2020-2021学年第三节 测量电功率同步训练题

16.3 测量电功率

基础训练

考点一、伏安法测小灯泡的电功率

1．在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压，其原因可能是（      ）

A．变阻器总电阻太大  B．电压表量程选大了  C．电源电压太低  D．灯泡灯丝断了

【答案】C

【解析】变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，此时灯泡两端电压等于电源电压，因此Ａ选项不合题意。电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，Ｂ不合题意；如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，C符合题意；如果灯泡灯丝断开，则灯泡不会发光，故D不符合题意。

2．为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是（      ）

A．手移动变阻器的滑片，眼观电流表   B．手移动变阻器的滑片，眼观电压表

C．手移动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光 D．手按开关，眼观电流表

【答案】B

【解析】因为滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压，故在用手调节滑动变阻器的滑片时，眼应观察电压表的示数的变化，当电压表达到额定电压时，再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。所以B选项是正确的。

3．把标有“12 V  36 W”的灯泡L1和“8 V  16 W”的灯泡L2串联后接在电源的两端，其中一只灯泡正常发光，另一只灯泡没有达到额定功率，则下列选项正确的是（      ）

A．该电源的电压为24 V   B．电路中的电流为3 A

C．两灯泡的总功率为32 W   D．灯L1的实际电压大于灯L2的实际电压

【答案】C

【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压时滑动变阻器两端的电压：，由图象可知，电路中的电流I=0.4 A，小灯泡的额定功率，故A错误；2 s内变阻器产生的电热

，故D错误；滑片向左移时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，由图象可知，滑动变阻器两端的电压变小，灯泡两端的电压变大，灯泡的实际功率变大，即电压表的示数变小，小灯泡变亮，故B错误；当电压表的示数最大UR′=3 V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，由图象可知，电路中的电流I′=0.34 A，则滑动变阻器接入电路中的最大电阻：，故C正确。

4．在如图所示的电路中两只电压表完全相同，其指针均指在刻度的中央，以下判断正确的是（      ）

A．通过R1的电流大于通过R2的电流  B．R1两端的电压等于R2两端的电压

C．R1的阻值小于R2的阻值    D．R1消耗的功率大于R2消耗的功率

【答案】D

【解析】由图示可知，两个电阻是串联的，通过它们的电流是相等的，故A错；由题意可知两个电压表指针位置相同，结合它们所接的量程可知，R1两端的电压大于R2两端的电压，故B错；当电流一定时，电压越高的电阻越大，所以应是R1的阻值大于R2的阻值，故C错；根据公式P=UI可知，当电流一定时，电压越高，消耗的电功率越大，所以R1消耗的功率大于R2消耗的功率，故D正确；应选D。

5．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（      ）

A．电压表的正、负接线柱接错了  B．电压表的量程选择不合适

C．电压表坏了      D．电压表与滑动变阻器并联

【答案】D

【解析】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是与滑动变阻器并联，故D正确。

6．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（      ）

A．闭合开关前，滑片P应滑到B端

B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了

C．当电压表示数为2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率

D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮

【答案】B

【解析】闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大位置，故A正确；闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，并不一定是小灯泡灯丝断了，故B错误；当电压表示数为2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故C正确；小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。故选B。

7．在做“测定小灯泡额定功率”的实验中，小明在连接好电路后，他无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表示数都不变，而且小灯泡很亮，其原因可能是（      ）

A．滑动变阻器的总阻值太大   B．小灯泡被短路

C．滑动变阻器没有接入电路   D．电路中有断路

【答案】C

【解析】由题意可知，小灯泡很亮，一定没有被短路，故B错；同时很亮说明电路中的电流很大，总电阻太小了，故A错；小灯泡发光说明电路是通路状态，故D错；最主要的原因可能是滑动变阻器没有接入电路，故C正确；应选C。

8．小灯泡的额定电压是6 V，额定电流是0.3 A，将它接入电路中，测得灯泡两端的电压为3 V，那么小灯泡正常发光时灯丝的电阻值是___Ω，它的额定功率是___W，此时的实际功率是_____W。

