人教版九年级下册物理 电功率单元测试卷(解析版)

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人教版九年级下册物理电功率单元测试卷(解析版)
一、初三物理电功率易错压轴题(难)
1.
22'
'
B0
()
==
U U U U
P
R U R
-
额额

下面是小溪所做的电学实验:
(一)探究电流与电阻的关系。

(1)小溪用5Ω、10Ω、15Ω和20Ω四个电阻、电压恒为4.5V的电源、“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材连接成部分实验电路,实验过程中控制电阻两端的电压2V不变。

请用笔画线代替导线把电路补充完整;______
(2)正确连接电路后开始实验。

小溪发现换上______Ω的电阻后,移动滑片,电压表示数始终不能达到需要控制的电压值,不能完成实验。

为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,他应该适当______(填“增大”或“减小”)控制的电压值;通过实验数据可以得出的结论是:______一定时,导体中电流与电阻成______。

(二)测量小灯泡的额定功率。

(3)小溪按乙图连接电路,测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率,她使用了电压表的小量程,调节变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出此时电流表的示数为0.2A,求出小灯泡的电阻为______Ω,并利用公式
2
U
P
R
=额

求出了小灯泡的额定功率。

然后她又换用电压表的大量程,调节变阻器滑片,使电压表示数为3.8V时,电流表示数如图丙所示为______A,小灯泡的额定功率为______W。

小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异,根本原因是______;
(4)小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。

电路如图丁所示(电源电压为6V,滑动变阻器规格为“20Ω 1A”)。

请把下面的实验步骤补充完整:
①只闭合开关S和S2,调节变阻器的滑片,使电压表V2的示数为______V,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关______,保持滑片P的位置不动,此时V1的示数为1V,V2的示数为2V;
③该灯泡的额定功率P额=______W。

【答案】见解析 20 增大电压反比 10 0.3 1.14 灯的电阻随温度的变化而变化
3 S和S1 0.6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表测量电阻两端的电压,由于实验过程中控制电阻两端的电压为2V 不变,则电压表接小量程,如图所示
(2)[2]当接入20Ω的电阻时,移动滑动变阻器的滑片,使滑动变阻器接入阻值最大,此时滑动变阻器两端电压最大,定值电阻两端电压最小,由于滑动变阻器的最大阻值与电阻的阻值相等,则它们两端电压相等,此时电阻两端最小电压为
min 4.5V 2.25V 22
U U === 所以小溪发现换上20Ω的电阻后,移动滑片,电压表示数始终不能达到需要控制的电压值,不能完成实验。

[3]为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验,根据U I R =
以及串联分压的特点可知,他应该适当增大控制的电压值。

[4][5]通过多次实验得到的数据以及实验现象可以得出的结论:当电压一定时,导体中电流与电阻成反比。

(3)[6]调节滑动变阻器滑片,是电压表示数为2V ,读出此时电流表的示数为0.2A ,由U I R
=可得小灯泡的电阻 2V 10Ω0.2A
U R I === [7]调节变阻器滑片,使电压表示数为3.8V 时,电流表如图丙所示选择的分度值为0.02A 的小量程,示数为0.3A 。

[8]小灯泡的额定功率
L L 3.8V 0.3A 1.14W P U I ==⨯=
[9]根据公式2U P R =额额求出小灯泡的额定功率,小溪发现两次得到的额定功率值有较大差异,根本原因是灯的电阻随温度的变化而变化。

(4)[10][11][12]实验步骤:
①只闭合开关S 和S 2,调节变阻器的滑片,使电压表V 2的示数为3V ,此时小灯泡正常发光;
②只闭合开关S 和S 1,保持滑片P 的位置不动,此时V 1的示数为1V ,V 2的示数为2V ; ③在①中电压表V 2测灯的电压,在①中电压表V 1测滑片以左电阻R 左的电压由串联电压规律可得滑片以右电阻R 右的电压
6V 1V 2V 3V U =--=右
因滑动变阻器的最大阻值为20Ω,根据串联电流规律,通过变阻器滑片以左和以右的电流相等,根据U I R
=有 =U U R R 右左右左

