2017年度中考物理（测量小灯泡的电功率）一轮复习题 9页

第 11 讲 测量小灯泡的电功率 考纲要求 备考指津 学会用伏安法测小灯泡的电功率 (原理、电路连接及实验探究过程)。 近几年中考中，注重对实验探究能力的考查，主要 考查利用所学知识解决实验探究中实验设计问题， 从实验获取信息、处理数据的能力。 考点 1 伏安法测小灯泡的电功率 (1)原理：P＝UI。 (2)基本方法：用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，根 据公式计算用电器的电功率。 (3)器材：电压表、电流表、滑动变阻器、灯泡、开关、学生电源、导线。 (4)实验电路图如图所示。 (5)实验步骤： ①按设计电路图连接实物，设计实验表格； ②检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为额定电压，观察灯泡发 光情况，并记下电流表的示数，算出额定功率； ③调节滑动变阻器，使电压为额定电压的 1.2 倍，观察小灯泡发光情况，记下电流表和 电压表的示数，计算出此时小灯泡的实际功率； ④调节滑动变阻器，使电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，记下电流表和电压 表的示数，算出小灯泡的实际功率。 考点 2 用电能表测小灯泡功率 (1)电能表 ①作用：测量电功率即记录电路中在一段时间内消耗电能的多少。 ②铭牌：如图所示。 a．“220 V”表示这个电能表应该在 220 V 的电路中使用； b．“10 A”表示这个电能表允许通过的最大电流是 10 A； c．“50 Hz”表示这个电能表应该在 50 赫兹的交流电路中使用； d．“2 500 r/kW·h”表示每消耗 1 千瓦时的电能，电能表的转盘转 2 500 转。 ③读数：W＝W2－W1(用电度数＝计数器上前后两次读数之差) ④说明：通过电能表转盘转数 n 计算电功方法：W＝1 kW·h×n n0 ＝3.6×106 J×n n0 (由转 盘转数 n 计算，n0 为电能表铭牌标着的转盘转数)。 (2)电能表测用电器的电功率 ①步骤： a．使室内其他用电器均停止工作，只让待测用电器工作； b．记下电能表转盘转过一定转数 n 所用的时间 t； c．计算用电器的实际功率 P＝W t ＝3.6×106 J× n n0t 。 家电功率：普通照明白炽灯泡 15～60 W，电饭锅 350～1 350 W，家用电冰箱 100～140 W，家用空调 1 000～2 000 W，复读机 10～20 W，洗衣机 200～400 W。 ②说明：若知道电流值，也可根据公式 P＝UI，U＝220 V 求得家用电器的功率值。 1．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察 ( )。 A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置 C．电压表的示数 D．电流表的示数 2．按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现下列两种情况： (1)一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有 示数。出现这种故障的原因是___________________________________ __________________ ________________________________________________________________________。 (2)另一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡比正常工作时亮，这说明他在闭 合开关前没有__________________。 3．小明想利用电能表测出家中微波炉的电功率。他观察到电能表上标有 1 600 imp/kW·h(imp 的含义是闪烁次数)，当电路中只有微波炉工作时，测出 1 min 内指示灯闪 烁 32 次，1 min 内微波炉耗电________ kW·h，它的电功率为________ W。 测量小灯泡电功率应注意的问题 (1)电源电压应高于小灯泡的额定电压。 (2)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作时的 电流。 (3)滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，而滑动变阻器的最 大阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。 (4)实验前，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表或电源。 (5)实验时，首先将滑动变阻器滑片滑至阻值最大处，目的是防止电路中电流过大，起 到保护作用。 (6)移动滑动变阻器使灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电 压的 1.2 倍，同时时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。 【例题】 在测定标有“3.8V”小灯泡（阻值约为 10Ω）额定功率的实验中，所给器材 如下：学生电源（有 3V、6V、9V 三档）、电阻 R1=5Ω、两块电流表（0-0.6A-3A）、两只滑动 变阻器（A.“5Ω 2A”,B.“10Ω 1A”）。请完成下列实验： (1)根据图甲中的电路，将图乙中实物电路补充完整。 甲 乙 丙 (2)在这个实验中，你将选用学生电源的________V 挡，选择________(选填“A”或 “B”)滑动变阻器。 (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片要置于________端(选填“A”或“B”)。调节变阻 器，灯泡正常发光时电流表 A1 的示数如图丙，则小灯泡的额定功率是________W。 解析：本题考查伏安法测小灯泡的额定功率。根据电路图连接实物图时，应注意电流表 的正确使用方法及量程的选择，A1 应选小量程，A2 应选大量程；在这个实验中，由于小灯泡 的额定电压是 3.8 V，所以应该选用学生电源的 6 V 挡，B 滑动变阻器的额定电流太小，所 以选择 A 滑动变阻器；小灯泡正常发光时的电流约为3.8 V 10 Ω ＝0.38 A。闭合开关前，滑动变 阻器的滑片要置于阻值最大的一端即 A 端，灯泡正常发光时电流表 A1 的示数 I＝0.4 A，则 小灯泡的额定功率 P＝UI＝3.8 V×0.4 A＝1.52 W。 答案：(1)如图所示： (2)6 A (3)A 1.52 1．(2012·浙江义乌中考)如图是某同学在做电学实验时所连接电路的一部分。请分析： (1)该同学不可能．．．在做什么实验？________ A．伏安法测小灯泡的电阻 B．测小灯泡的电功率 C．研究串、并联电路电流的特点 (2)若要研究通过导体的电流与导体两端电压的关系，除了图示器材外还需要：电源(恒 压)、开关、导线、________，同时应将小灯泡换成定值电阻，理由是_______________ ________________________________________________________________________。 2．(2012·安徽中考)李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。 (1)根据图示电路(实物图)，在方框内画出电路图。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至________(选填“A”或“B”)端。 (3)实验时，电压表的示数为 U，电流表的示数为 I，该同学利用 P＝UI 计算出小灯泡的 电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏________(选 填“大”或“小”)，原因是________。 3．(2011·山西中考)小豪在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 2.5 V，电阻约为 10 Ω。 (1)如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上 画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线。 甲 (2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不 动，产生这种现象的原因是 ________________________________________________________________________。 (3)排除故障后，继续实验，并根据实验数据画出如图乙所示的 UI 图象，计算出小灯泡 的额定功率是________W，请你将小灯泡正常工作时的电流在图丙的电流表中标出。 乙 丙 (4)根据图象可判断小灯泡的电阻随电压升高逐渐____________，原因是__________ ________________________________________________________________________。 1．