苏科版初三物理下学期 第十五章 电功和电热 第二节 电功率 巩固练习之测小灯泡的功率Word文件下载.docx
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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.在“测量小灯泡额定功率"
的实验中,小灯泡的额定电压为25V。
(1)将甲图中电路连接完整。
(要求:
滑动变阻器滑片P向右移动时灯泡变亮)
(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,电压表示数始为3V,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2.5V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为____________________W。
(4)小张设计了如图两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)
5.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,提供如下实验器材:
A.电源(输出电压恒为4.5V)
B.小灯泡(额定电压3.5V.电阻约为10Ω)
C.滑动变阻器(0-10Ω,最大电流2A)
D.电压表(量程0∽3V)
E.电流表(量程0-0.6A-3A)
(1)实验小组初步设计电路如图甲所示。
经分析此电路无法测出小灯泡的额定功率,原因是______。
(2)重新设计电路如图乙所示,请对照此图在答题卡图中用笔画线替代导线,完成实物图的连接。
(3)连接电路完成后,闭合开关,发现电流表不动,电压表也无示数,若电路中只有一处故障,可能是______。
A.小灯泡断路
B.电压表断路
C.滑动变阻器断路
(4)排除故障后继续实验,闭合开关,调节滑动变阻器,当电压表示数为UV=______V
时小灯泡正常发光,此时电流表示数如图丁所示,则小灯泡的额定功率P额=______W。
6.测定额定电压为2.5V的小灯泡电功率.电源电压保持不变.电路如图1所示.
①电路连接完成后,闭合开关,变阻器滑片P移至某处时,电压表示数如图2中甲,此时灯泡两端电压为______V.若想测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器滑片P应当向______端(选填:
左,右)移动,直到电压表的示数为______V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图2乙所示,则通过小灯泡的电流为______A,小灯泡的额定功率为______W.
②某同学在实验时,闭合开关后,发现小灯泡始终不亮,但电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是______(写出一种即可).
7.小明用“伏安法”测量小灯泡的电功率中,提供的实验器材有:
待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(二节新干电池)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,完成图甲实物电路的连接。
(2)检查电路连接无误后,闭合开关S,灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针几乎不动。
产生这一现象的原因可能是______。
(3)故障排除后进行实验,通过移动滑片记录了多组数据,并作出了如图乙所示的I-U图象。
据图象可知小灯泡的额定功率为______W。
(4)小华利用小明的实验器材,只增加了一个阻值为10Ω定值电阻R1、电阻箱R2,来测量小灯泡的额定功率。
如图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图。
则以下判断正确的是______(填字母)。
A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.丙方案能,丁方案不能
D.丙方案不能,丁方案能
(5)实验结束后,小明将该小灯泡单独与一个10Ω的定值电阻R0串联后接入电压为3V的电源两端,此时R0的功率是______W。
8.李林同学在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻时,设计了如图甲所示的电路图.
(1)如图是李林连接的部分电路,请你用笔画线代替导线,将实物电路帮他连接完整.(要求滑片向右滑动时,灯泡变亮).并在乙虚线框内画出电路图
(2)实验时,李林按电路图连接了电路,闭合开关,在调节滑动变阻器的过程中,发现电压表的示数突然变大,电流表无示数,其可能的原因是_____.故障排除后,李林通过实验测量了多组实验数据并画出了I﹣U图象,如图丙所示.
(3)小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω.
(4)选取图象中的三组数据,通过计算后发现电阻阻值相差较大,你对这一现象的解释是____________________________________.
(5)根据实验数据,小林计算出小灯泡的额定功率为_____W.
