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中考物理一轮复习专项练习 《用“口诀”突破测量小灯泡额定功率实验》
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这是一份中考物理一轮复习专项练习 《用“口诀”突破测量小灯泡额定功率实验》，共7页。试卷主要包含了题型解析，典例引领，针对演练等内容，欢迎下载使用。
一、题型解析
1.操作口诀：
一测灯泡电压，
二需全程正常。
2.初出茅庐：
甲 乙 丙
解析：甲图：①闭合S1、S3，调节R1，使 eq \\ac(○,V)示数为UL额；②断开S3、闭合S2， eq \\ac(○,V)示数为U2，则R2两端电压为U2－UL额；③小灯泡额定功率表达式：。
乙图：无法测出小灯泡的UL额，故不能测PL额。
丙图：闭合S1、S2，如图1所示；闭合S1、S，如图2所示。
图1 图2
可见，测量过程中，电压表 eq \\ac(○,V)正负接线柱会接反。
3.小试牛刀：
图3 图4
对图3分析：
第一步：“一测灯泡电压”。闭合S1、S3，断开S2，调节R1，使电流表 eq \\ac(○,A)示数为，因UR2=UL额，小灯泡正常发光，能测。
第二步：“二需全程正常。闭合S1、S2，断开S3，小灯泡L短路，不发光。所以无法测出PL额。
对图4分析：
第一步：“一测灯泡电压”。闭合S1、S3，断开S2，调节R1，使电流表 eq \\ac(○,A)示数为，因UR2=UL额，小灯泡正常发光，能测。
第二步：“二需全程正常。闭合S1、S2，断开S3，小灯泡L和R2并联，电流表 eq \\ac(○,A)测干路电流，记为I2。由于通过R2的电流不变，即UR2不变，故小灯泡两端的额定电压能测出，灯泡能正常发光。
通过小灯泡在额定电压下的电流可求：
于是，小灯泡的额定功率为：
4.精益求精：
①闭合S1、S2，断开S3，调节R1，使 eq \\ac(○,V)示数为UL额，灯泡正常发光，此时，小灯泡L和R1串联；
②闭合S1、S3，断开S2，调节R2，R1不动，使 eq \\ac(○,V)示数为UL额，灯泡也正常发光，此时，R2和R1串联，且RL=R2（等效替代）；
③将R1移至最左端时， eq \\ac(○,V)示数为U1，U电源=U1；R1移至最右端时， eq \\ac(○,V)示数为U2，R2滑片不动，相当于定值电阻。
则： ⇒
④计算：由公式得：
总结：第一步：判断能否测；第二步：全程要正常。
二、典例引领
例题：小金同学使用标有“2.5V 0.3A”的小灯泡进行了实验，发现超过额定电压时，小灯泡发出耀眼的光，但再调回额定电压量，似乎又比正常发光的亮度暗了一些。为了验证观察到的现像，小金同学用刚才的灯泡重新测量实际功率（电源电压恒定）。
（1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。连接好电路后，将滑片滑至最大阻值处。闭合开关，小灯泡没有发光，检查电路连接无误，灯丝完好，但电流表电压表示数均较小，则灯泡不发光的原因是_______________________________，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为_______V。为使小灯泡两端电压等于2.5V，应调节滑动变阻器的滑片向_______（选填“A”或“B”）端移动。
（2）小金又改变滑动变阻器的阻值，测量出了5组数据，并测出了小灯泡的I-U关系图像，如图丙所示。该小灯泡在额定电压下的实际功率为________W。
（3）小金发现测量结果与标记值不同，于是用一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，用电压表设计了如图丁所示的电路，再次测量小灯泡在额定电压下的实际功率，请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2接到触点2，移动滑片，直至电压表的示数为__________；
②再将开关S2接到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U2；
③灯泡实际功率P实=___________（用已知和测量的物理量表示）。
解析：（1）将电源、开关、滑动变阻器、电流表、小灯泡串联，且滑动变阻器选用“一上一下”两个接线柱串联使用，根据电源电压知电压表选用小量程与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电流知电流表选用小量程与小灯泡串联，电路连接如下图所示：
连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
灯在额定电压下正常发光，图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，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B端移动，小灯泡两端的电压达到2.5V；
（2）根据绘制成图丙所示的I-U图像知，灯在额定电压下的电流为0.25A ，该小灯泡在额定电压下的实际功率为：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（3）①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接1，读出电压表示数U2，电压表测量灯泡和R0的总电压；③此时定值电阻R0两端的电压：U=U2－U实= U2－2.5V
通过灯泡的电流：
灯泡实际功率为：
答案：（１）见上图；滑动变阻器连入电路中的电阻太大；2.3；Ｂ；（2）0.625；（3）2.5V；。
三、针对演练
1.在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样（小灯泡额定功率约为0.8W）。
甲 乙 丙
（1）小明同学实验时连接的电路如图甲所示。如果他闭合开关，将会观察到：电压表的示数约为________V，电流表的示数约为________A，小灯泡的发光情况为______________（选填 “正常发光”、“ 亮度较暗”或“不发光”）。
