鲁教版 (五四制)九年级上册第四节 测量小灯泡的电功率优秀课件ppt

课时14.4  测量小灯泡的电功率（练习）（解析版）

2021年九年级物理上册精品课堂设计（鲁教版五四制）

一、夯实基础

1.小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的电功率，电源电压为6V，被测小灯泡的额定电压为2.5V。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是　   　；

（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明绘制了流过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为　   　W，在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（3）灯泡的功率测量完毕，小明还想继续探究电流与电阻的关系。他用5Ω、10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值电阻更换电路中的灯泡进行探究，并将5次实验数据描绘在图丁中。

①实验过程中，定值电阻两端的电压保持　   　V不变；

②某次实验，更换定制电阻后，闭合开关，发现电压表无示数，电流表指针有明显偏转，其原因可能是　   　；

③为了完成5次实验，小明选择的滑动变阻器最大阻值不能小于　   　Ω。

【答案】（1）对电流表进行校零；（2）0.625；变大；（3）①4；②定值电阻短路；③20。

【解析】（1）实验前检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，小明接下来的操作是对电流表进行校零；

（2）根据图丙得出额定电压下的电流为0.25A，

小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；

当电压表示数增大时，通过灯的电流变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而增大，由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯的电阻变大；

（3）①由图丁知，电阻两端的电压始终保持：

UV＝IR＝0.4A×10Ω＝0.2A×20Ω＝4V，电压表控制的电压为4V；

②某次实验，更换电阻R，闭合开关后，发现电流表指针有明显偏转，说明电路为通路，电路中的电流过大，其原因可能是R短路；

③由图知，电阻两端的电压始终保持UV＝IR＝0.4A×10Ω＝4V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣4V＝2V，变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：

R滑＝0.5×40Ω＝20Ω，故为了完成整个实验，选择滑动变阻器的最大阻值不能小于20Ω。

故答案为：（1）对电流表进行校零；（2）0.625；变大；（3）①4；②定值电阻短路；③20。

2.小吴进行“测量小灯泡额定功率”实验，现有实验器材有标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压表、开关、低压电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器各一个。

（1）如图甲，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因是　   　。

（2）正确连接电路并进行操作，刚闭合开关，发现电压表电流表示数如图乙所示，则电源电压为

　   　V；为测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向　   　（选填“左”或“右”）移动滑片。

（3）小吴通过描点作图画出如图丙所示的图象，则当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为　   　W。

（4）如图丙所示的图象，发现小灯泡的电流与加在小灯泡两端的电压不成正比，其原因可能是：　   　。

（5）小吴还想“探究通过导体的电流与电阻的关系”，他取下灯泡，并用实验室提供的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、30Ω定值电阻各一个，先后接入电路中。图丁是他依据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象，由图象可知R两端的电压为　   　V；请你判断，利用现有的实验器材小吴　   　（选填：能、不能）完成此项探究实验。

【答案】（1）灯泡短路；（2）5.7；左；（3）0.75；（4）灯丝电阻随温度的变化而发生了变化；（5）3；不能。

【解析】（1）灯泡不亮，可能是灯泡发生短路或电路存在开路造成的，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡电路出现短路，因此其故障原因是：灯泡短路；

（2）正确连接电路，刚闭合开关时滑片应位置最大值处，即变阻器连入阻值为20Ω；

由实物知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，由图乙知，所以此时电路电流为0.22A；电压表使用0﹣3V量程，分度值0.1V，此时灯泡两端电压为1.3V，

由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：U＝U滑+UL＝IR滑+UL＝0.22A×20Ω+1.3V＝5.7V；

灯泡电压1.3V小于其额定电压，为使灯泡正常发光，应减小变阻器分得电压以增大灯泡两端电压，所以滑片应向左端移动，直到电压表示数为2.5V为止；

（3）小灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W；

（4）灯泡的电阻与通过灯丝的温度有关，当通过灯丝的电流增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻增大。所以小灯泡的电流与加在小灯泡两端的电压不成正比；

（5）由图丙知，电阻两端的电压始终保持U＝IR＝﹣﹣﹣﹣＝0.3A×10Ω＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣＝0.1A×30Ω＝3V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：

U滑＝5.7V﹣3V＝2.7V，变阻器分得的电压为电压表示数的 ＝0.9倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝30Ω×0.9＝27Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少27Ω的滑动变阻器；由于滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以不能完成实验探究。

故答案为：（1）灯泡短路；（2）5.7；左；（3）0.75；（4）灯丝电阻随温度的变化而发生了变化；（5）3；不能。

3.在如图甲的“测量小灯泡电功率”的实验电路图中，小灯泡L的额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω。