3V 1V 1=20ΩR R R =-右右
左 解得:R 右=15Ω,故在第1次操作中,由串联电路电压规律可知变阻器的电压
6V 3V 3V U =-=滑
电路中电流即灯的额定电流
L 3V 0.2A 15Ω
U I R '=
==滑右 所以灯泡的额定功率
2.P 额=U 额I 1=22()
U U U U U U R R --⋅=额额额额利用如图所示的电路探究电流跟电压的关
系,电源电压为6V 不变.
(1)按图甲,在图乙中把接错的一根导线打上“×”,再画线把它改到正确的位置上. (_____)
(2)正确连接电路后,再闭合开关,移动滑片,发现电压表和电流表的示数均为0;继续移动滑片,当两电表指针刚好偏转且稳定时,其示数见序号3,继续实验,数据见序号4和序号5.
数据序号
1 2 3 4 5 电压/V 0 0 1 2 3
电流/A000.10.20.3
①根据第5组数据,在图丙中用“↑”标出电流表指针所在的位置.
(_____)
②由序号1、2两组数据可判断,该电流故障为________(选填“R1接触不良”、“R2断路”或“R2短路”).
③序号3、4、5三组数据表明:在导体的________一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比.
④根据表中数据计算,滑动变阻器接入电路的最大阻值为________Ω,滑动变阻器消耗的功率变化了________W.
【答案】R1接触不
良电阻500.4
【解析】
【分析】
(1)测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压,即与定值电阻并联,电流表测定值电阻电流与其串联。

(2)①图丙中电流表接的是0.6A量程,分度值为0.02A,第5组数据中电流为0.3A,电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置;
②由序号1、2两组数据中电流表示数为0,电压表也为0,可判断电路为断路;
③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的,所以导体电阻没有变化,通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
④依据串联分压原理,定值电阻R2电压最小时,滑阻分的电压最大,此时滑阻R1阻值最大,也就是说第三组数据时滑阻R1阻值最大。

从电源电压6V里减去定值电阻R2的电压,得到滑阻R1电压,由于R2与R1串联,电流相等为0.1A,根据欧姆定律可计算滑阻阻值,利用公式P=I2R可计算滑阻电流在0.1A和0.3A时的功率,然后大功率减去小功率就是功率变化值。

【详解】
(1)测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压,即与定值电阻并联,电流表测定值电阻电流与其串联,由图可知,电压表与定值电阻串联,电流表与定值电阻并联了,只改一根导线,应将定值电阻右侧连接电流表的导线接到电压表的左侧接线柱上即可;
(2)①图丙中电流表接的是0.6A量程,分度值为0.02A,第5组数据中电流为0.3A,电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置;
②由序号1、2两组数据中电流表示数为0,可判断电路为断路,电压表也为0,说明不是和电压表并联的电阻断路,和电压表并联的电阻断路时电压表示数应该接近电源电压,所以是“R1接触不良”;
③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的,所以导体电阻没有变化,通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比;
④根据串联电路分压特点得:U1=U-U2=6V-1V=5V
R1最大为:1
1
5V
50Ω0.1A
U
R
I
===;
此时最小功率:P1=I2R1=(0.1A)2×50Ω=0.5W
当第5次时,滑阻电压为:U′=6V-3V=3V
此时电流为:I=0.3A
最大功率为:P1′=U′×I=3V×0.3A=0.9W
滑动变阻器消耗的功率变化了:P1′-P1=0.9W-.5W=0.4W。