9.在实验室做测定“小灯泡额定功率”的实验时,被测小灯泡的额定电压为3.8V,灯丝电阻约为10Ω.实验室有如下器材:
电源(电压为6V)、学生用电流表、学生用电压表、开关各一个,导线若干,滑动变阻器R(10Ω,0.5A):
(1)请用笔画线代替导线将图1中的电路实物图连接完成。
(2)实验电路接好,闭合开关后,部分同学电路出现故障主要有下表中所列的两种情况:
故障现象
检测
原因
情况一
灯泡特别亮,两表的示数较大
移动滑动变阻器滑片,现象不变,两电表示数不变
______
情况二
灯泡不亮,电压表示数较大,电流表无示数
取下小灯泡,两电表的示数不变
某同学们提出以下A、B、C、D四种可能的原因,请根据上表中的故障现象和检测结果从这四种可能原因中选出正确的填入列表中
A.灯泡断路
B.灯泡短路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
(3)故障排除后,为使小灯泡能正常发光,应调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时,电流表示数如图2,该灯泡额定功率是______W。
(4)实验中,某同学发现小灯泡的电阻随两端的电压的增大而增大,请分析造成这种现象的原因是______。
10.小军用“伏安法”测额定电压为2.5V的小灯泡的灯丝电阻,他设计的实验电路图如下图1所示。
(1)请根据图1用笔画线代替导线将上图2中的实物连接完整(要求:
滑片P向A端滑动时灯泡变亮)。
(2如上图1,闭合开关后,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,电路一处故障可能是______
A.变阻器断路
B.小灯泡短路
C.电流表短路
D.小灯泡断路
(3)小灯泡正常发光时,电流表示数如图3所示,则该小灯泡的额定功率为______W。
(4)小军______(填“能”或“不能”)用本次实验的器材探究电流与电压的关系。
(5)小红打算增加一个阻伯为10Ω的电阻R0,只利用一只电表,通过简单操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率。
图4中的甲、乙是设计好的两种不同方案的电路图。
则以下判断正确的是______。
C.甲方案能,乙方案不能
D.甲方案不能,乙方案能
答案和解析
1.【答案】
(1)
;
(2)B;
(3)0.65;
(4)①S、S1;
②S、S2;
R1;
③
【解析】
【分析】
本题考查了实物电路图的连接和电路故障的判断、电流表的读数以及额定功率的计算,会确定电压表的量程是关键;
利用等效替代法求电阻是本题的难点,要细心体会。
(1)分析电路图可知,电压表也串联在电路中,故此时没有电流通过;
要想有电流通过,必须是灯泡与电流表串联,电压表与灯泡并联;
(2)电路闭合前,滑动变阻器滑片应位于阻值最大处;
(3)额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等,根据电流表的量程和分度值读出示数,根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(4)①只闭合小灯泡所在支路,通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压,即2.5V;
②只闭合R1所在支路,通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压,即2.5V;
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,根据串联分压的原理求出R1的大小,即小灯泡电阻的大小,再利用P=
求出小灯泡额定功率。
【解答】
(1)分析实物图可知,此时灯泡与电流表并联后又与电压表串联,故此时没有电流通过,小灯泡不发光,电压表测的是电源电压约为3V;
为让灯泡与电流表串联,电压表测灯泡两端电压,将小灯泡左侧连线改接到电压表左侧,如下图:
(2)为了保护电路,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应为于阻值最大处,即B端;
(3)图(乙)中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.26A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×
0.26A=0.65W;
(4)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,即2.5V;
②利用等效替代的方法,只闭合R1所在支路,即闭合S、S2,通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压,即2.5V,此时R1=RL;
再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,根据串联分压的原理:
=
,解得,R1=
小灯泡额定功率的表达式P额=
。
故答案为:
③
2.【答案】断开;
小灯泡短路;
A;
电压表;
0.6;
20
解:
(1)灯正常工作时的电流约为I=
=0.25A,所以,电流表选0~0.6A量程,滑动变阻器接线柱一上一下连接与电流表串联接入电路,实物图如下图所示;
为保护电路,在电路连接的过程中,开关应断开;
(2)灯泡不发光,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的;
电流表有示数,说明电路不存在断路,与灯泡并联的电压表示数为零,则灯泡发生短路.
(3)电压表示数小于灯的额定电压,要使灯正常发光,应增大灯的电压,减小变阻器的电压,根据分压原理,应减小变阻器连入电路中的电阻,滑片向A端移动;
同时视线应注意观察电压表的示数直到电压表示数为2.5V;
电流表量程为0~0.6A,由图示电流表可知,其分度值为0.02A,电流表示数为0.24A,灯泡额定功率P=UI=2.5V×
0.24A=0.6W;
(4)电源电压为6V,电阻两端电压为2V,滑动变阻器分压为4V,是定值电阻两端电压的两倍,根据分压原理,滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的两倍,因滑动变阻器最大阻值为40欧姆,因此定值电阻最大阻值为20欧姆.
(1)实物图如上图所示;
断开;
(2)小灯泡短路;
(3)A;
(4)20.
