人教版物理九年级全一册同步提优训练：第十八章电功率专题训练　特殊方法测量电功率（含答案）.docx

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1、专题训练特殊方法测量电功率类型1伏阻法测电功率1.如图所示电路中,电源电压已知,电阻R的阻值已知,根据电压表的示数,不能求出小灯泡电功率的电路是()2. 2020荆州 小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中,选用的小灯泡标有“2.5 V”字样。(1)如图甲所示是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。(2)连接好电路后闭合开关,小青发现小灯泡没有发光,但电流表有示数,接下来应进行的操作是(选填字母)。A.更换小灯泡B.检查开关是否闭合C.移动变阻器滑片D.检查电压表是否断路(3)实验时,电压表的示数如图乙所示,则应将滑片向(选填“A”或“B”)端移到某一位置,才

2、能使小灯泡正常工作。若小灯泡正常工作时电流表示数为0.5 A,则小灯泡的额定功率为W。 (4)完成上述实验后,小青又设计了一种测额定功率的方案,如图所示,R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作:连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点(选填“M”或“N”),移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,读出电压表的示数U2;用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式为P=。3.2020广西 在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8 V。(1)请你用笔画线代替导线,根据甲中电路图将图乙中的实物电路连接完整。(2)闭合开

3、关后,小灯泡发光十分微弱,移动滑动变阻器的滑片也不能改变灯泡的亮度,则原因可能是。(3)排除故障后,继续进行实验,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时,电压表的示数为3 V,为了使小灯泡正常发光,则应向(选填“左”或“右”)端移动滑片。(4)当电压表示数为3.8 V时,电流表的示数如图丙所示,为A,由此可得小灯泡的额定功率为W。(5)若实验室电流表损坏,小明借助一个电阻已知的定值电阻R0,并设计了如图丁所示电路(电源电压为U且保持不变),也正确地测量出了一个额定电压为U额的小灯泡的额定功率,其实验步骤如图下,请补充完整:闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器R1的滑片,使电压表的示数为U1=,

4、此时小灯泡正常发光;闭合开关S、S2,断开S1,使滑动变阻器R1的滑片保持不动,读出电压表示数为U2;则小灯泡额定功率的表达式为P额=(用U额、U、U2、R0表示)。4.小明设计了如图所示的电路图,只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0。请将实验步骤补充完整。(1)(填三个开关闭合与断开情况),调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为,小灯泡正常发光。(2)保持滑动变阻器滑片位置不动,(填三个开关闭合与断开情况),记录电压表示数为U滑。(3)小灯泡额定功率的表达式为P额=(用已知量和所测物理量符号表示)。伏阻法测灯泡额定功率的原理分析:类型2安

5、阻法测电功率5.(多选)如图所示,几名同学在只有电流表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx电功率的电路,其中不可行的是()6.2020福建 在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡(U额为3.8 V)、定值电阻R0(阻值为10 )、开关及若干导线。(1)根据甲,用笔画线代替导线,将图乙中未画出的两条导线补充完整。(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于(选填“A”或“B”)端。(3)正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,两电流表有示数且相同,故障可能是或。(4)排除故障后,为了测量小灯泡的额定功率,移动滑动变阻器的滑片,直到电流表A2的

6、示数为A时,小灯泡正常发光,此时电流表A1的示数如图所示,该示数为A,则小灯泡的额定功率为W。7.2021苏州 在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电源电压为4.5 V。(1)用笔画线代替导线,将甲中电路连接完整。(2)连接好电路闭合开关后,发现灯泡不亮,检查电路发现电压表、电流表均有示数,则接下来的操作应是。(3)问题解决后,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为2.3 V时,为了让灯泡正常发光,此时应将滑片向(选填“左”或“右”)侧移动。(4)当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。(5)下表是实验中测量的几组数据,其中一个电流数据有误,此数

7、据为。U/V1.01.52.02.53.0I/A0.20.250.280.37(6)要完成上述表中数据测量,实验中滑动变阻器的最大阻值至少为。(7)小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率。他增加了一个阻值为10 的定值电阻R0和两个开关,设计了如图丙所示电路,请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中使其能完成实验。 安阻法测灯泡额定功率的原理分析:类型3等效替代法测电功率8.2020咸宁 有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5 A”的字样,小强为了测量该小灯泡的额定功率,进行了如图下实验:(1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示

