九年级下册电功率单元测试与练习(word解析版)

九年级下册电功率单元测试与练习（word 解析版） 一、初三物理

电功率 易错压轴题（难）

1．（5）待测电阻与变阻器串联，当变阻器连入电路的电阻变小时，由欧姆定律I =U R

可知，电路的电流变大，根据U =IR 得到待测电阻的电压变大，由串联电路电压的规律可知，变阻器两个的电压变小，根据绘制的如图丁所示的U -I 图象可知，电压表并联在变阻器的两端了；由图乙可知，当电流I 1=0.1A 时，变阻器两端的电压U 1=2V ，当电流I 2=0.2A 时，变阻器两端的电压U 2=1V ，设电源电压为U ，由串联电路电压的规律和欧姆定律可知，1212=U U U U R I I --=，即2V 1V =0.1A 0.2A

U U --，U =3V ，待测电阻：113V 2V =0.1A

U U R I --==10Ω．小明同学为了“测量小灯泡的电功率”，准备有如下器材：电源(电压6V ，保持不变)，小灯泡(额定电压3.8V ，电阻约为20Ω)，滑动变阻器A “10Ω 1A ”，滑动变阻器B “20Ω 1A ”，电压表(量程为0-3V 、0-15V)、电流表(量程为0-0.6A 、0~3A)各一个，开关一个，导线若干。

(1)要完成此实验应该选择滑动变阻器__________(填“A ”或“B ”)较为合适；

(2)他在连线的过程中发现电压表的0-15V 量程已坏，要想测小灯泡的额定功率，请你补充完成图中的实验电路的设计；_________

(3)他连接好电路后，闭合开关S ，移动滑动变阻器滑片时发现灯泡亮度较暗且不变，且两表示数也不变，出现此现象的原因是_____________。

【答案】B 滑动变阻器接的是两个下面的接线柱

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在实验中，小灯泡与变阻器是串联，当小灯泡正常发光时，变阻器两端的电压

U 1=U -U L =6V-3.8V=2.2V

据串联电路的特点有

L 1

L 1U U R R =，1

3.8V 2.2V 20ΩR = 此时，变阻器接入电路的阻值

R 1=11.5Ω

所以应选择滑动变阻器B 较为合适。

(2)[2]电压表的0-15V 量程已坏，那么电压表不能接在小灯泡两端测其电压，应接在变阻器两端，调节电压表的示数为2.2V 时，小灯泡便可能正常工作，故作图如下：

2．小灯泡的额定功率是()

0-U U U R 额额。如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5V ，额

定功率不大于1 W 的小灯泡功率的实物连接图。

（1）在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处∶

①_____________________；② _______________________。

（2）改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，可能的原因是______（填写选项中的字母）。

A ．小灯泡短路

B ．连接小灯泡的导线接触不良

C ．滑动变阻器接入电路的电阻过大

（3）小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上（如图乙所示）。下表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格，请你补出阴影处所缺的内容。

次数 小灯泡两端电压U /V 通过灯丝电流I /A 小灯泡的电功率

P /W _____

分析数据后得到小灯泡的额定电流为___ A ，额定功率为________W 。

（4）实验后，小明将一只5Ω的定值电阻与标有“20Ω 1A ”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3V 的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为_____W 。

【答案】滑动变阻器连接成两个下接线柱 电流表正负接线柱接反了

C 亮度

0.30 0.75 0.45

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，其中滑动变阻器连接成两个下接线柱，电流表正负接线柱接反了。

(2)[3]改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，但小灯泡不亮，可能的原因是滑动变阻器接入电路的电阻过大，电路电流过小；而小灯泡短路则电压表无示数，连接小灯泡的导线接触不良则电流表无示数；故选C 。

(3)[4]小明在老师指导下设计记录数据及现象的表格，阴影处所缺内容应为小灯泡的发光情况。

[5][6]分析数据可知，小灯泡两端电压越大，则通过的电流也越大，小灯泡的额定电压为

2.5V ，在记录数据中居中，故小灯泡的额定电流为0.30A ，额定功率为

P=UI =2.5V ?0.30A=0.75W

(4)[7]实验后，小明将一只5Ω的定值电阻与标有“20Ω 1A ”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3V 的电源上，滑动变阻器消耗的功率为