小刘出差时恰逢抄表日，他家中电能表示数为 ，出差返回时发现家中 有一盏 60 W 台灯亮着，检查其他电器都已切断电源，再查看电能表的示数为 ， 则小刘出差时间为( )。 A．2 400 h B．14.4 h C．0.24 h D．240 h 2．下列说法中错误的是( )。 A．1 kW·h 的电能可以使 40 W 的照明灯正常工作 25 h B．电能表是测量电能的仪表 C．电能表上标有“220 V 10 A”的字样，其含义是电能表的额定电压是 220 V，只能 在 10 A 的电流下工作 D．利用电能表和手表可以测出洗衣机的电功率 3．在“测量小灯泡电功率”的实验中，某班四位同学所连接的电路如图所示，其中连 接正确的是( )。 4．下列电路图中电源电压 U 保持不变，小灯泡的额定电压为 U0，且 U＞U0，定值电阻的 阻值为 R。在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是( )。 5．如图是伏安法测小灯泡电阻、功率的实验电路图。小灯泡正常工作时，两电表的示 数如图所示，则下列说法不正确的是( )。 甲 乙 A．在连接电路时，应将开关断开，并将变阻器的阻值调至最大值 B．小灯泡的额定功率为 0.72 W，此时的电阻为 8 Ω C．如果将滑片 P 向 A 端滑动，则电压表的示数将变大 D．如果将滑片 P 向 B 端滑动，则小灯泡的实际功率大于额定功率 6．大嶝岛有个世界上最大的军事广播喇叭(如图)，工作时功率可达 3 kW，那么广播 30 min 需要消耗电能________ kW·h。 7．如图是测定小灯泡电功率的实验电路。闭合开关 S，使滑片 P 向左不断移动，则电 流 表 的 示 数 ________( 选 填 “ 增 大 ”“ 不 变 ” 或 “ 减 小 ”) ， 小 灯 泡 消 耗 的 电 功 率 ________(选填“增大”“不变”或“减小”)。 8．在“测定额定电压为 3.8 V 小灯泡功率”的实验中： 甲 乙 (1)某同学在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示，请你用笔画线代替导线， 正确完成电路连接(请勿更改原有导线，导线不得交叉)； (2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到________(选填“A”或“B”)端； (3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电压表示数为 3 V，要测量小灯泡的 额定功率，应将滑动变阻器滑片向________(选填“A”或“B”)端移动，当电压表示数为 ____V 时，小灯泡正常发光，此时电流表的指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ________W。 9．“在测定 2.5 V 小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图所示的电路。 (1)请在图甲的“○”内填入“L”或“A”“V”。 (2)小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如下表所示．断开开关时，发现电表 如图乙所示，其中电流表出现这种现象的原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 U/V 2 2.5 3 I/A 0.22 0.26 0.30 (3)若小灯泡两端的实际电压为 3 V，则小灯泡的实际功率________额定功率(选填“大 于”“等于”或“小于”)。 甲 乙 10．家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验：他首 先查看自己家的电能表，表上标有“3 600 r/kW·h”字样；随后他关闭了家中所有用电器， 只让一只标有“220 V 1 210 W”的电水壶盛满水持续工作，与此同时，观察到电能表转盘 3 min 转过 180 圈。假设电水壶的电阻保持不变，求： (1)电水壶的电阻； (2)电水壶工作时的实际电功率； (3)该同学家的实际电压。 参考答案 基础自主导学 自主测试 1．C 2．答案：(1)AB 段电路发生了断路 (2)将滑动变阻器的滑片放在最大阻值处 解析：闭合开关灯不亮，电流表无示数，说明电路某处断路，而电压表有示数，则说明 除与电压表并联外，其他电路完好，只能是 AB 段电路出现了断路；正常情况下，在闭合开 关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，以保护电路。 3．