上海市2020年中考物理备考复习资料汇编专题01测量小灯泡的电功率一

上海市2020年中考物理备考复习资料汇编专题01测量小灯泡的电功率一

专题01 测定小灯的电功率（1） ‎ ‎ 【基础知识梳理】‎ 一、实验目的：测量小灯泡在不同电压下的电功率。‎ 二、实验器材：电源、滑动变阻器、电键、电流表、电压表、小灯泡和导线。‎ 三、实验原理：P＝UI。‎ 四、电路图（见下图）：‎ 五、实验步骤：‎ ‎①根据电路图连接实物。连接实物时，必须注意：电键应断开，滑动变阻器的滑片处于阻值最大位置。‎ ‎②检查电路无误后，闭合电键S，要进行三次实验：使小灯泡两端的电压稍高于额定电压、等于额定电压、和稍低于额定电压，分别记录电压、电流值，注意观察三种情况下的发光情况。‎ ‎③将每次测得的电压和电流填在实验表格内，并求出其电功率的大小，填入表中（把第一行填写完整）。‎ 物理量 序号 电压（伏）‎ 电流（安）‎ 电功率（瓦）‎ 灯的发光 情 况 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎③分别计算出小灯泡在三种情况下的电功率。‎ 六、分析讨论：‎ ‎①当＜时， ＜ ；小灯发光 偏暗 ；‎ ‎②当＞时， ＞ ；小灯发光 偏亮 ；‎ ‎③当= 时， = ，小灯发光 正常发光 。‎ ‎【要点分析】‎ 一、知道小灯泡所标字样的物理意义 一般情况下小灯泡上面均标有电压与电流值。例如有一小灯标有“2.5V 0.2A”的字样，“2.5V”表示该灯的额定电压，即小灯正常发光时的电压为2.5V；“0.3A”表示该灯的额定电流，即小灯正常发光时的电流为0.3A。额定功率P额等于额定电压U额与额定电流I额的乘积：P额=U额I额。‎ 二、电路连接 ‎ 42‎ ‎1. 会根据要求画出正确的电路图。‎ ‎2. 会用笔画线代替导线连接电路器材，需注意：‎ ‎①电压表与小灯 并 联，电流表 串联 在电路中；‎ ‎②电流从电表的“+”接线柱流入，“—”接线柱流出；‎ ‎③闭合电键时，滑动变阻器的滑片位于阻值最大位置；‎ ‎④电表量程的选择（根据小灯的额定电压和额定电流选择）。若使用小量程，可以减小测量误差。‎ 三、会根据实验现象，判断电路故障 有些题目会考察电路故障及器材连接使用问题。会根据电流表与电压表的示数和小灯发光情况等现象分析电路故障，大多是发生在小灯和滑动变阻器上，但个别情况下其他元件也会发生故障。 ‎ ‎1.注意一些题目中考查滑动变阻器的使用问题：‎ ‎①滑动变阻器使用错误：把铜棒上的两个接线柱接入电路，则连入电路中的阻值为 0 ；把电阻线圈上的两个接线柱接入电路，连入电路中的阻值为变阻器的最大阻值，且不能改变。‎ ‎②滑动变阻器与待测电阻并联； ‎ ‎2.电压表串联在电路中，电流表并联在某一元件两端；‎ ‎3.待测电阻（或滑动变阻器）发生短路、断路；‎ 四、正确选择实验器材 综合考虑小灯的额定电压、额定电流、电源电压及滑动变阻器的最大电阻值等因素。‎ ‎1. 电源电压的选择：必须 高于 小灯的额定电压。‎ ‎2. 滑动变阻器最大阻值的选择：闭合电键时，当连入电路中的阻值最大时，应使小灯两端的电压 ‎ 低于 额定电压，小灯发光偏暗。‎ 五、电路计算 综合运用串联电路的特点、欧姆定律、电功率等知识进行计算。 ‎ ‎1. 对电路分析计算时，注意以下几种状态：‎ ‎①正确连接电路并规范操作。“正确连接电路”是指：电压表与小灯并联；“规范操作”是指：闭合电键时，滑动变阻器连入电路中的阻值为最大值，此时小灯发光 偏暗 （或不亮），两电表的示数均较小 ，这属于正常现象。‎ ‎②移动滑动变阻器的滑片到某一位置时（中点或其他位置时），小灯正常发光，电流表、电压表的示数分别为 额定 电流与 额定 电压；‎ ‎③继续移动滑动变阻器的滑片到另一位置时（中点、端点或其他位置时），小灯发光偏亮，两表的示数均 大 于额定电流与额定电压。‎ 42‎ ‎2.记住一节新的干电池的电压为1.5 伏。几节干电池串联时的电压：U= 1.5V × n ‎3.计算不同情况下电路中的电流时要用滑动变阻器两端的电压除以其连入电路的阻值来计算。因为小灯的电阻随其电流的增大而增大，计算时不能认为灯的电阻不改变。‎ 六、注意的一些问题 ‎1. 测量小灯泡电功率进行三次测量的目的与伏安法测电阻实验进行三次测量的目的区别：‎ ‎“测量小灯泡电功率”进行三次实验是使小灯泡在不同电压下发光，计算三种情况下小灯的电功率，观察发光情况。‎ ‎“伏安法测电阻”实验进行三次是为了取平均值，减小误差。‎ ‎2.滑动变阻器的作用：‎ ‎①闭合电键前滑动变阻器的滑片处于最大阻值位置是起保护作用。 ‎ ‎②在实验过程中移动滑片的目的是改变小灯两端的电压，使小灯两端的电压在稍低于额定电压、等于额定电压和稍高于额定电压, 分别计算出在三种情况下的电功率,并观察三种情况下的发光情况。‎ ‎3.一些修饰词语的物理含义：‎ ‎①例如：小灯发光“偏暗”是指小灯两端的电压低于额定电压，实际功率小于额定功率。‎ ‎②小灯发光“偏亮（耀眼）”是指小灯两端的电压大于额定电压，实际功率大于额定功率。灯容易烧坏。‎ ‎③“连接电路”；“正确连接电路”；“正确串联电路等”。‎ ‎4.会根据题目中提供的信息估测有关的物理量（判断电表的量程、电源电压或滑动变阻器的阻值等）。‎ 七、常见几种电路 ‎1．正确连接的电路（图1）：指电压表与小灯并联；移动变阻器的滑片时，电流表与电压表的示数同时变 大 或同时变 小 。‎ ‎2．电压表与变阻器并联（图2）：移动变阻器的滑片时，电流表与电压表的示数一个变大另一个变小。 ‎ ‎3. 两个电压表分别与小灯、滑动变阻器并联（或电压表与电源并联）（图3），此时，电源电压为两表示数之和；与电源并联的电压表的示数不变。‎ 图1‎ 图2 ‎ R P A L S V 图3‎ R P A L S V2‎ V1‎ L P R S V A 42‎ 第一部分 电压表与小灯并联 ‎【例题1】（2017嘉定二模）小林和小王同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中，待测小灯上标有“‎0.3A”字样清晰可见。实验桌上还有若干节新干电池、电流表、电压表、标有“20Ω ‎2A”的滑动变阻器、电键和导线等器材可供选择。‎ ‎①实验电路如图4所示，请在图中的○内填入电表，使之成为正确的电路。‎ 图4‎ L P R S ‎② 判断小灯泡正常发光的方法是： 。‎ ‎③实验中，小林同学正确连接电路，且操作正确。闭合电键S后，观察到电压表示数为2伏，电流表示数为0.2安，他移动滑片，当小灯正常发光时，此时电压表的示数变化了1.5伏。则电源电压为 伏，待测小灯的额定功率为 瓦。‎ ‎④小王同学认为，在该实验中，为提高精确度，可以把电压表与滑动变阻器并联，你觉得有道理吗？理由是 。‎ ‎④实验后，小林同学认为在上述实验中如果减少一节新干电池后，也能完成此实验。你觉得这种说法正确吗？ 。理由是 。‎ ‎【答案】：‎ 42‎ L P R S V A ‎①A表串联在电路中，V表与小灯并联；②当观察到电流表的示数为0.3安时，小灯正常发光；③6；1.05；④有道理；因为电源电压为6伏，小灯正常发光时，两端的电压为3.5伏，变阻器两端的电压是2.5伏，可以用0～3伏的量程，提高精确度，所以有道理。⑤正确；原来电源电压为6伏，减去一节干电池后为4.5伏，略高于小灯的额定电压3.5伏，所以可以完成实验。‎ ‎【解析】①电流表与小灯串联，电压表与小灯并联；‎ ‎②待测小灯上标有“‎0.3A”字样为额定电流，当观察到电流表的示数为0.3安时，小灯正常发光；‎ ‎③正确连接电路，且操作正确，闭合电键S后，变阻器连入电路的电阻R＝20欧，其两端的电压为 ‎ UR＝IR＝0.2安×20欧＝4伏，电压表示数为灯两端电压2伏，所以电源电压 ‎ U=UL+UR = 2伏+ 4伏=6伏 移动滑片时，减小了变阻器的阻值，故电流表、电压表的示数都变大，当小灯正常发光时，此时电压表的示数变化了1.5伏，即小灯的电压增加了1.5伏，得出小灯的额定电压为UL＝2伏+ 1.5伏＝3.5伏。