中考必考实验专项突破 实验24 伏安法测小灯泡功率的实验原卷版.docx
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中考必考实验专项突破实验24伏安法测小灯泡功率的实验原卷版
实验二十四、测小灯泡的电功率的实验
【实验原理】:
P=UI
【实验器材】:
电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
【实验电路】:
【实验步骤】:
①按电路图连接好电路,断开开关,将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置;
②闭合开关,调节滑动变阻器,使灯泡在额定电压下发光,观察电流表和电压表的示数,记录为Ie、Ue,记录小灯泡的亮度;
③调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察电流表和电压表的示数,记录为I1,U1,记录小灯泡的亮度;
④调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压低于额定电压,观察电流表和电压表的示数,记录为I2,U2,记录小灯泡的亮度;
⑤重复步骤4两次,观察电流表和电压表的示数,记录为I3、U3,I4、U4,记录小灯泡的亮度;
⑥根据P=UI,算出小灯泡的额定功率Pe和实际功率的电功率P1……P4;
⑦分析数据,整理器材。
【实验结论】:
①小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮;
②当小灯泡的两端的电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光;
③当小灯泡的两端的电压大于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡发光比正常情况下亮;
④当小灯泡的两端的电压小于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率,小灯泡发光比正常情况下暗。
【考点方向】:
1、电源的选择:
电源电压应小灯泡的额定电压。
例如:
,至少要选择2节干电池串联作电源,学生电源选择3V的电源。
2、电压表的量程应大于
,电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流;在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下,应尽可能选用量程;例如
的小灯泡电压表量程选0—3V,电流表选0—0.6A的量程。
3、滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而其最大阻值应与灯泡的电阻,以便。
4、滑动变阻器的作用:
①;②。
5、实验多次测量的目的:
。
6、相同电压下LED灯比小灯泡亮的原因是:
。
7、为什么不能通过求平均值求小灯泡的额定功率?
答:
。
8、实验中,调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较亮,是由于:
。
9、实验中,调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较暗,是由于:
。
10、实验中如果发现小灯泡不亮原因可能是:
。
11、实验进行一段时间后发现,小灯泡有些变暗,电流表示数稍微减小,电池电压假设没有损耗,其中原因可能是:
。
【创新母题】:
为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω,电源电压6V,可供选用的滑动变阻器有“10Ω1A”的R1和“20Ω1A”的R2。
(1)该实验的原理是:
。
(2)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是_____。
(选填“R1”或“R2”)
(3)请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整_________。
(要求:
滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(4)电路正确连按后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是_____。
(选填字母)
A.电流表断路B.小灯泡短路C.小灯泡灯丝断了D.滑动变阻器短路
(5)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处,此时发现小灯泡亮度较;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向_____移(选填“左”或“右”)直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是_____W。
(6)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。
在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是_____。
(7)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)。
练习1:
(2019·毕节)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供的器材有:
小灯泡(额定电压为2.5V,正常发光时灯丝电阻约为9Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)小杨同学检查器材完好后,按图1所示的电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 (选填“A”或“B”)端。
(2)当闭合开关时,发现电流表指针偏转情况如图2所示,造成这种现象的原因是 。
(3)小杨同学纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是 。
(4)为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是调节滑动变阻器, ,读出并记录电流表的示数。
(5)当电压表的示数如图3所示,电路中的电流为0.3A时,则小灯泡的实际功率为 W。
练习2:
(2019·枣庄)在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:
6V的电源一个,
2.5V的小灯泡(电阻约为10Ω)一个,电流表(0~0.6A,0~3A)和电压表(0~3V,0~
15V)各一个,“50Ω2A”的滑动变阻器A和“10Ω1A”的滑动变阻器B各一个,开关一个,
导线若干。
(1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是 (选填“A”或“B”)。
(2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)连线好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”)。
(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常工作时的电阻是 Ω,(小数点后保留1位小数)
(5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线,发现该图线不是一条直线,如图丙所示,其原因是温度升高,灯丝电阻 (选填“增大”或“减小”)。
练习3:
(2019•济宁)小明用如图14所示的电路测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率.