（1）根据图甲的电路图，请用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接成完整的电路。

（2）连接好电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到端　   　（选填“A”或者“B”）。

（3）闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图丙，其示数为　   　V．为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向　   　（选填“A端”或“B端”）滑动。

（4）根据实验測量的数据，绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图象，如图丁。分析可知：小灯泡的额定功率为　   　W。

（5）小张设计了如图戊的电路，也完成了该实验（电源电压不变，R阻值已知）

a．闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为U额。

b．闭合开关S和S2，断开S1，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U：则小灯泡额定功率的表达式P额＝　   　。（用U、R、U额表示）

【答案】（1）如图；（2）B；（3）A端；（4）0.625；（5）U额×。

【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下所示：

（2）连接好电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处的端 B；

（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动，直到电压表示数为额定电压；

（4）根据绘制出通过小灯泡的电流I随它两端电压U变化的图象可知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；

（5）a．闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器使电压表示数为U额；

b．闭合开关S和S2，断开S1，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U；

此时电压表测灯与R的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U﹣U额；由欧姆定律可求出灯的额定电流：I额＝，

小灯泡额定功率的表达式：

P额＝U额×。

故答案为：（1）如上；（2）B；（3）A端；（4）0.625；（5）U额×。

4.如图，某同学做“测定小灯泡功率”的实验，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，连接电路后，闭合开关，在滑片P从最左端向右移动时，发现电压表的示数随着灯泡的变亮而减小。

①请根据上述实验现象用笔画线代替导线连接电压表。

②在实验过程中，当滑片P移到某点时，电压表示数为2V，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的功率为　   　W。

③要使小灯泡正常发光，滑片P应在②的基础上向　   　移（选填“左”或“右”）。

【答案】①如图；②0.2；③右。

【解析】①灯在滑片P从最左端向右移动时，变阻器的电阻变小，由分压原理，变阻器的电压变小，灯的电阻变大，灯变亮，故发现电压表的示数随着灯泡的变亮而减小的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与变阻器并联，如下所示：

②在实验过程中，当滑片P移到某点时，电压表示数为2V，灯的电压为：

U＝3V﹣2V＝1V；电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时小灯泡的功率为：

P＝UI＝1V×0.2A＝0.2W；

③灯在额定电压下正常发光，示数为1V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。

故答案为：①如上所示；②0.2；③右。

5.小磊连接了如图甲所示的实验电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率：

（1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P置于　   　端；（选填“B”或“C”）

（2）发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，灯泡L都不发光，且电压表、电流表均无示数。小磊用一个灯泡L0（规格与灯泡L相同）排查电路故障，第一次把灯泡L0的两端接在A、E接线柱上，第二次把灯泡L0的两端接在A、C接线柱上，发现两次实验过程中两个灯泡都发光且电压表均有示数。根据上述现象可判断出电路的故障是　   　。

A．电流表断路  B．灯泡L断路

C．滑动变阻器短路  D．滑动变阻器断路

（3）故障排除后，闭合开关，移动滑片P到某处，此时电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　   　（选填：“B”或“C”）端滑动；

（4）移动滑片P使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是　   　W。

【答案】（1）B；（2）D；（3）C；（4）0.75。

【解析】（1）为防止电路的电流过大，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至最大阻值处，由图可知，应滑至B端，目的是保护电路；

（2）小灯泡都不发光，且电压表、电流表均无示数说明电路断路；

当把小灯泡的两端接在A、E上时，两个灯泡都发光且电压表均有示数，说明A、E之间的元件断路；

当接A、C接线柱时，灯泡发光且电压表示数，说明CE间是通路，所以故障原因是A、C间的元件断路，由图可知是滑动变阻器断路，故选D；

（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，

根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向C移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；

（4）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。

故答案为：（1）B；（2）D；（3）C；（4）0.75。

二、提升练习

1．（2021·辽宁中考真题）测量小灯泡电功率。

（1）小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L1电功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。

①图甲中有一根导线尚未连接，请你用笔画线代替导线将电路补充完整______。正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最______（填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器______。

②排除故障闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值______（填“变大”或“变小”）。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。

③继续调节滑动变阻器的滑片，多次实验，小明发现灯丝的电阻是随功率变化的，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的实际功率______（填“大于”、 “小于”或“等于”）额定功率。

（2）小明设计了如图丁所示的电路，用一个电压表或电流表，测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤。

①将______（填“电压表并联在ab间”、 “电流表串联在a点”或“电流表串联在b点”），只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电表的示数为______，灯泡正常发光；

②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置______（填“保持不动”、 “向右移动”或“向左移动”）读出电表的示数U或者是I；

③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。

【答案】如图；右；断路；变小；0.4；1；大于；电流表串联在b点；；保持不动；。

【解析】（1）①[1]电压表和灯泡并联，如图所示：

[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最右端。

[3]闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，说明电路中出现断路，可能是滑动变阻器断路。

②[4]适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程是0~3V，电压表的示数是2V，小灯泡的额定电压是2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。

