高频考点11 测量小灯泡的电功率-2020年中考物理三轮冲刺之高频考题分类解析与提升训练

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中考物理高频考点考前冲刺训练11测量小灯泡的电功率【考法综述】1.连接电路中的一般问题：如接线时开关的状态、闭合开关前滑动变阻器滑片的位置、电表的正负接线柱、电路故障分析、电表读数等；2.电表量程的选择；3.伏安曲线的解读与运用、额定功率的计算；4.设计电路图；5.一些特殊的测量方法。【解法探讨】例1.（2018佳木斯）在测定额定电压为3.8V的小灯泡（电阻大约为10Ω）额定功率的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为6V且保持不变。     （1）用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡逐渐变亮，连线不得交叉）。（2）在连接电路时，若有A（5Ω，1A）、B（10Ω，0.5A）和C（10Ω，0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器　 　（填“A”、“B”或“C”）连入电路，才能保证实验顺利进行。（3）在实验中，若电压表示数为2V，为了能测量小灯泡的额定功率，必须将滑动变阻器的滑片P向　 　（填“A”或“B”）端移动，当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则电路中的电流是　 　A，小灯泡的额定功率为　   　W。（4）小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据，做出I﹣U图象如图丙所示。结果发现图象不是直线，这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压　   　（填“成”或“不成”）正比，这是因为　                                                           　。【答案】（1）如下图  （2）B  （3）A   0.4   1.52 （4）不成  灯丝电阻随温度的升高而增大   【简析】（1）要求滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡逐渐变亮，必须要使滑片向左移动时滑动变阻器连入的电阻减小，即下端的接线柱要接左端。电压表测小灯泡的电压，所以要与小灯泡并联，量程的满足大于等于小灯泡的额定电压“3.8V”，所以取0—15V的量程。电流表的量程可以通过估算小灯泡的额定电流来选取：I= = = 0.38A;所以取0—0.6A量程，电路图如上图。（2）由（1）的估算可知：灯泡正常发光时电路电流为0.38A，此时滑动变阻器两端电压U滑=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V，由R= = ≈5.8Ώ＞5Ώ可知:滑动变阻器的规格需阻值大于5Ώ，允许通过的电流大于0.38A，所以选B。（3）电压表示数为2V，即小灯泡的两端的电压低于其额定电压3.8V，由电路图可知，应向A移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，灯泡两端的电压变大。当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光，电流表选择的是0～0.6A量程，所以读下面的值，为0.4A。灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。（4）图像是一条曲线，说明小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，即灯泡的电阻值是变化的，这是因为灯丝电阻随温度升高而增大，灯泡两端电压越大，通过灯的电流越大，灯泡的实际功率越大，灯丝温度越高，电阻越大，所以图像为曲线。2.（2018河池）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“2.5V”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10Ω的定值电阻R0、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S1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S1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。    【答案】（1）P=UI   （2）断开    右   （3）a     2.5   （4）6.5    1【简析】（1）测量小灯泡额定功率的实验原理是P=UI。（2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态。由图甲知，闭合开关前滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处，即最右端。（3）为测量小灯泡额定功率，闭合开关S，应将S1拨到触点a，此时电压表测灯泡两端电压，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光。（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S1拨到另一触点，即触点b，此时电压表测小灯泡与定值电阻R0的总电压，电压表示数应大于2.5V，所以，由图乙知，电压表应使用的是0﹣15V的量程，示数为6.5V。IL=I0= = = =0.4A;小灯泡的额定功率：PL=ULIL=2.5V×0.4A=1W。【解法小结】1.测量小灯泡的额定功率的实验原理是：电功率的计算公式P=UI。2.在连接电路时，开关需处于“断开状态”。闭合开关前，滑动变阻器要处于最大阻值处；要“一上一下”的接入电路中。电压表要与小灯泡并联，量程的选择要满足“量程大于等于小灯泡的额定电压”。电流表量程的估算依据欧姆定律计算。3.确定滑动变阻器的规格的计算方法：U滑=U-U灯额，R滑≥ ；I滑≥I灯额。4.灯泡两端的电压若小于额定电压，为使灯泡正常发光，应移动滑动变阻器滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小，使灯泡两端的电压变大，根据滑动变阻器的接法判断滑片的移动方向。5.灯泡的灯丝会随温度的变化而改变，所以小灯泡的伏安曲线是一条弯曲的线。6.设计其它的方式测量电功率，主要是运用欧姆定律，找出间接测量额定电流和额定电压的方法。主要是“串路分压”和“并路分流”思路。7.电路故障分析与“测量电阻”等电学实验类似。【提升训练】1.（2018哈尔滨）在测定额定电压为3.8V的小灯泡（电阻大约为10Ω）额定功率的实验中，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为6V且保持不变。     （1）用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向左移动时小灯逐渐变亮，连线不得交叉）。（2）在连接电路时，开关必须　   　。若有A（5Ω 1A）、B（10Ω 0.5A）和C（15Ω 0.2A）三个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器　  　（填“A”、“B”或“C”）连入电路，才能保证实验顺利进行。（3）在实验中，若电压表示数为2V，为了能测量小灯泡的额定功率，必须将滑片P向　　（选填“A”或“B”）端移动，当电压表的示数为3.8V时小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　    　W。（4）小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I﹣U图象，如图丙所示。结果发现图象不是直线，这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压　   　（选填“成”或“不成”）正比，这是因为　                                         　。【答案】（1）   （2）断开     B （3）A   1.52   （4）不成    灯丝电阻随温度的升高而增大2.（2018北部湾）在测量小灯泡的电阻的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。   （1）为了测量更精确。电压表应选择的量程是0﹣　   　（选填“3”或“15”）V。（2）小明按图甲连接好电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮，电流表有示数，电压表无示数。则故障原因可能是小灯泡    　（选填“短路”或“断路”）（3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为　   　A。（4）接着调节滑动变阻器滑片，让电压逐次下调，使灯丝温度不断降低，小灯泡变暗直至完全不发光，测量数据如下表所示。实验次数1234567电压U/V2.52.11.71.30.90.50.1电流I/A 0.260.240.210.190.160.05综合分析可知，实验中滑动变阻器的滑片逐渐向　  　（选填“左”或“右“）端滑动：随着灯丝温度降低，小灯泡的电阻值变　  　（选填“大”或“小”）。（5）小明还设计了如图丙所示的电路，测出另一小灯泡的额定功率。已知滑动变阳器R1的最大阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额．请完成下列实验步骤：①闭合开关S，S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；②接着　                                                                  　；③调节R1的滑片调至最左端，记下电压表示数U1；将R1的滑片调至最右端，记下电压表示数为U2，小灯泡额定功率的表达式：P=                   　（用R0、U额，U1、U2表示）【答案】（1）3   （2）短路  （3）0.3  （4）左  小（5）②保持变阻器R1的滑片位置不动，断开S1闭合S2，移动变阻器R2使电压表不变    ③(U1—U2)。3．（2019泰州）在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V。（1）按照图甲正确连好电路，闭合开关，小灯泡不亮，两表指针均有偏转，造成该现象的原因不可能的是      。A．小灯泡断路                              B．小灯泡两端电压太小C．滑动变阻器阻值太大                      D．电源电压太小（2）移动滑片，当电压表的示数为     V时，小灯泡正常工作，读出此时电流表的示数为0.3 A，则小灯泡的额定功率为      W。（3）根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙（坐标轴上的数值已被擦除），分析图像可知，当小灯泡两端电压减小时，小灯泡的电阻          （增大/减小/不变）。（4）当小灯泡两端电压为2V时，其实际功率在以下哪个范围内      。A．P实≤0.48 W                                  B. ．0.48 W＜P实＜0.6 WC．0.6 W≤P实＜0.75 W                           D．P实≥0.75 W【答案】（1）A  （2）2.5  0.75  （3）减小  （4）B4．（2019重庆A）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         滑动变阻器的滑片P应调到最         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    （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=    V，再读出电流表的示数I，由此算出此时灯泡电功率P=                   （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     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                       。【答案】（1）     （2）断开  （3）大  （4）短路  （5）0.7 V  （6）P1＝U1I1  （7）0.6 W  （8）增大 5.（2018南充）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V。            甲                 乙               丙(1)将甲图中电路连接完整。(要求：滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮)(2)正确连接电路后，闭合开关S，移动滑片P，小张发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数始终为3 V，则故障原因为______________。(3)电路故障排除后，闭合开关，移动滑片P，直到电压表示数为2.5 V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______________W。(4)小张设计了如图丙所示的电路也完成了该实验(电源电压不变，R阻值已知)。①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；②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额、R、U表示)。【答案】(1)(2)灯泡断路　  (3)0.75　  (4)