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人教版(2024)第3節(jié) 測量小燈泡的電功率精練
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這是一份人教版(2024)第3節(jié) 測量小燈泡的電功率精練,共27頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,實驗探究題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
(同步基礎(chǔ)練習(xí))
一、選擇題(共15小題):
1.一只標有“36V 25W”的燈泡L(燈泡電阻不變),下列理解正確的是( )
A.燈泡L發(fā)光正常時兩端電壓為220V
B.燈泡L正常工作時的電流約為0.7A
C.燈泡L正常工作時的電阻約為1.44Ω
D.若把燈泡接在24V的電源兩端,實際功率為25W
2.關(guān)于標有“12V24W”的白熾燈,下列說法正確的是( )
A.該燈泡實際工作時的實際功率是24W
B.該燈泡工作時,其兩端電壓是12V
C.該燈泡正常發(fā)光時,其燈絲電阻是6Ω
D.該燈泡工作時,通過其燈絲的電流是2A
3.甲燈標有“36V60W”,乙燈標有“100V60W”,它們?nèi)缭诟髯缘念~定電壓下工作,則發(fā)光的情況是( )
A.甲燈亮B.乙燈亮C.一樣亮D.不知道
4.有兩只燈泡L1、L2,分別標有“220V 100W”和“220V 40W”的字樣。若不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法中正確的是( )
A.兩燈正常發(fā)光時,L1的電阻較大
B.兩燈并聯(lián)接入220V的電路,L1、L2消耗功率之比是2:5
C.兩燈串聯(lián)接入220V的電路,L2燈更亮
D.兩燈正常發(fā)光時,甲消耗的電能比乙多
5.甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.若兩燈串聯(lián)在220V的電路中,則乙燈較亮
B.兩燈均正常發(fā)光時,若兩燈絲一樣長,則甲燈較細
C.兩燈均正常發(fā)光時,乙燈消耗的電能較多
D.將乙燈接入110V電路中,它的實際功率為50W
6.將標有“220V 60W”的甲燈和標有“220V 100W”的乙燈并聯(lián)起來,接到220V的電源上,則( )
A.兩燈都正常發(fā)光,乙燈比甲燈亮
B.兩燈都不能正常發(fā)光,甲燈比乙燈亮
C.兩燈都不能正常發(fā)光,乙燈比甲燈亮
D.兩燈都正常發(fā)光,甲燈比乙燈亮
7.如圖所示,兩只燈泡L1和L2上分別標有“8V 4W”和“4V 1W”字樣,將它們串聯(lián)后接在電壓可在4~8V之間調(diào)節(jié)的電源上,閉合開關(guān)S,假設(shè)兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化,則下列說法正確的是( )
A.通過燈L1的電流大于通過燈L2的電流
B.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,燈L1始終比燈L2亮
C.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,兩燈的功率變化量相同
D.當電源電壓調(diào)節(jié)到8V時,兩燈都不能正常發(fā)光
8.為了測定小燈泡的額定功率,在具體實驗操作中,手和眼的分工應(yīng)該是( )
A.手按開關(guān),眼觀電流表
B.手移動變阻器的滑片,眼觀電流表
C.手移動變阻器的滑片,眼觀電壓表
D.手移動變阻器的滑片,眼看小燈泡是否發(fā)光
9.在測定小燈泡額定功率的實驗中,某同學(xué)連接的電路正確,閉合電鍵后燈泡發(fā)光,但無論怎樣移動變阻器的滑動片,電壓表的示數(shù)都達不到燈泡的額定電壓值,原因可能是( )
A.電流表的量程太小 B.電壓表的量程太大
C.滑動變阻器的總電阻太大 D.電源電壓太低
10.在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,某同學(xué)連接好電路,閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,當滑動變阻器連接電路中的電阻變大時,電壓表的讀數(shù)也隨著變大,反之,隨著變小,則發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是( )
A.電壓表的正、負接線柱接錯了 B.電壓表的量程選擇不合適
C.電壓表壞了 D.電壓表與滑動變阻器并聯(lián)
11.一只汽車上的燈泡標有“12V、××W”,為了確定該燈泡的額定功率,下列最佳的方案是( )
A.接入12V電路,使之正常發(fā)光,再去與有標記的燈泡比亮度判斷
B.在實驗室用干電池、電壓表、電流表器材測出燈絲的電阻,再用公式P額=U額2/RL來計算
C.接入12V電路,測出通過燈泡的電流,再用P額=U額I額計算
D.直接與其它標有“12V”字樣的燈泡從外觀上比較確定
12.“探究小燈泡的電功率”的實驗電路如圖甲所示,實驗中選擇“2.5V”規(guī)格的小燈泡,由三節(jié)新干電池組成的電源,實驗中得到的U﹣I圖像如圖乙。下列說法正確的是( )
A.電壓表應(yīng)選擇0~15V的量程
B.實驗中應(yīng)將各組小燈泡的電功率求平均值
C.調(diào)節(jié)滑片過程發(fā)現(xiàn)燈泡亮度變化,這是由燈泡的實際功率變化引起的
D.可用該電路圖探究電流與電壓的關(guān)系
13.某同學(xué)利用如圖所示電路,測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率,下列說法錯誤的是( )
A.閉合開關(guān)前,滑片P應(yīng)滑到B端
B.當電壓表示數(shù)為2.5V時,測出通過小燈泡的電流,
可算出小燈泡的額定功率
C.閉合開關(guān)后,小燈泡不發(fā)光,一定是小燈泡燈絲斷了
D.實驗還可得知,小燈泡的實際功率越大,小燈泡越亮
14.為了測量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路,實驗中電源電壓3V保持不變,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,得到的實驗數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是( )
A.多次實驗的目的是減小誤差
B.第4次實驗數(shù)據(jù)是錯誤的
C.實驗完畢斷開開關(guān),小燈泡的電阻可能是“1.2Ω”
D.第1、2兩次實驗,滑動變阻器接入電路電阻的改變量ΔR1小于小燈泡的電阻改變量ΔR2
15.在探究“電功率與電阻關(guān)系”時,實驗準備了阻值分別為5Ω、15Ω的A、B兩個同一類型的燈泡。同學(xué)們按圖甲、圖乙設(shè)計了兩個實驗電路進行探究。不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法正確的是( )
A.圖甲中A燈泡比B燈泡亮
B.圖甲中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,兩個燈泡的亮度都變亮
C.圖乙中A燈泡比B燈泡亮
D.圖乙中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,兩個燈泡的亮度都變亮
二、填空題(共5小題):
16.電燈泡上標著“PZ220﹣100”的字樣,它表示燈泡的 電壓是220V, 是100W,若此燈泡能正常發(fā)光,則其兩端的電壓必定是 V,其實際消耗的功率是 W。
17.一只電烙鐵標有“220V、75W”字樣,其中“220V”表示 ,“75W”表示 ,該電烙鐵正常工作時通過的電流強度是 ,電阻是 。