‎ 小灯的额定功率为 P=U灯I=3.5伏×0.3安=1.05瓦 ‎④因为电源电压为6伏，小灯正常发光时，两端的电压为3.5伏，电压表用的是0—15伏的大量程，变阻器两端的电压是2.5伏，可以用0—3伏的量程，提高精确度。所以有道理。‎ ‎ ⑤小灯的额定电压为UL＝3.5伏，而若干节新干电池的电压是1.5伏的倍数，所以减少一节新干电池后电源电压为4.5伏高于灯的额定电压3.5伏，也能完成此实验。‎ ‎【例题2】（2019金山一模）小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验。器材齐全、完好，电源电压为1.5伏的整数倍，小灯标有“2.2 V”字样，滑动变阻器标有“5Ω 1A”字样。小明正确连接电路且操作规范，请在图17（a）方框中画出该同学的电路图 。当滑片在变阻器某一端点的电表示数如图17（b）所示，则根据相关信息求出电源电压为 伏。当小灯正常发光时变阻器的滑片恰好位于中点处，小明判断小灯正常发光的理由是 。请根据相关信息，计算出小灯的额定功率。‎ 42‎ 图17（a） 图17（b）‎ ‎【答案】电路图见下；3；当电压表示数为2.2伏时，小灯正常发光；0.704瓦。‎ ‎ ‎ A P S V ‎【解析】当滑片在变阻器某一端点，小灯两端的电压为1.6伏，电流为0.28安，应该在阻值最大的一端；变阻器两端的电压UR=IR=0.28A×5Ω=1.4V，电源电压U=UR+UL=1.4伏+1.6伏= 3伏。‎ 当电压表示数为2.2伏时，小灯正常发光；电流I额= I滑=UR/R=（3伏-2.2伏）/2.5欧=0.32安 小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.2伏×0.32安=0.704瓦。‎ ‎【例题3】（2019崇明二模）下列为“测量小灯泡额定功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样．‎ 图14‎ 丙 甲 A V P 乙 ‎3‎ ‎15‎ ‎3‎ ‎0.6‎ A C D A B ‎① 请用笔线代替导线按照图14甲电路图（即向左移动变阻器滑片P，变阻器电阻变小）将图14乙中实物图连接完整． ‎ ‎② 正确连接电路后，闭合电键，电压表示数为1V，小灯泡实际亮度 （选填“偏亮”、“正常发光”或“偏暗”）．‎ ‎③ 然后移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡 42‎ 的额定功率为 W．‎ ‎④ 替换图14乙所示装置中的一个电路元件，还能完成初中物理中至少两个电学实验，你认为替换的器材是 ．‎ ‎【答案】①略（变阻器A接线柱与电流表“—”接线柱）；②偏暗；③0.6；④小灯泡。‎ ‎【解析】①变阻器A接线柱与电流表“—”接线柱；‎ ‎②正确连接电路后，闭合电键，电压表示数为1V，小灯泡两端电压为1伏，小于额定电压，实际亮度偏暗；‎ ‎③小灯泡正常发光，此时电流表的示数I=0.24A，‎ 小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；‎ ‎④用定值电阻把小灯泡替换掉，可做“伏安法测电阻”，探究“导体中的电流与电压的关系”等实验。‎ ‎1．某同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，所用小灯标有“2.5V”字样，可供使用的电源有1.5V、3V和4.5V三种规格。实验电路如图1所示。‎ S L R P V A ‎① 实验时，应选用电压为 的电源；闭合电键前，滑动变阻器的滑片P应移到最 端（选填“左”或“右”）。‎ ‎② ② 实验过程中，移动滑动变阻器滑片P的目的是： 。‎ ‎③ 实验过程中，判断小灯泡正常发光的方法是： 。‎ ‎【答案】①3伏或4伏；右；②改变小灯两端的电压，使之在不同电压下发光；③当电压表示数为2.5伏时，小灯正常发光。‎ ‎【解析】①电源电压应该大于小灯的额定电压，所以电源电压为3伏或4伏；闭合电键前，滑动变阻器的滑片P应移到最右端；‎ ‎②改变小灯两端的电压，使之在不同电压下发光；‎ ‎③当电压表示数为2.5伏时，小灯正常发光。‎ ‎2．小张同学做“测定小灯泡电功率”实验，所用电源电压保持不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，他按图13（a）正确连接电路。‎ 闭合电键后，电流表示数为0.16安，电压表示数为1.3伏。移动滑片P时，观察到小灯逐渐变 （选填“暗”或“亮”），当滑片移至中点处时（连入电路的电阻为10欧），小灯恰能正常发光 42‎ ‎，此时电压表指针的位置如图13（b）所示。则被测小灯的额定电压应为 伏，理由是 ，小灯的额定电功率是 瓦。‎ ‎ （a） 图13 （b）‎ ‎【答案】亮；2.5，0.5瓦。 ‎ ‎【解析】移动滑片P时，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，观察到小灯逐渐变亮；‎ 闭合电键时，变阻器两端的电压UR=IR=0.16A×20Ω=3.2V，‎ 电源电压U= UR+UL=3.2伏+1.3伏=4.5伏，小灯恰能正常发光，额定电压为UL=2.5伏；‎ 此时变阻器连入电路的阻值R=10欧，两端的电压UR=U- UL=4.5伏-2.5伏=2伏，‎ 电流I=UR/R=2伏/10欧=0.2安，‎ 小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。‎ ‎3．（2016黄浦一模）小红做“测定小灯泡的电功率”实验，实验室提供了若干节干电池，滑动变阻器有A、B两个待选（A标有“10Ω 1Α”字样、B标有“20Ω 2Α”字样），待测小灯标有“‎0.3A” 字样。实验器材齐全且完好。她选用了三节干电池和变阻器A，正确连接电路进行实验。‎ ‎①测定小灯的额定功率需要观察并记录的两个物理量是 和 。实验中，可根据观察到 的现象，判定该小灯正常发光。‎ ‎②小红发现闭合电键后，移动变阻器的滑片，小灯发光始终较亮。为测出该小灯的额定功率，她设想对实验器材进行调整，可能的调整方案有：‎ 方案一： ；方案二： 。‎ ‎【答案】①额定电流；额定电压； 电流表示数为0.3安；②减少干电池的节数； 换B变阻器。‎ ‎【解析】①测定小灯泡的额定电功率实验中，由P=UI可知，在实验中要观察并记录的两个物理量是小灯泡的额定电压和额定电流；由题知测灯泡上标有0.3A字样，这是它的额定电流，所以当电流表示数为0.3A时，灯泡正常发光； ②由题知，移动变阻器的滑片，小灯发光始终较亮，当变阻器的阻值最大时，说明通过灯泡的电流大于额定电流，为了降低灯泡电流从而使灯泡正常发光，可以降低电源电压，即可以减小干电池节数； 为了减小电流，还可以增大电路中电阻，所以还可以将滑动变阻器A换成滑动变阻器B进行实验。 ‎ 42‎ ‎ 4．某小组同学做“测定小灯泡的电功率”的实验，所用电源电压为6伏、电压表、电流表、小灯上标有“3.8V 0.3A”、三个滑动变阻器分别标有“5Ω 3A”、“10Ω 2A”、“20Ω 1A”的字样、电键，导线若干。实验时，小涛同学认为：电压表应选用0~15伏，电流表选用0~0.6安，滑动变阻器应选用“5Ω 3A”的。‎ ‎①你认为小涛同学器材选择是__________的。（选填“合理”、“不合理”）‎ ‎②经过讨论，同学们通过正确的连接和调节滑片后，测出的三次数据记录在下表中：‎ 实验次数 灯泡两端电压（伏）‎ 电流（安）‎ ‎1‎ ‎3.0‎ ‎0.26‎ ‎2‎ ‎3.8‎ ‎0.3‎ ‎3‎ ‎4.5‎ ‎0.32‎ 则小灯泡的额定功率为_________瓦。所选用的滑动变阻器是__________。‎ ‎③小涛的同学小峰认为不用滑动变阻器也可以完成“测定小灯泡电功率”实验，你认为小峰的建议________（选填“可行”、“不可行”），你的理由是：____________。