专项素养综合全练　特殊方法测电功率

特殊方法测电功率专项素养综合全练（九）类型一伏阻法测电功率1.(新考法·设计实验)(2024陕西商洛商南期末)在“测量小灯

泡额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压U额=2.5V。(1)图1是小明测量小灯泡额定功率的实验电路图,图中有一

根导线连接错误,请在这根导线上打“✕”,并在图中改正。答案如图所示(2)在连接电路时,开关应处于

(选填“断开”或

“闭合”)状态;滑动变阻器的滑片P应位于

(选填

“A”或“B”)端。(3)闭合开关某著名企业滑片P直到电压表示数为2.5V,此时电流表示数如图2所示,电流大小为

A,则小灯泡的额定

功率为

W。断开B0.260.65(4)该同学又设计了如图3所示的测量电路,测量额定电压为

UL的小灯泡的额定功率,其中R0为阻值已知的定值电阻,请把

下列实验步骤补充完整。①闭合开关S,把开关S'拨到

,调节滑动变阻器,使

小灯泡正常发光。②保持滑动变阻器滑片位置不变,把开关S'拨到

测量小灯泡与R0串联后的总电压U。③可得出小灯泡的额定功率P额=

。ab解析

(1)在“测量小灯泡额定功率”的实验中,小灯泡、电

流表、滑动变阻器应串联在电路中,电压表应并联在小灯泡

两端,结合图1可知,电流表与变阻器串联后再与灯并联,电压

表串联在电路中,是错误的,改接电路图如答案图所示;(2)为

了保护电路,在连接电路时,开关要处于断开状态,同时滑动

变阻器滑片位于阻值最大端,即B端;(3)闭合开关某著名企业滑片P

直到电压表示数为2.5V,由图2知,电流为0.26A,则小灯泡的

额定功率:P=U额I=2.5V×0.26A=0.65W;(4)实验步骤:①闭合

开关S,把开关S'拨到a,调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光;②保持滑动变阻器滑片位置不变,把开关S'拨到b测量小灯泡

与R0串联后的总电压U;③根据串联电路电压的规律,R0两端

电压为U-UL,由串联电路电流的特点和欧姆定律可知,小灯泡

正常发光时的电流IL=I0=

,可得出小灯泡的额定功率:P额=ULIL=UL×

=

。类型二安阻法测电功率2.(新考法·设计实验)(2024辽宁大连期末)在“测量小灯泡额

定功率”的实验中,提供的器材有:铭牌上仅能看清标有“0.3A”字样的小灯泡、电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。(1)请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整;答案如图所示(2)闭合开关,某著名企业变阻器的滑片,同时观察

表示数;(3)此小灯泡正常发光时电压表示数如图乙所示,小灯泡的额

定功率为

W;电流0.75

(4)在实验过程中,某组同学电压表发生故障,现增加电阻箱

和单刀双掷开关,设计了如图丙、丁两种方案,则能测出灯泡

额定功率的方案是

(选填“丙”或“丁”),简单

描述测量方法

(用符号表示出需要记丙将S2置于b,某著名企业滑片,使电流表示数为I额,保持滑片的位置不动,将S2置于a,调节电阻箱的旋钮,使电流表的示数仍为I额,记下电阻箱连入电路中的电阻为R箱录的物理量,灯泡的额定电流用I额表示);用已知量和测量量表示灯泡额定功率P额=

。R箱

解析

(1)小灯泡额定电流为0.3A,故电流表选用小量程与

灯泡和开关串联在电路中,如答案图所示;(2)为了使灯泡正常发光,应让电流表示数为额定电流,故闭合开关,某著名企业变阻器的滑片,同时观察电流表示数;(3)由图甲可知,电压表选用小量程;由图乙可知,电压表示数为2.5V,则小灯泡额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W;(4)丁图中,电流表与灯串联,无论S2置于a、b,灯两端的电压都等于电源电压,不能使灯正常发光,不能测出灯泡额定功率,故丁图错误;丙图中,将S2置于b,某著名企业滑片,使电流表示数为I额,则灯正常发光;保持滑片的位置不动,将S2置于a,调节电阻箱的旋钮,使电流表的示数仍为I额,记下电阻箱连入电路中的电阻为R箱,则灯正常发光时的电阻等于R箱;灯的额定功率:P额=

R箱,丙图正确。类型三转换法测电功率3.(2023山东嘉祥祥城中学期末)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12Ω)。

(1)为了能够顺利完成该实验探究,下列三种规格的滑动变阻

器应选用

(填“A”“B”或“C”)。A.规格为“10Ω

5A”的滑动变阻器B.规格为“20Ω

0.2A”的滑动变阻器C.规格为“30Ω

0.5A”的滑动变阻器C(2)闭合开关后,某著名企业滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表无示数,电流表有示数。若电路只有一处故障,则故障原因是

