沪科版物理九年级全册16.3测量电功率素养提升练（含解析）

第第页沪科版物理九年级全册16.3测量电功率素养提升练（含解析）第三节测量电功率

基础过关全练

知识点1测量小灯泡的电功率

1.【新独家原创】在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,发现电流表和电压表均有示数,电路连接正确,但小灯泡不亮,则发生这一现象的可能原因是()

A.电压表的正、负接线柱接反了

B.电压表断路

C.小灯泡短路

D.滑动变阻器接入电路的电阻过大

2.(2023北京西城期末)小刚在实验室利用伏安法测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的电功率。实验过程中,调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为V,此时,电流表的示数如图所示,则小灯泡的额定功率为W。

3.【学科素养·科学探究】(2022宁夏中考)如图所示是“测量标有2.5V小灯泡电功率”的实验。

(1)图甲是某同学连接的部分电路,请你用笔画线代替导线将电路补充完整。

(2)电路连接完整后闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,灯泡不亮,调节滑片两表示数均不变,灯泡仍不亮。实验连接中的不当之处是

。

(3)排除故障后,闭合开关,调节变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流是A,小灯泡的额定功率是W。

电压U/V0.51.02.02.52.8

电流I/A0.180.200.300.34

电功率P/W0.090.200.600.952

灯泡发光情况不亮发暗光发较亮光正常发光发出强光

(4)分析表中数据。你可以得出什么结论(一条即可)。

知识点2测算家用电器的电功率

4.(2022黑龙江齐齐哈尔中考)小丽仔细观察了自己家的电能表,参数如图所示。她让家中某个用电器单独工作3min,发现电能表的转盘转过90转,则此用电器消耗的电能是kWh,此用电器的电功率是W。

5.【跨学科·物理学与日常生活】(2022江苏宿迁中考改编)周末小红在家长陪同下进行“综合实践活动”,小红利用图示电能表测量家中电热水壶的实际功率。

(1)由表盘信息,家中接入电路的用电器总电流最大不能超过A。

(2)电热水壶接入电路必须使用(选填“两孔”或“三孔”)插座,防止因金属外壳带电而发生触电。

(3)小红将其他用电器全部关闭后,把电热水壶接入电路,观察到电能表指示灯在2min内闪烁80次,则电热水壶消耗的电能为kW·h,实际功率为W。

能力提升全练

6.(2022贵州毕节中考,16,★★★)在做“测量小灯泡的电功率”实验时,将标有“0.2A”的小灯泡L与滑动变阻器R接入电路,如图所示。闭合开关S,当滑片P移到最右端时,小灯泡正常发光,电压表示数为2V。下列结果正确的是()

A.电源电压为2V

B.滑动变阻器R的最大阻值为10Ω

C.通过滑动变阻器R的电流为0.1A

D.电路消耗的总功率为0.4W

7.【实验探究·设计实验】(2023福建中考,30,)“测量小灯泡的额定功率”实验中,器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡(U额为3.8V)、定值电阻R0(阻值为10Ω)、开关及若干导线。

(1)根据图甲,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示数为A时小灯泡正常发光,电流表A1的示数如图丙,该示数为A,则小灯泡的额定功率为W。

8.【实验探究·分析论证】(2022黑龙江哈尔滨中考,50,★★☆)小明在探究“电功率和电压关系”的实验中:

(1)请用笔画线代替导线连接好图A电路,要求:电压表测量L2两端电压。

(2)连好电路后,闭合开关,发现两灯均不发光,电压表示数接近电源电压,则故障可能是。(写出一种即可)

(3)灯泡工作时,将电能转化为内能和。

(4)开始实验后,发现两个灯泡的亮度接近,无法比较电功率大小。为了解决这个问题,在提供的器材中,小明选择两个阻值接近的电热丝代替灯泡,又设计了如下三种可行方案:

甲:如图B所示,将电热丝R1和R2分别放入装有等体积水的玻璃瓶内,通电5分钟后,通过温度计示数升高的多少,比较电功率大小;

乙:其他条件不变,仅将甲方案中水换成乙醚;

丙:其他条件不变,仅将甲方案中水换成煤油。

物质比热容c/[J·(kg·℃)-1]密度ρ/(kg·m-3)导电性

水4.20×1031.00×103不导电

乙醚2.35×1030.71×103不导电

煤油2.14×1030.80×103不导电

你认为以上哪个方案能最明显地比较出电功率的大小请说明理由。

素养探究全练

9.【科学探究】小明在“测量小灯泡电功率”的实验中,选用的电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为5Ω。

(1)闭合开关前,图甲中滑动变阻器的滑片应位于(选填“A”或“B”)端。

(2)闭合开关,滑片移动到某位置时,电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据,滑片应向(选填“A”或“B”)端移动。

(3)改变滑片的位置,获得多组对应的电压、电流值,绘制了如图丙所示的IU图像。由图像可知,小灯泡的额定功率P额=W,小灯泡的电阻与其两端电压变化的规律:。

(4)小明打算增加一个阻值为R0的电阻,用如图丁所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1,移动滑片P使电压表的示数为U1;保持滑片P位置不动,只断开开关S1,闭合开关S2,记下电压表的示数为U2,则小灯泡的电功率为。(用已知字母表示)