‎ ‎ 【答案】①不合理；②1.14；10Ω  2A；③不可行；无法调节灯泡两端电压到灯泡的额定电压．‎ ‎【解析】（1）由实验序号2可知小灯正常发光，此时滑动变阻器两端电压：‎ UR=U﹣UL=6V﹣3.8V=2.2V，‎ 此时滑动变阻器接入电路的阻值：R=UR/I=2.2V/0.3A ≈7.33Ω，‎ 滑动变阻器选择“5Ω  3A”不合理，应选择“10Ω  2A” 或“20Ω 1A”的滑动变阻器。‎ ‎（2）由表中实验数据可知，灯泡额定电压3.8V对应的电流为0.3A，灯泡额定功率：‎ P=UI=3.8V×0.3A=1.14W； ‎ 由实验序号1可知，灯两端的电压为3伏时，电流为0.26安，变阻器的阻值为R=U/I=3伏/0.26安=11.5欧，故选用的是“20Ω 1A”的滑动变阻器。‎ ‎（3）灯泡在额定电压下的功率是额定功率，由题意可知，不用滑动变阻器不能把灯泡两端电压调节到额定电压3.8V，不能测量小灯的额定功率，因此小峰的建议不合理。‎ ‎5．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，请完成空格处的内容。‎ ‎①实验原理：　　 　　。‎ ‎②小华同学在实验中所用电源电压为4.5伏，滑动变阻器上标有“20Ω　2A”字样，小华观察到小灯泡上标有“2.5V”字样，当把变阻器的滑片P移至中点时，电压表的示数正好是2.5伏，则小灯泡的额定功率为　 　　瓦。‎ 42‎ ‎③继续移动滑动变阻器的滑片P，电压表和电流表的示数如图5所示，这时小灯泡的实际功率为 ‎ 　　瓦。再移动滑动变阻器的滑片P，观察到电压表和电流表示数逐渐变小，同时小灯泡不亮，则灯泡不亮的原因是　　 　　。‎ L P R S V A 图4 图5 ‎ ‎【答案】（1）P=UI （2）0.5；（3）0.384；实际功率太小．‎ ‎【解析】（1）“测定小灯泡的电功率”的实验原理是P=UI；‎ ‎（2）滑动变阻器与灯泡串联，当把滑片P移至中点时，连入电路的阻值R=R总/2=20Ω/2=10Ω，电压表的示数正好是2.5伏，滑动变阻器两端电压UR=U-UL=4.5V-2.5V=2V，‎ 灯泡的额定电流：I额=IR= UR/R=2V/10Ω=0.2A，‎ 灯泡的额定功率：P=ULI额=2.5V×0.2A=0.5W；‎ ‎（4）此时电压表是小量程，其分度值是0.1V，故此时的示数是2.4V；此时电流表也是小量程，其分度值是0.02A，其示数是0.16A；‎ 故此时的实际功率是P实=UI=2.4V×0.16A=0.384W，再移动滑动变阻器的滑片P，观察到电压表和电流表示数逐渐变小，即此时实际功率变小，灯泡的亮度取决于实际功率，故此时灯泡不亮．‎ ‎6．（2019奉贤二模）某小组同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压6伏并保持不变，且有若干标有“3.8V”字样的相同的小灯泡，电流表表盘如图12所示。‎ 42‎ ‎①正确连接电路后，闭合电键，小灯泡发出耀眼的光，约3秒后熄灭了，此时电流表示数为 安，电压表示数为 伏。‎ ‎②于是他们断开电键，接着更换_____ _并调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。‎ ‎③闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，部分实验数据如下表所示：‎ 实验序号 电压（伏）‎ 电流（安）‎ ‎1‎ ‎2．0‎ ‎0．33‎ ‎2‎ ‎3．0‎ ‎1．80‎ ‎3‎ ‎3．8‎ ‎0．40‎ ‎…‎ ‎…‎ ‎…‎ 观察表中数据，你认为表格中第 行第 列的数据是错误的，正确的数据是 。‎ ‎【答案】① 0；6；②小灯泡； ③ 3； 3；0.36。‎ ‎【解析】①正确连接电路后，闭合电键，小灯泡发出耀眼的光，约3秒后熄灭了，说明小灯两端的电压高于额定电压太多，小灯被烧坏，发生断路。此时电流表示数为0安，电压表示数为电源电压6伏。‎ ‎②小灯两端的电压高于额定电压太多，小灯被烧坏，说明滑动变阻器的最大阻值过小或电源电压太大，他们断开电键，接着更换小灯泡并调节滑动变阻器的滑片至阻值最大端。‎ ‎③滑动变阻器滑片的位置时，电流与电压应该是同时变大，观察表中数据第二次实验，电流1.8安是错误的，原因是读数时，读了大量程，实际的电流为1.8安/5=0.36安。‎ ‎7．（2018黄浦一模） 小华做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好，待测小灯标有“2.5V”字样，电源的电压有2伏和4伏两档，滑动变阻器有“5Ω 2A”、“10Ω 1A”两个可选。‎ ‎①小华应选用的电源电压为 伏档。‎ ‎②小华选择一个滑动变阻器并正确连接电路进行实验。实验中，他判定该小灯正常发光的依据是 ‎ 42‎ ‎。当小灯正常发光时，他观察到电流表的示数如图13所示。请通过计算求出该小灯的额定电功率并判断所选滑动变阻器的规格。 。‎ 图13‎ ‎【答案】① 4。②观察到电压表示数为2.5V；0.5瓦，“10Ω 1A”。‎ ‎【解析】①待测小灯标有“2.5V”字样，电源电压应该大于2.5伏，故小华应选用的电源电压为4伏档。‎ ‎②实验中，他判定该小灯正常发光的依据是观察到电压表示数为小灯的额定电压2.5V。当小灯正常发光时，电流表的示数0.2安，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；此时变阻器的电阻为R=UR/I=1.5V/0.2A=7.5Ω，‎ 所选滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”。‎ ‎8．（2018嘉定二模）某同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中，待测小灯上标有“‎0.3A”字样清晰可见。实验桌上还有若干节新干电池、电流表、电压表、标有“20Ω ‎2A”的滑动变阻器、电键和导线等器材可供选择。‎ ‎①实验电路如图16所示，请在图中的○内填入电表，使之成为正确的电路。 （用2B铅笔在答题纸的相应位置答题）‎ 图16‎ L P R S ‎②实验中，小林同学正确连接电路，且操作正确。闭合电键S后，观察到电压表示数为2伏，电流表为0.2安，他移动滑片，当小灯正常发光时，此时电压表的示数变化了1.5伏。则电源电压为 伏，待测小灯的额定功率为 瓦。实验后，小林同学认为在上述实验中如果减少一节新干电池后，也能完成此实验。你觉得这种说法正确吗？ 。理由是 。 ‎ ‎【答案】①见图；②6； 1.05； 正确；原来电源电压为6伏，减去一节后为4.5伏，略高于小灯额定电压为3.5伏。所以可以完成实验。‎ ‎【解析】①见图；‎ ‎②正确连接电路，且操作正确，闭合电键S后，滑动变阻器两端的电压UR=IR=0.2安×20欧=4伏，‎ 42‎ ‎ 小灯两端的电压U灯= 2伏，电源电压U=UR+U灯=2.2伏+2.3伏= 6伏。‎ L P R S V A 他移动滑片，电流表与电压表的示数均会变大，小灯正常发光时，小灯两端的电压为U灯=2伏+1.5伏=3.5伏，小灯泡的额定功率为P=UI=3.5V×0.3A=1.05W；在上述实验中如果减少一节新干电池后，电源电压为4.5伏高于小灯的额定电压3.5伏，也能完成此实验，故这种说法正确。‎ ‎ 9．（2019徐汇二模）小汇做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全且完好。电源有两个（电压分别为4伏、6伏）、待测小灯（标有“2.5V”字样）、滑动变阻器有（A：“5W 3A”和B：“10W 2A”）两种规格。他选择器材正确连接电路后，移动滑片使变阻器连入电路的电阻最大，闭合电键时，发现小灯发光较刺眼，电流表的示数如图13（b）所示。‎ 图13‎ ‎①此时电流表的示数 安,所用的滑动变阻器 （选填“A” 或“B”）。