验
如图所示是探究“并联电路电流关系”的电路图,电源电压保持不变.闭合开关,两灯泡都发光.过一会儿,由于灯泡L2的质量问题,灯丝被烧断了.假设L1灯丝电阻不变,则下列说法正确的是( )
A. 电流表A示数变大B. 滑动变阻器两端电压变大
C. 灯泡L1亮度不变D. 电流表A1示数变大
标有“6V 3W”的小灯泡,若把它与一只阻值12Ω的定值电阻并联在电压为6V的电路中,则整个电路消耗的功率为( )
A. 3WB. 3.3WC. 6WD. 5W
下图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A. L1的电阻比L2大
B. L1两端的电压比L2大
C. 若L1灯丝烧断,L2两端电压不变
D. 若L2灯丝烧断,通过L1的电流变大
二、填空题
将标有“6V 3W”、“3V 1.5W”的甲、乙两个灯泡,串联接在9V的电源上,它们的实际功率分别是______W和______W。
如图所示,电源电压4V,两个小灯泡L1(2.5V,0.5W)和L2(3.8V,1.5W)串联接入电路。闭合开关,L1与L2的______(选填“电流”或“电压”)相等,______(选填“L1”或“L2”)较亮。
某家用白炽灯上标有“220V 40W”字样,其中额定功率40W表示的物理意义是______;在生活中,人们还常用千瓦⋅时(kW⋅h)作为______的单位,千瓦⋅时也称为“度”,1度电可供“220V 40W”的白炽灯正常工作______h。
如图所示,当滑动变阻器的B、C两端接入电路时,滑片P向B端移动,灯L将_____(填“变亮”“变暗”或“不变”);当A、C两端接入电路时,要使小灯泡变亮,滑片P应向_____(选填“A”或“B”)端移动。
用灯泡、导线、开关和钨丝组成串联电路如图,闭合开关,小灯泡发光。再用酒精灯对钨丝进行加热,会发现灯泡亮度变______,由此你可以得出结论是______。
三、作图题
小勇在测量额定电压是2.5V小灯泡电功率的实验中,电源电压恒为6V、滑动变阻器的规格为“50Ω1A”。
(1)为完成实验,请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路图连接完整;
(2)按图连接实物电路图时,开关S应该______;
(3)闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数。若电路中只有一处故障,
这个故障可能是______;
(4)正确连接电路后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2V时,电流表示数如图乙所示,此时,小灯泡的实际功率为______W;
(5)若要测量小灯泡的额定功率,应再将滑动变阻器的滑片向______(左/右)移动,直至电压表示数为______V为止;
(6)移动滑动变阻器的滑片,记下多组电流表示数及对应的电压表示数,并画出图丙所示的I-U图象,从图象可以计算出小灯泡的额定功率为______W;
(7)某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,他更换的定值电阻R的阻值范围是______Ω。
四、实验探究题
小明做“测定小灯泡电功率”的实验时,连接的实物电路如图甲所示,电源电压为3V,小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线替代导线,将实物电路连接完整
(2)碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,则连接电路时存在的不规范或不妥当是:
①______;②______。
(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,小灯泡的额定功率为______W。
(4)小明受此实验启发,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的电流电压图象如图丙所示,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.小明进一步发现,在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮,请对此现象作出解释______。
小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路开始探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图1所示的电路图,将图2所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接好电路后,闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的_______.(选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图2所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片P向_______(选填“A或“B端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
(4)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。结合表中数 据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越_____。
(5)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变_______表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
(6)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。这种说法错误的原因是小雷忽略了__________.对小灯电阻的影响。
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。你认为这种说法___________(选填“正确”或“错误”)。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:当滑片右移时,滑动变阻器接入电路的阻值变大、总电阻变大,由欧姆定律得,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
灯泡的阻值不变,电路中的电流变小,由U=IR可得,灯泡两端的电压变小,即电压表示数也变小;由于灯丝电阻不变,所以.电压表和电流表示数的比值不变,
由P=UI可得,灯泡的实际电功率变小,灯变暗。
故选:B。
分析电路图:灯泡与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表并联在灯两端;当滑片向右移时,分析滑动变阻器接入电路中的阻值的变化,结合欧姆定律确定电流表示数的变化情况以及灯泡两端电压和电压表示数的变化情况,并根据P=UI分析灯泡的电功率变化情况,而灯泡的实际电功率决定了灯泡的明暗程度,据此判断。
本题关键有二:一是根据欧姆定律和滑动变阻器的变阻原理分析电压和电流的变化,二是知道灯泡的明暗程度决定于灯泡的实际电功率。
2.【答案】A
【解析】解:∵P=UI,
∴灯泡额定电流:
I甲=P甲U甲=3W12V=0.25A,
I乙=P乙U乙=3W6V=0.5A,
串联电路电流处处相等,
两灯泡串联时,为保护电路,电路电流不超过I甲=0.25A,
因为P=U2R,
所以两只灯泡的电阻分别为R甲=U甲2P甲=(12V)23W=48Ω,
R乙=U乙2P乙=(6V)23W=12Ω;
当电源电压为U=15V时,
电路电流为I=UR=15V48Ω+12Ω=0.25A,
因为I=I甲,所以甲灯泡正常发光.