8、数始终为零,电压表的示数接近3 V保持不变,为了排除故障,接下来的操作合理的是(选填字母)。A.拧紧开关两端的接线柱B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是(填公式),图甲中(填仪器名称)的量程选择不合理。(3)排除故障后,正确连接电路,使小灯泡正常发光,此时电压表示数如图乙所示为V,小灯泡的额定功率为W。 (4)小强对实验进行了拓展,利用如图所示的电路,测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率,请完成实验步骤:闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为;保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I

9、1,读出电阻箱的示数为R0;则小灯泡的额定功率表达式为P额=(用字母表示)。9.小明利用电压表和电阻箱测量额定电压为2.5 V的小灯泡L正常发光时的电功率PL。他选择了满足实验要求的实验器材,并连接了部分实验电路,如图所示。(1)请只添加两条导线完成如图所示的实验电路的连接。(2)请把小明的实验步骤补充完整:断开开关S2,闭合开关S1、S3,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5 V;断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节电阻箱接入电路的阻值R0,使电压表的示数仍然为2.5 V,记录实验数据。(3)请用已知量和测量量表示出PL,PL=。 等效替代法测灯泡电功率的原理分析:答案专题训练特殊

10、方法测量电功率1.C解： 图A中,定值电阻和小灯泡串联,电压表测量小灯泡两端的电压,示数为U1,通过小灯泡的电流为I=U-U1R,小灯泡的电功率是P=U1I=U1(U-U1)R。图B中,定值电阻和小灯泡串联,电压表测量定值电阻两端的电压,示数为U2,小灯泡两端的电压为U1=U-U2,通过小灯泡的电流为I=U2R,则小灯泡的电功率是P=U1I=U2(U-U2)R。图C中,定值电阻和小灯泡并联,电压表测量电源电压,电源电压已知,电压表的测量是多余的,无法求出通过小灯泡的电流,因此无法测出小灯泡的电功率。图D中,当开关闭合时,电压表测电源电压,示数为U,当开关断开时,定值电阻R与小灯泡串联,电压表测

11、小灯泡两端电压,示数为U1,通过小灯泡的电流为I=U-U1R,小灯泡的电功率是P=U1I=U1(U-U1)R。2.(1)如图所示(2)C(3)A1.25(4)MU1(U2-U1)R0解： (4)连接好电路,闭合开关S,将开关S1拨到触点M,移动滑片,当电压表的示数为小灯泡的额定电压U1=2.5 V时,小灯泡正常发光;保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点,电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压,读出电压表的示数U2,此时R0两端的电压为U0=U2-U1;此时为串联电路,则电路中的电流为I=U0R0=U2-U1R0,小灯泡的额定功率表达式为P=U1I=U1U2-U1R0=U1(U2-U1

12、)R0。3.(1)如图所示(2)滑动变阻器同时连接了下面的两个接线柱(3)左(4)0.41.52(5)U-U额U额(U-U额)(U-U2)U2R0解： (5)实验步骤:闭合开关S、S1,断开S2,移动滑动变阻器R1的滑片,使电压表的示数为U1=U-U额,此时小灯泡正常发光。闭合开关S、S2,断开S1,使滑动变阻器R1的滑片保持不动,读出电压表示数为U2。在中,L与R1串联,电压表测变阻器两端的电压,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U1=U-U额,小灯泡的电压为额定电压,正常发光;在中,保持滑动变阻器滑片位置不变时,R0与R1串联,根据串联电压的规律,定值电阻两端的电压为U-U2,根据分压

13、原理:U-U2U2=R0R滑,则R滑=U2R0U-U2;在中,由欧姆定律知,小灯泡的额定电流为I额=I1=U滑R滑=U-U额R滑=U-U额U2R0U-U2=U-U额U2R0(U-U2),则小灯泡的额定功率为P额=U额I额=U额(U-U额)(U-U2)U2R0。4.(1)闭合S、S2,断开S1U-U额(2)闭合S、S1,断开S2(3)U额U-U额U滑R0(U-U滑)解： (1)闭合S、S2,断开S1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为U-U额,小灯泡正常发光。(2)保持滑动变阻器滑片位置不动,闭合S、S1,断开S2,记录电压表示数为U滑。(3)在(1)中,定值电阻短路,灯泡与变阻器串联,电压表

