江苏省南京二十九中教育集团致远中学九年级物理全册 第十八章 电功率《第3节 测量小灯泡的电功率》同步测试.docx

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江苏省南京二十九中教育集团致远中学九年级物理全册第十八章电功率《第3节测量小灯泡的电功率》同步测试

《测量小灯泡的电功率》同步测试

一、选择题

1．A、B、C三盏灯分别标有“220V100W”“220V60W”和“110V100W”的字样，它们正常发光时，通过哪盏灯灯丝的电流大（   ）

A．A灯     B．B灯     C．C灯     D．一样大

答案：

C

解析：

三盏灯都正常发光，说明三盏灯均在额定电压下工作。

根据电功率P=UI，，当额定电压相同时，功率大的电流大，所以A灯比B灯电流大。

当A、C灯的额定功率相同时，额定电压小的实际电流大，C灯的额定电压小，所以C通过的额定电流最大。

正确选项是C。

2．如图1所示的电路中，甲、乙两灯泡串联后接在电路中，观察到甲灯泡比乙灯泡亮，则下列描述中错误的是（    ）

图1

A．P甲>P乙      B．I甲>I乙   C．U甲>U乙     D．R甲>R乙

答案：

B

解析：

灯泡串联，甲灯泡比乙灯亮，说明甲的实际功率大于乙灯实际功率，因为甲乙两灯串联，则电流应相等。

因为甲实际功率比乙大，根据P=UI，可知甲电压高于乙灯电压。

根据欧姆定律可知，甲灯电阻大于乙灯电阻。

因此正确选项是B。

3．一盏标有“36V40W”的电灯接在某电路上，通过灯的电流是1A，则这盏灯的实际功率为（    ）

A．等于40W 　B．大于40

W  　C．等于36W

　D．小于36W

答案：

D

解析：

根据电功率P=UI，灯泡“36V40W”，灯泡电阻32．4Ω。

根据电功率公式P=I2R，则灯泡的实际功率为32．4W。

正确选项是D。

4．根据灯泡铭牌（PZ220-25）所给信息判断，下列说法正确的是（    ）

A．灯泡适宜在25伏的电路中使用

B．灯泡在

任何情况下工作时，电功率都是25瓦

C．灯泡电压低于220伏时

，不发光  

D．灯

泡在220伏的电压下工作时，电功率是25瓦

答案：

D

解析：

由题意知，灯泡额定电压220V，额定功率25W。

灯泡只有在额定电压下，额定功率才是25W，B选项不正确。

灯泡低于220V时，亮度通常减弱，但仍可以发光，C选项不正确。

灯泡通常适宜在220V电路中使用，因此A选项不对，正确选项是D。

5．将两盏“220V40

W”的电灯串联后接在220V的照明电路中，两盏电灯的实际功率之和是（   ）

A．20W      B．40W     

 C．60W      D．80W 

答案：

A

解析：

由题意知，两灯泡串联，且灯泡相同，则两灯泡的两端实际电压为110V．每盏灯泡两端实际电压为额定电压的一半，根据电功率公式P=U2/R，可以每盏灯的实际功率为原额定功率的四分之一，即10W，因两盏灯相同且串联，所以电路总的实际功率为20W．正确选项是A。

6．将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中，如图2所示。

接通电路后发现灯泡L1要比L2亮一些，则下列判断正确的是（   ）

图2

A．L1的电阻比L2的小

B．L1的额定功率比L2的大

C．两灯正常工作时L1发光要暗一些

D．若将两灯并联接入电路，L1发光要亮一些

答案：

C

解析：

两灯泡串联，电流中电流相等，L1要比L2亮一些，灯泡L1实际功率大于L2，根据公式P=I2R，可知灯L1电阻应大于L2，A选项错误。

由题意已知，灯泡L1电阻大于L2，两灯泡额定电压相同，根据电功率P=U2/R，可知灯L1额定功率小于L2额定功率，所以B选项错误。

若将两灯并联在电路中，两盏灯泡额定电压相同，并联接入电路，假设电压等于额定电压，则因为灯泡L1电阻大于L2，根据电功率P=U2/R，可得灯L1实际功率要低于L2，即L1亮度要弱些，D选项错误。