故选A.
故选A.
由灯泡铭牌可以知道两个灯泡的额定电压和额定功率,由电功率的变形公式可以求出两个灯泡的额定电流;
两个灯泡串联在电路中,额定电流小的灯可以正常发光.
为了保护灯泡,两个灯泡并联时,使额定电压小的正常工作;两个灯泡串联时,使额定电流小的正常工作.这是本类题的思路,一定要熟练掌握.
3.【答案】D
【解析】解:A.灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,而两灯泡工作时间的实际功率不知,甲灯不一定比乙灯亮,故A不正确;
B.两灯泡正常发光时的电压均为220V,由P=U2R可知,甲灯泡的电功率大,电阻较小,故B不正确;
C.由W=Pt可知,两灯泡正常发光时消耗的电能不仅与电功率有关,还与通电时间有关,故C不正确;
D.灯泡正常发光时,P甲=100W,P乙=25W,则甲灯的电功率是乙灯电功率的4倍,故D正确。
故选:D。
(1)灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,与额定功率的大小无关;
(2)两灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据P=U2R比较两灯泡的电阻关系;
(3)根据W=Pt可知,灯泡消耗的电能与电功率和通电时间有关;
(4)灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。
本题考查了学生对用电器铭牌参数含义和电功率公式、电功公式的理解与掌握,要注意各用电器只有在额定电压下才能够正常工作。
4.【答案】C
【解析】解:A、两灯均正常发光时,乙的电功率大,因为不知道发光时间是否相同,所以不能比较两灯消耗的电能的多少,故A错误;
B、两灯均正常发光时,额定电压相同都等于220V,
由于灯丝电阻R=U额2P额,甲灯额定功率小于乙灯的额定功率,
所以甲灯的电阻大于乙灯的电阻,故B错误;
C、由R=U额2P额知道甲灯的电阻大于乙灯的电阻,当两灯串联时,通过的电流相等,
由P=I2R可知,甲灯的实际功率比乙灯的大,
则当两灯串联接在220V电路中,甲灯比乙灯亮,故C正确;
D、将乙灯接在110V的电路中,
R乙=U额2P额=(220V)2100W=484Ω;
P乙=U实2R乙=(110V)2484Ω=25W,故D错误。
故选:C。
由灯的铭牌知道灯的额定电压和额定功率,可以求出:①灯丝的电阻,②正常发光一段时间消耗的电能,③在实际电压下的实际功率。
本题考查了电功(消耗电能)的计算、电功率的计算、两灯串联时消耗电能的比较,灵活选用公式是本题的关键。
5.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了日常生活中常见的电流值大小。
根据电功率公式计算z判断用电器正常工作时的电流,判断各选项是否正确。
【解答】
A.电熨斗功率约为1000W,电流约I=PU=1000W220V≈4.55A,故A符合实际;
B.普通日光灯电流约为0.2A,故B不符合实际;
C.电子手表中电流约为1.5~2μA,故C不符合实际;
D.电子计算器采用的干电池供电,电压小,功率小,电流也小,电流大约是100μA,故D不符合实际。
故选A。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了串联电路的电流特点和电功率公式的灵活运用,关键是灯泡铭牌参数含义的理解与掌握。
(1)由铭牌可知两灯泡的额定电压相等,根据R=U2P比较两灯泡的电阻关系;
(2)根据串联电路的电流特点和P=I2R比较两灯泡的实际功率,再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断灯泡的亮暗。
【解答】
由铭牌可知,两灯泡的额定电压相等,甲灯泡的额定功率小于乙灯泡的额定功率,根据R=U2P可知,甲灯泡的电阻比乙灯泡的电阻大;
当两灯泡串联时,通过两灯泡的电流相等,根据P=I2R可知,甲灯泡的实际功率比乙灯泡的实际功率大,故甲灯泡较亮。
故BCD不正确,A正确。
7.【答案】C
