专项四 测量电功率（解析版）（第1期）

【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】专项四测量电功率（解析版）（第1期）1.（2022·四川自贡）张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电源电压恒为3V。（1）连接电路时，开关应处于___________状态，滑动变阻器的滑片应滑到___________（选填“左”或“右”）端；（2）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数为0，电流表有示数，产生这一现象的原因是___________；A．小灯泡短路B．小灯泡断路C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路（3）排除故障后，继续进行实验，张华移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为___________W，图像是曲线的主要原因是___________；（4）李英同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻0R，用图丙所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下：她闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；然后保持不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P___________（用已知和所测量的物理量符号表示）。【答案】①断开；②右；③A；④0.625；⑤小灯泡的电阻受温度的影响；⑥0URUU额额。【解析】（1）[1][2]连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态，滑片应置于变阻器阻值最大处于，即图甲中的变阻器的最右端。（2）[3]A．实验所用电路为串联电路，电流表有示数，说明电路通路，电压表无示数，且小灯泡不亮，可能是小灯泡短路了。故A符合题意；B．小灯泡断路时，电流表无示数，但电压表与电源接通，电压表有示数，故B不符合题意；【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】C．滑动变阻器短路时，电路通路，电流表有示数，电压表与电源接通，电压表有示数，故C不符合题意；D．滑动变阻器断路，电流表无示数，电压表也无示数，故D不符合题意。故选A。（3）[4]由图乙知，小灯泡两端的电压为2.5V时，电路中的电流为0.25A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W[5]图乙中，图像是曲线是因为小灯泡的电阻受温度的影响，电压增大时，小灯泡灯丝的温度升高，电阻也随之增大。（4）[6]由图丙知，小灯泡与R0和滑动变阻器串联连接，电压表的导线接在a处时，电压表测小灯泡两端的电压，调节滑片，让电压表的示数为小灯泡的额定电压U额，小灯泡正常工作。滑片位置保持不变，电压表的导线换接到b处时，电压表测量小灯泡及R0的总电压，R0两端的电压U0=U-U额电路中的电流0000UUUIRR额小灯泡的额定功率000UUURPUUIUUR额额额额额额。2.（2022·四川遂宁）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）（）；（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是___________（选填序号）；①小灯泡短路；②小灯泡开路；③滑动变阻器短路；④滑动变阻器开路【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向___________（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为___________W；（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率，主要的操作步骤如下：①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；③计算得出小灯泡的额定功率P额=___________（用R0、I额、I表示）。【答案】①如图；②②；③A；④0.75；⑤0IIRI额额。【解析】（1）[1]因电源为两节新干电池，则电源电压为3V，故电压表选择小量程，要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，则此时滑动变阻器接入电路中的阻值应变大，故滑动变阻器应接入左下接线柱，电路连接如下图所示（2）[2]闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，则电路中可能存在开路，而电压表示数接近3V，故可知电压表与电源接通，则与电压表并联的部分出现开路，即小灯泡开路，故选②。（3）[3]因电流表选择小量程，故电流表的分度值为0.02A，由图乙可知，电流表的示数为0.14A，因小灯泡的额定电流为0.3A，故为了测量小灯泡的额定功率，应增大通过小灯泡的电流，故应减小滑动变阻器接入电路中的阻值，则应将滑动变阻器的滑片P向A端移动。[4]因电压表选择小量程，分度值为0.1V，故由图丙可知，电压表的示数为U=2.5V，由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W（4）③[5]由电路图可知，小灯泡L与定值电阻R0并联，由步骤①可知，把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额，则此时小灯泡正常工作，电流表的示数为流过小灯【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】泡支路的电流，此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压，由步骤②可知，保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I，此时电流表测干路电流，故由并联电路的电流规律可得，流过定值电阻R0的电流为I0=I-I额此时定值电阻两端电压等于小灯泡的额定电压，由欧姆定律可得U额=U0=I0R0=(I-I额)R0故由P=UI可得，小灯泡的额定功率为P额=U额I额=(I-I额)R0I额。3.（2022·四川内江）为了测量小灯泡的额定功率，某实验小组采用了如下的实验器材：A小灯泡（额定电压3.8V，额定功率大约1.2W）；B.电压表（量程0~3V，0~15V）C.电流表（量程0~0.6A，0~3A）D.滑动变阻器1R（阻值0~5）E.滑动变阻器2R（阻值0~10）F.四节新干电池G.开关一个，导线若干。则（1）为了尽可能使测量结果精确，测量时电表的示数不得小于所选量程的三分之一，电流表的量程应选______（选填“0~0.6A”或“0~3A”）；（2）为了能测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的阻值应选______（选填“0~5”或“0~10”）；（3）在连接实物图时，开关应该______（选填“闭合”或“断开”）；在闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应该滑到最______（选填“左”或“右”）端；（4）用笔画线代替导线将实物图连接完整_______（部分电路已连好）；（5）在实验中，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，那么，小灯泡的额定功率为______W。【答案】①0~0.6A；②0~10；③断开；④；⑤如图；⑥1.14。【解析】（1）[1]额定电压3.8V，额定功率大约1.2W，则小灯泡的额定电流为1.2W=0.3A3.8VIPU额额额.【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】故电流表选择0~0.6A。（2）[2]四节干电池组成了电源，故电源电压为1.5V4=6VU小灯泡的额定电压为3.8V，则滑动变阻器需要分担的电压为-=6V-3.8V=2.2VUUU滑额滑动变阻器应该接入的阻值为2.2V=7.30.3AURI滑滑额Ω故滑动变阻器需要选择0~10。（3）[3][4]在连接实物图时，为了保护电路，开关需要断开；在闭合开关前，为了保护电路，图甲中滑动变阻器的滑片应该位于阻值最大处，故滑片需要滑到最右端。（4）[5]小灯泡需要串联接入电路中，且电流表需要选择小量程，电流从电池的正极流出，经过滑动变阻器、灯泡、电流表、开关回到负极，而此时电压表的负接线柱应该与滑动变阻器的接出的接线柱相连，后再一起经过电流表，故电压表只能并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器需要分担的电压为2.2V，故选项小量程即可，故如图所示：（5）[6]电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值为0.02A，故读数为0.3A，小灯泡的额定功率为3.8V0.3A=1.14WPUI额额额。【中小学教辅资源店微信：mlxt2022】