22200022

00000()()24U U U P UI R R R R R R R R R R R

====-++++ 当滑动变阻器接入阻值与定值电阻相同时，滑动变阻器消耗功率最大，为

3．(4)[7][8]实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U-I 图像应为图3中的虚线①，选择的依据是“小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变”或“小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等”。在“探究电流与电阻的关系”的实验中，提供的器材如下：电源电压恒为4.5V ，五个定值电阻R 1（5Ω）、R 2（10Ω）、R 3（15Ω）、R 4（20Ω）、R 5（25Ω），标有“50Ω1A ”的滑动变阻器R 、电压表（可用量程：0～3V 、0～15V ）、电流表（0～0.6A ）、开关各1只，导线若干。

(1)小赵同学设计了如图甲所示的实验电路，电路连接完毕，闭合开关S ，发现电流表有示数，电压表无示数。若电路故障只出现在R 1和R 上，则电路故障是______；

(2)排除电路故障后，将滑动变阻器的滑片P 移到最______端，闭合开关，调节滑片P ，使电压表的示数为2.5V 时，电流表的示数应为______A ；

(3)分别用定值电阻R 2、R 3、R 4、R 5依次替换R 1，重复(2)的实验步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I -R 图象，如图乙所示，由图象可得出的结论是：______；

(4)完成步骤(2)后，若保持滑片P 位置不变，断开开关，用R 2替换R 1，闭合开关，发现电压表示数______2.5V （选填“大于”或“小于”），应向______（选填“左”或“右”）移动滑片P 才能达到实验要求；

(5)为完成该实验探究，滑动变阻器允许连入电路的最小阻值为______Ω；

(6)在使用电阻R 1、R 5完成实验的过程中，当电压表示数为2.5V 时，滑动变阻器R 消耗的电功率分别为P 1、P 5，则15:P P =______。

【答案】R 1短路 右 0.5 当导体两端的电压保持不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比 大于 右 4 5:1

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图可知，电阻R 1和滑动变阻器R 串联，电压表测R 1两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关时，电流表有示数，则电路中出现短路，而电压表无示数，那么是电阻R 1短路了。

(2)[2]在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动到阻值最大处，即最右端。

[3]由图乙知，电压表示数为2.5V ，R 1=5Ω时，电路中的电流为0.5A 。

(3)[4]由图乙知，当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。

(4)[5][6]用R 2=10Ω代替R 1后，若滑动变阻器接入电路的阻值不变，据串联电路的分压特点知，R 2分去的电压变大，即电压表的示数大于2.5V ，要使R 2两端的电压保持为2.5V ，应让变阻器接入电路的阻值变大，以分去更多电压，所以应向右移动滑片。

(5)[7]实验中，定值电阻两端的电压保持不变，那么变阻器两端的电压也保持不变，当定值电阻更换的阻值越小，据串联电路的特点，变阻器接入电路的阻值也越小。所以，当R 1=5Ω时，变阻器接入电路的电阻最小，此时电路中的电流I =0.5A ，那么最小电阻

1min 4.5V 2.5V 4Ω0.5A

U U U R I I --====滑

(6)[8]据

2

U

P

R

=得，定值电阻接R1和R5时，滑动变阻器消耗的电功率

4．（3）灯丝的电阻随着电压的变化而变化，所以不能得出导体中电流和导体两端电压成正比的结论，该同学的说法不合理．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源（电压恒为6V）、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L （电阻约为10Ω）、滑动变阻器两个（R甲：“10Ω 1A”；R乙：“50Ω 0.5A”）、开关S、导线若干。

（1）该实验的原理是电功率P=________；

（2）实验中，应选用的滑动变阻器是________（选填“R甲’或“R乙”）；

（3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并画在图甲的虚线框内；

（_____）

（4）某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况，如图乙所示，完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω（保留到小数点后一位）；（5）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）；