‎ ‎②为了测出小灯泡的额定电功率，接下来的主要实验操作是： 。‎ ‎③若小灯正常发光时的电流为0.3安，则小灯的额定功率为 瓦。‎ ‎【答案】①0.32；B。②换用4伏电源，闭合电键，将滑动变阻器滑片向电阻变小处滑动，观察到电压表示数为2.5伏时，读出电流的大小。③0.75瓦 。‎ ‎【解析】①此时电流表的示数0.32安；‎ 变阻器连入电路的电阻最大，发现小灯发光较刺眼，说明灯两端的电压大于2.5伏，此时变阻器两端的电压UR=IR=0.32A×5W=1.6V，或UR＇=IR＇=0.32A×10W=3.2V， ‎ 电源电压U=UR+UL=1.6伏+2.5伏= 4.1伏 或U＇=UR＇+UL=3.2伏+2.5伏= 5.7伏。‎ 故电源电压为6伏，滑动变阻器的规格为B：“10W 2A”。‎ ‎②为了测出小灯泡的额定电功率，接下来的主要实验操作是：换用4伏电源，闭合电键，将滑动变阻器滑片向电阻变小处滑动，观察到电压表示数为2.5伏时，读出电流的大小。‎ 42‎ ‎③小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。‎ ‎10．（2019金山二模）小金同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有器材：电源（电压3伏、6伏、8伏三档）、电流表、电压表、标有“3.5伏”字样的待测小灯、滑动变阻器、电键及导线若干。他选择实验器材连接电路进行实验。先将滑动变阻器的滑片置于某一端，闭合电键后，两电表均有示数，但小灯泡的亮度偏暗。然后他再将滑片移到另一端时，发现小灯几乎不发光，此时电压表、电流表的示数如图14所示。‎ ‎① 根据题中的信息，判断出小金实验过程中存在两个问题：‎ 问题一： ；问题二： 。‎ ‎② 小金经过思考后，纠正了错误重新实验。当滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，观察到小灯泡正常发光，求小灯泡额定功率（写出计算过程）。 ‎ 图14‎ ‎【答案】①选用的电源电压太小，为3伏；闭合电键之前，把滑片放置在滑动变阻器阻值最小值。‎ ‎②0.875w；1.575w。 ‎ ‎【解析】①将滑动变阻器的滑片置于某一端，闭合电键后，两电表均有示数，但小灯泡的亮度偏暗，然后他再将滑片移到另一端时，发现小灯几乎不发光，说明：选用的电源电压太小；闭合电键之前，把滑片放置在滑动变阻器阻值最小值。‎ ‎②将滑片移到另一端时，发现小灯几乎不发光，此时电压表的示数为1伏、电流表的示数为0.1安，因为电源电压为3伏。所以滑动变阻器的最大电阻Rmax =U/I=（3伏-1伏）/0.1安=20欧，‎ 当电源电压U=6V时，‎ P额＝U额I额＝3.5V×0.25A＝0.875W 当U=8V时，I额＝I变中＝UR/R=（8伏-3.5伏）/10欧=0.45安 42‎ P额＝U额I额＝3.5V×0.45A＝1.575W ‎ ‎ 11．在“测定小灯泡的电功率”实验中，小红同学所用电源电压不变，小灯标有“2.5V”字样。她正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安。然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，发现小灯正常发光。接着她将滑片移动到另一端，发现小灯闪亮一下熄灭了，此时电流表的示数为_____安，而电压表的示数如图6（a）所示。于是她更换电压表量程，发现电压表的示数如图6（b）所示，则电源电压为______伏，滑动变阻器的最大阻值为______欧，小灯的额定功率为______瓦。‎ ‎【答案】0；4.5；20；0.5。‎ ‎【解析】①她将滑片移动到另一端，发现小灯闪亮一下熄灭了，原因是此时通过小灯泡的电流过大，使小灯灯丝断路，故电流表的示数为0安，而电压表的示数为电源电压4.5伏。‎ ‎②她正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，变阻器两端的电压UR= U-UL=4.5伏-1.3伏=3.2伏，‎ 滑动变阻器的最大电阻Rmax =UR/I=3.2伏/0.16安=20欧，‎ ‎③将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，发现小灯正常发光，小灯两端的电压UL=2.5伏，‎ UR=4.5伏-2.5伏=2伏，R=10欧，电流为I=U/R=2伏/10欧=0.2安，‎ 小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。‎ ‎12．小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压不变，滑动变阻器上标有“20W ‎2A”字样，小灯标有“‎0.3A”字样，估计小灯的额定功率在1.2瓦以上。实验时他正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为_________欧，电压表示数如图4（a）所示，电流表示数为0.2安，此时小灯发光较暗。为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于_________安时，小灯正常发光，此时电压表的示数如图4（b）所示，小灯泡正常发光时的电压为_______伏，小王同学在实验中所用电源的电压为______伏，小灯泡的额定功率为________瓦。‎ 42‎ ‎【答案】20欧；0.3安；4.5；6；1.35。‎ ‎【解析】①正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为最大值20欧；‎ ‎②估算小灯泡的额定电压约为U=P/I=1.2W/0.3A=4V，所以小灯两端的电压应该为U灯=2伏，滑动变阻器两端的电压UR=IR=0.2安×20欧=4伏，电源电压U=UR+UL=2.2伏+2.3伏= 6伏。‎ ‎③当电流表的示数等于0.3安时，小灯正常发光，此时小灯的额定电压为4.5伏，‎ 灯泡的额定功率为P=UI=4.5V×0.3A=1.35W。 ‎ ‎13．（2019闵行二模）某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为1.5伏的整数倍且保持不变）、滑动变阻器（标有“20欧 1安”字样）、电流表、电压表、待测小灯泡、开关以及导线若干。他先正确串联实验器材，再将电压表并联在电路中。然后，把滑动变阻器滑片P移至阻值最大处，闭合开关时观察到电流表示数为0.2安。接着，又将变阻器的滑片移动至中点位置时，小灯恰好正常发光，并记下此时电压表的示数为1.5伏。‎ ‎⑴ 本实验的原理是 。‎ ‎⑵ 请判断电压表所接位置并说明理由。 ‎ ‎⑶ 求出该小灯泡的额定电功率。 （保留解答过程）‎ ‎【答案】（1）P=UI；（2）若电压表并联在滑动变阻器两端，小灯正常发光时I2=U2/R2=1.5伏/10欧=0.15安<0.2安，小灯不能正常发光，所以电压表并联在小灯两端。（3）0.45瓦。‎ ‎【解析】（1）P=UI；‎ ‎（2）若电压表并联在滑动变阻器两端，小灯正常发光时电流 I2=U2/R2=1.5伏/10欧=0.15安<0.2安，小灯不能正常发光，‎ 所以电压表并联在小灯两端。‎ ‎（3）把滑动变阻器滑片P移至阻值最大处，变阻器两端的电压U2=I2R2=0.2安×20欧=4伏，‎ 电源电压U>4伏 此时小灯泡没有正常发光，U1<1.5伏，‎ 因此电源电压U<5.5伏 又因为电源电压为1.5伏的整数倍，所以U=4.5伏 小灯正常发光时，U2'=U-U1'=4.5伏-1.5伏=3伏 42‎ I1'=I2'=U2'/R2'=3伏/10欧=0.3安 灯泡的额定功率为P1=U1'I1'=1.5伏×0.3安=0.45瓦 ‎ ‎ ‎ 第二部分 电压表与滑动变阻器并联 ‎（或先后与小灯泡、变阻器并联等）‎ ‎【例题1】（2017上海中考）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压保持不变）、待测小灯泡（标有“0.28A”字样）、电流表、电压表（只有0~3伏档完好）、滑动变阻器、电键及导线若干。