答案：0.02 1 200 解析：1 min 内微波炉耗电 W＝ 32 imp 1 600 imp/kW·h ＝0.02 kW·h，它的电功率 P＝W t ＝ 0.02×3.6×106 J 60 s ＝1 200 W。 知能优化训练 中考回顾 1．答案：(1)C (2)滑动变阻器 小灯泡电阻会随温度变化而变化 2．答案：(1)如图所示 (2)A (3)大 电流表测量的是小灯泡和电压表的总电流，该电流比通过小灯泡的电流 大，而电压表测量的就是小灯泡两端的电压，故电功率的测量结果与真实值相比偏大。 3．答案：(1)如图： (2)灯泡处断路(灯丝断了，灯泡与灯座接触不良等答案均可) (3)0.625 如图所示 (4)增大(变大) 灯丝的电阻随温度升高而变大(只要说明灯丝电阻受温度影响即可) 解析：由题图可知，错的导线是灯泡与电流表之间的导线。电路连接正确后，闭合开关， 发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，这些现象表明灯泡处开路了。由题 图乙可知，当灯泡正常发光时，U＝2.5 V，I＝0.25 A，则小灯泡的额定功率 PL＝UI＝2.5 V ×0.25 A＝0.625 W。由题图乙可以判断小灯泡的电阻随电压升高而增大，原因是灯丝的电 阻随温度的升高而增大。 模拟预测 1．D 小刘出差期间消耗的电能为 W＝2 080.4 kW·h－2 066.0 kW·h＝14.4 kW·h， P2＝60 W＝0.06 kW，由 P＝W t 可得，t＝W P ＝14.4 kW·h 0.06 kW ＝240 h。 2．C 3．B A 图把电压表与灯泡串联，应并联；C 图中，电流从电流表“－”接线柱流入， 应从“＋”接线柱流入；D 图滑动变阻器短接，电压表未接入电路。 4．C 从题图中的四个电路图可以看出，A 电路图无论开关闭合或断开，均不能直接或 间接测出灯泡两端的电压；B 电路能测出灯泡的电压，也能测出定值电阻两端的电压，但两 次测量中有一次的电压表接线柱反接，D 电路图无论开关拨到 1 或 2，均把灯泡短路，所以 A、B、D 电路图均无法测小灯泡的额定功率，C 电路图当开关拨到 2 时，调节滑动变阻器， 使电压表示数为灯泡的额定电压，再将开关拨到 1，测出灯泡与定值电阻的总电压，再利用 串联电路电流相等，间接算出灯泡的额定电流，即可测出灯泡的额定功率，故正确的选项是 C。 5．D 为保护电路应将变阻器阻值调至最大；题图中 I＝0.3 A、U＝2.4 V，则 P 额＝IU ＝0.3 A×2.4 V＝0.72 W。R＝U I ＝8 Ω；P 向 a 移动，变阻器串入电路阻值减小，分压减小， L 两端电压即电压表示数增大； 反之，向 b 端滑动时，L 两端电压 U 实减小，P 实＝U2 实 R ，R 不 变，P 实也减小。 6．答案：1.5 解析：W＝Pt＝3 kW×0.5 h＝1.5 kW·h。 7．答案：增大 增大 解析：当滑片 P 向左移动时，连入电路的电阻值减小，电路的总电阻减小，根据欧姆定 律可知，电路中的电流增大，电流表示数增大，电压表示数也增大，小灯炮的电功率增大。 8．答案：(1)如图所示 (2)B (3)A 3.8 1.52 解析：从题意可知，电流表使用 0～0.6 A 量程，电压表使用 0～15 V 量程，连接过程 中注意电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，且正负接线柱要正确，在有滑动变阻器的电 学实验中，闭合开关前一定将滑片 P 移动到使滑动变阻器连入电路电阻最大位置处，即 B 端。要测量小灯泡的额定功率，必须使小灯泡两端的电压等于额定电压(3.8 V)，读出此时 电流表的示数为 0.4 A，小灯泡的额定功率：P＝UI＝3.8 V×0.4 A＝1.52 W。 9．答案：(1)如图所示 (2)电流表使用前未校零 (3)大于 解析：(1)灯泡跟滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。 (2)由题图乙可知，电流表在使用前未校零，所以会出现图中现象。(3)由表中数据可知，灯 泡的额定功率 PL 额＝U 额 I 额＝2.5 V×0.30 A＝0.75 W。若小灯泡两端的实际电压为 3 V，则 小灯泡的实际功率大于额定功率。 10．答案：(1)40 Ω (2)1 000 W (3)200 V 解析：(1)由 P＝U2 额 R 得， 电水壶的电阻 R＝U2 额 R ＝(220 V)2 1 210 W ＝40 Ω。 (2)t＝3 min ＝180 s t 时间内电水壶消耗的电能 W＝ 180 r 3 600 r/kW·h ＝0.05 kW·h＝1.8×105 J 电热水壶的实际功率 P 实＝W t ＝1.8×105 J 180 s ＝1 000 W。 (3)该同学家的实际电压 U 实＝ P 实 R＝ 1 000 W×40 Ω＝200 V。 ）