①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1。

②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2。

则小灯泡额定功率P额=________（用R0、U1、U2表示）。

【答案】UI R乙10.4

()

121

U U U

P

R

-

额

＝

【解析】

【详解】

（1）该实验的原理是电功率P＝UI；

（2）电源（电压恒为6V）、额定电压为2.5V的待测小灯泡L（电阻约为10Ω），由欧姆定律，灯的额定电流为：

2.5V

0.25A

10Ω

L

U

I

R

===，根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：

6V 2.5V

14Ω

0.25A

L

U U

R

I

--

===

滑

；故选用滑动变阻器R乙；

（

3）滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表与小灯泡串联，测量小灯泡电功率的实验电路图如下所示：

（4）由欧姆定律，求得该小灯泡正常发光时的电阻为： 2.5V 10.4Ω0.24A

U R I ==≈； （5）①闭合开关S ，S 1接b ，调节滑动变阻器R 使小灯泡正常发光，记录电压表示数U 1。 ②闭合开关S ，滑动变阻器滑片保持不动，S 1接a ，读出此时电压表示数为U 2。

在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，

因保持滑片位置不动，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为U 2﹣U 1；由欧姆定律灯的额定电流：210

U U I R -=；

5．第六空．实验中发现，灯丝烧断后，小彩灯并没有导通，其原因可能是没有达到一定的电压，金属丝上的绝缘材料仍没有被击穿，故没有导通。科技小组要测量额定电压为5V 的小灯泡的电功率，可用的器材有：一个电压表和一个电流表（只有0~0.6A 量程可用）．电源两端的电压恒定．

（1）按如图甲所示电路图确连接电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到______端（选填“左”或“右”）．

（2）闭合开关，记录电压表、电流表示数：调节滑动变阻器并记录多组数据．当电流表示数为0.6A 时，电压表示数低于5V ．根据数据绘制出小灯泡的电流I 与电压U 的关系图像如图乙所示，由图像可知，灯丝电阻随温度的升高而______。

（3）为测量小灯泡的额定功率，小组同学拆除电流表后再接通电路，调节滑动变阻器直至电压表示数为5V ；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关，将电压表替换AB 间导线接入电路，闭合开关，电压表小数为5.4V ，则此时小灯泡亮度比正常发光时______：将滑动变阻器的滑片移到最左端，电压表示数变为7.2V ．则小灯泡的额定功率为______W ．

【答案】右 变大 暗 4

【解析】

【详解】

第一空．开始实验前，为保护电路，滑动变阻器接入电路的阻值应该为最大值，如图所示的电路图中，当滑动变阻器移动到最右端时，电阻最大；

第二空．在

I-U图像中，图像的斜率表示

I

U

的数值，即电阻的倒数

1

R

，由图像可知，斜率

在逐渐减小，所以电阻的倒数逐渐减小，所以电阻逐渐变大；

第三空．当电压表示数为5V时，滑动变阻器一部分接入电路，当电压表代替导线AB接入电路时，由于电压表相当于断路，所以此时滑动变阻器全部阻值都接入电路，接入电路的总电阻变大，根据串联电路分压的特点，滑动变阻器两端的电压变大，所以小灯泡两端的电压减小，小于5V，小于正常发光时的电压，故亮度变暗；

第四空．由乙图可知，当电压表示数为1.8V时，电路的电流最小，所以此时滑动变阻器全部接入电路，由题意可知，当取下电压表放在AB两点间时，由于电压表相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的方式发生了变化，由左端接入变成了全部接入电路，当滑动变阻器全部接入电路时，滑动变阻器两边的电压为7.2V，所以电源电压为9V．如下等效电路图：