小华正确连接电路后进行实验，在移动变阻器滑片至某一位置时，发现电压表、电流表的示数如图11（a）、（b）所示。他经过思考重新连接电路进行实验，将新测得的三组数据记录在下表中。‎ 图1‎ ‎（a）‎ ‎（b）‎ V A ‎0.6‎ ‎3‎ ‎3‎ ‎15‎ 图11‎ 物理量 实验序号 电压U ‎（伏）‎ 电流I ‎（安）‎ ‎1‎ ‎3.0‎ ‎0.24‎ ‎2‎ ‎2.2‎ ‎0.28‎ ‎3‎ ‎1.7‎ ‎0.30‎ ‎① 图11（b）中电流表的示数为 安。‎ ‎② 请根据相关信息，求出电源电压及小灯泡的额定功率。 （本小题需写出计算过程）‎ ‎【答案】（1）0.24；（2）电源电压为6V，灯泡的额定功率为1.064W。‎ ‎【解析】（1）由图（b）可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；‎ ‎（2）①小华正确连接电路时，电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，如下图所示： ‎ L P R S V A ‎ 由图（‎ 42‎ a）可得，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，灯泡两端的电压为3V，电路中的电流为0.24A； ②重新连接电路时，由表格数据可知：电压表的示数减小时，电路中的电流变大，所以电压表并联在滑动变阻器两端，如下图所示：‎ 图2 ‎ R ‎ ‎ A L S V ‎ 由表中数据可知，当电路中的电流为0.24A时，滑动变阻器两端的电压为3V， 综上可知，当电路中的电流为0.24A时，灯泡两端的电压为3V，滑动变阻器两端的电压为3V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，‎ 电源的电压U=UL+U滑=3V+3V=6V， 由表格数据可知，电路中的电流为0.28A时，滑动变阻器两端的电压U滑′=2.2V， 则灯泡的额定电压U额=U-U滑′=6V-2.2V=3.8V， 灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.28A=1.064W．‎ ‎【例题2】（2019黄浦二模）小黄同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为定值）、待测小灯泡（标有“‎0.25A”字样）、电流表、电压表（只有0~3伏档完好）、滑动变阻器（标有“20Ω ‎1A”字样）、电键及导线若干。小灯的额定功率估计为0.9瓦左右。该同学正确连接电路，实验步骤正确。当闭合电健时，电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安。接着他边思考便实验，同时对电路进行调整，直至小灯正常发光。‎ 图13‎ ‎①求电源电压 。（写出过程）‎ ‎②观察到电流表示数为0.25安时，电压表示数如图13所示，此时电压表读数为 伏。 ‎ ‎③请根据相关信息，求出小灯的额定电功率。 （本小题需写出计算过程）。 ‎ ‎【答案】①6伏；②2.5；③ 0.875瓦。‎ ‎【解析】①正确连接电路，实验步骤正确。当闭合电健时，变阻器连入电路的阻值R=20欧，灯两端的电压U灯=2伏，电流I=0.2安。电源电压U源＝U灯+UR＝U灯+IR＝2伏+0.2安×20欧＝6伏。‎ 42‎ ‎②小灯的额定功率估计为0.9瓦左右，额定电压约为U0=P0/I0=0.9瓦/0.25安=3.6伏，‎ 而此时电压表的示数为2.5伏，（不可能大量程12.5伏），故电压表并联在滑动变阻器两端，其电压为UR=2.5伏。‎ U额＝U源–UR＝6伏–2.5伏＝3.5伏 P额＝U额I额＝3.5伏×0.25安=0.875瓦 ‎【例题3】小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，电源电压6伏不变，滑动变阻器有A、B两个（A标有“10Ω ‎1A”字样、B标有“20Ω ‎1A”字样），待测小灯上标有“2.5V”字样清晰可见。小华选用其中一个滑动变阻器与电源、小灯泡、电流表、电键正确连接电路后，再将电压表并联在电路中。闭合电键前使滑动变阻器接入电路电阻最大，然后闭合电键，通过移动变阻器的滑片测得小灯在不同电压下的电流，并将数据记录在下表中。‎ 物理量 电压（伏）‎ 电流（安）‎ ‎1‎ ‎4.0‎ ‎0.20‎ ‎2‎ ‎3.5‎ ‎0.22‎ ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.28‎ ‎① 请画出小华同学的实验电路图 。（用2B铅笔在答题纸上相应位置作图）‎ ‎② 判断小灯泡正常发光的方法是： 。‎ ‎③ 小华在实验中选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）。‎ ‎④ 小灯泡的额定功率为 瓦。（请写出计算过程）‎ ‎【答案】①略； ②电压表示数为3.5V；③ B；④ 0.55W。‎ ‎【解析】因正确串联实验器材，电流增大时，灯的电压增大，根据串联电路电压的规律，变阻器的电压减小，由表中数据知，电压表并联在变阻器的两端。由第1行数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：R滑＝U/I=4V/0.2A=20Ω，故小华同学实验中选用的滑动变阻器为B；‎ 根据第3行数据，由串联电路电压的规律，此时灯的电压为：UL1＝U﹣UV1＝6V﹣3.5V＝2.5V，等于小灯的额定电压，灯正常发光，故判断小灯泡正常发光的方法是：电压表示数为3.5V；‎ 灯的额定功率：PL＝ULIL＝2.5V×0.22A＝0.55W。‎ 42‎ ‎【例题4】（2019青浦二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压不变）、待测小灯（标有“0.3A”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器、电键以及导线若干。他连接电路并按规范操作，闭合电键后，移动变阻器滑片，测得一组数据记录在（a）表，他继续移动变阻器的滑片，小灯正常发光时，将测得的电压表的示数记录在（b）表中，当他分析（a）、（b）两组数据时发现了问题，随后又重新连接了电路，闭合电键后继续实验，移动变阻器滑片时，又测得一组数据记录在（c）表中。‎ 电流表示数（安）‎ 电压表示数（伏）‎ ‎0.2‎ ‎4‎ 电流表示数（安）‎ 电压表示数（伏）‎ ‎0.3‎ ‎2.5‎ 电流表示数（安）‎ 电压表示数（伏）‎ ‎0.2‎ ‎2‎ ‎（a） （b） （c） ‎ 请根据相关信息，完成下列问题：‎ ‎① 小华同学“重新连接电路”的原因是： 。‎ ‎② 求出电源电压及小灯的额定功率 。（需写出计算过程）‎ ‎【答案】①原电路中电压表并联在滑动变阻器两端了；②6伏；1.05瓦。‎ ‎【解析】①分析（a）、（b）两组数据时，电流表与电压表的示数一个变大一个变小，所以原电路中电压表并联在滑动变阻器两端了；‎ ‎②重新连接了电路，电压表与小灯并联，前后两次，当电路中的电流为0.2安时，变阻器及小灯两端的电压不变，则电源电压U总＝U1＋U2＝4伏＋2伏＝6伏； ‎ ‎ 根据（b）实验可知，小灯正常发光，U额＝U总－U′1＝6伏－2.5伏＝3.5伏 ‎ 灯的额定功率：P额＝ U额I额＝3.5伏×0.3安＝1.05瓦 ‎【例题5】（2018普陀二模）某实验小组做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材包括电源（电压为2伏的整数倍）、小灯泡（标有0.3A字样）、电流表、电压表、滑动变阻器、电键以及若干导线。