【答案】20  1.8  0.45

【解析】已知小灯泡的额定电压是6 V，额定电流是0.3 A，则小灯泡正常发光时灯丝的电阻值；它的额定功率P额=U额I额=6 V×0.3 A=1.8 W。（3）根据，灯丝电阻不随温度变化而变化，则此时的实际功率。

9．如图所示，是小明的实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中连接的一个实验电路，所用小灯泡标有“2.5 V”字样。

（1）请指出电路连接中的两个不当之处：①________________________________________；②___________________________________。

（2）他们改正电路连接中的不当之处后，闭合开关，移动变阻器滑片时，发现两电表的示数和灯泡的亮度都同时变化，但两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱。出现这种现象的原因是___________________________________。

（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值。记录如下：

①小灯泡正常工作时的电阻大小约为_____；

②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是_____（填写“不变”或“变化”）的，其原因是：______________________________。

【答案】（1）电压表没有并联在小灯泡两端  电压表量程选择过大（或电流表量程选择过大）  （2）电源电压过低  （3）10.4 Ω  变化  小灯泡发光时，温度升高造成电阻变化

【解析】（1）电路连接中的两个不当之处：①电压表没有并联在小灯泡两端。②电压表量程选择过大（或电流表量程选择过大）。

（2）两电表的示数总是比较小，灯泡的亮度也较弱，也就是电路中电流过小，出现这种现象的原因是电源电压过低。

（3）小灯泡标有“2.5 V”字样，所以计算小灯泡正常工作时的电阻应该取2.5 V下的数据：①小灯泡正常工作时的电阻。②通过分析实验数据可知，小灯泡的电阻是变化的，其原因是：小灯泡发光时，温度升高造成电阻变化。

10．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时的电阻约为8 Ω，实验器材如图甲所示。

（1）在图甲中，请你用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)_________；

（2）在连接电路时，开关应处于_______状态，滑动变阻器的滑片应放在_______(填“A”或“B”)端；若闭合开关后，电流表指针向左偏，则故障是______________。

（3）更正电路后，在某次实验中，电压表读数为1.8 V。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向______(填“A”或“B”)端滑动。

（4）若灯泡正常工作时，电流表读数如图乙所示，则小灯泡额定功率为_______W。

【答案】（1）如图所示  （2）断开  B  电流表正负接线柱接反了  （3）A  （4）0.75

【解析】（1）在图甲中，连接开关右端到小灯泡的右端，灯泡左端连接电流表“0.6 A”接线柱，电流表“-”接线柱连接滑动变阻器的金属杆D端，如图所示。

（2）根据电路连接的基本要求，在连接电路时，开关应处于断开状态；根据保护电路的原则，滑动变阻器的滑片应放在阻值最大端，即B端；如果电流表指针向左偏，说明电流表的正负接线柱接反了。

（3）小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表读数为l.8 V时，电压小于额定电压。要测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器分得电压减小，即将滑片向电阻变小端即A端滑动。

（4）如图乙电流表使用小量程，分度值为0.02 A，读数为0.3 A，所以功率为

。

素养提升

11．如图1是测小灯泡功率的实验电路图。小灯泡正常工作时，两电表的示数如图2所示，则下列说法中不正确的是（　　）

A．小灯泡的额定电压是2.4V                          

B．滑片P向b端滑动，则小灯泡的实际功率将变大

C．连接电路时，开关应断开，并将变阻器阻值调至最大值 

D．小灯泡的额定功率为0.72W

【答案】B

【解析】由图2可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.3A；电压表量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表示数是2.4V，此时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定电压是2.4V，故A正确，但不符合题意；由电路图可知，滑片P向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，灯泡分压变小，由可知，灯泡的实际功率变小，故B错误，但符合题意；为保护电路，连接电路时，开关应断开，并将变阻器阻值调至最大值，故C正确，但不符合题意；灯泡的额定功率P=UI=2.4V×0.3A=0.72W，故D正确，但不符合题意。

