素養全練22測量小燈泡的電功率基礎夯實1.(2018安徽阜南二模)如圖所示,在“探究電功率跟電壓的關系”實驗中,將小燈泡L1“2.5 V0.3 A”和L2“3.8 V0.3 A”串聯,下列說法正確的是()A.L1和L2串聯的主要目的是使兩燈泡電流和通電時間都相同B.如果電源電壓可調,兩燈泡可以同時正常發光C.閉合開關后,“3.8 V0.3 A”的小燈泡更亮,因為其額定功率大D.通過此實驗現象和數據能探究出電功率跟電壓的定量關系答案:B解析:電功率與電壓和電流有關,在探究電功率跟電壓的關系時應控制電流相等,由串聯電路的電流特點可知,L1和L2串聯的主要目的是使兩燈泡電流相等,故A錯誤;由題知,兩燈的額定電流都是0.3A,兩燈串聯時,若電源電壓可調,當電路中電流達到0.3A,達到它們的額定電流,則兩燈都能正常發光,故B正確;燈泡的亮度是由其實際功率決定的,所以閉合開關后,“3.8V0.3A”的小燈泡更亮,是因為它的實際功率大,故C錯誤;由圖知,兩電壓表分別測兩燈的電壓,只能通過燈泡的亮度判斷其電功率的大小,并不能測出電功率的確切值,也就無法得出電功率和電壓間的定量關系,故D錯誤。2.(2018安徽來安模擬)為了測定小燈泡的額定功率,在具體實驗操作中,手和眼的分工應該是()A.手移動變阻器的滑片,眼觀電流表B.手移動變阻器的滑片,眼觀電壓表C.手移動變阻器的滑片,眼看小燈泡是否發光D.手按開關,眼觀電流表答案:B解析:由于滑動變阻器的作用是調節燈泡兩端的電壓,故在用手調節滑動變阻器的滑片時,眼應觀察電壓表的示數的變化,當電壓表達到額定電壓時,再去觀察電流表的示數及燈泡的亮度。3.(2018上海普陀區模擬)研究電功率與電壓、電流的關系時,某同學連接了如圖所示電路進行實驗。下列關于該實驗的說法,不合理的是()A.該電路所示實驗能研究電功率與電壓的關系B.該實驗選擇的兩個小燈泡規格應該不同C.小燈泡消耗的電功率可通過燈泡的亮度來比較D.該實驗能得出電流相同時,電功率與電壓成正比答案:D解析:電功率與電壓和電流有關,由圖可知兩燈泡串聯,通過兩燈泡的電流相同,所以該電路所示實驗可以研究電功率與電壓的關系,故A正確;兩燈泡串聯,流過它們的電流相同,L1、L2規格不同,則燈泡兩端的電壓不同,因此設計此實驗可以探究電功率與電壓的關系,故B正確;為了判斷燈泡的功率大小,我們可以通過觀察燈泡的亮度來判斷燈泡功率的大小,燈泡越亮燈泡的功率越大,故C正確;因為燈泡的亮暗無法準確反映實際功率的大小,所以無法得出“電流相同時,電功率跟電壓成正比”這個結論,故D錯誤。4.(2015湖南岳陽中考)用兩只電流表按圖示實驗電路探究“電功率與電流的關系”,下列說法不正確的是()A.小燈泡電功率的大小是通過燈泡的亮度來判斷的B.將小燈泡并聯是為了控制燈泡兩端電壓相同C.選用的兩只小燈泡規格必須相同D.將其中一只電流表移接到干路上也可以完成實驗答案:C解析:燈泡的亮暗是由它的實際功率決定的,燈泡越亮,實際功率越大,所以小燈泡電功率的大小可以通過燈泡的亮度來判斷,故A正確;由圖可知,兩燈泡的連接方式是并聯。在并聯電路中,各支路兩端的電壓都相等。故B正確;實驗目的是研究電功率與電流的關系。所以在電路中的兩個燈泡的規格即功率要有所不同,故C錯誤;在并聯電路中干路電路與支路電流的關系是干路電流等于各支路電流之和。將其中一只電流表移接到干路上也可以求出兩個支路的電流,可以完成實驗,故D正確。5.(2018黑龍江哈爾濱道外區三模)小涵同學要利用圖中的器材探究“電功率和電壓的關系”。兩個小燈泡L1的規格是“2.5 V0.3 A”,L2的規格是“3.8 V0.3 A”,電源為三節新的干電池。(實驗中不能讓小燈泡兩端的電壓超過其額定電壓的1.2倍)(1)將電路中缺少的導線補全,并說明實驗中是如何判斷兩個小燈泡的功率大小的?(2)為了得到普遍規律,小涵同學又找來規格為“3 V0.2 A”和“4.5 V0.3 A”的兩只燈泡,準備再進行一次對比實驗,但這次實驗并沒有成功,請你幫她分析實驗沒有成功的原因。(忽略溫度對燈絲電阻的影響)(3)經過改進,實驗結束后,小涵同學還要繼續探究“電功率與電流的關系”,她應該對電路進行哪些調整?