正确连接电路后，当滑片P在某一端时，闭合电键S，观察到电压表示数为2伏，电流表示数为0.2安；当滑片P从某一端向另一端移动约1/3距离时，观察到电压表示数为2.8伏，电流表示数为0.24安；继续移动滑片P，当小灯泡正常发光时，电压表示数如图13所示。‎ 42‎ 图13 ‎ ‎① 实验过程中用到的电源电压U和滑动变阻器的最大阻值 。（需写出计算过程）‎ ‎② 为了能精准测得小灯正常发光时电功率，小组讨论后设计了如下方案：‎ 将电压表V并在小灯泡两端，移动滑片P，使电压表示数为3伏；保持滑片P位置不变，断开电键，将电压表V并在滑动变阻器两端；继续移动滑片P，当小灯正常发光时，读出电压表示数。‎ 老师看了该方案后，建议做进一步完善。请你帮助他们补充完整： 。‎ ‎【答案】①6伏，20欧；② 断开电键，将电压表V用0-3伏并在滑动变阻器两端；当电流表A的示数为0.3安时，读出电压表示数U滑；利用UL＝U-U滑得到小灯正常发光电压，利用P额＝U额I额求出小灯正常发光时的功率。‎ ‎【解析】①根据电源电压不变列方程：UL＋U滑＝UL′＋U滑′‎ ‎ UL＋R滑IL＝UL′＋R滑′IL′‎ ‎ 2伏＋0.2安×R滑＝2.8伏＋0.24安×2R滑/3 ‎ ‎ R滑＝20欧 ‎ ‎ U＝2伏＋0.2安×20欧＝6伏 ‎②当滑片P从某一端向另一端移动约1/3距离时，观察到电压表示数为2.8伏，电流表示数为0.24安，小于额定电流0.3安，说明小灯正常发光时，额定电压大于3伏，电源电压为6伏，故变阻器两端的电压小于3伏，所以可以把电压表与变阻器并联； ‎ 方案如下：断开电键，将电压表V用0～3伏并在滑动变阻器两端；当电流表A的示数为0.3安时，读出电压表示数U滑；利用UL＝U-U滑得到小灯正常发光的电压，利用P额＝U额I额求出小灯正常发光时的功率。‎ ‎【例题6】小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用电源电压为6伏且不变、待测小灯（标有“3.8V”字样）、电压表、电流表、两种规格的滑动变阻器（标有“10Ω 2A”和“50Ω 2A”字样）、电键以及导线若干。为了能通过电压表的示数来准确判断小灯是否正常发光，小华想了一个巧妙的办法，选择其中一个变阻器，连接实验器材后，操作规范，闭合电键，观察到电压表的示数如图5（a）所示。经过思考，他换用另一个变阻器并按规范重新实验，闭合电键，移动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，电流表的示数如图5（b）所示。‎ ‎ ‎ 42‎ ‎①画出小华同学的实验电路图。‎ ‎②读出图5（b）中电流表的示数，并说明理由。‎ ‎③计算小灯的额定功率。‎ ‎【答案】①见图；②0.18安；依据:由于第一次闭合电键后U滑大＝1. 9伏，所以U灯最小＝4.1伏＞U额，因此所用变阻器为“10Ω ‎2A”，U滑大/R滑1＞I额，1. 9伏/10欧＞I额，即 0.1 9安＞I额；③0.684瓦。‎ ‎【解析】①因为小灯的额定电压为“3.8V”，电压表若直接并在小灯两端时应该用0～15V的大量程，误差大；现能通过电压表的示数准确判断小灯是否正常发光，是指电压表用0～3伏的小量程，故电压表应与变阻器并联。‎ 图2 ‎ R P A L S V 由图a知，电压表的量程应为0～3V，示数为1.9V，此时灯泡两端的电压为6V-1.9V=4.1V，大于灯泡的额定电压，是由于变阻器的阻值太小造成，第二次换成了最大阻值为50Ω的电阻，电路图如图所示：‎ ‎②由①知，变阻器的阻值为10Ω，两端电压为1.9V，电路中的电流为I＝UR/R ＝1.9伏/10欧＝0.19安，小灯发光偏亮，此时灯泡两端的电压高于额定电压，所以灯泡的额定电流小于0.19A；‎ 由图乙知，电流表的量程应为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表示数为0.18A；‎ ‎③灯的额定功率：P额=U额I额=3.8V×0.18A=0.684W．‎ ‎1．某同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，所用实验器材有：6伏的电源、标有“0.3安”字样的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及若干导线，实验器材均完好。他把实验情况填写在下表中。‎ 实验序号 电流(安)‎ 电压(伏)‎ 灯泡亮暗 ‎1‎ ‎1.4‎ ‎3.8‎ 比正常发光时暗 ‎2‎ ‎1.5‎ ‎3.5‎ 正常发光 ‎ 3‎ ‎1.6‎ ‎3.2‎ 比正常发光时亮 42‎ ‎①请指出该同学实验中的一个错误 。‎ ‎②小灯的额定电压为 伏，额定功率为 瓦。‎ ‎ ③比正常发光暗时，小灯的实际功率为 瓦。‎ ‎【答案】（1）电压表接入变阻器两端（或电流表量程读错）；（2）2.5；0.75；（3）0.616．‎ ‎【解析】（1）电路中的电流变大时，电压表的示数变小，表明电压表接入了滑动变阻器两端； 小灯泡的额定电流是0.3A，而表格中的数值都超过了0.3A，由实验序号2可知：电流表的量程读错了，都读成大量程了； （2）小灯泡标有“0.3安”即额定电流为0.3A，正常发光时，额定电压UL=U-UR=6V-3.5V=2.5V 故小灯泡的额定功率为：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W； （3）据（1）改正后的数据分析可知，比正常发光暗时，灯泡两端电压UL=U-UR=6V-3.8V=2.2V； 根据电流表的使用方法可知，在0～3A的量程中，每一小格表示0.1A，故1.4A表示14格， 在0～0.6A量程中，每一小格表示0.02A，故通过灯泡的电流为：IL=14×0.02A=0.28A， 故此时小灯泡的实际功率为：P实=ULIL=2.2V×0.28A=0.616W；‎ ‎2．（2017普陀二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，电源电压6伏不变，滑动变阻器有A、B两个（A标有“10Ω ‎1A”字样、B标有“20Ω ‎1A”字样），待测小灯上标有“2.5V”字样清晰可见。小华选用其中一个滑动变阻器与电源、小灯泡、电流表、电键正确连接电路后，再将电压表并联在电路中。闭合电键前使滑动变阻器接入电路电阻最大，然后闭合电键，通过移动变阻器的滑片测得小灯在不同电压下的电流，并将数据记录在下表中。‎ 物理量 电压（伏）‎ 电流（安）‎ ‎1‎ ‎4.0‎ ‎0.20‎ ‎2‎ ‎3.5‎ ‎0.22‎ ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.28‎ 42‎ ‎① 请画出小华同学的实验电路图 （14） 。（用2B铅笔在答题纸上相应位置作图）‎ ‎② 判断小灯泡正常发光的方法是： （15） 。‎ ‎③ 小华在实验中选用的滑动变阻器是 （16） （选填“A”或“B”）。‎ ‎④ 小灯泡的额定功率为 （17） 瓦。（请写出计算过程）‎ ‎【答案】①见下图；②电压表示数为3.5V；③B；④0.55瓦。‎ ‎ ‎ 图2 ‎ R P A L S V ‎【解析】①根据表中数据知，电路中电压表的示数变大时，电流变小，表明电压表接入了滑动变阻器两端；‎ ‎②判断小灯泡正常发光的方法是：电压表示数为UR=U-UL=6伏-2.5伏= 3.5V；‎ ‎③小灯的额定电压为2.5伏，电源电压为6伏，小灯正常发光时，变阻器两端的电压 UR=U-UL=6伏-2.5伏= 3.5伏，所以实验序号2中的电流为灯的额定电流0.22安，‎ 此时变阻器连入电路的电阻为 R =U/I=3.5伏/0.22安=15.9欧，选用的滑动变阻器是B；‎ ‎④ 小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.22A=0.55W；‎ ‎3．（2017松江二模）小华做“测定小灯泡电功率”的实验。