18.某同學(xué)家電能表的表盤上標有2500r/(kW?h)字樣。他將一個“220V 1210W”的用電器單獨接入家庭電路中工作12min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了500轉(zhuǎn)。在此工作過程中,該用電器的實際功率為
W,該電路的實際電壓為 V。
19.學(xué)習(xí)小組開展“測量小燈泡的功率”實驗,實驗電路如圖甲,繪制出小燈泡的I﹣U關(guān)系曲線如圖乙,已知小燈泡的額定電壓為3.8V,電源電壓恒為6V?;卮鹣铝袉栴}:
(1)閉合開關(guān)后移動變阻器的滑片,當電壓表示數(shù)為 V時,讀出電流表示數(shù),即可計算小燈泡的額定功率;
(2)實驗時,變阻器的滑片向左移動過程中,電流表與電壓表示數(shù)的比值將 (選填“變大”“不變”或“變小”)。
20.某同學(xué)用圖甲所示的電路圖測量小燈泡的額定電功率(小燈泡標有“2.5V”字樣),電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),接下來應(yīng)進行的操作是 。實驗時,他多次移動滑動片,多次測量小燈泡的電功率是為了 。
三、實驗探究題(共5小題):
21.在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”。
(1)如圖甲所示,為確保電路安全,連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到 (選填“A”或“B”)端;
(2)實驗中,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片適當向 (選填“左”或“右”)滑動;
(3)圖丙是小燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系的圖象,根據(jù)圖象可知,小燈泡的額定功率為 W;
(4)多次測量小燈泡的電功率的原因是: 。
22.東東在做“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗。器材如下:電源電壓為6V,電壓表(0~3V),電流表(0~0.6A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω定值電阻各一只,最大阻值為30Ω的滑動變阻器一個。
(1)閉合開關(guān)前,東東發(fā)現(xiàn)電流表指針向零刻線左邊偏轉(zhuǎn),其原因可能是 。
(2)東東連接完電路如圖甲,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),東東發(fā)現(xiàn)電路連接有問題,她只改動了一根導(dǎo)線,即可使連線正確。請在接錯的導(dǎo)線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法。
(3)改正連接錯誤后,用10Ω定值電阻替換5Ω電阻后,應(yīng)將滑片向 端(選填“左”或“右”)滑動,使電壓表的示數(shù)保持不變。此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則控制不變的電壓為 V。
(4)實驗過程中東東發(fā)現(xiàn),當她把20Ω的電阻接入電路后,無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器都無法完成實驗;在不更換實驗器材的前提下,為了完成這四次實驗,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓至少為 V。
(5)東東已經(jīng)完成了前三次測量,不想再重新實驗,就向老師借了一個阻值更 (選填“大”或“小”)一些的滑動變阻器,繼續(xù)完成了第四次實驗,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了如圖丙所示的圖像,由圖像可知:在電壓一定時, 。
(6)東東想測量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率,她設(shè)計了如圖丁所示的電路,已知電源電壓為6V,請將下列實驗步驟補充完整:
①閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2,記下電流表的示數(shù)為0.2A;
②只閉合開關(guān) ,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.3A;
③只閉合開關(guān)S1、S3, (選填“保持滑片位置不動”或“移動滑片到最左端”)記下此時電流表示數(shù)為0.3A;
④小燈泡的額定功率為P額= W。
23.在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,電源由三節(jié)干電池組成,電壓保持4.5V不變,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為5Ω。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整。(要求:滑動變阻器的滑片P向右移動小燈泡變亮)
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P到某處時,電壓表示數(shù)為2V。為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向 (填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時電流表指針位置如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(3)若此實驗中電流表壞了,為了測出小燈泡的額定功率,小明向老師要了一個單刀雙擲開關(guān),一個阻值合適的定值電阻R0。加上原有實驗器材,重新設(shè)計了如圖丙所示的電路終于測出了小燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟:
①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點b,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為 V;
②再將開關(guān)S2撥到觸點a, ,讀出電壓表的示數(shù)U;
③小燈泡額定功率的表達式P額= 。(用已知量和測量量表示)
24.日照市某校一合作學(xué)習(xí)小組利用電學(xué)實驗盒設(shè)計并進行了以下幾組實驗(采用的電源都是三節(jié)新干電池):
(1)實驗一:利用圖甲電路來探究電流與電阻的關(guān)系,實驗中控制電壓表示數(shù)為U0不變;
①開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于圖中最 (選填“左”或“右”)端;將電阻箱調(diào)至某阻值,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器時,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終為零而電流表示數(shù)有明顯變化,經(jīng)檢查是由于 而造成的;
②排除故障后,調(diào)節(jié)電阻箱阻值R,多次實驗,得到I與1R的關(guān)系如圖乙所示,U0= V;
③在本實驗的交流與評估環(huán)節(jié),甲同學(xué)想知道每次實驗中滑動變阻器連入電路的電阻值,但又無法從滑動變阻器上讀取。乙同學(xué)思考了一會兒,發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律:在電壓表示數(shù)為U0時,無論電阻箱取哪個阻值,滑動變阻器連入電路的阻值一定是電阻箱阻值的 倍;
(2)實驗二:將圖甲中電阻箱換成標有“2.5V”字樣的小燈泡,實驗得到丙所示I﹣U圖象,則小燈泡的額定功率為 W;當小燈泡的電功率為0.6W時,小燈泡的電阻為 Ω;