（2）小华在小明连接的电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。改接好电路后，小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I-U关系图像。根据图像可知：小灯泡的额定功率是_________W，图中阴影部分的面积表示_________。
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，调节_______，使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片调到最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=___________（用U额、R0、U1、U2表示）。
解析：（1）电路如图甲，电流表与灯并联，电压表串联在电路中，此时电压表测电源电压，将会观察到电压表的示数约为3V，因电压表内阻很大，所以电路中电流非常小，则电流表的示数约为0A，小灯泡不发光；
（2）根据绘制成图乙的I-U关系图象可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.3A ，则灯的额定功率：
P=UI= 2.5V×0.3A= 0.75W
图中阴影部分的面积等于电压与电流的乘积，根据P=UI可知，阴影部分的面积表示电功率；
（3）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压2.5V；
②利用等效替代法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1的滑片，使R1两端电压等于小灯泡的额定电压2.5V，则此时R1=RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2；
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0 ，电压表的示数U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：
解得：……………………………………①
小灯泡额定功率的表达式：
…………………………………………②
由①②得：
答案：（1）3，0；不发光；（2）0.75；电功率；（3）②R1的滑片；③。
2.小明利用如图所示的实验器材“测定小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）正确连接电路后，用开关试触，发现灯泡不亮,电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，则电路的故障可能是___________。（电路只有 一处故障）排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光,，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的.额定功率为________W。
（3）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率（如表），你认为这样处理数据是________（合理/不合理）的。
（4）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像（图丙）中，正确的是（ ）
（5）完成上述实验后，小华向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有器材，设计了如图戊所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2接到触点________（填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为________V；
②再将开关S2接到触点________（填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额=___________（用已知和测量量表示）。
解析：（1）本实验中电压表与灯泡并联，两节电池，电源电压为3V，故电压表的量程为“0 ~ 3V”，滑动变阻器要“一上一下”连接，小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的.上接线柱连接，如下图所示：
（2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能有断路，电压表瞬间满偏，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是与电压表并联的灯泡断路了
根据图乙，电流表的量程为0~0.6A，其分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A
则灯泡的额定功率：P= UI= 2.5V×0.3A = 0.75W
（3）灯泡在额定电压下的功率是额定功率，小华的说法是不合理的；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义
（4）小灯泡与滑动变阻器串联，由公式可得，小灯泡功率：
小灯泡的功率P随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，利用数学知识对比图可选B
（5）①首先使灯泡两端的电压为2.5V，使其正常发光，所以闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V
②再测定值电阻两端的电压，将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，则定值电阻两端的电压为U－2.5V
③电路中的电流：
则灯泡额定功率的表达式为：
答案：（1）如上图；（2）小灯泡断路；0.75；（3）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义；（4）B；（5）①2；2.5；②1；③。实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率P/W
