2020-2021九年级物理全册测量小灯泡的电功率精品练习（附解析新人教版）

2020-2021九年级物理全册测量小灯泡的电功率精品练习（附解析新人教版）

2020-2021 学年初三物理全册精讲精练：测量小灯泡的电功率 知识点一：测量小灯泡的电功率 【实验目的】测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率，并加以比较。 【实验原理】P=UI 【实验方法】用电压表测出小灯泡的电压 U，用电流表测出通过小灯泡的电流 I，代入 P=UI 中，就可以计 算出小灯泡的电功率（间接测量法）。 【实验电路图】 【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、小灯座、导线 【实验数据记录表格】 实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W） 小灯泡在额定电压 下工作 小灯泡两端电压低 于额定电压 小灯泡两端电压高 于额定电压 【注意事项】 （1）电源电压应高于小灯泡的额定电压。 （2）开关应处于打开状态。 （3）滑动变阻器在开关闭合时，应处于阻值最大位置。 （4）电压表、电流表的正负接线柱的接法、量程的选择要正确。 【思考的问题】 （1）对测得的数据有什么看法？ （2）对测出的结果有无新的发现？ （3）实验过程中出现了那些故障，你是怎么判断和解决的？ 【实验结论】 （1）当 U 实＝U 额，P 实＝P 额，灯泡正常发光。 （2）当 U 实< U 额， P 实< P 额，较正常发光暗。 （3）当 U 实> U 额， P 实> P 额，较正常发光亮。 测量小灯泡电功率实验重点理解以下问题 1.实验目的是测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率，并加以比较。 2.原理与方法：测量小灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。利用电功率计算公式 P=UI 计算小灯泡的电功率。 3.实验器材有电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、小灯座、导线等。 4.实验电路图： 5.测量灯泡三种情况下的功率： ①U 实 =U 额时、P 实= P 额，灯泡处于正常工作状态； ②U 实小于 U 额时、P 实小于 P 额，灯泡不能正常工作； ③U 实大于 U 额时、P 实大于 P 额，灯泡寿命减短，且容易烧坏。 知识点一：测量小灯泡的电功率 【例题 1】小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关。于是找来额定电流均小于 0.6A，额定电压为 2.5V 的灯 L1 和额定电压为 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 所示的电路进行探究： （1）请用笔画线代替导线，根据图 1 所示电路图，将图 2 所示实物图连接完整。 （2）若小雷连接电路后闭合开关，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 1 所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片 P，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： 次数 电压 U/V 电流 I/A 实际功率 P/W 电阻 R/Ω 1 1.6 0.20 0.32 8.00 2 2.0 0.22 0.44 9.09 3 2.5 0.24 0.60 10.42 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 （选填“大”或“小”）； （4）用 L2 替换 L1 重复上面的实验时，需要改变 表的量程，结果发现灯 L2 的亮度变化规律与灯 L1 相 似； （5）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其忽 略了 的影响。 【答案】（1）见上图；（2）AB；（3）大；（4）电压；（5）灯丝的电阻随温度升高而增大。 【解析】（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表 0.6 的接 线柱相连，如下图所示： （2）闭合开关，灯 L1 几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大，并且移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不 改变，滑动变阻器都接下面 A、B 两个接线柱。 （3）从实验 1→实验 2→实验 3，灯泡越来越亮，灯泡实际功率越大； （4）用 L2 替换 L1 重复上面的实验时，L2 的额定电压是 3.8V，需要改变电压表的量程； （5）灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电 阻无意义，该同学忽略了温度对电阻的影响。 【例题 2】要测量一个额定电压为 4.5V 小灯泡的电功率，小灯泡正常工作时的电阻约为 10Ω．现有器材：电源（电压恒为 8V），电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器 可供选择：R1（5Ω，1A）、R2（20Ω，1A）。请完成下列问题： （1）滑动变阻器应选用 。 （2）选出合适的滑动变阻器后，某同学将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关前，应将滑动变 阻器的滑片 P 移至 端（选填“a”或“b”）。闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片 P，观察到的现 象是 。 A．小灯泡变亮，电压表示数变大 B．小灯泡变亮，电流表示数变大 C．小灯泡不发光，电流表示数接近 0 D．小灯泡不发光，电压表示数接近 8V （3）造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该条错误导线打上”ד号：并用笔画线代替 导线把它改到正确的位置上。 （4）线路改正后，移动滑片 P，当电压表的示数为 V 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图 乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W。 【答案】（1）R2；（2）a；C、D；（3）如解析所示；（4）4.5；1.8。 【解析】（1）灯的额定电压为 4.5V，灯泡正常工作时的电阻约为 10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为： I＝ ＝ ＝0.45A，由串联电路的规律和欧姆定律，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻： R 滑＝ ＝ ≈7.8Ω；故选用变阻器 R2； （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P 移至阻值最大处 a 端； 电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中测电源电压，故电压表示数不变（为 8V）； 因电压表内阻很大，电路中的电流几乎为 0，灯不发光， 故闭合开关后，逐渐向另一端移动滑片 P，观察到的现象是 C、D； （3）原电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表与灯串联，电压表与灯并联， 如下所示： （4）线路改正后，移动滑片 P，当电压表的示数为 4.5V 时，小灯泡正常发光，此时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，电流为 0.4A，则该小灯泡的额定功率为： P＝ULIL＝4.5V×0.4A＝1.8W。 1.测量小灯泡电功率实验原理是_______。 【答案】P=UI 【解析】用电压表测出小灯泡的电压 U，用电流表测出通过小灯泡的电流 I，代入 P=UI 中，就可以计算出 小灯泡的电功率（间接测量法）。 2.测量小灯泡电功率注意事项 （1）电源电压应____小灯泡的额定电压。 （2）开关应处于_____状态。 （3）滑动变阻器在开关闭合前，应处于____最大位置。 （4）电压表、电流表的正负接线柱的接法、量程的选择要______。 【答案】（1）高于（2）打开（3）阻值（4）正确。 【解析】测量小灯泡电功率注意事项是 （1）电源电压应高于小灯泡的额定电压。 （2）开关应处于打开状态。 （3）滑动变阻器在开关闭合前，应处于阻值最大位置。 （4）电压表、电流表的正负接线柱的接法、量程的选择要正确。 3.【实验名称】测量小灯泡的电功率。 【实验器材】小灯泡（2.5V），电压恒为 3V 的电源，电压表（0-3V、0-15V）， 电流表（0-0.6A、0-3A），标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器，开关，导线。 【实验原理】______________. 【实验电路图】如图甲所示。 甲 【实验操作步骤】 （1）小明按照实验电路图正确连接电路。 （2）小明闭合开关，发现电压表、电流表示数如图乙所示，这时小灯泡的实际功率为________W. 乙 （3）乙图的电流表表盘中指针左侧附近与右侧附近的 0 的真实值分别为____、_____. （ 4 ） 小 明 不 知 道 怎 样 才 能 测 量 出 小 灯 泡 的 额 定 功 率 ， 请 你 告 诉 他 具 体 方 法 。 你 的 办 法 是 ： __________________________________________________. 【实验表格】 实验记录 电压情况 电压 U/V 电流 I/A 灯泡亮度（正常或变 亮或变暗） 功率 P/W 低于额定电压 A 额定电压 B A V (5)实验表格中 A 位置填写_________. 【反思与拓展】 (6)实验中，在小灯泡正常发光的情况下，电流表示数为 0.5A，这时滑动变阻器接入电路的电阻为_____Ω. 【答案】P=UI （2）0.392 （3）0.2 （4）闭合开关，调节滑动变阻器，使得电压表示数为 2.5V 时，读 出电流表的示数 I,根据 P=UI 计算出这时小灯泡的电功率。这个电功率就是小灯泡的额定功率。(5)变暗、 正常。(6) 1 【解析】测量小灯泡的电功率的实验原理就是电功率公式 P=UI.用电压表测出灯泡两端电压，用电流表测出 流经灯泡的电流，根据这个公式就能计算小灯泡的电功率。 （2）电压表、电流表示数分别为 U=1.4V I=0.28A，这时小灯泡的实际功率为 P=UI=1.4V×0.28A=0.392W. （3）乙图的电流表使用的量程是 0——0.6A，大刻度等分三等份，每一等份为 0.2A，所以指针左侧附近与 右侧附近的 0 的真实值分别为 0.2、0.4. （4）测量小灯泡的额定功率必须让小灯泡两端电压为额定电压，即 U=2.5V，这个电压的获得可以通过调节 滑动变阻器，改变电路中的电流。 (5)实验表格中 A 位置是小灯泡在低于额定电压下工作的，亮度没有小灯泡在额定电压下工作时亮。 (6)本实验中，在小灯泡正常发光的情况下，也就是它的两端电压为额定电压 2.5V，由于电源电压为 3V， 滑动变阻器与小灯泡串联，所以滑动变阻器两端电压为 3V-2.5V=0.5V， 电流表示数为 0.5A，等于流经滑 动变阻器的电流，根据欧姆定律 I=U/R，这时滑动变阻器接入电路的电阻为 0.5V/0.5A=1Ω. 1.（2019 湖北武汉）某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡 的额定电压是 2.5V。 （1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。 （2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。故障原因可能 是______（填“电流表”、“滑动变阻器”或“小灯泡”）断路。 （3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额 定功率是______ W，此时小灯泡的电阻是______Ω（结果保留两位小数）。 （4）继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，这段时间内，若小灯泡电阻 变化量的绝对值是△R1，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△R2，则△R1 和△R2 大小关系正确的 是______（填字母标号）。 A．△R1＞△R2 B．△R1=△R2 C．△R1＜△R2 D．无法比较 【答案】（1）如解析所示；（2）小灯泡；（3）0.65；9.62；（4）C。 【解析】（1）原电路中，灯与电压表短路了，灯应与变阻器串联，电压表应与灯并联，如下所示： （2）经分析，正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。故障 原因可能是小灯泡断路； （3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，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，电流为 0.26A， 小灯泡的额定功率是： p=UI=2.5V×0.26A=0.65W，由欧姆定律，此时小灯泡的电阻是： ； （4）原来的电流为 I1，继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，此时灯的 电压增小，通过灯的电流也减小，所以 I1＞I2，所以 U 为电源总电压，根据欧姆定律，即 r 总 2＞r 总 1； 滑片移动后电路的总电阻大于原来的电路总电阻，根据 P=UI 灯功率减小，灯丝的温度降低，小灯泡阻值随温度的减小而变小，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻 值减小的值△r1 小于变阻器连入电路中增大的值△r2，故选 C。 2.（2018 四川成都模拟题）某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡 L 的额定电 压为 3.8V，额定功率小于 1W，电源电压恒为 6V，滑动变阻器 R 的规格为“20Ω 1A”，图甲所示是该实验 小组没有连接完整的电路。 （1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整 （2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电 流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应 该是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”） A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了 C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了 （3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示， 其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。 （4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑 动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端滑动。 （5）测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量 求平均值，原因是 。 （6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑 电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测 （选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑 电功率偏大的。 【答案】（1）如上；（2）B；（3）0.2；0.76；（4）右；（5）不需要；灯在不同电压下的功率不同；（6） 电流。 【解析】（1）灯的额定电压为 3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯 串联，如下所示： （2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若灯泡的灯丝断了， 灯不亮，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表测电源电压有示数，符合题意；C．若灯座内部出 现了短路，则电压表没有示数，电流表有示数，不符合题意；D．若滑动变阻器的电阻线断了，则整个电路 断路，两表都没有示数，不符合题意；故选 B；（3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表 选用小量程，分度值为 0.02A，其值为 0.2A，小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。（4）测出 小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，要增大灯电压，减小变阻器的电压，由分压 原理，应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。（5）灯在不同电压下的功率不同，故不需要多次测量求平均值； （6）根据并联电路电流的规律，电流表示数等于灯的电压与通过电压表电流大小和，故该电路主要是由于 所测电流值偏大引起小灯跑电功率偏大的。 3.小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。 （1）为了保护电路，闭合开关 S1 前，应将滑片 P 移到动变阻器的 （“A”或“B”）端。 （2）闭合开关 S1，将单刀双掷开关 S2 扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为 I1， 如图乙所示，I1= A； （3）将开关 S2 扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值 R，使电流表的示数仍为 I1，此时 R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻 R1= Ω，测量小灯泡电阻的方法是 （选填“控制变量 法”或“等效替代法”）； （4）步骤（2）小灯泡的实际功率 P1= W； （5）若小灯泡的额定电流为 I0=2I1，以下关于灯泡额定功率 P0 与实际功率 P1 的数值关系，你认为最有可能 的是 。 A．P0=2P1B．P0=3P1 C．P0=4P1D．P0=5P1 【答案】（1）B；（2）0.2；（3）5；等效替代法；（4）0.2；（5）D 【解析】（1）为了保护电路，闭合开关 S1 前，应将滑片 P 移到动变阻器的阻值最大处的 B 端。 （2）闭合开关 S1，将单刀双掷开关 S2 扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为 I1， 如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，I1=0.2A； （3）将开关 S2 扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值 R，使电流表的示数仍为 I1，此时 R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻 R1=5Ω，测量小灯泡电阻的方法是等效替代法； （4）步骤（2）小灯泡的实际功率 P1=I1 2RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W； （5）若小灯泡的额定电流为 I0=2I1，假设灯泡的阻值不变， 则 P 额=I0 2R=（2I1）2R=4I1 2R=4P1。 由于灯泡的阻值不是定值，且灯泡的阻值会随温度的升高而变大， 所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大， 则额定功率 P0＞P 额=4P1，所以最有可能的额定功率值为 P0=5P1。 故选 D。 4.用如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约 1W，滑动变阻器 R0 的规格是“20Ω1A”，电源电压恒为 6V． ①连接不完整的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉，滑片向 右移，灯光变亮） ②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至 （选填“A”或“B”）端，才能闭合 开关； ③电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是 A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 ④当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W ⑤小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节滑片要使灯正常发光过程中，电压表的示数 很难准确显示 3.8V，可能因此造成一定的测量误差．她认为可以在小华第③步实验的基础上，对电路稍作 改动，能提高测量数据的精确度．请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）： a．断开开关， ； b．闭合开关， ，并读出此时电流表的示数； c．计算出灯的额定功率． 【答案】①见下图；②A；③C；④1.14；⑤a．电压表换用“﹣”“3”两接线柱并从灯泡两端换接到滑动 变阻器两端；b．调节滑动变阻器至电压表的示数为 2.2V． 【解析】（1））①变阻器要选择右下方接线柱，这样滑片向右滑动时，接入电路的电阻变小，电流变大， 则灯泡变亮，如图所示． ②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至 A 端即阻值的最大处； ③电压表内阻很大相当于断路，若电压表与电流表位置接反了，由于电压表串联在电路中，故电路中电流 会非常小，接近于零，电压表相当于测电源电压，因此，只有电压表有示数，灯不亮．故 C 符合题意． ④读图可知，电流表的量程为 0～0.6A，分度值为 0.02A，其示数为 0.3A． 则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W． ⑤由于小灯泡的额定电压为 3.8V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，为了使测量误 差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程． 因为电源电压为 6V，则变阻器两端电压为 6V﹣3.8V=2.2V 时，此时小灯泡恰好正常好光． 因此，补充的步骤为：a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）； b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 2.2V，并读出此时电流表的示数； c．计算出灯的额定功率． 5.小军做测量小灯泡电功率的实验中，所用小灯泡的额定电压为 2.5V． （1）请用笔画线代替导线，将如图甲所示的实验电路连接完整． （2）丙图中阴影部分面积表示的物理量是_______． （3）实验时闭合开关，小军发现小灯泡不发光，且电流表有示数，而电压表无示数，则电路的故障可能是： _______． （4）故障排除后，闭合开关，小军发现电压表的示数为 2V，若想测量小灯泡的额定电功率，应再调节滑动 变阻器的滑片 P，使 P 向_______移动（选填“左”或“右”），当电压表的示数为 2.5V 时，对应电流表的 示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是______W．这时小灯泡正常发光 20s，产生的焦耳热为________J. 【答案】（1）如图所示（2）灯两端电压（3）小灯泡短路（4）右 0.75。 