(3)實驗三:小明打算增加一個阻值為R0的電阻,用圖丁所示的電路測量小燈泡的電功率。閉合開關(guān)S、S1,移動滑片P使電壓表的示數(shù)為U1;保持滑片P位置不動,只斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,記下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡的電功率為 (用已知字母表示)。
25.(1)某學(xué)習(xí)小組在“探究通電導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”實驗中,連接了如圖甲所示的電路(電源電壓保持4.5V不變)。
①用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲實物電路連接完整;(要求:滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中電流變大;導(dǎo)線不得交叉)
②探究通電導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系實驗要在電壓一定時進行,圖乙是小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可知R兩端的電壓為 V;當R的電阻由5Ω更換為10Ω時,閉合開關(guān)后,為使R兩端的電壓 (選填“改變”或“不變”),滑動變阻器的滑片應(yīng)向 (選填“左”或“右”)端滑動;若實驗中R的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,為了保證完成實驗,則滑動變阻器的阻值至少是 Ω。
③通過實驗得出電流與電阻的關(guān)系是: 。
(2)他們在完成實驗后,利用圖丙所示的電路,測出了額定電流為I1的小燈泡的額定功率。請完成以下步驟。
①閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2連接b,移動滑動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為 。
②保持滑動變阻器的滑片位置 (選填“改變”或“不變”),開關(guān)S2連接a,滑片電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)為I1,讀出電阻箱的示數(shù)為R0。
③則小燈泡的額定功率表達式P額= (用字母表示)。
題型
選擇題
填空題
作圖題
實驗題
計算題
總計
題數(shù)
15
5
0
5
0
25
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
發(fā)光情況
熄滅
微光
暗
較暗
明亮
電壓U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
電流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
0.28
人教版 八年級物理上冊 第18章 《電功率》
第3節(jié) 測量小燈泡的電功率
(同步基礎(chǔ)練習(xí))
一、選擇題(共15小題):
1.一只標有“36V 25W”的燈泡L(燈泡電阻不變),下列理解正確的是( )
A.燈泡L發(fā)光正常時兩端電壓為220V
B.燈泡L正常工作時的電流約為0.7A
C.燈泡L正常工作時的電阻約為1.44Ω
D.若把燈泡接在24V的電源兩端,實際功率為25W
【答案】B
【解析】解:A、“36V 25W“表示燈泡L正常工作時的電壓U額=36V,故A錯誤;
B、由P=UI可知,燈泡L正常工作時的電流IL=PLUL=25W36V≈0.7A,故B正確;
C、由P=UI=U2R可知,燈泡L正常工作時的電阻:RL=UL2PL=(36V)225W=51.84Ω,故C錯誤;
D、若把燈泡接在24V的電源兩端,由于燈泡L的實際電壓小于額定電壓36V,所以燈泡L的實際小于額定功率25W,故D錯誤。
故選:B。
2.關(guān)于標有“12V24W”的白熾燈,下列說法正確的是( )
A.該燈泡實際工作時的實際功率是24W
B.該燈泡工作時,其兩端電壓是12V
C.該燈泡正常發(fā)光時,其燈絲電阻是6Ω
D.該燈泡工作時,通過其燈絲的電流是2A
【答案】C
【解析】解:A、24W指的是燈泡的額定功率是24W,該燈泡只有在12V的電壓下工作時功率為24W,否則不等于24W,故A錯誤;
B、12V指的是燈泡的額定電壓,該燈泡在12V電壓下能正常工作,故B錯誤;
C、由P=U2R可知,R=U2P=(12V)224W=6Ω,故C正確;
D、由P=UI可知,燈泡正常工作時的電流I=PU=24W12V=2A,當燈泡非正常工作時,實際電流不等于2A,故D錯誤。
故選:C。
3.甲燈標有“36V60W”,乙燈標有“100V60W”,它們?nèi)缭诟髯缘念~定電壓下工作,則發(fā)光的情況是( )
A.甲燈亮B.乙燈亮C.一樣亮D.不知道
【答案】C
【解析】解:甲、乙兩個燈泡在各自的額定電壓下工作,即燈泡的實際功率等于額定功率;
因燈泡的亮暗取決于燈泡的實際功率,所以額定功率相同的兩個燈泡一樣亮。
故選:C。
4.有兩只燈泡L1、L2,分別標有“220V 100W”和“220V 40W”的字樣。若不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法中正確的是( )
A.兩燈正常發(fā)光時,L1的電阻較大
B.兩燈并聯(lián)接入220V的電路,L1、L2消耗功率之比是2:5
C.兩燈串聯(lián)接入220V的電路,L2燈更亮
D.兩燈正常發(fā)光時,甲消耗的電能比乙多
【答案】C
【解析】解:AC、由P=U2R變形可得,燈泡L1和燈泡L2的電阻分別為:
R1=U2P1=(220V)2100W=484Ω,
R2=U2P2=(220V)240W=1210Ω>R1,
所以正常發(fā)光時,燈泡L2電阻更大,故A錯誤;
根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理U1U2=R1R2可知,燈泡L2兩端分得的電壓大,又因為串聯(lián)電路各處電流相等,由公式P=UI可知,燈泡L2的實際功率更大,因此L2更亮,故C正確;
B、兩燈并聯(lián)接入220V的電路,因為并聯(lián)電路各支路電壓相等,根據(jù)公式P=UI可知,L1、L2消耗功率之比:
P1P2=100W40W=52,故C錯誤;
D、兩燈正常發(fā)光時,P1>P2,根據(jù)W=Pt可知消耗的電能的多少與實際功率和時間有關(guān),由于不知道工作時間,故兩燈正常發(fā)光時,甲消耗的電能不一定比乙多,故D錯誤。
故選C。
5.甲、乙兩只普通照明燈泡的銘牌如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.若兩燈串聯(lián)在220V的電路中,則乙燈較亮
B.兩燈均正常發(fā)光時,若兩燈絲一樣長,則甲燈較細
C.兩燈均正常發(fā)光時,乙燈消耗的電能較多
D.將乙燈接入110V電路中,它的實際功率為50W
【答案】B
【解析】解:AB、根據(jù)P=U2R知,兩燈泡的額定電壓相等,甲燈泡的額定功率較小,則甲燈的電阻較大,R甲>R乙,若兩燈絲一樣長,則甲燈較細,故B正確;
兩燈泡串聯(lián)接在220V電路中,通過燈的電流I相等,已知R甲>R乙,由P=I2R可知,實際功率P甲實>P乙實,甲燈更亮,故A錯誤;
C、兩燈泡正常發(fā)光時的功率分別為25W和100W,根據(jù)W=Pt可知,兩燈泡消耗電能的多少還與時間有關(guān),所以乙燈消耗的電能不一定多,故C錯誤;
D、根據(jù)P=U2R得,乙燈泡的電阻:R乙=U2P乙=(220V)2100W=48.4Ω,將乙燈接入110V的電路中,它的實際功率:P實=U實2R乙=(110V)248.4Ω=250W,故D錯誤。
故選:B。
6.將標有“220V 60W”的甲燈和標有“220V 100W”的乙燈并聯(lián)起來,接到220V的電源上,則( )