【解析】解:
A、灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的,灯泡越亮,实际功率越大,所以小灯泡电功率的大小可以通过灯泡的亮度来判断,故A正确,不符合题意。
B、由图可知,两灯泡的连接方式是并联。在并联电路中,各支路两端的电压都相等。故B正确,不符合题意。
C、实验目的是研究电功率与电流的关系。所以在电路中的两个灯泡的规格即功率要有所不同,故C错误,符合题意。
D、在并联电路中干路电路与支路电流的关系是干路电流等于各支路电流之和;将其中一只电流表移接到干路上也可以求出两个支路的电流,可以完成实验,故D正确,不符合题意。
故选:C。
(1)灯泡亮度由灯泡的实际功率决定,灯泡越亮,灯泡实际功率越大。
(2)分析电路图,灯泡的连接方式是并联,两灯泡所在支路两端的电压相等。
(3)每个支路都有电流表,根据公式P=UI、I=UR,我们判断电流和电功率的关系就要用到电阻这个物理量,所以实验要选取规格不同的灯泡。
(4)根据并联电路电流的规律进行分析。
本题考查了并联电路的规律,灯泡亮度与电功率的关系,是一道综合性题目;电功率与电压、电流三个之间的关系是一个难点,实验能帮助我们很好的理解这一关系。
8.【答案】D
【解析】解:∵两灯泡并联在电路中,又与滑动变阻器串联;
∴根据并联电路的总电阻小于各分电阻,灯泡L2的灯丝被烧断后该部分电阻相当于变大;
∴灯泡L1和滑动变阻器串联于电路中,电路总电阻变大。
又∵电源电压不变;
∴根据欧姆定律I=UR可得:通过干路的电流变小,即A的示数变小,故A错误。
根据串联分压,当L2烧断后,该部分电阻变大,分得的电压变大;则滑动变阻器分得的电压将会变小,故B错误。
由于灯L1的电阻不变,而其两端分得的电压变大,因此通过灯L1的电流增大,电流表A1的示数变大,故D正确;
由P=I2R知:当电阻不变时,通过灯L1的电流变大,其实际功率会变大,即灯L1变亮,故C错误。
故选:D。
根据电路图分析电路的连接方式可知这是一个并联电路,根据并联电路电阻规律可知灯泡L2的灯丝被烧断后电路电阻的变化,根据欧姆定律可判断滑动变阻器和灯泡L1功率的变化。
本题考查学生对电路连接方式的掌握并结合欧姆定律和电功率公式能对实际问题做出正确的判断;本题的关键是分析出灯泡L2的灯丝被烧断了,导致的电阻发生怎样的变化。
9.【答案】C
【解析】解:由题意可知,灯泡与定值电阻并联,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,
所以,灯泡的电功率PL=3W,
定值电阻消耗的电功率:
PR=U2R=(6V)212Ω=3W,
因电路中消耗的总功率等于各用电器功率之和,
所以,整个电路消耗的功率:
P=PL+PR=3W+3W=6W。
故选:C。
灯泡与定值电阻并联时它们两端的电压相等,灯泡两端的电压和额定电压相等时实际功率等于额定功率,根据P=UI=U2R求出定值电阻的电功率,两者之和即为整个电路消耗的功率。
本题考查了并联电路的特点和电功率公式的应用,要注意灯泡两端的电压和额定电压相等时其实际功率等于额定功率。
10.【答案】C
【解析】解:(1)由图可知,两只灯泡并联,两灯泡电压相等;故B错误;
(2)由P实=UI可知,U1=U2,P实1>P实2,所以I1>I2,即通过L1的电流大,由I=UR可得R=UI,则
L1的电阻比L2的小,故A错误。
因为两灯泡并联,由并联电路电压关系可知两灯泡两端电压相等,若L1灯丝烧断,L2两端电压不变,通过L1电流不变,故C正确,D错误。
故选:C。
本题关键要弄清题目中的隐含条件:由两只灯泡并联可知两灯泡电压相等;由灯泡L1比L2亮可知L1的实际功率大于L2的实际功率。在此基础上根据电功率与电流电压关系即可得出结论。
本题考查电功率与电流和电压的关系,主要是考查电功率公式的应用,要知道并联电路电压的规律,还要知道灯泡亮度值取决于灯泡的实际功率。
11.【答案】3 1.5
【解析】解:
(1)由P=U2R可得,两灯泡的电阻分别为:
R1=U12P1=(6V)23W=12Ω,R2=U22P2=(3V2)1.5W=6Ω;