当两灯正常工作，在额定电压喜爱工作，因为灯L1电阻应大于L2，根据电功率P=U2/R，L1的额定功率要小于L2的额定功率。

所以正确选项C。

7．学校综合实践活动小组的同学收集了如下图3四种家庭常用电器的铭牌：

请你根据铭牌中给出的信息判断，下列说法中正确的是（   ）

图3

A．四种家用电器都必须在220V电压下才能正常工作

B．四种家用电器额定频率相同，说明它们工作时的噪声都相同

C．××牌空调机制冷和制热两种工作状态时的额定功率是相同的

D．××牌电冰箱平均每小时消耗电能为0．5kw·h

答案：

A

解析：

这是用电器的铭牌的认识，通过铭牌我们可以知道用电器的额定电压、额定功率、额定电流、工作频率等基本信息。

用电器的额定电压是指正常工作时的电压，但有些情况下实际的电压不一定等于额定电压，这时用电器仍能工作，如彩电工作电压是170V～240V，超过这个范围就无法工作。

8．由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标着“PZ220-60”的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W，则导线消耗的功率（   ）

A．小于5W      B．等于5W        C．大于5W         D．不能确定

答案：

A

解析：

当导线电阻不计时，灯泡正常发光，此时电路中的电流为I，灯泡的实际功率P0与灯泡的额定功率相等（即P0=60W）。

当导线电阻不为零时，电路中的电流为I’，因为同一灯泡的功率变小，必有I’

根据P总=P电阻+PL P电阻=P总—PL

9．如图4所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。

当在a、b间接“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法中错误的是（     ）

图4

A．灯将变亮          

B．灯将变暗

C．换接的灯可能烧坏   

D．电路总功率要变小

答案：

B

解析：

把“6V6W”的灯换成“6V4W”的灯，电阻变大了，ab两点分得的电压也变高了，所以ab两点间的超过灯的额定功率，所以发光较亮，并且此时的实际功率也比额定功率大。

所以灯有可能被烧坏，电路的总功率变小。

10．如图5所示的电路中，AB为粗细均匀的长为L的电阻导体，以AB上各点对A点的电功率P为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则电功率P随x变化的图线应为（    ）

图5

答案：

B

解析：

由题意可知，AB是粗细均匀的电阻导体，AB上各点对应A点，向右随着x的变大而电阻变大，则AB导体可以看作为两端串联的电阻，总电阻长度为L，随着x变大，则导体对应A点的电阻也变大，其自身电阻两端电压也增加。

由于导体AB总电阻保持不变，电路中的电流I保持不变，根据电功率P=UI，可知导体AB上各点对应A点的功率变大。

所以选B。

二、填空题

11．一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图6甲。

电源电压为24Ⅴ，灯泡L的额定电压为24V，通过灯

泡L的电流跟其两端电压的关系如图6乙。

当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为   __ Ω。

调节滑动变

阻器R，使灯泡的实际功率为3．6W时，灯泡两端的电压是    V，滑动变阻器R此时电阻   Ω，滑动变阻器R此时实际功率     W。

图6

答案：

60 12 40  3．6

解析：

灯泡正常发光时，电压24V，由图像可知此时通过的电流为0．4A，则灯丝电阻R=60Ω。

当灯泡实际功率为3．6W时，由图像可知，只有当灯泡电压12V时，电流0．3A可以使得灯泡实际功率为3．6W。

此时灯泡电阻R灯=3．6W/（0．3A）2=40Ω；灯泡与变阻器串联，电路中总电阻R总=24V/0．3=80Ω；则电阻器接入电路电阻R变=80Ω-40Ω=40Ω；变阻器的实际功率P=I2R=（0．3A）240Ω=3．6W。