A.兩燈都正常發(fā)光,乙燈比甲燈亮
B.兩燈都不能正常發(fā)光,甲燈比乙燈亮
C.兩燈都不能正常發(fā)光,乙燈比甲燈亮
D.兩燈都正常發(fā)光,甲燈比乙燈亮
【答案】A
【解析】解:兩燈的額定電壓都是220V,并聯(lián)接到220V的電源上時,由并聯(lián)電路的電壓特點可知兩燈的實際電壓都為220V,因?qū)嶋H電壓等于額定電壓,所以兩燈都能正常發(fā)光,則此時甲燈的實際功率P甲實=P甲額=60W,乙燈的實際功率P乙實=P乙額=100W,由此可知乙燈的實際功率更大,所以乙燈更亮,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
7.如圖所示,兩只燈泡L1和L2上分別標有“8V 4W”和“4V 1W”字樣,將它們串聯(lián)后接在電壓可在4~8V之間調(diào)節(jié)的電源上,閉合開關(guān)S,假設(shè)兩燈的燈絲電阻不隨溫度變化,則下列說法正確的是( )
A.通過燈L1的電流大于通過燈L2的電流
B.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,燈L1始終比燈L2亮
C.在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,兩燈的功率變化量相同
D.當電源電壓調(diào)節(jié)到8V時,兩燈都不能正常發(fā)光
【答案】C
【解析】解:由P=U2R可得,兩燈泡的電阻分別為:R1=U12P1=(8V)24W=16Ω,R2=U22P2=(4V)21W=16Ω;
A、兩燈泡串聯(lián),通過燈L1的電流等于通過燈L2的電流,故A錯誤;
B、在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,由P=I2R可知,兩燈泡的實際功率相等,兩燈泡一樣亮,故B錯誤;
C、兩燈泡串聯(lián),在調(diào)節(jié)電源電壓的過程中,通過兩燈泡的電流變化相同,兩燈泡電阻相同,由P=I2R可知,燈泡功率的變化相同,故C正確;
D、當電源電壓調(diào)節(jié)到8V時,兩燈泡的電阻相同,分得的電壓相同,所以兩燈泡分得的電壓都為4V,所以燈泡L1不能正常發(fā)光,燈泡L2正常發(fā)光,故D錯誤。
故選:C。
8.為了測定小燈泡的額定功率,在具體實驗操作中,手和眼的分工應(yīng)該是( )
A.手按開關(guān),眼觀電流表
B.手移動變阻器的滑片,眼觀電流表
C.手移動變阻器的滑片,眼觀電壓表
D.手移動變阻器的滑片,眼看小燈泡是否發(fā)光
【答案】C
【解析】解:由于滑動變阻器的作用是調(diào)節(jié)燈兩端的電壓,故在用手調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時,眼應(yīng)觀察電壓表的示數(shù)的變化,當電壓表達到額定電壓時,再去觀察電流表的示數(shù)及燈泡的亮度。
故選:C。
9.在測定小燈泡額定功率的實驗中,某同學(xué)連接的電路正確,閉合電鍵后燈泡發(fā)光,但無論怎樣移動變阻器的滑動片,電壓表的示數(shù)都達不到燈泡的額定電壓值,原因可能是( )
A.電流表的量程太小 B.電壓表的量程太大
C.滑動變阻器的總電阻太大 D.電源電壓太低
【答案】D
【解析】解:A、電流表量程的大小,也不會影響燈泡兩端的電壓,不合題意;
B、電壓表量程的大小,不會影響燈泡兩端的電壓,不合題意;
C、滑動變阻器接入電路的阻值是可以調(diào)節(jié)的,而且最小可調(diào)節(jié)至阻值為零,此時燈泡兩端電壓等于電源電壓,不合題意。
D、如果電源電壓太低,即使變阻器阻值最小,也有可能達不到燈泡的額定電壓,符合題意。
故選:D。
10.在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,某同學(xué)連接好電路,閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,當滑動變阻器連接電路中的電阻變大時,電壓表的讀數(shù)也隨著變大,反之,隨著變小,則發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是( )
A.電壓表的正、負接線柱接錯了 B.電壓表的量程選擇不合適
C.電壓表壞了 D.電壓表與滑動變阻器并聯(lián)
【答案】D
【解析】解:滑動變阻器連接電路中的電阻變大時,電壓表的讀數(shù)也隨著變大,反之,隨著變小,說明電壓表不是接在小燈泡的兩端,而是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了。
故選:D。
11.一只汽車上的燈泡標有“12V、××W”,為了確定該燈泡的額定功率,下列最佳的方案是( )
A.接入12V電路,使之正常發(fā)光,再去與有標記的燈泡比亮度判斷
B.在實驗室用干電池、電壓表、電流表器材測出燈絲的電阻,再用公式P額=U額2/RL來計算
C.接入12V電路,測出通過燈泡的電流,再用P額=U額I額計算
D.直接與其它標有“12V”字樣的燈泡從外觀上比較確定
【答案】C
【解析】解:AD、用肉眼判斷亮度的強弱,從外觀上比較燈泡的規(guī)格,誤差較大,都不是最佳方案。
B、因為燈絲的電阻與溫度有關(guān),所以,在實驗室用伏安法測出燈絲的電阻與燈泡正常發(fā)光時的電阻不同,算出的功率也不是燈泡正常發(fā)光時的額定功率,本方案不是最佳方案。
C、將燈泡接入12V的電路中,測出通過燈泡的電流,再用電功率公式求出其功率,即為燈泡的額定功率,是最佳方案。
故選:C。
12.“探究小燈泡的電功率”的實驗電路如圖甲所示,實驗中選擇“2.5V”規(guī)格的小燈泡,由三節(jié)新干電池組成的電源,實驗中得到的U﹣I圖像如圖乙。下列說法正確的是( )
A.電壓表應(yīng)選擇0~15V的量程
B.實驗中應(yīng)將各組小燈泡的電功率求平均值
C.調(diào)節(jié)滑片過程發(fā)現(xiàn)燈泡亮度變化,這是由燈泡的實際功率變化引起的
D.可用該電路圖探究電流與電壓的關(guān)系
【答案】C
【解析】解:A、由于小燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選用0~3V的量程,故A錯誤;
B、不同電壓下小燈泡的功率不同并不是實驗誤差,而是小燈泡電阻發(fā)生了變化,所以實驗中不能將各組小燈泡的電功率求平均值,故B錯誤;
C、調(diào)節(jié)滑片,變阻器連入電路的阻值發(fā)生變化,這樣燈泡兩端電壓和電流都會發(fā)生變化,由P=UI知,其實際功率發(fā)生變化,所以燈泡亮度會發(fā)生改變,故C正確;
D、由控制變量法知,在探究電流與電壓的關(guān)系,需要控制電阻不變,而小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大,所以不能用該電路圖探究電流與電壓的關(guān)系,故D錯誤。
故選:C。
13.某同學(xué)利用如圖所示電路,測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率,下列說法錯誤的是( )
A.閉合開關(guān)前,滑片P應(yīng)滑到B端
B.當電壓表示數(shù)為2.5V時,測出通過小燈泡的電流,
可算出小燈泡的額定功率
C.閉合開關(guān)后,小燈泡不發(fā)光,一定是小燈泡燈絲斷了
D.實驗還可得知,小燈泡的實際功率越大,小燈泡越亮
【答案】C
【解析】解:A、閉合開關(guān)前,滑動變阻器應(yīng)滑到B端,即其電阻最大的位置,故A正確;
B、燈泡的額定電壓為2.5V,當電壓表示數(shù)為2.5V時,測出通過小燈泡的電流,可算出小燈泡的額定功率,故B正確;
C、閉合開關(guān)后,小燈泡不發(fā)光的原因有很多(可能是小燈泡短路或其它部分斷路等),并不一定是小燈泡燈絲斷了,故C錯誤;
D、小燈泡的亮度就是看小燈泡的實際功率,實際功率越大,小燈泡越亮,故D正確。
故選:C。