。小灯泡短路(或电压表短路)(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

变化的关系图像(如图乙所示),分析图像可知:小灯泡的额定

功率为

W。(4)完成上述实验后,小军同学又想测量额定电压为U额的小

灯泡的额定功率,但发现电流表已损坏,于是他又找来了两个0.625开关和一个定值电阻,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:①

(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

;②

(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;③灯泡额定功率的表达式为P额=

。闭合开关S、S1,断开S2

U-U额闭合开关S、S2,断开S1U额·

解析

(1)由题意可知,灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的

电流约为IL=

≈0.21A>0.2A;由串联电路的电流、电压特点和欧姆定律可得,灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路

的电阻R滑=

=

=

≈16.7Ω>10Ω;所以选择C;(2)闭合开关后,某著名企业滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终

不发光,电流表有示数,说明电路是通路;电压表无示数,说明

与电压表并联的电路短路(或电压表短路),即故障原因是小

灯泡短路(或电压表短路);(3)由图乙可知,当灯泡两端电压为2.5V时,通过灯泡的电流为0.25A,小灯泡额定功率为PL=ULIL

=2.5V×0.25A=0.625W;(4)实验步骤:①闭合开关S、S1,断开

S2,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U-U额;②闭合开关

S、S2,断开S1,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电压表示数

为U1;③在步骤①中,灯泡、R0和滑动变阻器串联,电压表并联

在R0和滑动变阻器两端,根据串联电路电压规律可知,当电压

表示数为U-U额时,灯泡正常发光;在步骤②中,灯泡、R0和滑

动变阻器仍串联,电压表测R0两端的电压,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据串联电路电流的规律可知,灯的额定电流为I额=I0=

=

,则小灯泡额定功率为P额=U额I额=U额·

。类型四电能表法测电功率4.(新考法·分析论证)(2024河南新安期末)某学校科技社团课

下用电能表和停表测量一个电水壶的实际电功率,他们所用

的电能表如图所示,用家庭电路电源供电,请回答相关的问

题。(1)电能表的转盘上有一个小红点,可以方便他们记录转盘转

动的圈数,在测量过程中,当他们第一次看到红点时,此刻应

该是

。A.计时的起点B.转动一圈结束后的时间点(2)他们只让该电水壶工作,发现电能表转盘3min转过100转,

则这段时间内电水壶消耗的电能是

,电水壶的实

际功率是

。(3)你认为这个电能表在测量过程中能正常工作吗?说出理由

。0.05kW·h1000W能,电能表能负载的最大功率大于1000WAA.根据规定时间记录转动圈数B.根据转动圈数记录所用时间C.都可以(5)要想测量结果更加准确,请你提出一个改进的方法:

。使用精确程度更高的电能表(4)在测量的过程中,是根据转动圈数记录所用时间还是根据

规定时间记录转动圈数?请做出选择

。B解析

(1)电能表的转盘上有一个小红点,可以方便他们记录

转盘转动的圈数,在测量过程中,当他们第一次看到红点时,

此刻应该是计时的起点,选A;(2)电能表转盘3min转过100转,

则这段时间内电水壶消耗的电能是W=

=0.05kW·h=1.8×105J,电水壶的实际功率是P=

=

=1000W;(3)电能表能负载的最大功率P0=UI=220V×10A=2200

W>1000W,这个电能表在测量过程中能正常工作;(4)在测量的过程中,根据转动圈数记录所用时间更加准确,故选B;(5)要想测量结果更加准确,可以使用精确程度更高的电能表。类型五等效替代法测电功率5.(2023辽宁沈阳雨田实验学校期末)小明利用如图甲所示电

路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V,电阻

约为10Ω。实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0

~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、开关各一个,导

线若干,滑动变阻器两只:R1(20Ω

0.5A)、R2(50Ω

0.5A)。(1)闭合开关,改变滑动变阻器连入电路的电阻,多次测量,小

明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图

乙),则小灯泡的额定功率为

W。(2)灯泡的功率测量完毕,小明用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、2

5Ω的定值电阻更换电路中的灯泡,探究电流跟电阻的关系,

得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像,则小明应选用

滑动变阻器

(选填“R1”或“R2”)。(3)小明在继续实验时发现电流表突然损坏,于是又找来了一

个阻值为R0的定值电阻,设计了如图丁所示的电路,已知电源0.625

R2电压为U且保持不变,也可以测出另一额定电压为U额的小灯

泡的额定功率,请将步骤补充完整:①只闭合S、S2,某著名企业滑片P,使电压表的示数为

;②只闭合

,保持滑片P不动,读出电压表的示数为

U1;③小灯泡的额定功率P=

(用U、U1、U额、R0表

示)。U额S、S1U额·

解析

(1)由图乙可知,小灯泡的电压为额定电压2.5V时,通

过的电流为0.25A,所以小灯泡的额定功率为P额=ULI=2.5V×

0.