(1)求出灯正常工作时电流,确定电流表量程,滑动变阻器接线柱一上一下连接与电流表串联接入电路;
连接电路时,开关应断开;
(2)灯泡不发光,可能是灯泡短路或电路存在断路造成的,电流表有示数,说明电路不存在断路,据此判断;
(3)比较电压表示数与额定电压的大小,由分压原理确定滑片移动的方向,因灯在额定电压下才能正常工作,所以眼睛应注视电压表;
由图示电流表确定其量程与分度值,然后读出其示数,再由P=UI求出灯泡额定功率;
(4)根据串联电路特点与分压原理答题.
本题测小灯泡的电功率,考查电路的连接、注意事项、故障的分析、操作过程、额定功率的计算及器材的选择等知识,是中考的热点问题,要准确掌握.
3.【答案】P=UI;
0.48;
B;
3.8;
不正确;
温度不同,小灯泡的电阻也不同或只能用U额、U额来求正常发光时的电阻;
C
(1)测定小灯泡的额定功率实验的原理是P=UI;
(2)实验中电流表、灯泡、变阻器串联,滑片P向右移动时电流表示数增大,所以应将B接线柱接入电路中,电流表使用0-0.6A量程,如图所示:
(3)为了保护电路,连接好电路后滑动变阻器的滑片P应滑至最大值处A端;
(4)电压表示数为2V,由图丙,电流表量程为0~0.6A,分度值0.02A,示数为0.24A,
则小灯泡的功率P=UI=2V×
0.24A=0.48W;
要测灯泡的额定功率,应增大电压表的示数达到3.8V,
所以要提高灯泡两端的电压,根据串联电路的分压特点,需要减小滑动变阻器接入电路电阻,即应将滑片P向B端移动;
(5)不正确,温度不同时小灯泡的电阻不同,只能用额定电压、额定功率来求正常发光时的电阻。
(6)闭合开关后,电流表有示数,说明电路是通路,灯泡没坏,也不是断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,下一步操作:
移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光,即应进行C项操作。
(1)P=UI;
(2)见上图;
(4)0.48;
(5)不正确;
(6)C。
(1)本实验的原理是P=UI;
(2)实验中,电流表、灯泡、变阻器串联,根据滑片右移电流表示数增大,确定其接线柱;
(3)连接好电路后滑动变阻器的滑片P应滑至最大值处;
(4)根据电流表的量程和分度值读数示数,利用P=UI求出灯泡的实际功率;
要测小灯泡的额定功率,应增大电压表的示数达到3.8V,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和滑动变阻器接入电路中电阻的变化,然后确定滑片移动的方向;
(5)灯泡正常发光的电阻不能用平均方法来求,它只是在额定电压下工作的电阻,因为温度不同,灯泡电阻就不相等。
(6)闭合开关后,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,说明电路是通路,不用更换灯泡,也不用检查电路是否断路,可能是连入电阻太大,电路中电流太小所致,分析电阻过大的原因,然后进行下一步操作。
本题考查了测小灯泡电功率的实验,涉及到实验的原理、实物图的连接、电路图的设计、电流表的读数和额定功率的计算,关键是会确定电表的量程。
4.【答案】
(2)灯泡断路;
(3)0.75;
(4)
(1)根据滑片P向右移灯泡变亮确定变阻器的接线柱;
(2)电流表指针几乎没有偏转,灯不亮,说明电路可能断路;
电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的灯泡断路了;
(4)测灯泡功率需要测出灯泡额定电压对应的额定电流,首先使通过灯的电压为额定电压灯正常发光,根据串联电路电流的规律和欧姆定律,通过开关的转换使电压表测小灯泡的电压,使电压表示数为2.5V,保持滑片的位置不动,通过开关的开关转换使电压表测灯与R的电压,因电路的连接没有改变,各电阻的电压不变,由串联电路电压的规律求出灯正常工作时的电压,根据P=UI写出额定功率的表达式。
本题考查了实物连接,故障分析,应用功率公式P=UI、欧姆定律即可正确解题。
【解答】
(1)根据滑片P向右移灯泡变亮,说明变阻器连入阻值减小,所以应将变阻器的B接线柱接入电路,如图所示:
(2)电流表无示数,灯不亮,说明电路可能断路;
(3)图乙中,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.3A,