三、探究题

12．小华、小军同学做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2．5V”字样）。

（1）如图7甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，

将缺少的一根导线接好   。

图7

（2）小华电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大。

接下来应进行的操作是   ，   。

（两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）

A．更换电池或小灯泡

B．检查电路是否短路

C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置

D．断开电路开关

（3）小华电路连接正确后，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）小军换了实验器材又做了一次试验，实验过程中，当电压表示数为   V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图7乙所示，填写表格空白处，该灯泡额定功率为   W。

实验次数

电压表示数／V

电流表示数／A

灯泡亮度

1

1

0．2

较暗

2

2．5

正常发光

3

6[

0

不发光

（5）分析表中实验数据可知，小军所用电源电压约为   V。

（6）若小军手边有“

1．5A 50Ω”和“2．0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”、“0～15V”两个量程的电压表，上面第二次实验中他选用的滑动变阻器规格为   ，选用电压表量程为   。

答案：

（1）连图：

（2）D    C  1．52    

（3）C

（4）2．5   0．3   0．75    

（5）6

（6）1．5A 50Ω     0～15V

解析：

（2）闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明变阻器的滑片可能开始置于阻值最小端，导致变阻器接入电路中的电阻过小，而使电路中电流过大，灯泡亮度较大。

也有可能变阻器同时将上接线柱接入电路，从本题电路看，变阻器接线为上下接线，所以这种情况排除，因此，灯泡亮度过亮是因为变阻器滑片没有置于阻值最大端。

在检查电路时，通常要使电路断路，所以操作的顺序应该是D、C。

（3）连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，有可能灯泡因为电路中电流过小而不能发光，所以，要先移动滑动变阻器滑片，使电路中电流增大，检查灯泡是否是因电流过小而不能发光。

所以选C。

（4）灯泡只有在额定电压下才能正常发光，所以电压变示数为2．5V。

从图乙看出，电流表示数为0．3，则根据电功率公式P=UI，可得该灯泡额定功率0．75W。

（5）由表中数据，灯泡不发光，电流为零，电压表为6V，说明灯泡可能断路，则电压表测量的电压为电源电压，为6V。

（6）由于灯泡额定电压为2．5V，第二次试验中，电压表示数达到6V，所以电压表量程选择为0～15V。

由于电路中灯泡正常发光电流为0．3A，所以选择变阻器规格为“1．5A 50Ω”。

13．小红同学通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。

（1）小灯泡电功率的大小可通过     判断；

（2）小红同学用干电池做电源，把L1“2．5V0．3A”和L2“3．8V0．3A”两只灯泡连成如图8甲所示电路，闭合开关进行实验，收集数据如下表：

图8

请你分析现象及数据得出结论：

                                           ；

（3）这位同学又在原有器材基础上继续探究电功率与电流的关系，连接方式如图8乙所示，闭合开关S，看到小灯泡L1，一闪即灭，经检查发现灯丝断了，请你分析灯丝烧断的原因             ，说出改进方法                        。

答案：

（1）小灯泡亮度；

（2）当电流相等时，电压越大电功率越大；（3）电压超过额定电压；在干路上串联一个滑动变阻器（或减小电源电压）

解析：

（1）灯泡的亮度可以间接的判断灯泡实际功率的大小，亮度越亮，通常实际功率越大。

（2）从电路可以看出，探究电功率与电流、电压关系时，采用甲图连接，两灯泡串联，通过灯泡电流相等，从实验数据可知，灯泡L1电压低于灯泡L2，且L2的亮度较亮，说明L2电功率比L1大，由此得出灯泡串联时，电流一定，灯泡电压越大，电功率越大。

（3）乙图中两灯泡并联，开关闭合，灯泡L1立即熄灭，说明电路中电源电压大于灯泡L1的额定电压。

要保护灯泡L1不被烧坏，在干路上可以串联一个滑动变阻器，或者降低电源电压。

14．实验室购买了一批规格为“2．5V0．8W”的小灯泡，小明同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，小明同学设计了如图9甲所示的电路图。

