1、专题四：电功率的测量专题四：电功率的测量 考点一：伏安法测电功率 1.(2019 广西)如图甲是小刚 “测量小灯泡电功率” 的实验,已知小灯泡的额定电压为 2.5 V。 (1)为测量小灯泡的额定功率,请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。 (2)小刚连接好电路后,闭合开关,发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电流 表无示数,电压表有示数且约为电源电压。若此时电路中只有一处故障,则电路故障可能 是 。 (3)如图甲,小刚同学连接好电路后闭合开关,移动滑片 P 到某一位置时,电压表示数(如图乙 所示)为 V,为了测量小灯泡的额定功率,应将图甲中滑动变阻器的滑片 P 向 (选填 “
2、A” 或“B”)端移动。 (4)图丙中的 I-U 图象是小刚根据多组实验数据绘制的,根据图象可得小灯泡的额定功率为 W。 (5)在实验的过程中电流表突然坏了,小刚重新设计了电路,如图丁,已知电源电压为 U 保持 不变,R0为阻值已知的定值电阻,连接好电路后进行如下操作: 将单刀双掷开关 S 与接线柱 1 相连接,闭合开关 S1,移动滑动变阻器滑片 P,使电压表示数 为 V。 保持滑动变阻器滑片P位置不变,将单刀双掷开关S与接线柱2相连接,读出电压表示数为 U1。 则小灯泡的额定电功率表达式为 P= 。 2.(2019 河南濮阳)如图甲所示,是测定小灯泡额定功率的实物图,其中电源是三节新的干电
3、池,灯泡的额定电压是 3.8 V,其灯丝电阻约为 10 ,滑动变阻器上标有“10 1 A”的字 样。 (1)请你用笔画线代替导线将电路中未连接好的部分连好,使它成为完整的实验电路。(滑片 右移时,灯泡变亮) (2)小刚正确连好电路,但闭合开关后,发现灯泡不亮,小刚做出如下猜想: 猜想 1:可能是灯丝断了; 猜想 2:可能是电流表断路; 猜想 3:可能是小灯泡短路; 猜想 4:可能是滑动变阻器断路; 猜想 5:可能是开关断路。 若电流表读数为 0,电压表读数为 4.5 V,请你判定猜想 是正确的。 (3)假如电压表015 V量程已损坏,小刚仍想测出小灯泡的额定功率,请你帮助小刚设计电路 图,并画
4、在图乙方框内。 (4)按新设计的电路图,调节滑动变阻器,使电压表示数达到 V 时,小灯泡就正常发光。此 时电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率是 W。 3.(2019 湖北武汉)某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持 不变,小灯泡的额定电压是 2.5 V。 (1)该同学接错了一根导线,请你在这根导线上打“ ”,并补画出正确的那根导线。 (2)正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转。 故障 原因可能是 (填“电流表”“滑动变阻器”或“小灯泡”)断路。 (3)排除故障后,按正确的步骤进行实验。 小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示
5、,则小 灯泡的额定功率是 W,此时小灯泡的电阻是 (结果保留两位小数)。 (4)继续调节滑动变阻器,让小灯泡两端的电压逐渐降低,小灯泡逐渐变暗,这段时间内, 若 小灯泡电阻变化量的绝对值是R1,滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是R2,则 R1和R2大小关系正确的是 (填字母标号)。 A.R1R2 B.R1=R2 C.R1R2 B.R1=R2 C.R1R2 D.无法比较 【答案】(1)电路连接如图所示: (2)小灯泡 (3)0.65 9.62 (4)C 【解析】(1)分析连接的实物图可知,小灯泡因被短路不发光,修改后电路如答案图所示。 (2)电压表有示数,电流表无示数,说明电压表的正接线柱
6、到电源的正极和电压表的负接线柱 到电源的负极都没有发生断路,由此可知应该是小灯泡断路。 (3)根据图乙可知,电流表的示数为 0.26 A,小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5 V0.26 A=0.65 W; 小灯泡的电阻为 R= = 9.62 。 (4)移动滑动变阻器的滑片,灯泡变暗,说明电路中的电流变小,根据 R= 可知,电路的总电阻 变大,因此滑动变阻器接入电路的电阻增加的值大于灯泡电阻减小的值。 4.(2019 四川遂宁)在 “测量小灯泡的电功率” 实验中,实验器材有:两节新干电池、 电流表、 电压表、额定电压 2.5 V 的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干,部分实物电路如图甲所 示。
7、 (1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整(要求:滑片 P 向右移动时小灯泡变 亮)。 (2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 3 V。断开开关,经检查,各元件完 好,电路连接正确,则实验中操作错误之处是 。 (3)改正错误后进行实验,移动滑动变阻器的滑片到某一位置, 电压表的示数如图乙所示;若 要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片 P 应向 (选填“A”或“B”)端移动。 (4)图丙是由实验数据描出的小灯泡的 I-U 图象,则小灯泡额定功率是 W。 (5)根据小灯泡的 I-U 图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同,原因是灯丝电阻随 的变 化而变化。 (6)若用
8、第(3)小问中所测得数据算出灯泡的电阻 RL,再根据 P= 计算灯泡的额定功率。按此 方案算出灯泡的额定功率比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。 【答案】(1)如图所示 (2)滑动变阻器的滑片在最右端 (3)B (4)0.625 (5)温度 (6)偏大 【解析】 (1)滑片 P 向右移动时小灯泡变亮,说明电路中总电阻减小,电流变大,故应连接滑动 变阻器右下方接线柱与开关;(2)连接好电路,闭合开关,发现小灯泡很亮,电压表示数为 3 V, 电压表示数等于电源电压,且各元件完好,电路连接正确,则实验中操作错误之处是:滑动变 阻器的滑片没有调到阻值最大处,而在阻值最小处,即最右端;(3)由图乙可知
9、,电压表的量程 为 03 V,分度值为 0.1 V,示数为 2 V,若要测量小灯泡的额定功率,应使电压表的示数达到 2.5 V,由串联电路的分压特点可知,应减小滑动变阻器接入电路中的电阻,即滑片 P 应向 B 端移动;(4)由图丙可知,电压表的示数为 2.5 V 时,通过的电流为 0.25 A,则小灯泡额定功率 P=UI=2.5 V0.25 A=0.625 W;(5)根据小灯泡的I-U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同, 原因是灯丝电阻随温度的变化而变化;(6)由图丙可知,灯泡两端的电压为2 V时,通过的电流 为 0.225 A,由 R= 可得,灯泡两端的电压为 2 V、2.5 V 时的电阻分