12．电源两端电压保持不变，L是标有“6 V  3.6 W”的小灯泡，它两端的电压和通过的电流关系如图所示。则下列说法正确的是（      ）

A．灯泡两端的电压为4 V时，通过它的电流为0.6 A  

B．B．灯泡灯丝电阻的阻值是固定不变的

C．灯泡的额定电压为6 V，额定功率为3.6 W

D．灯泡两端的电压小于6 V时，它的实际功率小于3.6 W

【答案】CD

【解析】由图知，当灯泡两端电压为4 V时，通过它的电流为0.5 A，故A错误；由图知，灯泡两端电压变化大于通过灯泡电流的变化，由R=U/I可知，灯泡电阻随电压增大而增大，故B错误；小灯泡上“6 V  3.6 W”的字样，即灯泡的额定电压为6 V，额定功率为3.6 W，故C正确；灯泡两端的电压小于其额定电压6 V时，它的实际功率也小于其额定功率3.6 W，故D正确。故选CD。

13．如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是（      ）

A．                       B．

C．                     D．

【答案】A

【解析】A图中定值电阻和小灯泡并联，电压表测量电源电压，电源电压已知，电压表的测量是多余的，无法求出通过小灯泡的电流，因此无法测出小灯泡的功率，故A不正确，符合题意；B图中定值电阻和小灯泡并联，电流表测量干路的总电流I，小灯泡两端的电压等于电源电压U，根据并联电路电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为，则小灯泡电功率的表达式是，所以B选项是正确的，不符合题意；C图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是定值两端的电压，示数计为U2。根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，小灯泡两端的电压为U1=U-U2，通过小灯泡的电流表达式为，则小灯泡电功率的表达式是，所以C选项是正确的，不符合题意；D图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是小灯泡两端的电压，示数计为U1。根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为，则小灯泡电功率的表达式是，所以A选项是正确的，不符合题意。

14.为了迅速准确地测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，至少需要_____节干电池，用_______调节小灯泡两端电压后，电压表应和小灯泡并联，为了提高测量的准确程度，最好选________的量程。

【答案】2  滑动变阻器  0～3 V

【解析】小灯泡的额定电压为2.5 V，每节干电池的电压为1.5 V，要测灯泡的额定功率，至少需要2节干电池；通过滑动变阻器调节使小灯泡两端的电压等于额定电压，为了提高测量的准确程度，电压表应选择0～3 V的量程。

15．在“测定2.5 V小灯泡功率”的实验中，小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如下表所示．

请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是________W。若小灯泡两端的实际电压为3 V，则小灯泡的实际功率________(填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。

【答案】0.625  大于

【解析】小灯泡的额定电压为2.5 V，从表中找出额定电压下的电流为0.25 A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W；因为实际电压3 V大于额定电压2.5 V，所以实际功率也大于额定功率。

16.伏安法测小灯泡电功率的实验原理是_____________。用____________测出小灯泡两端的电压，用___________测出通过小灯泡的电流，然后根据公式算出相应的功率；要测小灯泡的额定功率，可以用_______调节灯泡两端的电压，使电压表的示数刚好为小灯泡的额定电压，读出此时的电流表的示数，就可以算出额定功率，此时灯泡_________（填“正常”或“不正常”）发光。

【答案】P=UI  电压表  电流表  滑动变阻器  正常

【解析】在用“伏安法”测量小灯泡电功率的实验中，实验原理是P=UI，用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，然后根据公式就可以算出小灯泡的电功率；测量小灯泡的额定功率时，可以调节滑动变阻器接入电路中的阻值，从而改变灯泡两端的电压，当灯泡两端的电压为额定电压时，此时小灯泡的功率为额定功率，读出此时的电流，根据P=UI即可得出小灯泡的额定功率。