①
2.0
0.26
0.52
②
2.5
③
2.8
0.32
0.60
一、题型解析
1.操作口诀：
一测灯泡电压，
二需全程正常。
2.初出茅庐：
甲 乙 丙
解析：甲图：①闭合S1、S3，调节R1，使 eq \\ac(○,V)示数为UL额；②断开S3、闭合S2， eq \\ac(○,V)示数为U2，则R2两端电压为U2－UL额；③小灯泡额定功率表达式：。
乙图：无法测出小灯泡的UL额，故不能测PL额。
丙图：闭合S1、S2，如图1所示；闭合S1、S，如图2所示。
图1 图2
可见，测量过程中，电压表 eq \\ac(○,V)正负接线柱会接反。
3.小试牛刀：
图3 图4
对图3分析：
第一步：“一测灯泡电压”。闭合S1、S3，断开S2，调节R1，使电流表 eq \\ac(○,A)示数为，因UR2=UL额，小灯泡正常发光，能测。
第二步：“二需全程正常。闭合S1、S2，断开S3，小灯泡L短路，不发光。所以无法测出PL额。
对图4分析：
第一步：“一测灯泡电压”。闭合S1、S3，断开S2，调节R1，使电流表 eq \\ac(○,A)示数为，因UR2=UL额，小灯泡正常发光，能测。
第二步：“二需全程正常。闭合S1、S2，断开S3，小灯泡L和R2并联，电流表 eq \\ac(○,A)测干路电流，记为I2。由于通过R2的电流不变，即UR2不变，故小灯泡两端的额定电压能测出，灯泡能正常发光。
通过小灯泡在额定电压下的电流可求：
于是，小灯泡的额定功率为：
4.精益求精：
①闭合S1、S2，断开S3，调节R1，使 eq \\ac(○,V)示数为UL额，灯泡正常发光，此时，小灯泡L和R1串联；
②闭合S1、S3，断开S2，调节R2，R1不动，使 eq \\ac(○,V)示数为UL额，灯泡也正常发光，此时，R2和R1串联，且RL=R2（等效替代）；
③将R1移至最左端时， eq \\ac(○,V)示数为U1，U电源=U1；R1移至最右端时， eq \\ac(○,V)示数为U2，R2滑片不动，相当于定值电阻。
则： ⇒
④计算：由公式得：
总结：第一步：判断能否测；第二步：全程要正常。
二、典例引领
例题：小金同学使用标有“2.5V 0.3A”的小灯泡进行了实验，发现超过额定电压时，小灯泡发出耀眼的光，但再调回额定电压量，似乎又比正常发光的亮度暗了一些。为了验证观察到的现像，小金同学用刚才的灯泡重新测量实际功率（电源电压恒定）。
（1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。连接好电路后，将滑片滑至最大阻值处。闭合开关，小灯泡没有发光，检查电路连接无误，灯丝完好，但电流表电压表示数均较小，则灯泡不发光的原因是_______________________________，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为_______V。为使小灯泡两端电压等于2.5V，应调节滑动变阻器的滑片向_______（选填“A”或“B”）端移动。
（2）小金又改变滑动变阻器的阻值，测量出了5组数据，并测出了小灯泡的I-U关系图像，如图丙所示。该小灯泡在额定电压下的实际功率为________W。
（3）小金发现测量结果与标记值不同，于是用一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，用电压表设计了如图丁所示的电路，再次测量小灯泡在额定电压下的实际功率，请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2接到触点2，移动滑片，直至电压表的示数为__________；
②再将开关S2接到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U2；
③灯泡实际功率P实=___________（用已知和测量的物理量表示）。
解析：（1）将电源、开关、滑动变阻器、电流表、小灯泡串联，且滑动变阻器选用“一上一下”两个接线柱串联使用，根据电源电压知电压表选用小量程与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电流知电流表选用小量程与小灯泡串联，电路连接如下图所示：
连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
灯在额定电压下正常发光，图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，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B端移动，小灯泡两端的电压达到2.5V；
（2）根据绘制成图丙所示的I-U图像知，灯在额定电压下的电流为0.25A ，该小灯泡在额定电压下的实际功率为：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（3）①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接1，读出电压表示数U2，电压表测量灯泡和R0的总电压；③此时定值电阻R0两端的电压：U=U2－U实= U2－2.5V
通过灯泡的电流：
灯泡实际功率为：
答案：（１）见上图；滑动变阻器连入电路中的电阻太大；2.3；Ｂ；（2）0.625；（3）2.5V；。
三、针对演练
1.在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样（小灯泡额定功率约为0.8W）。
甲 乙 丙
（1）小明同学实验时连接的电路如图甲所示。如果他闭合开关，将会观察到：电压表的示数约为________V，电流表的示数约为________A，小灯泡的发光情况为______________（选填 “正常发光”、“ 亮度较暗”或“不发光”）。
（2）小华在小明连接的电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。改接好电路后，小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I-U关系图像。根据图像可知：小灯泡的额定功率是_________W，图中阴影部分的面积表示_________。