答案:(1)見解析圖通過觀察燈泡的亮度判斷其電功率大小(2)兩燈電阻相同,串聯入電路中時電流相等,電壓也相等,所以無法完成實驗;(3)將兩燈由串聯改為并聯,將電壓表換成電流表分別測兩燈的電流,并且將電源由三節干電池減少為兩節。解析:(1)電功率與電壓和電流有關,所以探究電功率和電壓的關系時應控制通過兩燈電流相等,所以兩燈應串聯在電路中,電壓表分別測兩燈的電壓,電壓表V1應與燈泡L1并聯,實物圖如圖所示。因為燈泡越亮電功率越大,所以可以通過觀察燈泡的亮度判斷其電功率大小。(2)由歐姆定律可得燈泡“3V0.2A”的電阻R=U額1I額1=3V0.2A=15,燈泡“4.5V0.3A”的電阻R=U額2I額2=4.5V0.3A=15,兩燈電阻相同,串聯接入電路不僅電流相等,兩端的電壓也是相等的,所以無法研究電功率與電壓的關系。(3)探究電功率與電流的關系時,應控制電壓相等,所以兩燈應并聯,由于L1的額定電壓為2.5V,且要求不能讓小燈泡兩端的電壓超過其額定電壓的1.2倍,所以應將電源由三節干電池減少為兩節;測通過燈泡電流,通過比較燈泡亮度來比較電功率與電流的關系。導學號974040516.(2018安徽淮北模擬)盛夏,小田家里的電燈經常忽明忽暗。小田從學校借來額定電壓為2.5 V的小燈泡等實驗器材,想通過實驗來研究產生這種現象的原因。(1)如圖甲是小田同學已連接的部分電路,請你用筆畫線代替導線將電路連接完整,使滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大。(2)小田將滑動變阻器的滑片向左邊滑動,小燈泡慢慢變亮,電壓表示數逐漸變大;接著又向右移動滑片,小燈泡又逐漸變暗,電壓表示數也逐漸變小。小田分析:“電燈忽明忽暗是電燈兩端的不穩定造成的”。(3)小田在將小燈泡兩端的電壓調至2.5 V時。電流表的示數如圖乙所示,由此可以知道小燈泡的額定功率是。(4)小田結合學過的電學知識進一步分析:家里的電燈有時雖然暗些,但是電燈的實際功率變小了,消耗的電能也少了。由此他想到此時家里使用電熱水壺燒水倒是可以省電了。他的想法對嗎?請簡要說明理由。答案:(1)見解析圖(2)電壓(4)0.75 W(4)不對,因為燒開一壺水,水吸收的熱量是一定的,即消耗的電能一定,根據W=Pt可知,若實際功率變小,則通電時間變長,并不能省電解析:(1)滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大,故滑片以左電阻絲連入電路中與燈串聯,燈的額定電壓為2.5V,電壓表選用小量程與燈并聯,如圖所示。(2)閉合開關后,將滑動變阻器的滑片向左滑動,連入的電阻變小,使電路中的電流變大;由U=IR可知,則加在燈兩端的電壓變大,即電壓表示數逐漸變大,小燈泡亮度逐漸變亮;再向右移動滑片時,連入的電阻變大,使電路中的電流變小,由U=IR可知,加在燈兩端的電壓變小,電壓表示數逐漸變小,小燈泡又逐漸變暗;顯然燈泡兩端電壓忽大忽小引起了小燈泡的忽明忽暗現象,故電燈忽明忽暗可能是由于燈泡兩端的電壓不穩定造成的。(3)電流表的量程為00.6A,分度值為0.02A,由指針位置可知,燈泡的電流為0.3A;燈泡的額定功率為P=UI=2.5V0.3A=0.75W。(4)小田的想法不對。使用電熱壺燒開一壺水消耗的電能(或水吸收的熱量)是一定的,根據W=Pt可知,當電熱水壺的實際功率變小時,需要的加熱時間變大,所以并不能省電。能力提升7.(2018山西太原)在“探究小燈泡的亮度與電功率的關系”的實驗中,實驗小組選取了一個標有“2.5 V”的小燈泡和必要的實驗器材,連接的實物電路如圖甲所示。(1)如圖甲所示是小明同學連接的部分電路,請你用筆畫線代替導線,將圖中的實物電路連接完整,要求滑動變阻器的滑片向右移動時,小燈泡變暗。(2)電路連接正確后,閉合開關,小明發現電壓表有明顯示數,電流表指針幾乎不動,小燈泡不發光,產生這一現象的原因可能是。(3)排除故障后,繼續實驗,調節滑片并把多次測量的電流和電壓繪制成I-U圖象,如圖乙所示,根據圖象可知,小燈泡正常發光時的電流為A,額定功率為W。