则灯泡的额定功率:
P=UI=2.5V×
0.3A=0.75W;
(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灯:
P额=U额I额=U额×
IR=U额×
5.【答案】电压表量程小于小灯泡的额定电压
A
1
1.05
(1)由题知,灯泡额定电压为3.5V,而电压表量程为0∽3V,甲图中电压表测灯泡两端电压,所以为保证电表安全,调节变阻器不能使灯泡电压达到其额定电压,即无法测出小灯泡的额定功率;
(2)由乙图知,重新设计电路后电压表与滑动变阻器并联,滑动变阻器一上一下接入电路,如图所示:
(3)A.若小灯泡断路,整个电路断路,电压表和电流表都无示数,故A符合题意;
B.若电压表断路,电路仍是通路,电流表有示数,故B不符合题意;
C.若滑动变阻器断路,电压表被串联入电路中,此时电流表无示数,电压表有示数,故C不符合题意。
(3)灯泡正常发光时电压为3.5V,由串联电路特点可知,此时滑动变阻器两端电压,即电压表示数:
UV=U-U额=4.5V-3.5V=1V,
由实物图知,电流表使用的是0-0.6A量程,分度值0.02A,由图丁知灯泡正常发光电流为0.3A,
所以灯泡的额定电压:
P额=U额I=3.5V×
0.3A=1.05W。
(1)电压表量程小于小灯泡的额定电压;
(4)1.05。
(1)根据灯泡的额定电压和电压表量程分析解答;
(2)由乙图知,重新设计电路后电压表与滑动变阻器并联,由此连接实物;
(3)根据各选项的故障,判断电路中电表示数情况,从而判断正确答案;
(4)由串联电路特点判断灯泡正常发光时变阻器两端电压,由图丁读出灯泡正常发光电流,由P=UI计算其额定功率。
本题是测小灯泡额定功率的实验,考查了实验电路的设计、实物图连接、故障判断以及功率的计算等,电路故障的判断可以从电表示数情况直接分析,也可以根据选项中故障分析电表示数情况来确定。
6.【答案】0.5
右
2.5
0.3
0.75
灯泡发生断路
①由图2中甲可知,电压表的量程为0-3V,分度值为0.1V,示数为0.5V,小于灯的额定电压,
要测量小灯泡的额定功率,应使电路中的电流增大,滑动变阻器的阻值应变小,
所以滑片应向右端移动,直到电压表示数等于额定电压2.5V;
由图乙知,电流表量程为0-0.6A,分度值为0.02A,灯泡正常发光时的电流为0.3A,
所以小灯泡的额定功率:
0.3A=0.75W.
②闭合开关,电流表无示数,且灯泡不发光,即表明电路中没有电流,说明该电路是断路;
电压表有示数,即说明此时电压表到电源间是通路,所以故障可能是灯泡发生断路.
①0.5;
右;
2.5;
0.3;
0.75;
②灯泡发生断路.
①根据电表的量程和分度值读出电表的示数,灯在额定电压下正常发光,根据串联电路电压规律和分压原理确定滑片移动的方向;
根据P=UI求灯的额定功率;
②闭合开关,电流表无示数,且灯泡不发光,即表明电路中没有电流,说明该电路是断路,再根据电压表示数情况分析电路故障的原因.
本题测量小灯泡电功率,考查电表的读数、实验操作、电功率的计算以及故障的判断等,都电学实验的重要内容,要掌握好.
7.【答案】小灯泡断路;
0.4
(1)待测小灯泡的额定电压为2.5V<3.0V,电压表选用小量程,将电压表并联在小灯泡的两端,如下图所示;
(2)灯泡不亮,电流表指针几乎不动,电路中无电流,则为断路,电压表有示数,则与电压表并联的之外部分一定完好,说明与电压表并联的灯泡所在支路断路,导致电压表串联在电路中了,所以可能的原因是小灯泡断路(或小灯泡坏了或灯座处接触不良);
(3)由图乙知,灯额定电压2.5V对应的电流为0.3A,
所以其额定功率P额=U额I=2.5V×
(4)丙方案中,R1、小灯泡、变阻器三者串联,S接1时,电压表测小灯泡的电压,S接2时测灯和定值电阻的总电压,可以确定小灯泡是否正常发光,且可以通过R1的电压和电阻值求出灯泡正常发光时的电流,故丙方案能测出小灯泡的额定电功率。
丁方案中,根据“小华利用小明的实验器材”可知电源电压为3V,当电压表示数U滑=U-UL=3V-2.5V=0.5V时,灯泡正常发光,且可通过调节电阻箱的阻值使得开关接2时电压表示数仍为0.5V,则灯泡正常发光时的电阻等于电阻箱的阻值(等效法),根据P=
可以测出小灯泡的额定功率;
所以,丙、丁方案能测出小灯
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