14.為了測量一只額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路,實驗中電源電壓3V保持不變,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,得到的實驗數(shù)據(jù)如下表。下列說法正確的是( )
A.多次實驗的目的是減小誤差
B.第4次實驗數(shù)據(jù)是錯誤的
C.實驗完畢斷開開關(guān),小燈泡的電阻可能是“1.2Ω”
D.第1、2兩次實驗,滑動變阻器接入電路電阻的改變量ΔR1小于小燈泡的電阻改變量ΔR2
【答案】C
【解析】解:A、在測量小燈泡電功率實驗中,多次測量的目的是為了尋找普遍規(guī)律,故A錯誤;
B、第4次實驗,燈泡兩端的電壓小于額定電壓,但大于第3次電壓,故其亮度應(yīng)介于第3和第5次實驗之間,所以第4次實驗數(shù)據(jù)是正確的,故B錯誤;
C、由表中數(shù)據(jù)可知,燈泡不亮?xí)r,電壓為0.5V,電流為0.1A,此時燈泡的電阻為:
R1=U1I1=Ω,
由于燈泡電阻受溫度影響,隨溫度降低而減小,當做完實驗并斷開開關(guān)一段時間后,燈泡的電阻應(yīng)該小于燈泡不亮?xí)r的電阻5Ω,但不能為0,故燈泡的電阻可能是1.2Ω,故C正確;
D、當燈泡兩端的電壓為0.5V時,通過電路的電流約為0.10A,
滑動變阻器兩端的電壓為:UH1=U﹣UL1=3V﹣0.5V=2.5V,
滑動變阻器此時接入電路的電阻:RH1=UH1IL1=Ω,
此時燈泡的電阻為:R1=U1I1=Ω;
當燈泡兩端的電壓為1V時,通過電路的電流約為0.14A,
滑動變阻器兩端的電壓為:UH=U﹣UL2=3V﹣1V=2V,
此時滑動變阻器接入電路的電阻:RH2=UH2IL2=2V0.14A≈14.3Ω,
此時燈泡的電阻為:R2=UL2IL2=1V0.14A≈7.1Ω;
通過電路的電流由0.1A變?yōu)?.14A,滑動變阻器的電阻由25Ω變?yōu)?4.3Ω,電阻變化量為25Ω﹣14.3Ω=10.7Ω;
燈泡的電阻由5Ω變?yōu)?.1Ω,電阻的變化量為7.1Ω﹣5Ω=2.1Ω,故小燈泡電阻的變化量ΔR2小于滑動變阻器電阻的變化量ΔR1,故D錯誤。
故選:C。
15.在探究“電功率與電阻關(guān)系”時,實驗準備了阻值分別為5Ω、15Ω的A、B兩個同一類型的燈泡。同學(xué)們按圖甲、圖乙設(shè)計了兩個實驗電路進行探究。不考慮溫度對燈絲電阻的影響,下列說法正確的是( )
A.圖甲中A燈泡比B燈泡亮
B.圖甲中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,兩個燈泡的亮度都變亮
C.圖乙中A燈泡比B燈泡亮
D.圖乙中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,兩個燈泡的亮度都變亮
【答案】C
【解析】解:A、甲圖中兩燈串聯(lián),串聯(lián)電路中電流相等,燈泡消耗的實際電功率P=UI=I2R,因為RA<RB,所以PA<PB,因此甲燈泡比乙燈泡暗,故A錯誤;
B、甲圖中滑動變阻器滑片向左滑動過程中,滑動變阻器的接入電阻變大,電路中的總電阻變大,電路中的電流變小,根據(jù)P=I2R可知,每個小燈泡消耗的電功率變小,兩個燈泡的亮度都變暗,故B錯誤;
C、乙圖中兩燈并聯(lián),所以兩燈泡兩端的電壓相等,燈泡消耗的實際電功率P=UI=U2R,因為RA<RB,所以PA>PB,因此甲燈泡比乙燈泡亮,故C正確;
D、乙圖中滑動變阻器接在干路上,當滑片向左滑動時,變阻器接入電阻變大,根據(jù)分壓原理,變阻器兩端分得的電壓變大,兩燈泡兩端的電壓變小,根據(jù)P=U2R可知,燈泡的實際電功率變小,兩個燈泡亮度都變暗,故D錯誤。
故選:C。
二、填空題(共5小題):
16.電燈泡上標著“PZ220﹣100”的字樣,它表示燈泡的 電壓是220V, 是100W,若此燈泡能正常發(fā)光,則其兩端的電壓必定是 V,其實際消耗的功率是 W。
【答案】額定;額定功率;220;100。
【解析】解:燈泡上標有“PZ220﹣100”,它表示燈泡的額定電壓是220V,額定功率是100W;
若此燈泡能正常發(fā)光,則其兩端電壓必等于額定電壓220V,其實際消耗的功率等于額定功率100W。
故答案為:額定;額定功率;220;100。
17.一只電烙鐵標有“220V、75W”字樣,其中“220V”表示 ,“75W”表示 ,該電烙鐵正常工作時通過的電流強度是 ,電阻是 。
【答案】額定電壓為220V;額定功率為75W;0.34A;645.33Ω。
【解析】解:由電烙鐵的銘牌可知,電烙鐵的額定電壓為220V,額定功率為75W,
因電熱器正常工作時的功率和額定功率相等,
所以,由P=UI可得,正常工作時的電流:I=PU=75W220V≈0.34A,
由P=UI=U2R可得,電烙鐵的電阻:R=U2P=(220V)275W≈645.33Ω。
故答案為:額定電壓為220V;額定功率為75W;0.34A;645.33Ω。
18.某同學(xué)家電能表的表盤上標有2500r/(kW?h)字樣。他將一個“220V 1210W”的用電器單獨接入家庭電路中工作12min,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了500轉(zhuǎn)。在此工作過程中,該用電器的實際功率為
W,該電路的實際電壓為 V。
【答案】1000;200。
【解析】解:2500r/(kW?h)表示電路中的用電器每消耗1kW?h的電能,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn),該用電器工作12min、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)500轉(zhuǎn)時,該用電器消耗的電能:
W=5002500kW?h=0.2kW?h;
t=12min=0.2h,該用電器的電功率:P=Wt=0.2kW??0.2?=1kW=1000W;
電熱器的電阻為:R=U額2P額=(220V)21210W=40Ω;根據(jù)P=U2R可知,該電路的實際電壓為:U實=PR=1000W×40Ω=200V。
故答案為:1000;200。
19.學(xué)習(xí)小組開展“測量小燈泡的功率”實驗,實驗電路如圖甲,繪制出小燈泡的I﹣U關(guān)系曲線如圖乙,已知小燈泡的額定電壓為3.8V,電源電壓恒為6V?;卮鹣铝袉栴}:
(1)閉合開關(guān)后移動變阻器的滑片,當電壓表示數(shù)為 V時,讀出電流表示數(shù),即可計算小燈泡的額定功率;
(2)實驗時,變阻器的滑片向左移動過程中,電流表與電壓表示數(shù)的比值將 (選填“變大”“不變”或“變小”)。
【答案】(1)3.8;(2)變小。
【解析】解:(1)小燈泡的額定電壓為3.8V,當電壓表示數(shù)為3.8V時燈泡正常工作,此時燈泡的功率為額定功率,讀出電流表示數(shù),即可計算小燈泡的額定功率;
(2)圖中,電壓表測燈的電壓,電流測燈的電流,當滑片向左滑動時,變阻器連入電路中的電阻變小,由歐姆定律,電路中電流變大,燈的電壓變大,根據(jù)P=UI,燈的功率變大,燈絲的溫度升高,因燈絲的電阻隨溫度的升高而變大,故燈絲的電阻變大;
由歐姆定律R=UI,電流表與電壓表示數(shù)的比值即燈的電阻的倒數(shù),故電流表與電壓表示數(shù)的比值將變小。
故答案為:(1)3.8;(2)變小。
20.某同學(xué)用圖甲所示的電路圖測量小燈泡的額定電功率(小燈泡標有“2.5V”字樣),電路連接正確后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,但電流表有示數(shù),接下來應(yīng)進行的操作是 。實驗時,他多次移動滑動片,多次測量小燈泡的電功率是為了 。
【答案】移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光;探究不同電壓下燈泡消耗的實際功率與燈泡亮度的關(guān)系。
【解析】解:(1)連接電路時,為保護電路,滑動變阻器連入電路中的電阻最大,電流表有示數(shù),說明電路不是斷路,根據(jù)歐姆定律,電路中的電流較小,燈的實際功率較小,燈不亮,所以,接下來應(yīng)進行的操作是:移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光;