答案全解全析

基础过关全练

1.D若电压表的正、负接线柱接反了,电压表的指针会反偏,小灯泡会发光,A错误;若电压表断路,则电压表没有示数,B错误;若小灯泡短路,则和小灯泡并联的电压表无示数,C错误;若滑动变阻器接入电路的电阻过大,则电路中的电流太小,小灯泡的实际功率太小,小灯泡不亮,D正确。故选D。

2.答案2.50.75

解析小灯泡的额定功率是指小灯泡在额定电压下发光时的功率,故实验过程中,应调节滑动变阻器的阻值直至电压表的示数为2.5V。由图可知电流表接入电路的是小量程,分度值为0.02A,示数为0.3A,则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。

3.答案(1)如图所示(2)滑动变阻器下面两个接线柱接入电路(3)0.320.8(4)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定

解析(1)因为小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选用0~3V的量程与小灯泡并联,滑动变阻器一上一下接入电路中,图中已经选用了金属杆一端的接线柱,另一端应选择下面的接线柱,因题目对滑片移动时滑动变阻器接入电路的阻值没有要求,故可以选择下面两端的任一接线柱;(2)电路连接完整后闭合开关,发现电流表和电压表都有较小的示数,小灯泡不亮,说明电路为通路,电路的电阻较大,移动滑片P不能改变小灯泡的亮度说明滑动变阻器失去了变阻的作用,因此实验连接中的不当之处是滑动变阻器下面两个接线柱接入电路;(3)图乙中电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.32A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.32A=0.8W;(4)由表中数据可知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡的亮度越亮,因此可得出结论:小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。

4.答案0.025500

解析电能表的转盘转过90转,则此用电器消耗的电能W==0.025kW·h,此用电器的电功率P==0.5kW=500W。

5.答案(1)60(2)三孔(3)0.025750

解析(1)由电能表表盘信息可知电能表工作时允许通过的最大电流为60A;(2)因为电热水壶的外壳是金属的,金属外壳必须接地,所以要用三孔插座,若金属外壳带电,电流会通过地线导入大地,以防触电事故的发生;(3)根据参数3200imp/(kW·h)知,指示灯闪烁80次时电热水壶消耗的电能W=kW·h=0.025kW·h=0.025×3.6×106J=9×104J,则电热水壶的功率P==750W。

能力提升全练

6.B由题意可知,闭合开关S,当滑片P移到最右端时,滑动变阻器R与小灯泡L串联,电压表测量滑动变阻器R两端的电压,则滑动变阻器R两端电压UR=2V,由标有“0.2A”的小灯泡正常发光且串联电路中电流处处相等可知,流经滑动变阻器R的电流I=0.2A,由I=可得,滑动变阻器R的最大阻值R==10Ω,B正确,C错误;由串联电路的电压特点可知电源电压一定大于2V,电路消耗的总功率一定大于0.4W,但不知道灯泡正常发光时两端的电压,所以无法求得电源电压,所以不能计算电路消耗的总功率,A、D错误。故选B。

7.答案(1)如图所示(2)A(3)小灯泡处断路R0处短路(4)0.380.71.216

解析(1)滑动变阻器按“一上一下”连入电路中,电流表A2与定值电阻R0串联后与小灯泡并联,电流表A1接在干路上。(2)闭合开关前,滑动变阻器滑片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,发现小灯泡不亮,两电流表有示数且相同,说明小灯泡L所在支路无电流通过,则故障可能是小灯泡处断路或R0处短路。(4)定值电阻R0阻值为10Ω,小灯泡的额定电压为3.8V,小灯泡在额定电压下正常发光,则定值电阻R0两端的电压为3.8V,由欧姆定律可知,电流表A2示数为I'==0.38A;由图丙可知,电流表A1选用大量程,分度值为0.1A,示数为0.7A,由并联电路中的电流规律可知,小灯泡的额定电流为I=0.7A-0.38A=0.32A,则小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.32A=1.216W。

8.答案(1)如图所示(2)L2断路(3)光能(4)见解析

解析(1)由图A可知,电源由两节干电池串联而成,则电源电压为3V,所以电压表选用0~3V的量程,并联在L2两端,测量L2两端电压;(2)两灯均不发光,说明电路可能断路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表两接线柱与电源正、负极之间的电路完好,因此故障可能是L2断路;(3)灯泡工作时,将电能转化为内能和光能;(4)由Q=cmΔt=cρVΔt可知,在Q、V相同时,乙醚的比热容c和密度ρ的乘积最小,所以Δt最大,即两瓶中温度计升高温度之差最大,所以乙方案最明显。

素养探究全练

9.答案(1)A(2)B(3)1.25小灯泡的电阻随其两端电压的增大而增大(4)U1·

解析(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处,即A端。(2)由图乙可知,电压表使用0~3V的量程,分度值是0.1V,示数是1.8V,要测量小灯泡的额定功率应使小灯泡两端的电压为额定电压2.5V,即增大小灯泡两端的电压,减小滑动变阻器两端的电压,所以要使滑动变阻器接入电路的电阻减小,故滑片向B端移动。(3)由图丙知,小灯泡的额定电流是0.5A,所以小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W。由图丙知,小灯泡两端的电压为1.0V、1.5V、2.5V时,小灯泡中的电流分别为0.3A、0.4A、0.5A,根据欧姆定律得,小灯泡的电阻分别为R=≈3.3Ω,R'==3.75