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②闭合开关S、S2，断开开关S1，调节_______，使电压表的示数仍为2.5V。
③接着将R2的滑片调到最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=___________（用U额、R0、U1、U2表示）。
解析：（1）电路如图甲，电流表与灯并联，电压表串联在电路中，此时电压表测电源电压，将会观察到电压表的示数约为3V，因电压表内阻很大，所以电路中电流非常小，则电流表的示数约为0A，小灯泡不发光；
（2）根据绘制成图乙的I-U关系图象可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.3A ，则灯的额定功率：
P=UI= 2.5V×0.3A= 0.75W
图中阴影部分的面积等于电压与电流的乘积，根据P=UI可知，阴影部分的面积表示电功率；
（3）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压2.5V；
②利用等效替代法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1的滑片，使R1两端电压等于小灯泡的额定电压2.5V，则此时R1=RL；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2；
在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0 ，电压表的示数U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：
解得：……………………………………①
小灯泡额定功率的表达式：
…………………………………………②
由①②得：
答案：（1）3，0；不发光；（2）0.75；电功率；（3）②R1的滑片；③。
2.小明利用如图所示的实验器材“测定小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为6V，小灯泡正常工作时的电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）正确连接电路后，用开关试触，发现灯泡不亮,电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，则电路的故障可能是___________。（电路只有 一处故障）排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光,，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的.额定功率为________W。
（3）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率（如表），你认为这样处理数据是________（合理/不合理）的。
（4）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像（图丙）中，正确的是（ ）
（5）完成上述实验后，小华向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有器材，设计了如图戊所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2接到触点________（填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为________V；
②再将开关S2接到触点________（填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额=___________（用已知和测量量表示）。
解析：（1）本实验中电压表与灯泡并联，两节电池，电源电压为3V，故电压表的量程为“0 ~ 3V”，滑动变阻器要“一上一下”连接，小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的.上接线柱连接，如下图所示：
（2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能有断路，电压表瞬间满偏，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是与电压表并联的灯泡断路了
根据图乙，电流表的量程为0~0.6A，其分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A
则灯泡的额定功率：P= UI= 2.5V×0.3A = 0.75W
（3）灯泡在额定电压下的功率是额定功率，小华的说法是不合理的；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义
（4）小灯泡与滑动变阻器串联，由公式可得，小灯泡功率：
小灯泡的功率P随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，利用数学知识对比图可选B
（5）①首先使灯泡两端的电压为2.5V，使其正常发光，所以闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V
②再测定值电阻两端的电压，将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，则定值电阻两端的电压为U－2.5V
③电路中的电流：
则灯泡额定功率的表达式为：
答案：（1）如上图；（2）小灯泡断路；0.75；（3）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义；（4）B；（5）①2；2.5；②1；③。实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率P/W
①
2.0
0.26
0.52
②
2.5
③
2.8
0.32
0.60
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