(2)測量小燈泡電功率時,移動滑片的目的是多次測量,尋找普遍規(guī)律,即探究不同電壓下燈泡消耗的實際功率與燈泡亮度的關(guān)系。
故答案為:移動滑動變阻器滑片,觀察小燈泡是否發(fā)光;探究不同電壓下燈泡消耗的實際功率與燈泡亮度的關(guān)系。
三、實驗探究題(共5小題):
21.在“測量小燈泡電功率”的實驗中,電源電壓恒為3V,小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”。
(1)如圖甲所示,為確保電路安全,連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到 (選填“A”或“B”)端;
(2)實驗中,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片適當向 (選填“左”或“右”)滑動;
(3)圖丙是小燈泡的電流隨電壓變化關(guān)系的圖象,根據(jù)圖象可知,小燈泡的額定功率為 W;
(4)多次測量小燈泡的電功率的原因是: 。
【答案】(1)B;(2)左;(3)0.625;(4)探究燈泡實際功率與燈泡亮度的關(guān)系。
【解析】解:(1)為了保護電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到阻值最大處,即B端;
(2)實驗中,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片到某一位置,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,電壓表選用小量程,分度值0.1V,其示數(shù)為1.8V,小于燈泡額定電壓2.5V,要測量小燈泡的額定功率,應(yīng)增大燈泡兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,應(yīng)減小變阻器兩端的電壓,根據(jù)分壓原理,應(yīng)減小變阻器接入電路的阻值,故應(yīng)將滑片適當向左滑動;
(3)由圖丙可知,當燈泡兩端電壓為2.5V時,通過燈泡的額定電流為0.25A,小燈泡額定功率為:
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W;
(4)由圖丙可知,小燈泡在不同電壓下的電功率是不同的,多次測量小燈泡的電功率的原因是:探究燈泡實際功率與燈泡亮度的關(guān)系。
故答案為:(1)B;(2)左;(3)0.625;(4)探究燈泡實際功率與燈泡亮度的關(guān)系。
22.東東在做“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗。器材如下:電源電壓為6V,電壓表(0~3V),電流表(0~0.6A),5Ω、10Ω、15Ω、20Ω定值電阻各一只,最大阻值為30Ω的滑動變阻器一個。
(1)閉合開關(guān)前,東東發(fā)現(xiàn)電流表指針向零刻線左邊偏轉(zhuǎn),其原因可能是 。
(2)東東連接完電路如圖甲,閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù),東東發(fā)現(xiàn)電路連接有問題,她只改動了一根導(dǎo)線,即可使連線正確。請在接錯的導(dǎo)線上打“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法。
(3)改正連接錯誤后,用10Ω定值電阻替換5Ω電阻后,應(yīng)將滑片向 端(選填“左”或“右”)滑動,使電壓表的示數(shù)保持不變。此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則控制不變的電壓為 V。
(4)實驗過程中東東發(fā)現(xiàn),當她把20Ω的電阻接入電路后,無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器都無法完成實驗;在不更換實驗器材的前提下,為了完成這四次實驗,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓至少為 V。
(5)東東已經(jīng)完成了前三次測量,不想再重新實驗,就向老師借了一個阻值更 (選填“大”或“小”)一些的滑動變阻器,繼續(xù)完成了第四次實驗,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了如圖丙所示的圖像,由圖像可知:在電壓一定時, 。
(6)東東想測量額定電流為0.3A的小燈泡的額定功率,她設(shè)計了如圖丁所示的電路,已知電源電壓為6V,請將下列實驗步驟補充完整:
①閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2,記下電流表的示數(shù)為0.2A;
②只閉合開關(guān) ,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.3A;
③只閉合開關(guān)S1、S3, (選填“保持滑片位置不動”或“移動滑片到最左端”)記下此時電流表示數(shù)為0.3A;
④小燈泡的額定功率為P額= W。
【答案】(1)電流表使用前沒有調(diào)零;(2)見解答圖;(3)右;2;(4)2.4;(5)大;通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(6)②S2;③保持滑片位置不動;④0.9。
【解析】解:(1)閉合開關(guān)前,東東發(fā)現(xiàn)電流表指針向零刻線左邊偏轉(zhuǎn),可能的原因是電流表使用前沒有調(diào)零;
(2)原電路圖中,定值電阻與變阻器并聯(lián),電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的,在“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗中,定值電阻、變阻器和電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中,電壓表并聯(lián)在燈泡兩端,如下圖所示:
;
(3)實驗中,當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大變阻器電阻阻值,故應(yīng)把變阻器滑片向右滑動,使電壓表的示數(shù)保持不變;
由圖乙可知,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.2A,定值電阻兩端電壓為:
U定=IR=0.2A×10Ω=2V;
(4)變阻器與定值電阻串聯(lián),設(shè)電壓表示數(shù)為UV,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有:
U?UVUV=R滑R定?????①,
①式左邊為一定值,故右邊也為一定值,當定值電阻取最大時,變阻器連入電路中的電阻最大,即6V?UVUV=30Ω20Ω,解之:UV=2.4V,
故為了完成這四次實驗,應(yīng)控制定值電阻兩端電壓至少為2.4V;
(5)由(3)可知,定值電阻兩端電壓保持2V不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:
U滑=6V﹣2V=4V,變阻器的電壓為電阻電壓的2倍,根據(jù)分壓原理,當接入20Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:
R滑=2×20Ω=40Ω>30Ω,故為了完成整個實驗,應(yīng)該向老師借了一個阻值更大一些的滑動變阻器;
由圖像知,電流與電阻的乘積為:U'=I'R'=0.4A×5Ω=……=0.1A×20Ω=2V,為一定值,故在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(6)實驗步驟:
①閉合開關(guān)S3,斷開S1、S2,記下電流表的示數(shù)為0.2A;
②只閉合開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.3A;
③只閉合開關(guān)S1、S3,保持滑片位置不動,記下此時電流表示數(shù)為0.3A;
④在步驟①中,滑動變阻器的最大電阻連入電路中,電路為只有變阻器的簡單電路,此時電流表的示數(shù)為0.2A,則變阻器最大阻值為:R滑大=UI1=6V0.2A=30Ω;
在步驟②,變阻器左側(cè)電阻與燈泡串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路的電流,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.3A,即燈泡的額定電流,此時燈泡正常發(fā)光;
在步驟③中,保持滑片位置不動,電路為只有變阻器右側(cè)電阻接入電路的簡單電路,此時電流表示數(shù)為0.3A,則變阻器右側(cè)電阻為:R滑右=UI2=6V0.3A=20Ω;
由步驟②可知,變阻器左側(cè)電阻為R滑左=R滑大﹣R滑右=30Ω﹣20Ω=10Ω,
此時變阻器左側(cè)兩端電壓為:U滑左=I額R滑左=0.3A×10Ω=3V,
根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,燈泡額定電壓為:U額=U﹣U滑左=6V﹣3V=3V,
則小燈泡額定功率為:P額=U額I額=3V×0.3A=0.9W。
故答案為:(1)電流表使用前沒有調(diào)零;(2)見解答圖;(3)右;2;(4)2.4;(5)大;通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(6)②S2;③保持滑片位置不動;④0.9。
23.在“測量小燈泡的電功率”的實驗中,電源由三節(jié)干電池組成,電壓保持4.5V不變,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為5Ω。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實物電路連接完整。(要求:滑動變阻器的滑片P向右移動小燈泡變亮)
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P到某處時,電壓表示數(shù)為2V。為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將滑片P向 (填“左”或“右”)端移動,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時電流表指針位置如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為 W。
(3)若此實驗中電流表壞了,為了測出小燈泡的額定功率,小明向老師要了一個單刀雙擲開關(guān),一個阻值合適的定值電阻R0。加上原有實驗器材,重新設(shè)計了如圖丙所示的電路終于測出了小燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟:
①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點b,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為 V;
②再將開關(guān)S2撥到觸點a, ,讀出電壓表的示數(shù)U;
③小燈泡額定功率的表達式P額= 。(用已知量和測量量表示)
【答案】(1)見解答圖;(2)右;1.25;(3)①2.5;②保持滑片的位置不動;③2.5V×U?2.5VR0。
【解析】解:(1)小燈泡的額定電壓為2.5V,故電壓表選用小量程并聯(lián)在燈泡兩端;滑動變阻器的滑片P向右移動小燈泡變亮,說明電路中電流變大,變阻器電阻變小,故變阻器選用右下接線柱與燈泡串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P到某處時,電壓表示數(shù)為2V,小于燈泡額定電壓2.5V,為了測量小燈泡的額定功率,應(yīng)增大燈泡兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,應(yīng)減小變阻器兩端的電壓,根據(jù)分壓原理,應(yīng)減小變阻器接入電路的阻值,故應(yīng)將滑片P向右端移動,使電壓表示數(shù)為2.5V,此時電流表指針位置如圖乙所示,電流表選用小量程,分度值0.02A,其示數(shù)為0.5A,小燈泡額定功率為:
P=UI=2.5V×0.5A=1.25W;
(3)實驗步驟:
①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點b,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V;
②再將開關(guān)S2撥到觸點a,保持滑片的位置不動,讀出電壓表的示數(shù)U;
③在步驟①中,燈泡、R0和變阻器串聯(lián),電壓表測燈泡兩端的電壓,移動滑片,使電壓表的示數(shù)為2.5V,此時燈泡正常發(fā)光;
在步驟②中,燈泡、R0和變阻器仍串聯(lián),電壓表測出燈與定值電阻R0兩端的總電壓U,保持滑片的位置不動,因此時電路的連接關(guān)系沒有改變,電路中電壓與電流不變,此時燈仍正常發(fā)光,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,R0兩端電壓為U0=U﹣U額=U﹣2.5V,
根據(jù)串聯(lián)電路電流特點結(jié)合歐姆定律可知,通過燈泡的電流:I額=I0=U0R0=U?2.5VR0,
小燈泡額定功率為:P額=U額I額=2.5V×U?2.5VR0。
故答案為:(1)見解答圖;(2)右;1.25;(3)①2.5;②保持滑片的位置不動;③2.5V×U?2.5VR0。
24.日照市某校一合作學(xué)習(xí)小組利用電學(xué)實驗盒設(shè)計并進行了以下幾組實驗(采用的電源都是三節(jié)新干電池):
(1)實驗一:利用圖甲電路來探究電流與電阻的關(guān)系,實驗中控制電壓表示數(shù)為U0不變;
①開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于圖中最 (選填“左”或“右”)端;將電阻箱調(diào)至某阻值,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器時,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)始終為零而電流表示數(shù)有明顯變化,經(jīng)檢查是由于 而造成的;
②排除故障后,調(diào)節(jié)電阻箱阻值R,多次實驗,得到I與1R的關(guān)系如圖乙所示,U0= V;
③在本實驗的交流與評估環(huán)節(jié),甲同學(xué)想知道每次實驗中滑動變阻器連入電路的電阻值,但又無法從滑動變阻器上讀取。乙同學(xué)思考了一會兒,發(fā)現(xiàn)一個規(guī)律:在電壓表示數(shù)為U0時,無論電阻箱取哪個阻值,滑動變阻器連入電路的阻值一定是電阻箱阻值的 倍;
(2)實驗二:將圖甲中電阻箱換成標有“2.5V”字樣的小燈泡,實驗得到丙所示I﹣U圖象,則小燈泡的額定功率為 W;當小燈泡的電功率為0.6W時,小燈泡的電阻為 Ω;
(3)實驗三:小明打算增加一個阻值為R0的電阻,用圖丁所示的電路測量小燈泡的電功率。閉合開關(guān)S、S1,移動滑片P使電壓表的示數(shù)為U1;保持滑片P位置不動,只斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,記下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡的電功率為 (用已知字母表示)。