14、测变阻器两端的电压,调节滑片使电压表示数为U-U额,根据串联电路电压的规律,灯泡两端电压为额定电压;在(2)中,灯泡短路,变阻器与定值电阻串联,根据串联电路电压的规律和分压原理有:U-U滑U滑=R0R滑,则R滑=U滑U-U滑R0;在(1)中,由欧姆定律可知,通过变阻器的电流即灯泡的额定电流:IL=U-U额R滑=U-U额U滑R0(U-U滑);则小灯泡额定功率的表达式:P额=U额IL=U额U-U额U滑R0(U-U滑)。5.BD6.(1)如图所示(2)A(3)灯泡断路R0短路(4)0.380.71.216解： (1)变阻器按“一上一下”连入电路中,电流表A2与定值电阻R0串联后与灯泡并联。(2)闭合

15、开关前,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即A端。(3)电流表A1测干路电流,电流表A2测定值电阻中的电流,正确连接电路后闭合开关,发现灯泡不亮,两电流表有示数且相同,则两电流表串联在电路中,故障可能是灯泡断路或R0短路。(4)定值电阻R0的阻值为10 ,灯泡的额定电压为3.8 V,灯泡在额定电压下正常发光,由欧姆定律可知,移动滑动变阻器的滑片,当电流表A2的示数为I=ULR0=3.8 V10 =0.38 A时,小灯泡正常发光;电流表A1的示数如图丙所示,为0.7 A,由并联电路电流的规律,灯泡的额定电流为IL=0.7 A-0.38 A=0.32 A,则小灯泡的额定功率为P=ULIL=3.8

16、 V0.32 A=1.216 W。7.(1)如图所示(2)移动滑片P,观察灯泡是否发光(3)右(4)0.75(5)0.37(6)17.5(7)如图所示解： (1)在测量小灯泡的电功率时,电压表应与小灯泡并联,滑动变阻器的正确接法是“一上一下”。(2)电压表、电流表均有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮有可能是电功率太小,接下来应该移动滑片P,观察小灯泡是否发光。(3)小灯泡两端电压为2.3 V,要使小灯泡正常发光,应使电压表的示数为2.5 V,滑片应向右滑动。(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,示数为0.3 A,故小灯泡的额定功率为P额=U额I

17、额=2.5 V0.3 A=0.75 W。(5)小灯泡的电阻随着温度的升高而增大,即随着灯泡两端电压的增大而增大,根据欧姆定律可知小灯泡的电阻从左向右依次是5 、6 、7.14 、8.33 、8.11 ,所以最后一组电流数据有误。(6)根据表中数据,灯泡两端电压最小为1.0 V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,滑动变阻器两端电压为UR=U-UL=4.5 V-1 V=3.5 V,此时电路中的电流为0.2 A,则滑动变阻器的最小阻值为R=URI=3.5 V0.2 A=17.5 。8.(1)B(2)P=UI电流表(3)2.41.2(4)I1I12R0解： (1)他连接了如图甲所示的电路,闭合开关后移

18、动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡不亮,电流表的示数始终为零,电路可能断路,电压表的示数接近3 V保持不变,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的部分断路了,为了排除故障,接下来的操作合理的是拧紧小灯泡和它两端的接线柱。(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是P=UI;灯泡的额定电流为0.5 A,则电流表应选用小量程,故图甲中电流表的量程选择不合理。(3)电压表选用小量程,分度值为0.1 V,示数为2.4 V,小灯泡的额定功率为P=UI=2.4 V0.5 A=1.2 W。(4)小强对实验进行了拓展,利用的是等效替代法:闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I1。保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0。在中,灯泡与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电流表示数为I1,灯泡正常发光;在中,电阻箱与变阻器串联,使电流表示数仍为I1,则电阻箱的阻值R0等于灯泡正常发光时的电阻,则小灯泡的额定功率为P额=I12R0。9.(1)如图所示(2)保持滑片位置不变(3)(2.5 V)2R0解： (3)因变阻器连入电路中的阻值大小不变,电压表示数保持不变,根据等效替代法,电阻箱接入电路的阻值R0与灯泡正常发光时的电阻大小相等,所以灯泡的额定功率的表达式为P=U额2R0=(2.5 V)2R0。