17．如图甲所示是婷婷和明明小组“测量小灯泡电功率”时设计的电路图，他们选用的是额定电压为3.8 V的小灯泡。

（1）通过正确操作，明明测得当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为______W；

（2）小红同学在做实验时发现，他们的电压表已经损坏，老师帮助他从实验室取了定值阻值为R0的电阻和一个电流表，此时小红同学设计了如图丙所示的电路测量小灯泡正常发光时的电功率（已知R0＝5 Ω）。请你帮助他把下列实验步骤补充完整。闭合开关S，调节变阻器的滑片P，使电流表A1示数为__________A，记下此时电流表A2示数为I，则小灯泡正常发光时的电功率为_____________（用所测量或已知量表示）。

（3）另一组的小亮同学设计了如图丁所示的电路图，老师告诉他电压表可以看作是测电压的大电阻，内阻约为5 000 Ω，虽然也可以测量出小灯泡的额定电功率，但此电路图存在严重的不足，请你指出：___________________________________________。

【答案】（1）1.14  （2）0.76 A  3.8 V（I-0.76 A）  （3）开关断开时电压表串联在电路，示数较大，不能保护电压表

【解析】（1）因为灯泡正常发光，所以灯泡两端电压为3.8 V，通过电灯泡电流由图乙可知为0.3 A，所以灯泡额定功率为。

（2）定值电阻和灯泡并联，调节电流表A1示数，当定值电阻两端电压为3.8 V即可，所以电流表A1示数为，所以灯泡电功率的表达式为

。

（3）由图丁可知，开关断开时电压表串联在电路，电压表示数等于电源电压，容易损坏电压表。

18．如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯泡L1、L2都能正常发光，甲、乙两只电表的示数之比为3：5，则L1、L2的额定功率之比是（      ）

A．2：3               B．3：2                C．5：3                D．3：5

【答案】A

【解析】由电路图可知，开关S闭合后，如果乙为电流表，将会造成电源短路；如果甲为电流表，则L2被短路、不能工作；所以，甲、乙均为电压表，此时灯L1、L2串联连接，电压表甲测L2两端电压，电压表乙测电源电压；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，两灯泡两端的电压之比，因串联电路中各处的电流相等，且灯泡L1、L2都能正常发光，所以，由P=UI可得，两灯泡的额定功率之比，故应选A。

19．现要测量小灯泡的功率。小薇同学选择了满足这个实验要求的器材，并连接了部分电路，如图甲所示。

（1）请添加一根导线，完成图甲所示的实验电路的连接。

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至________端（填“a”或“b”）。

（3）闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为1.9 V时，电流表示数如图乙所示，为______A，此时小灯泡的功率为__________W。

【答案】（1）如图所示  （2）b  （3）0.2  0.38

【解析】（1）因电源电压为3 V，故电压表选用0～3 V量程与小灯泡并联，如图所示。

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处，远离滑动变阻器下接线柱，即b端。

（3）当电压表示数为1.9 V时，电流表示数如图乙所示，图中电流表选用0～0.6 A量程，分度值为0.02 A，示数为0.2 A，此时小灯泡的功率为：P=UI=1.9 V×0.2 A=0.38 W。

20．某实验小组的同学用甲图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为6 V不变，待测灯泡的额定电压为3.8 V，额定功率估计为1.2 W左右。

（1）请在甲图中用笔画线表示导线，连接成完整的实验电路（须选择合适的电流表量程）；

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于_____端（填“A”或“B”）；

（3）闭合开关后发现：电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。则此时电路故障为______________________________；

（4）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，此时电流表示数如乙图所示，则电路中的电流值为______A，待测灯泡的额定功率为_____W；

（5）如果电压表只能使用0～3 V的量程，请在丙图虚线框内用电路图说明，怎样利用现有器材测定灯泡的额定功率。

【答案】（1）如图所示  （2）B  （3）灯泡断路  （4）0.32  1.216  （5）见解析

【解析】（1）灯泡的额定电压为3.8 V，额定功率估计为1.2 W左右，根据P=UI，灯的额定功率约为I=≈0.32 A，故电流表选用小量程串联在电路中，变阻器按一上一下串联接入电路中，如图下左所示。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应该位于阻值最大处，即B端。

（3）经分析，闭合开关后发现：电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压．则此时电路故障为灯泡断路。