【答案】1)①右;電阻箱被短路;②2;③1.25;(2)1.25;3.75;(3)P=U1×U2?U1R0。
【解析】解:(1)①為保護電路,閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處,即最右端;
電流表有示數(shù),電壓表示數(shù)為零,故障可能是電壓表被短路或電壓表斷路;由于調(diào)節(jié)滑動變阻器時,電流表示數(shù)有明顯變化,則說明電阻箱未接入電路,據(jù)此可知電路故障可能是電壓表或電阻箱被短路;
②由I與1R關(guān)系圖線知,當電流為0.1A時,1R為0.05Ω﹣1,則R=20Ω,
則電壓U0=IR=0.1A×20Ω=2V;
③由題意可知電源為三節(jié)新干電池,所以電源電壓U源=3×1.5V=4.5V;
由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,滑動變阻器兩端分得的電壓U滑=U源﹣U0=4.5V﹣2V=2.5V,
由串聯(lián)電路分壓原理可知:R滑R0=U滑U0,
解得:R滑=U滑U0R0=2.5V2VR0=1.25R0;
在電壓表示數(shù)為U0時,無論電阻箱取哪個阻值,滑動變阻器連入電路的阻值一定是電阻箱阻值的1.25倍;
(2)燈泡的額定電壓為2.5V,根據(jù)圖丙可知道對應(yīng)的電流I額=0.5A,
則燈的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W;
根據(jù)圖丙可知,當小燈泡的電功率為0.6W時,通過燈泡的電流I'=0.4A,燈泡兩端電壓U'=1.5V,
由歐姆定律可得小燈泡的電阻為R'=U′I′=Ω;
(3)閉合開關(guān)S、S1,電壓表測量小燈泡兩端的電壓,移動滑片P使電壓表的示數(shù)為U1,即小燈泡兩端的電壓是U1;
保持滑片P位置不動,只斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,電壓表測量小燈泡和定值電阻兩端的電壓,記下電壓表的示數(shù)為U2,由于電路連接方式不變,電路中電阻不變,電流不變,此時燈泡兩端的電壓仍為U1;根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律,定值電阻兩端的電壓是U定=U2﹣U1,
定值電阻中的電流為:I0=U定R0=U2?U1R0,
定值電阻和小燈泡串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等,則小燈泡中的電流是IL=I0=U2?U1R0,
小燈泡的功率為:P=U1IL=U1×U2?U1R0。
故答案為:(1)①右;電阻箱被短路;②2;③1.25;(2)1.25;3.75;(3)P=U1×U2?U1R0。
25.(1)某學(xué)習(xí)小組在“探究通電導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”實驗中,連接了如圖甲所示的電路(電源電壓保持4.5V不變)。
①用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲實物電路連接完整;(要求:滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中電流變大;導(dǎo)線不得交叉)
②探究通電導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系實驗要在電壓一定時進行,圖乙是小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可知R兩端的電壓為 V;當R的電阻由5Ω更換為10Ω時,閉合開關(guān)后,為使R兩端的電壓 (選填“改變”或“不變”),滑動變阻器的滑片應(yīng)向 (選填“左”或“右”)端滑動;若實驗中R的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,為了保證完成實驗,則滑動變阻器的阻值至少是 Ω。
③通過實驗得出電流與電阻的關(guān)系是: 。
(2)他們在完成實驗后,利用圖丙所示的電路,測出了額定電流為I1的小燈泡的額定功率。請完成以下步驟。
①閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2連接b,移動滑動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為 。
②保持滑動變阻器的滑片位置 (選填“改變”或“不變”),開關(guān)S2連接a,滑片電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)為I1,讀出電阻箱的示數(shù)為R0。
③則小燈泡的額定功率表達式P額= (用字母表示)。
【答案】(1)①見解答圖;②3;不變;右;12.5;③當電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(2)①I1;②不變;③I12R0。
【解析】解:(1)①滑動變阻器的滑片P向左移動時,電路中電流變大,說明變阻器電阻變小,故變阻器應(yīng)選左下接線柱與電阻串聯(lián)在電路中,如下圖所示:
;
②由圖乙知,電阻兩端的電壓始終保持:
UV=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V;
實驗中,當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,電阻兩端的電壓變大,研究電流與電阻關(guān)系時要控制電壓不變,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,要增大變阻器兩端的電壓,由分壓原理,要增大變阻器電阻阻值,故應(yīng)把變阻器滑片向右滑動;
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻器分得的電壓:U滑=U﹣UV=4.5V﹣3V=1.5V,
變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的0.5倍,根據(jù)分壓原理,當接入25Ω電阻時,變阻器連入電路中的電阻為:
R滑=0.5×25Ω=12.5Ω,故為了完成整個實驗,應(yīng)該選取最大阻值至少12.5Ω的滑動變阻器;
③由于電流與電阻的乘積為一定值,故電流與電阻的關(guān)系是:當電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(2)實驗步驟:
①閉合開關(guān)S1,開關(guān)S2連接b,移動滑動變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為I1;
②保持滑動變阻器的滑片位置不變,開關(guān)S2連接a,滑片電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)為I1,讀出電阻箱的示數(shù)為R0;
③在步驟①中,燈泡與變阻器串聯(lián),電流表測串聯(lián)電路的電流,當電流表示數(shù)為I1時,燈泡正常發(fā)光;
在步驟②中,電阻箱與變阻器串聯(lián),電流表示數(shù)仍為I1,由等效替代法,電阻箱的示數(shù)R0,即為燈正常發(fā)光時的電阻,則小燈泡的額定功率表達式:P額=I12R0。
故答案為:(1)①見解答圖;②3;不變;右;12.5;③當電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;(2)①I1;②不變;③I12R0。題型
選擇題
填空題
作圖題
實驗題
計算題
總計
題數(shù)
15
5
0
5
0
25
實驗次數(shù)
1
2
3
4
5
發(fā)光情況
熄滅
微光
暗
較暗
明亮
電壓U/V
0.5
1
1.5
2.0
2.5
電流1/A
0.10
0.14
0.16
0.24
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