由

U

I

R

=可知，滑动变阻器最大电阻P

max

min

7.2V

20Ω

0.36A

U

R

I

===；当小灯泡正常发光时，取下电压表放在AB两点间，电压表示数是5.4V，全部滑动变阻器的电压是7.2V，说明此时滑片位于总阻值

1

4

处，所以小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是总阻值的

1

4

即5Ω，此时的电流滑动变阻器两边的电压为4V，如下等效电路图：

6．（3）先断开开关S2、闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为

U

R

额

；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关S1、闭合其它开关，读出电流表示数为I，此时电流表测灯泡与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律得到通过灯泡的额定电流为：I-

U

R

额

；灯泡额定功率的表达式为：P额=U额（I-

U

R

额

）。在“测量小灯泡的功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V

（1）按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,造成该现象的原因不可能的是____

A小灯泡断路

B小灯泡两端电压太小

C滑动变阻器阻值太大

D电源电压太小

（2）移动滑片,当电压表的示数为____V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为____W

（3）根据实验测得的数据画出小灯泡I-U关系图像如图乙(坐标轴上的数值已被擦除),分析图像可知,当小灯泡两端电压减小时,小灯泡的电阻___ (增大/减小/不变)

（4）当小灯泡两端电压为2V时,其实际功率在以下哪个范围内:_____

A．P实≤0.48W

B．0.48W＜P实＜0.6W

C．0.6W≤P实＜0.75W

D．P实≥0.75W

【答案】A 2.5 0.75 减小 B

【解析】

【分析】

【详解】

（1）按照图甲正确连好电路,闭合开关,小灯泡不亮,两表指针均有偏转,说明电路处于通路状态，不存在断路现象，实质上是小灯泡两端电压较小，有可能是因为电源电压太小或滑动变阻器阻值太大分压较多造成的，所以该现象的原因不可能的是选项A．

（2）因为小灯泡额定电压为2.5V，电压表测量小灯泡两端电压，所以移动滑片,当电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常工作,读出此时电流表的示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W

（3）根据

U

I

R

，结合I-U关系图像可知,当小灯泡两端电压减小时,通过小灯泡的电流减小的越来越快，即

1

R

越来越大，所以电阻减小；

（4）小灯泡额定工作时的电阻为：

2.5V

=

0.3A

R

额

，假设小灯泡的电阻不随外界环境变化而

改变，那么当小灯泡两端电压为2V时，根据欧姆定律可列：

2V 2.5V

=

0.3A

U

R

I I

==，解：

I=0.24A；但根据第（3）问中得出的结论可知，电阻随着电压减小而减小的越来越快，所以实际上此时灯泡的电阻小于额定工作时的电阻，即此时实际电流应大于0.24A，故此时小灯泡的电功率P实＞2V×0.24A,所以其实际功率一定大于0.48W；

又因为随着电压减小，电流也减小，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流为0.3A，所以当电压为2V时，I＜0.3A，所以此时小灯泡的P实＜2V×0.3A，即小于0.6W;

7．此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用是解决该题的关键．如图所示，用两节干电池测小灯泡的电功率．小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω2A”．

（1）用笔画线代替导线将电路连接完整___．

（2）连接电路时，开关应______，滑动变阻器的滑片应移到最____（选填“左”或“右”）端.

（3）图示为电压表示数2V时，电流表的示数，其读数为_____A，此时灯泡的电功率为

______W；要使灯泡正常发光，应将滑片向________（选填“左”或“右”）移动．

（4）电压表示数达到2.5V时，无论怎样调节变阻器滑片，都无法使电压表示数变大，要用此灯泡继续完成实验，你的做法是________________．

（5）按照正确的方案测出电压略大于2.5V时灯泡的功率，为比较灯泡不同电压下功率关系，______（选填“需要”或“不需要”）重新测量前两次的实验数据．

【答案】断开左 0.24 0.48 右换用两节新的干电

池进行实验（使用三节电池完成实验）不需要

【解析】

【分析】

【详解】

（1）电压表并联在小灯泡两侧

（2）连接电路时开关应该断开，滑动变阻器应该在阻值最大的地方，即最左端

（3）量程是0-0.6A，所以示数是0.24A；此时灯泡电功率为P=UI=2.5V?0.24A=0.6W；增大灯泡电压，应该减小滑动变阻器电阻，所以向右移动

（4）当电压表示数达到2.5V时，无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大，说明电源能够提供的电压最大为2.5V，所以为了用该灯泡继续完成实验，做法是：换用两节新的干电池进行实验，或使用三节电池完成实验．