15J 【解析】（1）灯泡的额定电压为 2.5V＜3V，所以选择电压表的量程为 0～3V 读数精度高，且与灯泡并联， 滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡串联。具体做法是将灯泡右接线柱与滑动变阻器的 A 接线柱相连，再 与电压表的“3”接线柱相连，如图所示。 （2）由图可知：横坐标表示通过电阻的电流，纵坐标表示该电阻的阻值．由 U=IR 得阴影部分面积表示的 物理量为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值。 （3）由实验现象，开关闭合后，灯泡不亮，电流表有示数，说明电路没有断路；电压表无示数，说明与电 压表并联的灯泡短路。因此只能是灯泡处出现短路。 （4）要测灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压为 2.5V，根据欧姆定律可知应增大电路中的电流，减小滑 动变阻器接入电路的电阻，故滑片应向右移动；电流表的量程为 0～0.6A，分度值为 0.02A，灯泡的额定电 流为 0.3A；灯泡的额定功率 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W． Q=Pt=0.75W×20s=15J 6.在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为 6V，小灯泡的额定电压为 2.5V，正常发光时灯丝电阻 约为 10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值 40Ω． （1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接； （2）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 （选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）； （3）某次实验中，同学们看到电压表示数为 1.8V，要使灯泡 L 正常发光应向 （选填“A”或“B”）端 移动滑片，同时视线应注意观察 （选填“电流表”或“电压表”）示数，当灯正常发光时，电流表示 数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W； （4）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 的阻值不能大于 Ω． 【答案】（1）如图所示； （2）小灯泡断路（3）A；电压表；0.6．（4）25． 【解析】（1）根据电路图连接实物，特别注意电流表、电压表量程的选择和正负接线柱的接法，注意滑动 变阻器的接法要一上一下． （2）灯泡不亮说明某处断路或灯短路，电压表有示数，电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通 的，说明灯泡断路，电流表无示数说明是某处断路或电流表短路． （3）根据串分压的知识进行分析，在串联电路中，电阻越大分得的电压越多．在进行电流表的读数时，注 意量程和分度值．将电压值和电流值代入公式 P=UI 计算出额定功率． （4）根据串联电路特点与欧姆定律分析答题． 7.某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡 L 的额定电压为 3.8V，额定功率小于 1W，电源电压恒为 6V，滑动变阻器 R 的规格为“20Ω 1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。 （1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整 （2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电 流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应 该是 （选填“A”、“B”、“C”或“D”） A．电流表内部断路了 B．灯泡的灯丝断了 C．灯座内部出现了短路 D．滑动变阻器的电阻线断了 （3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示， 其值为 A，小灯泡的额定功率为 W。 （4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑 动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）端滑动。 （5）测量小灯泡的电功率 （选填“需要”或“不需要”）多次测量 求平均值，原因是 。 （6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑 电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测 （选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑 电功率偏大的。 【答案】（1）如上；（2）B；（3）0.2；0.76；（4）右；（5）不需要；灯在不同电压下的功率不同；（6） 电流。 【解析】（1）灯的额定电压为 3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯 串联，如下所示： （2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若灯泡的灯丝断了， 灯不亮，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表测电源电压有示数，符合题意；C．若灯座内部出 现了短路，则电压表没有示数，电流表有示数，不符合题意；D．若滑动变阻器的电阻线断了，则整个电路 断路，两表都没有示数，不符合题意；故选 B；（3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表 选用小量程，分度值为 0.02A，其值为 0.2A，小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。