(1)电源电压为6V,小灯泡的电阻约为10Ω有两个不同规格的滑动变阻器:
甲标有“10Ω1A”,乙标有“50Ω2A”,实验时应该选择滑动变阻器(选填“甲”或“乙”)。
实验次数
灯泡两端电压U/V
通过灯丝电流I/A
灯泡电功率P/W
灯泡的亮度
1
2.20
0.28
比正常发光暗
2
2.50
0.30
正常发光
3
2.80
0.32
比正常发光亮
(2)小明将实验数据和现象填写在下表中
①可得出的实验结论:
(写出一条即可);
②小灯泡的额定功率为W
(3)小明用上面的实验器材测量电阻R2阻值时,发现电压表已损坏,重新设计电路,选了一个阻值已知的R1,连接电路如图所示。
他先将导线C端接到电流表“一”接线柱上,电流表读数为I1,后将导线C端接到电流表“3”接线柱上,电流表读数为I2,则R的阻值为(用已知字母表示)。
练习4:
(2019•泰安)要测量一个额定电压为4.5V小灯泡的电功率,小灯泡正常工作时的电阻约为10Ω.现有器材:
电源(电压恒为8V),电流表,电压表,开关、导线若干,另有两种规格的滑动变阻器可供选择:
R1(5Ω,1A)、R2(20Ω,1A)。
请完成下列问题:
(1)滑动变阻器应选用 。
(2)选出合适的滑动变阻器后,某同学将实验器材连成如图甲所示的实验电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P移至 端(选填“a”或“b”)。
闭合开关后,逐渐向另一端移动滑片P,观察到的现象是 。
(多选)
A.小灯泡变亮,电压表示数变大B.小灯泡变亮,电流表示数变大
C.小灯泡不发光,电流表示数接近0D.小灯泡不发光,电压表示数接近8V
(3)造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误,请将该条错误导线打上”ד号:
并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上。
(4)线路改正后,移动滑片P,当电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则该小灯泡的额定功率为 W。
练习5:
(2019·长春)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.
练习6:
(2019•宜宾)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:
“10Ω1A”;R乙:
“50Ω0.5A”)、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11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11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11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)。
练习7:
(2019•孝感)某班同学分成两个小组做了以下不同的实验:
(1)第一小组观察小灯泡的亮度与实际功率的关系,小灯泡的额定电压为2.5V实物电略连接如图所示。
①开关闭合后,会发现 (选填“电压表”或“电流表”)的指针反偏;
②将错误连接改正后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为0.2V时,发现灯泡不亮,你认为其原因是 (填写选项前的字母序号)
A:
小灯泡断路B:
小灯泡的实际功率太小
③继续调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V,灯泡正常发光,电流表的示数为0.30A;再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3.0V,灯泡强烈发光,此时灯泡的实际功率 (选填“小于”或“等于”或“大于”)1.08W。
(2)第二小组测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,采用如甲所示的电路图,其中电源电为4.5V,R=10Ω。
①闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为 A,灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开开关,将电流表改接到灯泡所在的支路,与灯泡串联,闭合开关后,电流表的示数如图乙所示,则此时通过灯泡的电流为 A;
③灯泡的额定功率为 W。
练习8:
(2019•襄阳)小明同学用如图甲所示的实验电路来测定“小灯泡的额定电功率”,所用电源电压为6V,小灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10左右。
(1)甲图是小明同学连接的错误电路,在应改动的一根导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2)正确连线后,闭合开关,小灯泡立即发出明亮耀眼的光,并很快熄灭,他接下来的操作是。
(3)故障排除后,开始进行实验。
逐步移动滑动变阻器滑片,看到如图乙所示的电压表示数,为使灯泡正常发光,应向(选填“左”或“右”)端移动滑片:
最后小明根据测量数据绘制了灯泡的I-U图象,如图丙所示。
则灯泡的额定电功率为。
(4)他又找来了3个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻替换小灯泡,来探究通过导体的电流与电阻的关系。
实验中,控制电阻两端的电压为2V不变,为了完成实验,他选用的滑动变阻器的阻值至少为Ω。
练习9:
(2019•黔西南州)小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。
于是找来额定电
流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒
为6V的电路中,按照如图甲所示的电路进行探究。
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示电路图,将图乙所示实物图连接完整。
(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度。
原因
是他把滑动变阻器的。
(选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。
(3)小雷排除故障后,按图甲所示的电路继续进行实验。
闭合开关,移动滑片P,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数
电压/V
电流/A
实际功率/W
电阻/Ω
1
1.6
O.20
O.32
8.00
2
2.0
O.22
O.44
9.09
3
2.5
O.24
O.60
1O.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是:
第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮。
结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越。
(选填“大”或“小”)
(4)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
(5)①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。
”这种说法错误的原因是其忽略了的影响。
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。
”你认为这种说法是 (选填“正确”或“错误”)。
练习10:
(2018●攀枝花)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。
(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;则步骤
(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)步骤
(2)小灯泡的实际功率P1= W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 。
A.P0=2P1B.P0=3P1C.P0=4P1D.P0=5P1
练习11:
(2018●齐齐哈尔)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小丹设计了如图甲所示的
电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5V,滑动变阻器规格为“20Ω1A”,电源是由2节新干
电池串联组成。
(1)用笔画线代替导线,帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整。
(要求导线不交叉)
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于 端(填字母)。
(3)连接好电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路故障可能是 。
(4)排除故障后,缓慢移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,电流表示数如图丙所示为 A,则小灯泡的额定功率为 W,此时灯丝的电阻为 Ω。
(5)小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率,滑动变阻器的滑片应向 端调节(填字母),观察到小灯泡变亮。
(6)表是小丹根据实验测得的多组数据,她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的,则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是 。
(7)小丹经过思考,发现用两只电流表和一个阻值为R2的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率,她设计的电路如图丁所示,具体操作是:
闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时,小灯泡正常发光,此时电流表A2的示数为I2则小灯泡额定功率的表达式为Pm (用I1、I2、R0表示)
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.22
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