[5][6]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.4A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W

③[7]小灯泡正常发光时的电阻

温度越高，小灯泡越亮，小灯泡功率越大，小灯泡的电阻越大，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的温度比正常发光时温度高，小灯泡的实际功率比额定功率大。

（2）①[8][9]测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，电流表串联在b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 。

②[10]只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置保持不动，此时电流表测量灯泡和定值电阻R0的总电流，读出电表的示数I，灯泡的额定电流为I额=I-

③[11]小灯泡L2的额定功率表达式为P额=U额I额=U额(I-)。

2．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω1A”和R2“30Ω0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。

（1）连接电路时，小明应选用规格为______（选填“R1”“R2”）的滑动变阻器；

（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于______端（选填“A”或“B”）；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生______（选填“短路”或“断路”）；

（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为______V；通过实验，小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。

（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与______有关。

【答案】R2；A；短路；B ；2.5；0.625W；灯丝温度。

【解析】（1）[1]小灯泡正常发光时的电流

电源电压U=6V，此时滑动变阻器两端电压

此时滑动变阻器接入电路中的电阻

所以连接电路时，应选用R2接入电路。

（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，图甲中滑动变阻器选用右下接线柱接入电路，所以滑片应置于最左端，即滑片应置于A端。

[3]小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明电压表被短路了，即小灯泡发生了短路。

（3）[4][5]想测量小灯泡的额定功率，需调节滑片使小灯泡两端电压为2.5V，根据串联电路分压规律，判断应将滑动变阻器接入电路中的电阻调小，所以滑片P应向B端移动直到电压表的示数为2.5V。

[6]由乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，流过小灯泡的电流为0.25A。小灯泡的额定功率

（4）[7]小灯泡的电阻受灯丝温度的影响。

3．（2021·浙江杭州市）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。

（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整______；

（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 ______V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 ______（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。

【答案】如图；2.3；B。

【解析】（1）[1]根据电路图可知，电流表串联接入电路中，电压表并联到灯泡的两端，实物图如图所示：

。

（2）[2][3]电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.3V，而额定电压为2.5V，故应使小灯泡两端的电压增大，就应该让滑动变阻器两端的电压减小，就必须把滑动变阻器的阻值调小，即滑片向B端移动，使电压表示数为2.5V。

4．（2021·湖南常德市）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。

（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：①______；②______。

（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。

（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______。

A．10Ω 3A    B．30Ω 1A    C．60Ω 1A

（4）在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是______。

【答案】闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；0.625；B；丙。

【解析】（1）[1][2]为了保护电路，闭合开关前，滑片P没有处于阻值最大处；小灯泡的电流在0.3A作用，不会超过0.6A，故电流表的量程选择的太大了。

（2）[3]测量小灯泡的额定电功率，需要选择小灯泡的额定电压，额定电压为2.5V，此时的电流为0.25A，故小灯泡的额定电功率为

小灯泡的额定电压为。

（3）[4]电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，则滑动变阻器需要分担的电压为

则滑动变阻器的最小阻值为

再尽可能的选择小电阻，故选B。

（4）[5]选择丙，开关S2接a，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.25A，小灯泡正常发光，保持滑动变阻器位置不动，开关S2接b，调节电阻箱，使电流表的示数为0.25A，则通过电阻箱和电流表就可以求出额定电压，即可求出小灯泡的额定电功率。

5．（2021·湖北十堰市）小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）______。

（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 ______。

（3）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 ______W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 ______。

（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额，设计如图丙所示电路，测出Rx的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。

①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ______；

②再断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；

③待测电阻Rx＝______（用所测物理量和已知物理量符号表示）

【答案】如图；在连接电路时，开关没有断开；1.14；大；U额；。

【解析】（1）[1]滑动变阻器要串联接入电路，接线柱要一上一下连入电路，要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮，所以滑动变阻器右下侧的接线柱连到灯泡的右端，因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择的是大量程0~15V，并联到小灯泡两端，如图所示：

（2）[2]如果在连接电路时，开关没有断开，则会出现在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，这种连接电路的方式是错误的。

（3）[3]如图乙所示，电流表选择的是小量程0~0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W

[4]电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的锻压，测量值是准确的，电流表实际测量的是通过小灯泡与电压表并联的总电流，由并联电路电流规律可知，电流表的示数大于通过小灯泡的电流，根据P=UI可知，所测小灯泡的额定功率偏大。

（4）①[5]先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压为U额。

③[6]因为断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U，则加在Rx电阻两端的电压为U-U额，小灯泡和电阻Rx串联，则流经电阻Rx的电流为I额，待测电阻Rx的阻值为。