(2)两灯泡串联在9V的电源上,电路中的电流:
I=UR1+R2=9V12Ω+6Ω=0.5A;
(3)两灯泡的实际功率分别为:
P1实=I2R1=(0.5A)2×12Ω=3W,
P2实=I2R2=(0.5A)2×6Ω=1.5W。
故答案为:3;1.5。
根据两灯泡的额定电压与额定功率,由电功率的变形公式R=U2P分别求出两灯泡的电阻,然后由串联电路的特点及欧姆定律求出两灯泡串联时的电流;最后由电功率公式P=I2R分别求出两灯泡的实际功率。
本题考查了电功率公式及其变形公式的应用、串联电路的特点和欧姆定律,难度适中。
12.【答案】电流 L1
【解析】解:
根据电路图可知,两灯串联,而串联电路中电流处处相等,所以通过两灯泡的电流相等;
由P=U2R可知,L1的阻值:R1=U12P1=(2.5V)20.5W=12.5Ω;
L2的阻值:R2=U22P2=(3.8V)21.5W≈9.6Ω;
因通过两灯泡的电流相等,且L1的阻值较大,则由P=I2R可知,灯泡L1的实际功率大于灯泡L2的实际功率,因此灯泡L1较亮。
故答案为:电流;L1。
根据电路图可知,两灯串联,串联电路中电流处处相等;先根据P=U2R的应用求出两灯泡的阻值,然后根据P=I2R可知两灯泡实际功率的大小,灯泡的实际功率决定了灯泡的亮暗程度。
本题考查了串联电路的特点以及电功率公式的应用,关键是知道灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
13.【答案】白炽灯正常工作时,电流1秒做功40J 电能 25
【解析】解:白炽灯上标有“220V 40W”字样,其中额定功率40W表示的物理意义是指白炽灯正常工作时,电流1秒做功40J;
在生活中,人们还常用千瓦⋅时(kW⋅h)作为电能的单位,
1kW⋅h=1度,
由P=Wt可得,1度电可供“220V40W”的白炽灯正常发光时间t=WP=1kW⋅h0.04kW=25h。
故答案为:白炽灯正常工作时,电流1秒做功40J;电能;25。
(1)功率是指单位时间内完成的功
(2)千瓦⋅时是电能的单位,已知灯泡额定功率和消耗的电能,利用公式t=WP得到正常发光时间。
此题考查的是电功率的基础知识,包括用电器的额定电压和额定功率及电功率变形公式的应用,难度不大,解答时注意单位换算。
14.【答案】变亮 A
【解析】解:由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联。
(1)当滑动变阻器的B、C两端接入电路时,滑片P向B端移动,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由I=UR可知,电路中的电流变大,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=I2R可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮;
(2)当A、C两端接入电路时,
由P=I2R可知,要使小灯泡变亮,应增大电路中的电流,
由R=UI可知,应减小电路中的电阻,则应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,
结合图示可知,此时滑片P应向A端移动。
故答案为:变亮;A。
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,根据滑片的移动可知连入电路的电阻丝的长度变化,进一步可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,根据P=I2R可知灯泡实际功率的变化,进一步可知灯泡亮暗的变化;同理可知灯泡变亮时滑片移动的方向。
本题考查了电路的动态分析,涉及到滑动变阻器和欧姆定律、电功率公式的应用,要注意灯泡的亮暗取决于实际功率的大小。
15.【答案】暗 钨丝温度升高电阻变大
【解析】解:电阻与导体的温度有关,对于大多数金属导体而言,电阻随温度的升高而增大。所以当用酒精灯对钨丝进行加热时,钨丝的温度就会升高,电阻就会增大,此时电路中的电流就会减小,灯泡的亮度就会变暗。
