2021年中考物理微专题复习专题28小灯泡电功率的测量实验中考问题(教师版含解析)

【解析】(1)由图可知，两个灯泡串联，电压表V1测量灯泡L1两端的电压，电压表V2测量灯泡L2两端的电压，闭合开关后，发现两灯均不发光，可能电路中存在断路，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，可能L1断路。
(2)由图可知，电压表V1的量程是0~3V，分度值是0.02A，电压表的V1的示数是2.4V。
(5)断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U，电压表测量电源电压，电阻R0两端的电压
U0=U-U额
由串联电路电流的规律可知通过电路的电流
I=I0=
小灯泡额定功率表达式
P额=U额I=U额× =
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．
［实验器材］小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
实验数据(记录)表格：小灯泡的额定电压是
实验次数
发光情况
电流(A)
电压(V)
电功率(W)
1
2
3
［实验步骤］
1．按电路图连接实物电路。
2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。
(2)排除故障后闭合开关，电压表V1的示数如图，此时的电压值为______V；
(3)此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察______来比较，所用的研究方法为______；
(4)如果将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，较亮的灯泡是______。(选填“L1〞或“L2〞)
【答案】(1)L1断路(2)2.4 (3)灯泡的亮度(4)转换法(5) L1
(4)发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮，故移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，根据P＝UI，那么U2I2＜U1I1.
【对点练习】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。
那么额定功率P0＞P额=4P1，所以最有可能的额定功率值为P0=5P1。
1.(2022江苏连云港)在学习电能表与电功一节内容时，同学们完成教材上的活动“比较两个灯泡的亮暗〞，小明选用标有“2.5V 0.3A〞和“3.8V 0.3A〞的灯泡L1和L2，连接电路如下列图。
(1)闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，故障的可能原因是______；
3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。
4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。
5．断开开关，整理实验器材。
［本卷须知］
1．按电路图连接实物电路时注意：
(1)连接过程中开关应始终处于断开状态。
(2)根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择适宜的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。
电流表选 量程，把开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，所求画图如下
(2)如图C，电流表分度值是0.02A，电流表读数0.28A。
(3)小灯泡两端实际电压减小，实际功率降低，亮度变暗，温度降低。
(4)由表格数据可知，小灯泡两端实际电压减小，实际功率降低，亮度变暗，温度降低。灯丝电阻受温度影响，温度降低，电阻减小。
(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；那么步骤(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)他们想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，那么U2I2U1I1(选填“＞〞、“＜〞或“＝〞)。
【答案】(1)左；(2)没有；(3)右；(4)＜。
【解析】(1)连接电路时，开关应断开，并将滑片移至滑动变限器的阻值最大处，即最左端；
【解析】(1)由电路图知，开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联于电路中，电流表测整个电路的电流，电压表测小灯泡两端的电压，滑动变动器的滑片向右移动时接入电路的阻值增加；由(2)中图知，电流表选择的量程为0～0.6A，电压表选择的量程为0～3V，故将电源正极与开关的左接线柱相连，开关的右接线柱与变阻器右上接线柱相连，变阻器的左下接线柱与小灯泡的右接线柱相连，小灯泡的左接线柱与电流表0.6A接线柱相连，电流表的负接线柱与电源负极相连；电压表负接线柱与小灯泡的左接线柱相连，电压表3V接线柱与小灯泡的右接线柱相连，如以下列图所示。
专题28小灯泡电功率的测量实验问题
［实验目的］测量小灯泡在不同状态下的电功率。
［实验要求］分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率。
［实验原理］根据公式，测出灯泡和，就可以计算出小灯泡的电功率。
［实验电路图］根据实验的目的和原理设计实验电路图，并按电路图连接实物。
(3)连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。
2．合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，假设不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。
3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。
［实验结论］由公式P=IU计算小灯泡的功率。(将计算结果填入表中，通过分析和比较得出)
(2)闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为2.50V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图c所示，那么此时通过小灯泡的电流为________A；
(3)调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐减小，会发现灯泡变暗直至完全不发光。可以猜想此过程中灯丝的温度________(选填“升高〞、“不变〞或“降低〞)；
2.(2022天津)在测量小灯泡电功率的实验中：
(1)请按照图所示的电路图，以笔画线代替导线，完成实物图的电路连接()；
(2)以下列图所示是某次实验中电表的示数，电流表的示数为______A，电压表的示数为______V，此时小灯泡的电功率为______W；
【答案】(1)见解析图(2)0.3 (3) 2.5 (4) 0.75
(1)连接电路时，开关应断开，并将滑片移至滑动变限器的最端(选填“左〞或“右〞)。
(2)闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，电路(选填“有〞或“没有〞)故障。
(3)某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向(选填“左〞或“右〞)移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1。
(2)由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.1A，示数为0.3A。
(3)由图知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.5V，示数为2.5V。
(4)由 可得小灯泡的功率
3.(2022安徽)一小灯泡额定电压为2.5V，图a是测量其电阻的实验电路图。
(1)请按照图a，将图b中的实物电路连接完整；________
(3)闭合开关后，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，那么该电路的故障可能是______(选填序号)；
A．小灯泡短路B．小灯泡开路C．电流表开路
(4)排除故障后，通过正确操作使小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，那么该小灯泡的额定功率为______W；
(5)实验时，小明组的电流表坏了，他找来了一个阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路，测小灯泡的额定功率，连好电路后，操作步骤如下：①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表示数等于灯泡的额定电压U额；②保持滑片位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表示数U。那么小灯泡额定功率表达式：P额=______(用U额、U、R0表示)。
(2)闭合开关后，电流表和电压表都有示数，那么电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，变阻器连入电路的电阻较大，电路没有故障。
(3)灯在额定电压下正常发光，如图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压，小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1；
(3)实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察灯泡的亮度来比较，灯泡越亮，说明电流做功越快，用到转换法。
(4)灯泡L1的电阻
R1= ≈8.3Ω
灯泡L2的电阻
R2= ≈12.6Ω
R1＜R2
将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，两个灯泡两端的电压相等，由P= 可知灯泡L1的功率较大，灯泡L1较亮。
【答案】(1)见解析图(2)A(3) B (4) 0.65 (5)
【解析】
(1)小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，通过小灯泡的电流小于
I= =0 4A
电流表选择0-0.6A的量程，将电流表串联在电路中，如下列图：
(2)为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于阻值最大处，即A端。
(3)A．小灯泡短路，电路中有电流，电流表有示数，电压表没有示数，不符合题意。
(1)不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
【例题】(2022湖南衡阳)在“测量小灯泡的电功率〞实验中，同学们设计了如图甲所示的电路、其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω2A〞，电流表和电压表都是学生实验用普通电表且已选择好适宜量程。