3.P额=U0I额=R0(I−I额)I额小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路.
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的_____(“A”或“B”)端.
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1=_____A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1=_____Ω,测量小灯泡电阻的方法是_____(选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1=_____W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是_____.
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
【答案】B 0.2 5 等效替代法 0.2 D
【解析】
【分析】
(1)为了保护电路,闭合开关S2前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处;
(2)根据电流表选用的小量定分度值读数;
(3)根据等效替代法求电阻大小;
(4)根据P1=I12R L求小灯泡的实际功率;
(5)由于灯泡的阻值不是定值,会随温度的升高而变大,所以,根据P=I2R分析额定功率P0的变化.
【详解】
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B 端.(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,I1=0.2A;(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1=5Ω,测量小灯泡电阻的方法是等效替代法;
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1=I12R L=(0.2A)2×5Ω=0.2W;
4.P额=U L I=5V×0.3A=1.5W.小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中,使用的小灯泡额定电压为2.5V.
(1)在检查实验仪器时,发见电流表指针如图乙所示,则应对电流表进行____;
(2)图甲是他未连接好的实验电路,用笔画线代替导线帮他连接好实验电路.(要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮)
____
(3)检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数.则小灯泡不亮的原因可能是____.
(4)问题解决后,继续进行实验,闭合开关,发现电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向____(选填“C“或“D“”)端滑动,直至电压表示数为____V,若此时电流表的示数为0.30A,则小灯泡的额定功率为____W.
(5)若两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的电压U与电流I的关系曲线如图丁所示,
由图可知,L2的额定电流为____A,额定功率为____W;如果将L1和L2串联后接在220V的电源上,则L2的实际功率为____W.
【答案】调零滑动变阻器阻值接入电路的阻值过大 D
2.5 0.75 0.5 110 24
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图乙知道,电流表指针没有指在零刻度线上,所以在使用该电流表之前应对电流表进行机械调零,使指针指在零刻度线上;
(2)由图甲知道,电路图中只有滑动变阻器没有接入电路,由于要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,即此过程连入电路的电阻变小,电路的电流变大,所以,根据“一上一下”的原则,应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图:
(3)根据题意知道,闭合开关,电压表与电流表都有示数,则说明电路不存在断路,灯泡也没有发生短路,灯泡不发光的缘故应是:闭合开关时,滑片置于阻值最大处,没有调节,使接入电路的阻值过大,电路电流过小,灯泡由于实际功率过小而不发光.
(4)由图丙知道,电压表选用的是小量程0-3V,分度值是0.1V,所以示数是1.2V,因为灯在额定电压是2.5V,所以,应增大灯的电压,由分压原理知道,应通过减小变阻器连入电路中的电阻大小,使变阻器分得的电压减小,所以滑片向D移动,直到电压表示数为2.5V;灯泡正常发光时,若电流表的示数为0.30A,则由P=UI知道,小灯泡的额度功率是:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)由题意和图丁知道,当电压为220V时,L2的额定电流是0.5A,由P=UI知道,L2的额定功率是:P=UI2 =220V×0.5A=110W;
若两电阻串联时,则流过两电阻的电流相等,且总电压应为220V,由U-I图象知道,当
I1=I2=0.3A时,L1的电压为140V,L2的电压为80V,符合串联电路的电压特点,所以串联后接在220V的电源上时,电流应是0.3A,此时L2的实际功率是:P=U2I2′=80V×0.3A=24W.【点睛】
5.P m=R0I1×(I2﹣I1)。

在测量小灯泡电功率的实验中,已知灯泡额定电压U额=2.5V,电源电压保持不变。

(1)用笔画线代替导线把甲图电路连接完整。

(_______)
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,此时电流表示数(如图乙)为___A,则小灯泡的额定功率是________W。

(3)如果没有电压表,用如图丙所示电路也可测小灯泡的额定功率。

其中,定值电阻的阻值为R0。

先断开开关S2、闭合开关S、S1,调节滑动变阻器,使电流表的示数为v;再保持变阻器滑片的位置不变,只断开开关________、闭合其它开关,读出电流表示数为I,灯泡额定功率的表达式为P额=___________(用R0、U额、I的代数式表示)。

【答案】 0.28 0.7 S1U额(I-
U
R

)
【解析】
【详解】
(1)将变阻器的最大阻值连入电路中,连接变阻器的左下方接线柱,如下图所示:
(2)调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,电流表选用小量程,分度值为0.02A,此时电流表示数(如图乙)为0.28A,则小灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
6.小灯泡的实际电流是额定电流一半时(0.15A)对应的电压约为1V,灯的实际电功率P=⨯=,则P1大于P2.小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功为:21V0.15A0.15W
率,设计并连接了如图甲所示的部分实验电路。


(1)请你添加一条导线,将图甲所示的实物图补充完整,并使滑动变阻器的滑片P右移时接入电路的阻值变大 _______________。

(2)闭合开关为S1,将开关S2扳向____(填“1”或“2”),调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1=____A。


(3)将开关S2扳向另一端,保持________的阻值不变,调节________的阻值R,使电流表的示数仍为I1。

(4)若此时R=7.0 Ω,小灯泡的实际功率P1=____W。

(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系。

你认为最有可能的是(____)。

A.P0=2P1
B.P0=3P1
C.P0=4P1
D.P0=5P1
【答案】10.20滑动变阻器电阻箱0.28B
【解析】
试题分析:(1)滑动变阻器的滑片P右移时接入电路的阻值变大,说明滑动变阻器将左下接线柱接入了电路中,滑片向右移动时,离下接线柱越远,接入电路中的电阻值越大。