故答案为暗,钨丝温度升高电阻变大。
解答本题的关键是要知道电阻与温度之间的关系:导体的电阻与温度有关,纯金属的电阻随温度的升高而增大。
本题考查了电阻与温度的关系:金属导体的电阻随温度升高而增大,随温度降低而减小(如超导体现象),非金属导体和绝缘体的电阻随温度升高而减小(如玻璃加热到红炽状态时也会变为导体)。
16.【答案】断开 灯泡短路 0.44 左 2.5 0.625 R≤25
【解析】解:
(1)由题知,灯泡的额定电压2.5V,所以实验中电压表应选择0-3V量程与灯泡并联,实物图如下图所示是:
;
(2)为了保护电路,在连接实物电路图时,开关S应该断开;
(3)闭合开关后,灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路没有断路,电压表无示数,且电路中只有一处故障,由此可知故障是灯泡被短路造成的;
(4)由图乙所示电流表可知,电流表量程是0~0.6A,分度值是0.02A,所以电压表示数为2V时,通过灯泡的电流0.22A,
灯泡实际功率:P=UI=2V×0.22A=0.44W;
(5)要测定灯泡的额定功率,应使灯泡两端的电压等于其额定电压,此时应减小滑动变阻器的阻值,将滑片向左端滑动,直到电压表的示数为2.5V;
(6)由图丙所示I-U图象可知,灯泡电压等于额定电压2.5V,即灯泡正常发光时的电流I额=0.25A,
则灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W;
(7)电源电压为6V,电阻两端电压为2V,由串联电路电压的规律,滑动变阻器分压为6V-2V=4V,定值电阻两端电压是变阻器电压的2V4V=12,由分压原理,定值电阻阻值为滑动变阻器接入电路的阻值的12,滑动变阻器最大阻值为50Ω,因此定值电阻最大阻值为12×50Ω=25Ω,即R≤25。
故答案为:(1)见上图;(2)断开;(3)灯泡短路;(4)0.44;(5)左;2.5;(6)0.625; (7)R≤25。
(1)本实验中电压表应与灯泡并联,由灯泡的额定电压确定电压表量程;
(2)连接实物电路图时,应断开开关;
(3)灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路没有断路,再根据电压表无示数分析故障原因;
(4)由图乙所示电流表确定其量程与分度值,读出电流表示数,然后由P=UI求出灯泡实际功率;
(5)要增大灯泡两端的电压,则应减小滑动变阻器的阻值,从而判断出滑动变阻器滑片的移动方向;
(6)由I-U图象找出灯泡额定电压所对应的电流,然后由P=UI求出灯泡的额定功率;
(7)根据串联电路特点与分压原理分析答题。
此题是测量灯泡的功率实验,考查了实物图的连接,滑动变阻器的使用,电流表的读数、电功率的计算,电路故障的分析及串联电路特点和欧姆定律的应用,考查得很全面。
17.【答案】连接电路时没有断开开关 滑动变阻器阻值没有全部接入电路 0.3 0.75 0.072 LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多
【解析】解:(1)小灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,
电路图如图所示;
故答案为:电路图如图所示。
(2)碰接电路的最后一根导线时,灯泡立即发光,而且很亮,是由于连接电路时,没有闭合开关,滑动变阻器接入电路的阻值不是滑动变阻器的最大阻值;
故答案为:连接电路时没有断开开关;滑动变阻器阻值没有全部接入电路。
(3)由图乙可知,电流表量程是0.6A,最小分度值是0.02A,电流表示数是
0.3A,小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
故答案为:0.3;0.75。
(4)由I-U图象可知,电压U=3V对应的电流I=24mA=0.024A,LED的额定功率P=UI=3V×0.024A=0.072W,
LED工作时电能转化为光能的效率远大于小灯泡电能转化为光能的效率,因此在额定电压下工作时,LED比小灯泡亮;