10、别为 8.9 、10 ,若 用第(3)小问中所测得数据算出灯泡的电阻 RL,再根据P= 计算灯泡的额定功率,按此方案算 出灯泡的额定功率比真实值偏大。 5.(2019 枣庄)在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:6 V 的电源一个,2.5 V 的 小灯泡(电阻约为 10 )一个,电流表(00.6 A,03 A)和电压表(03 V,015 V)各一个,“50 2 A”的滑动变阻器 A 和“10 1 A”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
11、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)连接好电路后,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)故障排除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为 2.5 V 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 (小数点后保留 1 位)。 (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”)。 【答案】(1)A (2)如图所示 (3)短路 (4)0
12、.75 8.3 (5)增大 【解析】(1)2.5 V 的小灯泡,电阻约为 10 ,由欧姆定律知,灯泡的额定电流约为 I= = =0.25 A,由串联电路的规律及欧姆定律,灯泡正常发光时变阻器连入电路的电阻 R 滑= - - = - - =14 ,故选滑动变阻器 A;(2)由图甲可知,灯泡短路了,电压表串联在电路中 是错误的,灯泡与电流表串联,电压表与灯泡并联;(3)连接好电路后,闭合开关,电流表有示 数,则电路为通路,发现小灯泡不亮,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡短路;(4)由图 乙可知,电流表选用小量程,分度值为 0.02 A,电流表示数为 0.3 A,则小灯泡的额定功率 P=ULI1
13、=2.5 V0.3 A=0.75 W,由欧姆定律知,小灯泡正常工作时的电阻 RL= = 8.3 ;(5)小灯泡的电流I与电压U的关系图线不是一条直线,其原因是温度升高,灯丝电阻增大。 考点二：伏阻法测电功率 1.（2019 安顺）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电 路，其中电源电压为 6V，小灯泡的额定电压为 2.5V（灯丝电阻约为 12） （1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 （选填“A” 或“B”） A“10 5A”的滑动变阻器 B“50 0.5A”的滑动变阻器 （2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有
14、示数，电流 表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 。 （3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所 示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为 W。 （4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为 U额的小灯泡的额定功率，但发现电流 表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电 压恒为 U，定值电阻的阻值为 R0，请你完成下面实验步骤： （填写 S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ； （填写 S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为 U1； 灯泡额定功率的表达式
15、为 P额 。 【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）闭合开关 S、S1；UU额；闭 合开关 S、S2；。 2.（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 10）、 滑动变阻器两个（R甲：“10 1A”；R乙：“50 0.5A”）、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 画在图甲的虚线框
16、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_（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 10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）； 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。 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）。 【答案】（1）UI；（2）R乙；（3）；（
17、4）10.4；（5） 考点三：安阻法测电功率 1.（2019 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“201A”，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
18、 W，此时灯丝的电阻为 。 （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） 【答案】（1）如图所示
19、；（2）A；（3）灯泡短路；（4） 0.2；0.5；12.5；（5）B；（6）温度；（7）R0I1（I2I1）。 2.（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。 开关闭合后，会发现 （选填“电压表”或“电流表”）的指针反偏； 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 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，R10。 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； 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； 灯泡的额定功率为 W。 【答案】（1）电压表；B；小于；（2）0.38；0.4；1.52。