现有电源、待测小灯（标有“2.5V”字样、额定功率在1瓦以上）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线若干。他正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中。闭合电键，移动变阻器的滑片，发现电流表示数变化范围为‎0.06A～‎0.2A、电压表示数变化范围为0～1.2V，小灯始终无法正常发光。他经过思考得出原因所在，于是对实验器材进行了适当调整，重新正确连接电路，实验步骤正确，刚闭合电键时，电流表和电压表的示数如图18所示。移动滑片，发现当变阻器的滑片恰好在中点时，小灯正常发光。‎ ‎① 测定小灯的额定功率需要测量和记录的物理量是 。‎ ‎② 小华原来实验时小灯始终无法正常发光的原因是 ‎ 42‎ ‎，并画出小华刚开始实验时的电路图 。（用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）‎ V A 图18‎ ‎③ 小灯正常发光时电源电压为 伏，小灯的额定功率为 瓦。‎ ‎【答案】① 额定电压和额定电流；② 电源电压小于灯泡的额定电压；电路图见下；③ 7.5，1.25。 ‎ ‎【解析】①根据P=UI，测定小灯的额定功率需要测量和记录的物理量是：额定电压和额定电流；‎ ‎②他正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中。闭合电键，移动变阻器的滑片，发现电流表示数变化范围为0.06A～0.2A，电压表示数变化范围为0～1.2V，可知电压表并联在变阻器两端了（若并联在灯的两端电压不可能为0）；小华刚开始实验时的电路图如下所示： ‎ 图2 ‎ R P A L S V ‎ 小灯始终无法正常发光，即包括当变阻器连入电路中的电阻为0时，电源电压全部加在灯的两端，说明电源电压小于灯泡的额定电压； ③由分压原理可知，变阻器连入电路的阻值最大时，电压表示数最大为1.2V，此时电流最小，即为0.06A， 可知，变阻器的最大电阻R滑=UR/I=1.2V/0.06A=20Ω， 重新正确连接电路（将电压表并联在灯的两端），实验步骤正确，变阻器全部电阻连入电路中，刚闭合电键时，电流表和电压表的示数如图所示，图中电表均选用小量程，电压表和电流表示数分别1.5V、0.3A，则变阻器的电压U滑=IR滑=0.3A×20Ω=6V；则电源电压为U=6V+1.5V=7.5V； 发现当变阻器的滑片恰好在中点时，小灯正常发光，变阻器连入电路中的电阻为R′滑=10Ω， 由串联电路电压的规律和欧姆定律，通过变阻器的电流IR=（U-UL）/R=（7.5伏-2.5伏）/10欧=0.5安， 则灯的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W。 ‎ ‎4．（2018松江二模）小华做“测定小灯泡电功率”‎ 42‎ 实验，所用器材如下：电源（电压保持不变）、电流表、电压表（0~15伏量程损坏）、滑动变阻器、待测小灯（标有“0.2A”字样）、电键S以及导线若干。小华先正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中。闭合电键后，移动变阻器的滑片，将测得数据记录在下表中。小华在分析、思考后，换用“50Ω ‎2A”字样的滑动变阻器，重新正确串联电路，并将电压表并联在合适的电路两端，且实验步骤正确。闭合电键S后，观察到此时电流表、电压表的示数为0.1安、1.0伏。‎ 物理量 电压（伏）‎ 电流（安）‎ ‎1‎ ‎3.0‎ ‎0.16‎ ‎2‎ ‎2.5‎ ‎3‎ ‎2.0‎ ‎0.24‎ ‎① 测定小灯泡电功率的实验原理是： 。 ‎ ‎② 判断小灯泡正常发光的方法是： 。‎ ‎③ 求小灯泡的额定功率 。（请写出计算过程）‎ ‎【答案】①P=UI；②当观察到电流表的示数为0.2安时，小灯正常发光；③0.7瓦。 ‎ ‎【解析】①P=UI； ‎ ‎②当观察到电流表的示数为0.2安时，小灯正常发光； ‎ ‎③从表中数据知，移动变阻器的滑片，观察到电压表示数逐渐变小，电流表示数变大，说明将电压表并联在滑动变阻器两端。‎ 重新正确串联电路，并将电压表并联在合适的电路两端，且实验步骤正确。闭合电键S后，观察到此时电流表、电压表的示数为0.1安、1.0伏，则电压表与小灯并联，‎ 电源电压U=U灯+U滑=1.0伏+0.1安×50欧=6伏 ‎ 由实验序号2：U额=U-U滑=6伏-2.5伏=3.5伏 ‎ P额=U额I额=3.5伏×0.2安=0.7瓦 ‎ ‎5．（2018杨浦二模）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（有3伏、4.5伏，6伏可选）、待测小灯（标有“0.28A”字样）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干。小华连接电路，进行实验，闭合电键后，在移动变阻器的滑片的过程中，电压表的示数从2.4伏逐渐减小至零，电流表示数变化范围为0.12安～0.24安，小灯亮度虽随之变化，但是一直较暗。‎ ‎（1） 你认为小华的实验中存在的问题是：① ；② 。‎ ‎（2）‎ 42‎ 经过思考后，小华仅对实验器材略做调整，然后闭合电键，继续实验，发现当小灯正常发光时，电压表和电流表的示数的乘积为0.616瓦。实验中，小华判断小灯正常发光的依据是： ，此时的电源电压为 伏，小灯的额定功率为 瓦。 ‎ ‎【答案】（1）① 电压表并联在滑动变阻器两端；②电源电压太小。（2）当电流表示数为0.28安时，小灯正常发光；6；1.064。‎ ‎【解析】（1）根据题意知道，在移动变阻器的滑片的过程中，电压表的示数从2.4伏逐渐减小至零，电流表示数变化范围为0.12安-0.24安，即电流表示数变大，说明变阻器连入电路中的电阻变小，由分压原理知道，此过程中变阻器的电压会变小，所以应是电压表并联在变阻器的两端了；小灯亮度虽随之变化，但是一直较暗，这说明电源电压太小，始终小于灯的额定电压。由以上分析可知，小华的实验中存在的问题是：①电源电压太小；②电压表并联在变阻器的两端；‎ ‎（2）根据（1）的分析知道小华的实验电路器材略作调整前，电路图如1，‎ ‎ ‎ 当小灯的电流为0.24安，电压为3伏时，小灯发光一直较暗，可知小灯的额定电压大于3伏、额定功率大于0.24安×3伏=0.72瓦；‎ 现在小灯正常发光时，电压表和电流表的示数的乘积为0.616瓦，该功率不是小灯的额定功率，说明电压表还是并联在变阻器两端。实验器材略作调整，指的是改变电源电压，而电路的连接情况不变；当小灯正常发光时，电压表和电流表的示数的乘积为0.616瓦，所以由P=UI可知，图2中的电压表示数是：‎ UR =P/IL=0.616W/0.28A=2.2V，因为小灯的额定电压大于3伏，所以图2中电源电压应是 U＞3V+2.2V=5.2V，所以电源电压只能为6V，‎ 在图2中，灯的额定电压是：UL =U2 -U2V =6V-2.2V=3.8V，‎ 则小灯的额定功率是：PL =UL IL =3.8V×0.28A=1.064W。‎ ‎6．小张同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压保持不变）、待测小灯（额定功率不小于0.8瓦）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.25A”‎ 42‎ ‎（指小灯正常工作电流）字样清晰可见。他连接电路，操作规范，闭合电键，移动变阻器的滑片至小灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半，此时电压表V的示数为2.5伏。在上述实验过程中，电流表A示数的范围为0.20~0.25安。经思考后，他在电路中再连接一个电压表V′并按规范重新实验，发现电压表V′的示数从2.0伏逐渐变大、电压表V的示数则逐渐变小。