（4）测出 小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，要增大灯电压，减小变阻器的电压，由分压 原理，应将滑动变阻器的滑片向右端滑动。（5）灯在不同电压下的功率不同，故不需要多次测量求平均值； （6）根据并联电路电流的规律，电流表示数等于灯的电压与通过电压表电流大小和，故该电路主要是由于 所测电流值偏大引起小灯跑电功率偏大的。 8.在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为 3V，小灯泡额定电压为 2.5V。 甲 乙 丙 （1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片 向右移动时小灯变亮）。 （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最_________（填“左”或“右”）端。 （3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有示数，则电路故障原因 是_____________。 （4）故障排除后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为 1.5V 时，电流表示数如图乙 所示，则此时小灯泡的功率为_______W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向_____（填“左”或“右”）端 移动。 完成上述实验后，小聪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，借助部分现有的实 验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的功率．请完成下列实验步骤： ①闭合开关 S1，将 S2 拨到触点 2，移动滑片，使电压表的示数为 U1； ②再将开关 S2 拨到触点 1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数 U； ③灯泡实际功率表达式为_________（用测得量表示）。 【答案】（1）见下图（2）左（3）小灯泡断路（4）0.48 右。 U1（U－U1）/R0 【解析】（1）电压表要并联接在灯泡两端，电源电压为 3V，小灯泡额定电压为 2.5V，使用“—、 3” 两个接线柱，也就是使用“0——3”量程读数准确度高。所以标 3 的接线柱与灯座右侧接线柱连接。滑 动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，这时可以知道滑动变阻器 的下面接线柱与灯泡左侧接线柱连接。 （2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻要保持最大，滑片应调至最左端。 （3）闭合开关后，发现灯泡不亮，说明电路有断路存在或者灯泡被短路。电流表无示数，说明电路处于断 路，电压表有示数，说明灯泡断路。 （4）P=UI=1.5V×0.32A=0.48W 若使小灯泡正常发光，电路电流要增大，就得让滑动变阻器的电阻减小， 这样将滑片向右移动。 ①闭合开关 S1，将 S2 拨到触点 2，移动滑片，使电压表的示数为 U1；只要求出这时流经灯泡电流即可； ②再将开关 S2 拨到触点 1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数 U；这个示数等于灯泡两端电压 U1 加上 R0 的两端电压 U2=U-U1,灯泡电流等于流经 R0 的电流。 I1=（U-U1）/R0；灯泡实际功率的表达式可求。 9.在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师在实验室只给小明提供了如下器材：标有“2.5V”的小 灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、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正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。 （1）请你将甲电路图补充完整，达到能测量小灯泡功率的目的。 （2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大处的位置。 （3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表 V1 的示数 为 V，此时电压表 V2 的示数如图乙所示，其读数是 V。 （4）小灯泡的额定功率为 W。 （5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0=10Ω，并认 为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表 A2 的示数为 A 时，再读出电流表 A1 的示数，才能计 算出小灯泡的额定功率。 【答案】（1）如图所示；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25． 【解析】（1）流经灯泡的电流 IL= UL/R，流经定值电阻的电流 I0= U0/R0 串联电路电流相等，有 UL/R = U0/R0，所以 R = ULR0/ U0 在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表 V2 并联在定值 电阻两端，电路如图所示： （3）因为小灯泡的额定电压为 2.5V，闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电 压表 V1 的示数为 UL=2.5V。 电压表 V2 量程为 0～3V，分度值为 0.1V，此时示数为 U2=2.4V。 此时电路中的电流为 I=IL=I2= = =0.24A； （4）小灯泡的额定电功率为：PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W； （5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压 等于 2.5V，又知 R0=10Ω， 故电流表 A2 的示数为 I2= = =0.25A．