滬科版物理九年級全冊16.3測量電功率素養(yǎng)提升練（含解析）

第第頁滬科版物理九年級全冊16.3測量電功率素養(yǎng)提升練（含解析）第三節(jié)測量電功率

基礎(chǔ)過關(guān)全練

知識(shí)點(diǎn)1測量小燈泡的電功率

1.【新獨(dú)家原創(chuàng)】在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)連接好電路,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表均有示數(shù),電路連接正確,但小燈泡不亮,則發(fā)生這一現(xiàn)象的可能原因是()

A.電壓表的正、負(fù)接線柱接反了

B.電壓表斷路

C.小燈泡短路

D.滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻過大

2.(2023北京西城期末)小剛在實(shí)驗(yàn)室利用伏安法測量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率。實(shí)驗(yàn)過程中,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值直至電壓表的示數(shù)為V,此時(shí),電流表的示數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率為W。

3.【學(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)探究】(2022寧夏中考)如圖所示是“測量標(biāo)有2.5V小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)。

(1)圖甲是某同學(xué)連接的部分電路,請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整。

(2)電路連接完整后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都有較小的示數(shù),燈泡不亮,調(diào)節(jié)滑片兩表示數(shù)均不變,燈泡仍不亮。實(shí)驗(yàn)連接中的不當(dāng)之處是

。

(3)排除故障后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器使小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示,則通過小燈泡的電流是A,小燈泡的額定功率是W。

電壓U/V0.51.02.02.52.8

電流I/A0.180.200.300.34

電功率P/W0.090.200.600.952

燈泡發(fā)光情況不亮發(fā)暗光發(fā)較亮光正常發(fā)光發(fā)出強(qiáng)光

(4)分析表中數(shù)據(jù)。你可以得出什么結(jié)論(一條即可)。

知識(shí)點(diǎn)2測算家用電器的電功率

4.(2022黑龍江齊齊哈爾中考)小麗仔細(xì)觀察了自己家的電能表,參數(shù)如圖所示。她讓家中某個(gè)用電器單獨(dú)工作3min,發(fā)現(xiàn)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過90轉(zhuǎn),則此用電器消耗的電能是kWh,此用電器的電功率是W。

5.【跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活】(2022江蘇宿遷中考改編)周末小紅在家長陪同下進(jìn)行“綜合實(shí)踐活動(dòng)”,小紅利用圖示電能表測量家中電熱水壺的實(shí)際功率。

(1)由表盤信息,家中接入電路的用電器總電流最大不能超過A。

(2)電熱水壺接入電路必須使用(選填“兩孔”或“三孔”)插座,防止因金屬外殼帶電而發(fā)生觸電。

(3)小紅將其他用電器全部關(guān)閉后,把電熱水壺接入電路,觀察到電能表指示燈在2min內(nèi)閃爍80次,則電熱水壺消耗的電能為kW·h,實(shí)際功率為W。

能力提升全練

6.(2022貴州畢節(jié)中考,16,★★★)在做“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí),將標(biāo)有“0.2A”的小燈泡L與滑動(dòng)變阻器R接入電路,如圖所示。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P移到最右端時(shí),小燈泡正常發(fā)光,電壓表示數(shù)為2V。下列結(jié)果正確的是()

A.電源電壓為2V

B.滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10Ω

C.通過滑動(dòng)變阻器R的電流為0.1A

D.電路消耗的總功率為0.4W

7.【實(shí)驗(yàn)探究·設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(2023福建中考,30,)“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,器材有電源、滑動(dòng)變阻器、兩個(gè)電流表、小燈泡(U額為3.8V)、定值電阻R0(阻值為10Ω)、開關(guān)及若干導(dǎo)線。

(1)根據(jù)圖甲,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中未畫出的兩條導(dǎo)線補(bǔ)充完整。

(2)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于(選填“A”或“B”)端。

(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈不亮,兩電流表有示數(shù)且相同,故障可能是或。

(4)排除故障后,為了測量小燈泡的額定功率,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直到電流表A2示數(shù)為A時(shí)小燈泡正常發(fā)光,電流表A1的示數(shù)如圖丙,該示數(shù)為A,則小燈泡的額定功率為W。

8.【實(shí)驗(yàn)探究·分析論證】(2022黑龍江哈爾濱中考,50,★★☆)小明在探究“電功率和電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中:

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線連接好圖A電路,要求:電壓表測量L2兩端電壓。

(2)連好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)兩燈均不發(fā)光,電壓表示數(shù)接近電源電壓,則故障可能是。(寫出一種即可)

(3)燈泡工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和。

(4)開始實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)燈泡的亮度接近,無法比較電功率大小。為了解決這個(gè)問題,在提供的器材中,小明選擇兩個(gè)阻值接近的電熱絲代替燈泡,又設(shè)計(jì)了如下三種可行方案:

甲:如圖B所示,將電熱絲R1和R2分別放入裝有等體積水的玻璃瓶內(nèi),通電5分鐘后,通過溫度計(jì)示數(shù)升高的多少,比較電功率大小;

乙:其他條件不變,僅將甲方案中水換成乙醚;

丙:其他條件不變,僅將甲方案中水換成煤油。

物質(zhì)比熱容c/[J·(kg·℃)-1]密度ρ/(kg·m-3)導(dǎo)電性

水4.20×1031.00×103不導(dǎo)電

乙醚2.35×1030.71×103不導(dǎo)電

煤油2.14×1030.80×103不導(dǎo)電

你認(rèn)為以上哪個(gè)方案能最明顯地比較出電功率的大小請說明理由。

素養(yǎng)探究全練

9.【科學(xué)探究】小明在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,選用的電源電壓為4.5V,小燈泡的額定電壓為2.5V,電阻約為5Ω。

(1)閉合開關(guān)前,圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于(選填“A”或“B”)端。

(2)閉合開關(guān),滑片移動(dòng)到某位置時(shí),電壓表的示數(shù)如圖乙所示。要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù),滑片應(yīng)向(選填“A”或“B”)端移動(dòng)。

(3)改變滑片的位置,獲得多組對應(yīng)的電壓、電流值,繪制了如圖丙所示的IU圖像。由圖像可知,小燈泡的額定功率P額=W,小燈泡的電阻與其兩端電壓變化的規(guī)律:。

(4)小明打算增加一個(gè)阻值為R0的電阻,用如圖丁所示的電路測量小燈泡的電功率。閉合開關(guān)S、S1,移動(dòng)滑片P使電壓表的示數(shù)為U1;保持滑片P位置不動(dòng),只斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,記下電壓表的示數(shù)為U2,則小燈泡的電功率為。(用已知字母表示)

答案全解全析

基礎(chǔ)過關(guān)全練

1.D若電壓表的正、負(fù)接線柱接反了,電壓表的指針會(huì)反偏,小燈泡會(huì)發(fā)光,A錯(cuò)誤;若電壓表斷路,則電壓表沒有示數(shù),B錯(cuò)誤;若小燈泡短路,則和小燈泡并聯(lián)的電壓表無示數(shù),C錯(cuò)誤;若滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻過大,則電路中的電流太小,小燈泡的實(shí)際功率太小,小燈泡不亮,D正確。故選D。

2.答案2.50.75

解析小燈泡的額定功率是指小燈泡在額定電壓下發(fā)光時(shí)的功率,故實(shí)驗(yàn)過程中,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值直至電壓表的示數(shù)為2.5V。由圖可知電流表接入電路的是小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,則小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。

3.答案(1)如圖所示(2)滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入電路(3)0.320.8(4)小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定

解析(1)因?yàn)樾襞莸念~定電壓為2.5V,所以電壓表選用0~3V的量程與小燈泡并聯(lián),滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路中,圖中已經(jīng)選用了金屬桿一端的接線柱,另一端應(yīng)選擇下面的接線柱,因題目對滑片移動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值沒有要求,故可以選擇下面兩端的任一接線柱;(2)電路連接完整后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都有較小的示數(shù),小燈泡不亮,說明電路為通路,電路的電阻較大,移動(dòng)滑片P不能改變小燈泡的亮度說明滑動(dòng)變阻器失去了變阻的作用,因此實(shí)驗(yàn)連接中的不當(dāng)之處是滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入電路;(3)圖乙中電流表選用小量程,分度值為0.02A,示數(shù)為0.32A,則小燈泡的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.32A=0.8W;(4)由表中數(shù)據(jù)可知,小燈泡的實(shí)際功率越大,小燈泡的亮度越亮,因此可得出結(jié)論:小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定。