(4)請你為實驗需要測量和計算的物理量及記錄的現象,畫出一個記錄實驗數據的表格。導學號97404052答案:(1)見解析圖(2)小燈泡斷路(3)0.51.25(4)如解析中表所示解析:(1)根據要求滑動變阻器的滑片向右移動時,小燈泡變暗,即電流變小,電阻變大,故下面左端接線柱接入電路中,燈的額定電壓為2.5V,故電壓表選用小量程與燈并聯,如圖所示。(2)電路連接正確后,閉合開關,小明發現電壓表有明顯示數,電流表指針幾乎不動,小燈泡不發光,產生這一現象的原因可能是小燈泡斷路。(3)根據圖乙電流和電壓繪制成的I-U圖象,小燈泡正常發光時的電流為0.5A,燈的額定功率為:P=UI=2.5V0.5A=1.25W。(4)表格內容包含燈泡的電壓、通過的電流、電功率及燈的亮度(要分別記錄燈在高于、等于、低于額定電壓下發光情況),實驗數據的表格如下所示。實驗次數燈泡兩端的電壓U/V通過燈泡的電流I/A燈泡的電功率P/W燈泡的亮度1238.(2018安徽鳳陽二模)兩組同學想研究“燈泡亮度改變時電功率的變化情況”,提供的器材有:兩個實驗室用小燈泡,甲組的燈泡上標有“1.5 V”,乙組燈泡字跡模糊,兩種規格的滑動變阻器(“15 1 A”、“25 1 A”),電源(電壓相等且保持不變)、電流表和電壓表、開關、導線若干。兩組同學連接好電路后,調節滑片過程中電表示數和燈的亮度都發生變化,當滑動變阻器滑片位置都恰好在中點時,電壓表示數均為1.5 V,電流表示數也相同(如圖a所示),此時甲組的燈泡比乙組的暗。(1)電流表讀數為A;(2)請在圖b中將乙組同學設計的電路圖補充完整;(3)電源電壓為V;(4)乙組同學所測燈泡的電功率為W。答案:(1)0.2(2)見解析圖(3)4(4)0.5解析:(1)根據圖a可知,電流表的量程為00.6A,分度值為0.02A,示數為0.2A;(2)根據題意“電流表示數也相同,此時甲組的燈泡比乙組的暗”可知,乙組燈泡的實際功率較大,乙組燈泡的實際電壓較大,根據串聯分壓的知識可知,乙組滑動變阻器分得電壓較小,則乙組的滑動變阻器接入電路的阻值較小,且滑片均在中點,說明乙組同學所選用的滑動變阻器最大阻值較小,其最大阻值為15;所以乙組同學所選用的滑動變阻器規格為015,甲組所選用的滑動變阻器規格為025。當滑片在中點時,甲組滑動變阻器兩端電壓為:U1=I12R1=0.2A1225=2.5V;乙組滑動變阻器兩端電壓為:U2=I12R2=0.2A1215=1.5V。由于電壓表示數均為1.5V,故甲組同學是把電壓表并聯在小燈泡的兩端,乙組同學是把電壓表并聯在滑動變阻器的兩端。乙組同學設計的電路圖如圖所示。(3)因為串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和,并且電源電壓不變,根據甲組同學的數據可知,因此電源電壓:U=UL+U1=1.5V+2.5V=4V;(4)此時乙組同學所測燈泡的電壓:UL=U-U2=4V-1.5V=2.5V,乙組同學所測燈泡的電功率:P=ULI=2.5V0.2A=0.5W。9.(2017安徽亳州二模)小聰設計了如圖甲所示的電路,利用滑動變阻器調節小燈泡的電流和電壓,觀察小燈泡的發光情況。電源電壓恒為6 V,R是滑動變阻器。甲乙丙(1)閉合開關后,移動滑片P,發現兩電表示數始終如圖乙所示,原因是將滑動變阻器的(填字母)兩個接線柱接入了電路。(2)改正錯誤后,小聰繼續實驗,將有關實驗數據標記在圖丙上,分析圖丙可知,他所選擇的滑動變阻器的規格是(選填字母)。A.20 0.5 AB.20 2 AC.50 0.5 AD.25 2 A(3)圖丙中,陰影部分的面積大小表示。(4)實驗操作時,因小燈泡L不慎損壞而出現斷路,無論怎樣移動滑片P,電壓表指針(選填“幾乎不動”或“明顯偏轉”)。答案:(1)CD(2)D(3)小燈泡的實際功率是0.8 W(4)幾乎不動解析:(1)移動滑片,電流表示數不變,說明滑動變阻器接入電路的阻值為零或為定值電阻;根據圖乙可知,電壓表的量程015V,分度值為0.5V,示數為6V,等于電源電壓,因此滑動變阻器接入電路的阻值為零,即滑動變阻器的接線柱CD接入了電路。