（5）解决了（4）中问题后，测出电压略大于2.5V时的灯泡功率．为比较灯泡在不同电压下的功率关系，不需要重新测量前两次实验数据．

8．因为灯泡的灯丝电阻是随温度而变化的，所以只要能得出电压越高，实际功率越大的结论即可，而多次测量时因为灯丝电阻的变化，意义不大．某同学做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样

（1）在检查仪器时，发现电流表的指针如图a所示，则他接下来的操作是．

（2）请你根据图b电路图用笔画线代替导线，将图c中未完成的电路连接好．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉．

（3）检查仪器和电路无误后，闭合开关，调节调动变阻器片到某一位置时，电压表示数如图d所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向（选填“左”或“右”）移动，同时眼睛应观察．

（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据画出了如图e所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象．由此可知，小灯泡的额定功率为W，小灯泡灯线形电阻随电压的增大而（选填“增大”、“不变”或“减小”）．（5）完成了上述实验后，小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况，找来小磁针、铁屑、硬纸板等，做了如图f所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，并找到了判断直导线周围磁场的方法：“用右手握住直导线．让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向．”请你用小明的方法判断如图g中小磁针北极转向．图h中小磁针北极转向（两空均选填“纸内”或“纸外”）．

【答案】（1）调零；（2）见下图（3）左；电压表示数，使电压表示数为2.5V；（4）0.625；增大；（5）纸外；纸内．

【解析】

试题分析：（1）使用电表前，仔细观察指针是否指在零刻线，如不是，需要调零；

（2）根据题目要求，滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧，连入电路的阻值变大，由图可知滑动变阻器的下接线柱应接左侧；

（3）由电压表的示数可知，电压为2.7V大于额定电压，现要测定小灯泡的额定功率，就要求小灯泡两端电压为2.5V，根据串联分压特点，滑动变阻器的滑片应向左移；同时观察电压表直到2.5V；

（4）由图5可知，小灯泡2.5V时的电流，由P=UI可求额定功率，小灯泡电阻受温度影响较大，随电压增大而增大；

（5）根据用右手握住直导线．让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向，先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向，然后根据小磁针静止时，北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向．

解：（1）电表的使用注意调零，观察量程、分度值；由图1可知需要调零；

（2）滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧；

（3）由电压表的示数可知，电压为2.7V＞2.5V，根据串联分压特点，滑动变阻器的滑片应向左移，增大滑动变阻器阻值分去多余的0.2V电压；同时观察电压表到示数为2.5V为止；

（4））由图5可知，小灯泡2.5V时的电流，I=0.25A，P=UI=2.5V×0.25A=0.625w，

小灯泡电阻受温度影响较大，故随电压增大而增大；

（5）伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指的方向为磁场的方向，故图7导体正下方磁场方向向外，即小磁针静止时N极的指向为纸外；图8中磁场方向垂直纸面向内．

故答案为（1）调零；（2）如下图

（3）左、电压表示数；（4）使电压表示数为2.5V、0.625、增大；（5）纸外；纸内．

9．小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源(电压不变)、滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10Ω的定值电阻0R、导线若干．她根据所给定的器材经过认真思考后，设计了如图甲所示的实验电路．

()1该实验的原理是______．

()2小珍连接电路时，开关处于______状态：闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最______(选填“左”或“右”)端．

()3闭合开关S，将1S拨到触点______(选填“a”或“b”)，移动滑片P，使电压表的示数为______V．

()4在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关1S拨到另一触点，此时电压表的示数如图乙所示，其数值为______V；通过计算可知小灯泡的额定功率是______W．=断开右a 2.5 6.5 1