实验中各元件完好，电源电压保持不变。

图9

（1）接线过程中有一处连接错误，请在错误的接线上打“×”并用笔画线代替导线进行改正，要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大。

（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是    （选填字母序号）。

A．检查电路是否断路

B．更换小灯泡

C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光

（3）移动滑动变阻器得到了一组电压和电流的数据，填入设计的表格

② 这种表格设计是否合理？

答：

        （选填“合理”或“不合理”）

②分析这组数据，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是：

               。

③假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度        合格产品小灯泡钨丝的长度（选填“大于”或“小于”），得出这个结论的逻辑依据是：

                            。

（2分）

④长时间使用这只小灯泡，容易出现的故障是                            。

答案：

（1）

（2）C 

（3）①不合理。

②电压为2．5V时的实际功率为1W，大于额定功率0．8W。

③小于；在相同情况下，导体越短电阻越小；当电压一定时，电阻越小，功率越大。

④容易烧断灯丝。

解析：

本题考查“伏安法”测量小灯泡的电功率，涉及电路元件的连线、数据分析推理以及实验故障判断。

（1）中连线错误主要是变阻器连线错误，变阻器没有采取“上下接法”，使变阻器的金属杆接入电路，变阻器接入电路电阻为零。

（2）闭合电路后，灯泡不亮，但是电流表和电压表都有示数，说明电路是通路，有可能灯泡短路；但是电压表有示数，说明灯泡不可能短路；灯泡不亮还有一种可能，就是灯泡断路（灯丝断了），但是由于电流表有示数，所以灯泡也不可能短路。

从而可以确定是灯泡上通过的电流过小，灯泡的实际功率太小，灯泡的亮度不够。

因此，可以采取C选项，看看灯泡是否能发光。

（3）①本实验是“伏安法”测量小灯泡的电功率是不同电压下的灯泡实际功率，因此电功率不需要就平均值，表格不合理。

②从表格中数据的分析，电压为2．5V时的实际功率为1W，大于额定功率0．8W，因此小明认为该小灯泡不合格。

③由题意可知，这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，从额定电压下，小灯泡的实际功率1W大于额定功率0．8W。

说明当电压一定时，电阻越小，功率越大；在相同情况下，灯丝电阻越小，则说明导体长度就越短；④如果长时间工作，因为灯泡实际功率大于额定功率，所以容易烧断。

15．如图10甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图，图10乙是实物连接图。

其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为2．5V，滑动变阻器上标有“10Ω1A”。

（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整；

图10

（2）小明同学连接好电路后，闭合开关时发现灯光特别亮，这表明他在闭合开关前没有________________________________________________________；

（3）调节滑片P使电压表的示数为2．5V，此时电流表的示数如图10丙所示，则该灯泡的额定功率为　    　　W。

若要增大小灯泡的电功率，则滑片P应向______移动；

（4）在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图10丁所示，通过图

像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：

　　              　；

（5）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：

灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。

经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是___________________________________________。

答案：

（1）

（2）将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处

（3）0．75、  左（或A或C）

（4）导体的电阻随温度的变化而变化  

（5）电压表与滑动变阻器并联

解析：

本题主要考查伏安法测电功率实验中的电路元件连接方法，实验操作的基本步骤以及实验分析论证，并考查了实验电路的故障诊断。

（2）小明连正确的接好电路后，闭合开关，灯泡比较亮，说明电路中电流过大，其原因可能变阻器的滑片没有置于阻值最大端。

（3）当电压变示数为2．5V时，电流表示数由题意可知是0．3A，根据电功率公式P=UI，可知灯泡的额定功率为0．75W．如果要增大小灯泡电功率，则需要增加灯泡两端电压，变阻器两端分担电压要变小，因此要移动变阻器滑片，使变阻器接入电路电阻减小，即滑片向左移动（（或A或C））。

