2019年中考物理实验专题复习——-测定“小灯泡电功率”的实验(答案解析)

第1页（共16页）2019年中考物理实验专题复习——测定“小灯泡电功率”的实验答案解析1．（2018.宜宾）如图（a）是测定“小灯泡电功率”的实验线路图，电源电压为3.0V保持不变，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．电流表有0﹣0.6A和0﹣3A两个量程，电压表有0﹣3V和0﹣15V两个量程。（1）在连接电路过程中开关应断开，滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端，电压表的量程应选0﹣3V；（2）按所选量程连接电压表，闭合开关，移动滑片P到某一点时，如图（b）电压表示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将图（a）中滑片P向B（选填“A”或“B“）端移动，使电压表的示数为2.5V；（3）移动滑片P，记录多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图（c）所示的U﹣I图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是1.0W；（4）实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大有明显的电流通过，实验中灯泡两端电压达到2.5V时，额定功率的测量值大于真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）；（5）若在实验中连接好电路并闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路（写出一种即可）。【解答】解：（1）在连接电路过程中开关应断开，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即A端，灯的额定电压为2.5V，故电压表的量程应选0﹣3V；（2）按所选量程连接电压表，闭合开关，移动滑片P到某一点时，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，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B端移动，直到电压表示数为额定电压为2.5V；第2页（共16页）（3）根据绘制成图（c）所示的U﹣I图象，灯在2.5V电压下的电流为0.4A，小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.4A=1.0W；（4）实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大有明显的电流通过，电压表与灯并联，电流表测并联的总电流，根据并联电路电流的规律，电流表示数大于灯的实际电流，实验中灯泡两端电压达到2.5V时（测量准确），根据P=UI，额定功率的测量值大于真实值；（5）经分析，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路。故答案为：（1）断开；A；0﹣3V；（2）2.2；B；（3）1.0；（4）大于；（5）灯泡断路。2．（2018.西宁）在测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率实验中，小明同学连接了如图甲所示的电路（电源电压4.5V保持不变，电路元件完好，接线柱接线牢固）。（1）在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将变化，电压表的示数将不变（两空均选填“变化”或“不变”）。（2）检查电路发现一处错误，指出连接错误的导线是d（填“a”、“b”、“c”或“d”）。（3）排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的I﹣U图象。某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表的示数为0.18A，此时小灯泡的电阻是10Ω；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是1.064W。（4）若实验过程中电压表的大量程损坏，在不添加任何器材的情况下，请你在答题卡中的方框内设计能测量小灯泡额定功率的实验电路图。【解答】解：（1）电路中，电压表测电源电压，电流表测电路中的电流，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电路中的电阻变化，由欧姆定律，电流表的示数将变化，而电压表的示数将不变。（2）电压表应测灯的电压，故连接错误的导线是d。（3）某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.18A，由图乙知，电压大小为1.8V，由欧姆定律，灯泡的电阻是：第3页（共16页）R===10Ω；小灯泡正常发光（3.8V）时，图乙知电流为0.28A，灯的额定功率：P=ULIL=3.8V×0.28A=1.064W；（4）若实验过程中电压表的大量程损坏，根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：4.5V﹣3.8V=0.7V＜3V时，灯正常发光，故将电压表小量程并联在变阻器两端即可，如下所示：故答案为：（1）变化；不变；（2）d；（3）0.18A；10；1.064；（4）如上所示。3.（2018•盘锦）在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。两电表无示数。为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是滑动变阻器断路。（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为2..2V。（4）根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是0.5W。（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1）①按电路图连接电路。②闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。③闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再第4页（共16页）将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=I额2•。（用I额、I1、I2、R1表示）【分析】（1）本实验中，电压表应并联在灯泡的两端，由此分析图甲的错误修改；（2）通过小灯泡不亮，两电表无示数，判断出电路中出现断路，然后根据具体情况判断断路处；（3）由图乙明确电压表量程和分度值，再读数；（4）由图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P=UI计算额定电功率；（5）已知灯泡的额定电流，可通过R2等效替代正常发光灯泡，再根据电路特点，利用电源不变计算出R2的阻值，由P=I2R计算额定功率。【解答】解：（1）由图甲知，电压表串联在了电路中，应将其与灯泡并联，将滑动变阻器与灯泡串联，电路图如图所示：（2）小灯泡不亮，两电表无示数，电路可能有断路发生，将电压表改接在滑动变阻器下面两接线柱上，发现电压表有示数，此时电压表两接线柱到电源两极间是通路，则说明与电压表并联的滑动变阻器断路；（3）由图乙知，电压表使用0﹣3V量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为2.2V；（4）当U=2.5V时灯泡正常发光，由图象知此时灯泡中的电流I=0.2A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（5）①按电路图连接电路。②闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。此时灯泡与R1串联；第5页（共16页）③闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2=RL；④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。由串联电路特点和欧姆定律可得：U=I1R2=I2（R1+R2），解得：R2=，⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=I额2RL=I额2R2=I额2•。故答案为：（1）见上图；（2）滑动变阻器断路；（3）2.2；（4）0.5；（5）②S1；③S2；④R2；⑤I额2•。【点评】本题考查了“测定小灯泡的电功率”的实验，考查了实物电路图的连接、电路故障的判断、电表的读数、电功率公式的应用，还考查了特殊方法测灯泡功率，综合性强，给解题带来了困难。4．（2018莱芜）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干．（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连援完整；（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为（选填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是；（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制第6页（共16页）小灯泡U—I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为W．分析乙中图象发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是；（5）小华打算增加一个阻值为15Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是．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【解析】（1）测量小灯泡的电功率实验中，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，应该并联在灯泡两端，电流表串联在电中，当灯泡正常发光时电路中电流约为I＝RU＝Ω105.2V=0.25A，所以电流表要选用小量程；（2）灯泡正常发光时电路中电流的为0.25A，根据串联电电流的特点，电路中电流处处相等，变阻器应分去的电压U变＝6V－2.5V＝3.5V，变阻器的阻值至少为R变＝IU变=AV25.05.3＝14Ω＞10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为“50Ω0.5A”；（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡始终不发光，电压表无示数，若电路只有一处故障，故障原因是灯泡短路了；（4）由图象可知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；灯泡电阻是变化的，原因是受温度的影响；（5）图中，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；图丁中，R0、小灯泡、变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接b时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率，故选B．【答案】（1）如图所示第7页（共16页）（2）R2（3）小灯泡短路（4）0.625小灯泡的电阻受温度的影响（5）B5.(2018年云南)如图14所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为3.8V，电阳约为12欧.电源电压为6V.(1用笔划线代替导线，将图14甲中的电路补充完整。(2)用合开关键，滑动变阻器滑片应置于(选填“A”或“B”)端，闭合开关，灯泡不亮，电压表和电流表都有示数，但示数较小，接下来的操作是（3）电压表的示数为3.8V时电流表的示数如图14乙所示，则小灯泡的额定功率为W在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中，小灯泡突然熄灭，电流表示数变力0，电压表示数楼近6V，你认为政障可能是(4)完成测量后，同学们又找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡，探充电流与电阻的关系。为电阻为10欧时，电流表的示最为0.2A:换用20欧电阻后，闭合开关。应将滑动变阻器的划片向(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为读出电流表的示数。多次换用阳值不同的电阻，进行正确操作后部可得出结论。【解析】分析：（1）根据小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为12Ω，由欧姆定律求灯的电流确定电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一上一下接入电路中；（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，据此分析；（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据求小灯泡的额定功率；灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；（4）由欧姆定律，求电压表的示数；比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。第8页（共16页）