(2)此实验是先将灯泡接入电路,测量出流过的电流值,再将变阻箱接入电路中,调节变阻箱的电阻,使得电流值仍为刚才电流值,则电阻箱的电阻值就是灯泡的电阻。

因此,闭合开关S1,将开关S2板向1,调节滑动变阻器使电流表的示数为I1,电流表0--0.6A,
I1=0.2A。

(3)将开关S2扳向另一端,保持滑动变阻器的阻值不变,调节变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1。

(4)若此时R=7.0Ω,小灯泡的实际功率P1=I2R=(0.2A)2×0.7Ω=0.28W。

(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假定灯泡电阻不变,则额定功率P0=(2I1)
2R=4I12R=4P1,但是灯泡的电阻随着温度的升高而增大,因此P0﹥4P1,最有可能的是选项D。

【考点定位】测量灯泡的功率
7.重点是测量小灯泡电功率的实验,注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路,并能根据电路要求具体选择接线柱,闭合开关前应调整到阻值最大端,电流表读数时,看清楚所用量程,搞清楚分度值,再进行读数等。

小聪利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5v的小灯泡的额定功率。

(1)请用笔画线代替导线,将图甲的实物图连接完整,要求滑动变阻器画片P向右移动时小灯泡变亮___。

(2)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数不为零,电压表示数为零,则故障可能是由于小灯泡________引起的。

(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率时_______W。

在实际测量中,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,则所测小灯泡的额定功率偏_______。

(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。

①只闭合开关S和,调节________,使电压表的示数为2.5V。

②只闭合开关__________,调节,使电压表的示数仍为2.5V。

③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,则小灯泡额定功率的表达式P额=_____________(用U
、R0、U1、U2表示)。


【答案】见解析短路 0.6 大 S和·
【解析】(1)根据要求:滑动变阻器画片P向右移动时小灯泡变亮,所以应连接滑动变阻器的右下,即B接线柱到灯泡的左端,如图:
(2)连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表示数不为零,说明电路是通的,电压表示数为零,可能电压表被短路了,所以故障可能是由于小灯泡短路引起的。

(3)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表使用小量程,分度值为0.02A,电流为0.24A,则小灯泡的额定功率为:

在实际测量中,电压表有示数时内部有微弱的电流通过,如果考虑这个微弱电流的影响,即电流表的示数会大于灯泡的实际电路,所以所测小灯泡的额定功率偏大。

(4)利用如图丙所示的电路也可以完成该实验,请完成下列填空(电源电压不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大电阻为R0)。

①只闭合开关S和,调节R2,使电压表的示数为2.5V,即电压为灯的额定电压。

②只闭合开关S和,调节,使电压表的示数仍为2.5V,此时R1与上次灯泡是等效的。

③接着将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1,即电源电压为U1;
再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,此时R2两端的电压为:,电流为:;
根据欧姆定律得R1此时的电阻为:
所以小灯泡额定功率的表达式为:。

8.本题是测灯泡电功率的实验,考查了电路连接、故障分析、电表的读数和电功率的计算等,伏安法测电阻、功率、探究电流与电压和电阻关系几个实验有相似之处,我们要学会总结。