‎ ‎① 请写出小张将电压表V接在电路中的位置。________‎ ‎② 请根据相关信息计算：滑动变阻器的最大阻值为________欧，电源电压为________伏，小灯泡的额定功率为________瓦。‎ ‎【答案】① 滑动变阻器两端。② 20； 6； 0.875。‎ ‎【解析】（1）在“测定小灯泡的电功率”实验中，待测小灯与滑动变阻器串联，规范实验时，随着滑片P的移动，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路中的电流变大，因灯泡的阻值基本不变，根据U=IR可知：灯泡两端的电压会变大，根据串联电路的电压特点可知：滑动变阻器两端的电压会减小，所以电压表V的示数逐渐变小，表明电压表V并联在滑动变阻器的两端；V′并联在灯泡两端。‎ ‎（2）滑动变阻器一半电阻连入电路时，电路中电流I=I额=0.25A，滑动变阻器两端电压U滑=2.5V，‎ 滑动变阻器的最大阻值：R大=2R=2×U滑/I=2×2.5V/0.25A=20Ω；‎ 电压表V′的示数U1=2.0V时，灯泡中电流为0.2A，滑动变阻器两端电压U2=R大I小=20Ω×0.2A=4V，‎ 则电源电压：U=U1+U2=2.0V+4.0V=6V；‎ 根据串联电路的电压特点得：灯泡的额定电压U额=U-U′=6V-2.5V=3.5V．‎ 则P额=U额I=3.5V×0.25A=0.875W．‎ ‎7．（2019宝山二模）小姜同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）一个、分别标有“2.5V”和“3.8V”字样的待测小灯各一个、电压表一只、电流表一只，滑动变阻器（标有“5Ω 3A”、“20Ω 2A”字样）各一个，电键一个，导线若干。他先正确串联实验器材，然后将电压表并联在电路中。闭合电键，当划片移到某位置时，小灯恰好正常发光，此时他将观察到的电压表和电流表的示数（如图16所示）分表记录到实验单上。‎ ‎（a）‎ ‎（b）‎ 图16‎ 42‎ ‎(1) 能否据此判定该实验中电压表并联在哪部分电路两端？并请说明理由。________‎ ‎(2) 小葛同学看了小姜同学记录的信息，做出了电压表读数的如下分析判断：‎ 因为小灯正常发光，由图16（a）可知：Ie＝0.3安，此时，变阻器接入电路的阻值一定大于其最大阻值。‎ 所以，Ue＞Ie×R最大＝0.3安×20欧＝6伏。‎ 因此，电压表读数为11伏。‎ 你认为小葛的分析判断是否正确？为什么？_____________________‎ ‎(3) 由此可以分析得出：小姜在实验中选用的小灯是标有________字样的，滑动变阻器标有_________字样，小灯的额定功率为_______瓦。‎ ‎【答案】（1）实验中电压表并联在滑动变阻器两端；由图16（a）可知：电压表示数只可能是2.2伏或11伏，而电源电压是2伏的整数倍，因此电压表不可能连接在电源两端；又因为小灯正常工作时的电压只可能是2.5伏或3.8伏（不等于2.2伏或11伏），因此电压表也不可能并联在小灯两端；所以电压表只可能并联在滑动变阻器两端。（2）小葛的分析判断错误；因为小灯正常发光时，由图16（a）可知：Ie＝0.3安，此时，变阻器接入电路的阻值一定不可能大于其最大阻值（只可能小于等于其最大阻值），所以电源电压：Ue≤Ie×R最大＝0.3安×20欧＝6伏，所以电压表的读数为2.2伏。（3）3.8V； “20Ω 2A”；1.14。 ‎ ‎【解析】（1）由图16（a）可知：电压表示数只可能是2.2伏或11伏，而电源电压是2伏的整数倍，因此电压表不可能连接在电源两端；又因为小灯正常工作时的电压只可能是2.5伏或3.8伏（不等于2.2伏或11伏），因此电压表也不可能并联在小灯两端；所以电压表只可能并联在滑动变阻器两端。 ‎ ‎（2）小葛的分析判断是错误的；因为小灯正常发光时，由图16（a）可知：Ie＝0.3安，此时，变阻器接入电路的阻值一定不可能大于其最大阻值（只可能小于等于其最大阻值），所以，Ue≤Ie×R最大＝0.3安×20欧＝6伏。所以电压表的读数为2.2伏。 ‎ ‎（3）小灯正常发光时，额定电压UL=3.8V 或UL=2.5V；变阻器两端的电压UR=2.2V，电源电压为 42‎ U=UR+UL=2.2伏+2.5伏= 4.7伏 （舍去）‎ 或U=UR+UL=2.2伏+3.8伏= 6伏，是正确的，灯的额定电压3.8伏，‎ 小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；‎ 灯正常发光时，变阻器的电阻R=U/I=2.2V/0.3A=7.3欧＞5欧，变阻器的规格为“20Ω 2A”。‎ ‎8．（2017杨浦二模）小王同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用实验器材齐全并完好，电源电压为1.5伏的整数倍(若干节新干电池组成)，滑动变阻器上标有“25Ω 2A”字样，小灯泡上的字迹模糊不清，但只可能是“1.5V”、“2.2V”或“3.0V”中的一个。‎ ‎① 小王先正确串联实验器材如图18（a）所示，将滑片移到变阻器的一端，然后将电压表并联在电路中。闭合电键后，电流表示数如图18（b）所示，小灯泡发光较暗，接着移动变阻器的滑片，观察到小灯泡逐渐变亮，电压表示数逐渐变小。‎ 图18‎ ‎② 经过思考，小王发现了问题，并重新进行实验。他正确连接电路，操作步骤正确，闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，并观察电压表示数和小灯泡亮度的变化情况，发现滑片在差不多滑到变阻器中间位置时小灯泡正常发光，此时电流表的示数刚好变化了0.1安。‎ ‎③ 小王在第一次实验时出现的问题是__________________。请根据相关信息判断出小王所选小灯泡的额定电压是_____伏，电源的电压是____伏，并计算出小灯的额定功率为_______瓦。（需写出计算过程）‎ ‎【答案】连接电路时将电压表并联在滑动变阻器两端（或bc之间）；2.2； 6； 0.66；‎ ‎【解析】①移动变阻器的滑片，观察到小灯泡逐渐变亮，即电流变大，电压表示数逐渐变小，说明将电压表并联在滑动变阻器两端。‎ ‎②正确连接电路，操作步骤正确，电压表与小灯并联，闭合电键时，电流仍为0.2安；小灯泡正常发光，电流为0.2安+0.1安=0.3安，滑动变阻器连入电路的阻值约12.5Ω，电压UR=IR=0.3A×12.5Ω=3.75V，‎ 电源电压U=UR+UL=3.75.伏+1.5伏= 5.25伏；‎ 或U=UR+UL=3.75.伏+2.2伏= 5.95伏；‎ 或U=UR+UL=3.75.伏+3.0伏=6.75伏；‎ 因为电源电压为1.5伏的整数倍，所以电源电压为6伏，小灯的额定电压为“2.2V”。‎ 小灯泡的额定功率为P=UI=2.2V×0.3A=0.66W.‎ 42‎ ‎9．（2017黄浦二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好，电源电压为1.5伏的整数倍且保持不变、待测小灯上标有“‎0.2A”字样、滑动变阻器上标有“50Ω ‎1A”字样。实验中，小华正确连接电路且使变阻器连入电路中的电阻最大，闭合电键时，小灯不发光，电表指针所处位置如图14（a）、（b）所示。（电流表指针在两刻度线之间某位置，电压表指针在刻度线上）‎ ‎（a） （b）‎ 图14‎ ‎①判断电流表所选量程并说明理由。‎ ‎②通过计算说明实验所用电源的电压。‎ ‎③小华移动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，发现无法读出小灯的额定电压。然后他调整了电表接入位置后重新实验，当小灯正常发光时，电压表指针所处位置与图14（b）相同。请通过计算求出小灯的额定功率。‎ ‎【答案】①0-0.6A；小灯不发光，I

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