4.答案0.025500

解析電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過90轉(zhuǎn),則此用電器消耗的電能W==0.025kW·h,此用電器的電功率P==0.5kW=500W。

5.答案(1)60(2)三孔(3)0.025750

解析(1)由電能表表盤信息可知電能表工作時(shí)允許通過的最大電流為60A;(2)因?yàn)殡姛崴畨氐耐鈿な墙饘俚?金屬外殼必須接地,所以要用三孔插座,若金屬外殼帶電,電流會(huì)通過地線導(dǎo)入大地,以防觸電事故的發(fā)生;(3)根據(jù)參數(shù)3200imp/(kW·h)知,指示燈閃爍80次時(shí)電熱水壺消耗的電能W=kW·h=0.025kW·h=0.025×3.6×106J=9×104J,則電熱水壺的功率P==750W。

能力提升全練

6.B由題意可知,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P移到最右端時(shí),滑動(dòng)變阻器R與小燈泡L串聯(lián),電壓表測量滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓,則滑動(dòng)變阻器R兩端電壓UR=2V,由標(biāo)有“0.2A”的小燈泡正常發(fā)光且串聯(lián)電路中電流處處相等可知,流經(jīng)滑動(dòng)變阻器R的電流I=0.2A,由I=可得,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值R==10Ω,B正確,C錯(cuò)誤;由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源電壓一定大于2V,電路消耗的總功率一定大于0.4W,但不知道燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓,所以無法求得電源電壓,所以不能計(jì)算電路消耗的總功率,A、D錯(cuò)誤。故選B。

7.答案(1)如圖所示(2)A(3)小燈泡處斷路R0處短路(4)0.380.71.216

解析(1)滑動(dòng)變阻器按“一上一下”連入電路中,電流表A2與定值電阻R0串聯(lián)后與小燈泡并聯(lián),電流表A1接在干路上。(2)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于阻值最大處,即A端。(3)電流表A1測干路電流,電流表A2測定值電阻中的電流,正確連接電路后閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,兩電流表有示數(shù)且相同,說明小燈泡L所在支路無電流通過,則故障可能是小燈泡處斷路或R0處短路。(4)定值電阻R0阻值為10Ω,小燈泡的額定電壓為3.8V,小燈泡在額定電壓下正常發(fā)光,則定值電阻R0兩端的電壓為3.8V,由歐姆定律可知,電流表A2示數(shù)為I'==0.38A;由圖丙可知,電流表A1選用大量程,分度值為0.1A,示數(shù)為0.7A,由并聯(lián)電路中的電流規(guī)律可知,小燈泡的額定電流為I=0.7A-0.38A=0.32A,則小燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.32A=1.216W。

8.答案(1)如圖所示(2)L2斷路(3)光能(4)見解析

解析(1)由圖A可知,電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成,則電源電壓為3V,所以電壓表選用0~3V的量程,并聯(lián)在L2兩端,測量L2兩端電壓;(2)兩燈均不發(fā)光,說明電路可能斷路,電壓表有示數(shù)且接近電源電壓,說明電壓表兩接線柱與電源正、負(fù)極之間的電路完好,因此故障可能是L2斷路;(3)燈泡工作時(shí),將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能;(4)由Q=cmΔt=cρVΔt可知,在Q、V相同時(shí),乙醚的比熱容c和密度ρ的乘積最小,所以Δt最大,即兩瓶中溫度計(jì)升高溫度之差最大,所以乙方案最明顯。

素養(yǎng)探究全練

9.答案(1)A(2)B(3)1.25小燈泡的電阻隨其兩端電壓的增大而增大(4)U1·

解析(1)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處,即A端。(2)由圖乙可知,電壓表使用0~3V的量程,分度值是0.1V,示數(shù)是1.8V,要測量小燈泡的額定功率應(yīng)使小燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V,即增大小燈泡兩端的電壓,減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,所以要使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小,故滑片向B端移動(dòng)。(3)由圖丙知,小燈泡的額定電流是0.5A,所以小燈泡的額定功率P額=U額I額=2.5V×0.5A=1.25W。由圖丙知,小燈泡兩端的電壓為1.0V、1.5V、2.5V時(shí),小燈泡中的電流分別為0.3A、0.4A、0.5A,根據(jù)歐姆定律得,小燈泡的電阻分別為R=≈3.3Ω,R'==3.75