故答案为:0.072;LED的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多。
(1)把小灯泡、电流表串联接入电路,电压表并联在灯泡两端,注意电表的正负接线柱不要接反;
(2)为保证电路安全,连接电路时开关要断开,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值;
碰触电路的最后一根导线时,灯立即发出明亮的光,可以从开关与滑动变阻器两方面分析原因;
(3)确定电流表的量程与最小分度值,读出电流表示数;由公式P=UI求出灯泡的功率;
(4)由I-U图象找出3V电压对应的电流,然后由P=UI求出LED灯的功率;从灯泡发光时,
电能转化为光能的效率分析LED灯比小灯泡亮的原因。
本题考查了连接实物图、连接电路的注意事项、电流表读数、求灯泡的功率、比较LED灯比小灯泡亮的原因等,认真分析电路图,明确各电路的连接方式,是正确补全电路图的关键;由图象找出LED灯在额定电压下的电流,是正确求出LED灯功率的关键,要提高由图象获取信息的能力。
18.【答案】(1)如图所示
(2) AB
(3)① A ②电流/A
(4)大
(5)电压
(6)①温度 ②正确
【解析】 【解析】
本题综合考查电学实验的电路连接、故障分析和实验数据的分析以及处理。本题难度中等。
(1)连接实物电路时,要注意电压表和小灯泡是并联的,电流表应据题意选用0~0.6 A的量程;
(2)只有把滑动变阻器下面的两个接线柱同时连入电路,才会造成无论怎样移动滑片P也不能改变灯的亮度,且电路中的电流较小,小灯泡几乎不发光的现象;
(3)要使电路中的电流变大,滑动变阻器的滑片应该向连接下面的接线柱靠近;电功率是电压和电流的乘积,所以空缺的一列应该是电流;
(4)通过平时的实验观察和提示,很容易得出小灯泡越亮,它的实际功率越大;
(5)细心读题就会发现,两灯的额定电压不同而额定电流均小于0.6A,所以用L 2替换L 1后应改变电压表的量程;
(6)由于灯丝的电阻受温度的影响而改变,3次电阻的平均值就没有任何的意义;定值电阻受温度的影响很小,可以用来研究导体中的电流与电压的关系。
【解答】
(1)电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱先连,滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表的0.6接线柱先连,如图所示;
(2)灯泡L1几乎不发光,说明电路是通路,但是电流太小,并且移动滑片P也不能改变灯的亮度,说明电路中的电阻太大,滑动变阻器不起作用,是滑动变阻器把下面两接线柱接入电路了;
(3)①由于闭合开关前,滑动变阻器的阻值处于最大位置,则闭合开关后,应逐步减小滑动变阻器的接入电路阻值,即向A端移动,使电路的电流变大,灯L1发光;
②从表中数据可知,实际功率等于表中前两项之积,由P=UI可知,第二项数据为通过灯泡的电流,单位为A;
(4)从实验1到实验2再到实验3,灯泡越来越亮,灯泡的实际功率越大;
(5)L1的额定功率为2.5V,电压表选择0--3V量程,L2的额定功率为3.8V,电压表选择0--15V量程,所以L2替换L1重复实验时,同时更换电压表量程;
(6)灯丝电阻受温度的影响较大,灯泡在不同的电压下,温度不同,灯丝的电阻不同,计算阻值平均值无意义。实验研究导体中的电流与电压的关系时,需要控制电阻不变,定值电阻的阻值受温度影响较小,把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系,这种说法正确。
故答案为:(1);(2) AB; (3)① A; ②电流/A;(4)大; (5)电压;(6)①温度; ②正确。
次数
电压/V
实际功率/W
电阻Ω
1
1.6
0.20
0.32
8.00
2
2.5
0.24
0.60
10.42
3
2.8
0.26
0.73
10.77
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