（4）从图像可知，随着电压的变化，通过灯泡的电流也随之变大。

但是图像不是直线，通过计算可以发现灯泡的电阻随电压的增加而增加。

其原因主要是随着电压增加，灯泡灯丝中电流变大，因电流热效应，灯丝的电阻受温度影响而逐步增大。

（5）闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P，灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。

由题意知电路中的所用器材完好，灯泡与变阻器串联，通常灯泡亮度随电压增加而变亮，但是电路中出现情况却相反。

电路中当电灯两端电压增大时，只有变阻器的两端电压会随之降低，因此，电压可能并联在变阻器上了。

16．如图11所示，在“测定小灯泡功率”的实验中，待测小灯泡标有“3．8V”字样。

（1）至少用_节干电池串联起来做电源。

（2）若闭合开关后，欲测小灯泡的额定功率，发现电压表的读数是2．5V，应调节滑动变阻器，使滑动变阻器接入电路那部分电阻变_______（选填“大”或“小”）。

（3）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得三组数据如下。

请计算出小灯泡的额定功率P额=______。

实验次数

电压表读数

电流表读数

1

3．0

0．19

2

3．8

0．25

3

4．2

图11

（4）若在实验过程中，不慎将电压表和电流表互换位置，则小灯泡出现的现象是_________（选填“不亮”“很亮”“正常发光”或“烧毁”）

答案：

（1）3节

（2）小（3）0．95W （4）不亮

解析：

（1）待测小灯泡上所标“3．8V”字样为小灯泡的额定电压，而实验中需测出小灯泡在两端的实际电压稍高于额定电压、等于额定电压和稍小于额定电压三种情况下的实际功率，要求电源电压要比灯泡的额定电压大，所以至少需用3节干电池串联起来做电源。

（2）要测灯泡的额定功率，就必须把灯泡两端的电压调到额定电压，即电压表的示数应是3．8V，所以应调节滑动变阻器，使滑动变阻器接入电路那部分电阻变小，让滑动变阻器分到的电压变小，使得灯泡两端的电压变大。

（3）小灯泡额定功率：

P实=U实I实=3．8V×0．25A=0．95W

（4）若在实验中不小心将电压表和电流表互换位置，由于电压表的电阻非常大，电流几乎不能通过，所以小灯泡出现的现象应该是：

不亮。

四、计算题

17．光敏电阻的特点是有光照射它时阻值变小。

如图12所示是某小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻RT上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入。

电源电压恒定为12V，RT为光敏电阻，定值电阻R0=10Ω，若在0―12s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电压表的示数变化规律如图U-t。

求：

图12

（1）当有人通过（光敏电阻在无激光照射）时，光敏电阻的阻值RT0；

（2）当无人通过时，光敏电阻的功率；

答案：

（1）30Ω    

（2）3．6W

解析：

（1）当有人通过时，激光被人体阻挡，光敏电阻电阻比没有激光照射时要大。

因光敏电阻与定值电阻串联，所以，有人通过时，定值电阻两端电压要低一些。

从图像可知，有人通过时，定值电阻两端电压为3V，则UT0=U总-U0=12V-3V=9V；串联电路特点，UTo/RT0=UR0/R0，所以RT0=30Ω；

（2）当无人通过时，光敏电阻被激光照射，电阻降低，光敏电阻与定值电阻串联，光敏电阻在无人通过时，电阻较大，则定值电阻两端电压将变高。

从图像可知，无人通过时，定值电阻两端电压应为6V，则光敏电阻两端电压UT1=U总-U01=12V-6V=6V。

由于光敏电阻与定值电阻串联，光敏电阻与定值电阻两端电压相等，则光敏电阻与定值电阻大小相等，光敏电阻RT1=10Ω。

则光敏电阻无人通过时的功率PT=（UT1）2/RT1=（6V）2/10Ω=3．6W