【答案】P UI

【解析】

【分析】

【详解】

()1[1]测量小灯泡额定功率的实验原理是P UI

=．

()2[2][3]为了保护电路，小珍连接电路时，开关应处于断开状态；且闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处，由图知滑片应置于右端．

()3[4][5]为测量小灯泡额定功率，闭合开关S，应将1S拨到触点a，此时电压表测灯泡两端电压，所以移动滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光；

()4[6][7]在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关1S拨到另一触点，即触点b，此时电压表测灯泡与定值电阻0R的总电压，电压表示数应大于2.5V，所以，由图

乙根据电压表的量程可知，电压表应使用

015V -量程，分度值0.5V ，其示数为6.5V ； 由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡正常发光的电流：

0000 6.5V 2.5V 0.4A 10Ω

V L L U U U I I R R --==

===， 则小灯泡的额定功率： 2.5V 0.4A 1W L L L P U I ==?=．

【点睛】

10．本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电表的读数和电功率的计算等，伏安法测电阻、功率、探究电流与电压和电阻关系几个实验有相似之处，我们要学会总结。小明要测定标有“3.8V ”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材连接了如图甲所示电路．

（1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是_____．并且电路连接也有错误，如果此时闭合开关，小灯泡_____（选填“发光”或“不发光”），电压表_____（选填“有示数”或“无示数”）．请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确．

（_____）

（2）小明重新选择合理器材，将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正确发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω．

（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I ﹣U 图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而_____．在这个图象中，横轴应该表示的是_____（选填“电压”或“电流”）

（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，只用电压表来测量额定电压为

2.5的小灯泡的额定功率．已知滑动变阻器R 的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：

①闭合开关S 、S 2，断开S 1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V ． ②_____（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_____V ，这时小灯泡正常发光．

③闭合开关S 、S 2，断开S 1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V ． ④小灯泡的额定功率P 额＝_____W ．

【答案】电源电压低于灯泡的额定电压 不发光 有示数

10增大电流闭合S、S12断开S2

0.5

【解析】

【分析】

（1）测灯的额定功率，灯的电压要高于灯的额定电压；分析电路的连接确定两表的示数；根据电路连接错误之改正；

（2）根据电流表小量程读数，由欧姆定律求电阻大小；

（3）灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律，电压的增加量应大于电流的增加量；（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U=2.5V时，灯正常发光，在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，

根据P UI

＝可求小灯泡的额定功率P额．

【详解】

（1）电源电压为3V，小于灯的额定电压，故选的器材不能完成此实验；原电路中，电压表串联在电路中，电路中几乎没有电流，电流表将变阻器串联了，此时闭合开关小灯泡不发光，电压表与电源连通，电压表有示数；电流表应串联在电路中，电压表与灯并联，如下左图所示：

（2）此时电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡正

常发光时的电阻是：

3.8V

10Ω

0.38A

U

R

I

===；

（3）并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律的变形公式：U

R

I

=，因灯丝的电阻随温度升高而增大，故电压的增加量应大于电流的增加量，如上左图所示，在这个图象中，横轴应该表示的是电流；

（4）根据上面的分析，具体步骤：

①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V；

②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发

光；

③闭合开关S 、S 2，断开S 1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V ． 在①中，电源电压为U ＝4.5V ，在②中，灯与滑片以下电阻丝R 滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为2V ，根据串联电路电压的规律，灯的电压：

4.5V 2V 2.5V L U U U 滑下＝﹣＝﹣＝ ，灯正常发光；

在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为：

3 4.5V 3V 1.5V U V ﹣＝﹣＝ ，根据分压原理，12R R 滑下滑上：＝：

，因变阻器的总电阻为15Ω，故10ΩR 滑下＝

，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：2V 0.2A 10Ω

L U I R ===滑下滑下 ， ④小灯泡的额定功率 2.5V 0.2A 0.5W L L P U I ?额＝＝＝．

故答案为(1). 电源电压低于灯泡的额定电压 (2). 不发光 (3). 有示数 (4). 10 (5). 增大 (6). 电流 (7). 闭合S 、S 1 (8). 2 (9). 断开S 2 (10). 0.5