小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻,选择一些器材连接了如图甲所示电路.
(1)同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验,其原因是_____.并且电路连接也有错误,如果此时闭合开关,小灯泡_____(选填“发光”或“不发光”),电压表
_____(选填“有示数”或“无示数”).请你在接错的那根导线上打“×”,并另画一根导线,使电路连接正确.
(_____)
(2)小明重新选择合理器材,将电路改接正确后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡正确发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω.(3)小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流,并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U 图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而_____.在这个图象中,横轴应该表示的是_____(选填“电压”或“电流”)
(4)上述实验结束后,小明又设计了如图丁所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率.已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V.
②_____(填三个开关闭合与断开情况),移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为
_____V,这时小灯泡正常发光.
③闭合开关S、S2,断开S1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V.
④小灯泡的额定功率P额=_____W.
【答案】电源电压低于灯泡的额定电压不发光有示数
10增大电流闭合S、S12断开S2
0.5
【解析】
【分析】
(1)测灯的额定功率,灯的电压要高于灯的额定电压;分析电路的连接确定两表的示数;
根据电路连接错误之改正;
(2)根据电流表小量程读数,由欧姆定律求电阻大小;
(3)灯丝的电阻随温度升高而增大.根据欧姆定律,电压的增加量应大于电流的增加量;
(4)先测出电源电压U ;只用电压表来测量额定电压为2.5V 的小灯泡的额定功率,首先应使灯正常发光,通过开关的转换,使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联,根据串联电路电压的规律,当电压表示数为U=2.5V 时,灯正常发光,在③中,根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小,根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即,
根据P UI = 可求小灯泡的额定功率P 额.
【详解】
(1)电源电压为3V ,小于灯的额定电压,故选的器材不能完成此实验;原电路中,电压表串联在电路中,电路中几乎没有电流,电流表将变阻器串联了,此时闭合开关小灯泡不发光,电压表与电源连通,电压表有示数;电流表应串联在电路中,电压表与灯并联,如下左图所示:
(2)此时电流表示数如图乙所示,图中电流表选用小量程,分度值为0.02A ,则小灯泡正常发光时的电阻是: 3.8V 10Ω0.38A
U R I === ; (3)并根据所测得数据绘制了小灯泡的I ﹣U 图象,如图丙所示,根据图象可知电流与电压并不成正比,原因是灯丝的电阻随温度升高而增大.根据欧姆定律的变形公式:U R I
= ,因灯丝的电阻随温度升高而增大,故电压的增加量应大于电流的增加量,如上左图所示,在这个图象中,横轴应该表示的是电流;
(4)根据上面的分析,具体步骤:
①闭合开关S 、S 2,断开S 1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V ; ②闭合S 、S 1,断开S 2,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为2V ,这时小灯泡正常发光;
③闭合开关S 、S 2,断开S 1,保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V . 在①中,电源电压为U =4.5V ,在②中,灯与滑片以下电阻丝R 滑下的电阻串联,电压表测其电压,当电压表示数为2V ,根据串联电路电压的规律,灯的电压:
4.5V 2V 2.5V L U U U 滑下=﹣=﹣= ,灯正常发光;
在③中,电路中只有变阻器,根据串联电路电压的规律,滑片以上电阻丝的电压为:
3 4.5V 3V 1.5V U V ﹣=﹣= ,根据分压原理,12R R 滑下滑上:=:
,因变阻器的总电阻为15Ω,故10ΩR 滑下=
,由欧姆定律和串联电路电流的规律,通过变阻器的电流即灯的额定电流:2V 0.2A 10Ω
L U I R ===滑下滑下 ,
④小灯泡的额定功率 2.5V 0.2A 0.5W L L P U I 额===.
故答案为(1). 电源电压低于灯泡的额定电压 (2). 不发光 (3). 有示数 (4). 10 (5). 增大 (6). 电流 (7). 闭合S 、S 1 (8). 2 (9). 断开S 2 (10). 0.5
9.【考点定位】测定小灯泡的电功率如图所示是探究小组在科技节上设计的保温箱的简易图,图中L 是温度传感器,电阻不计,作用相当于一个开关,当温度高于某一设定值时,传感器发出信号,电源断开,停止加热;当温度低于某一设定值时,传感器发出信号,接通电源加热,从而使箱内的温度保持在一定范围内.将温度传感器L 和一段阻值为32Ω的电热丝接入电源电压恒为24V 的电路中(假设电热丝阻值不随温度变化).
(1)保温箱的外壳要选用的材料是_____(选填“热的不良导体”或“热的良导体”); (2)电路工作时,通过电热丝的电流是_____A ;电热丝工作1min 消耗电能_____J ; (3)为了保证某种菌种的培养,保温箱的发热功率需调整为12W ,在不改变电源电压和原电热丝的情况下,应在箱内_____(选填“串”或“并”)联一段阻值为_____Ω的电热丝.
【答案】热的不良导体 0.75 1080 串 16
【解析】
试题分析:(1)保温箱是为了不让热量传出来,所以外壳要用热的不良导体来做;(2)由题意可知,电路工作时,通过电热丝的电流为I=U/R=24V/32Ω=0.75A ;电热丝工作lmin 消耗电能W=UIt=24V×0.75A×60s=1080J ;(3)调整前电热丝的发热功率为P=I 2R=18W ,调整为12W 时,需要增大总电阻,所以应串联一个电阻,当电功率为12W 时,总电阻为R 总=(24V )2/12W=48Ω,故串联的电阻为48Ω-32Ω=16Ω.
10.在测量小灯泡的电功率后,同学们进一步思考:在电流一定时,小灯泡的功率跟电阻有什么关系呢?实验小组利用如图甲所示电路,选用三个额定电流在0.3A 左右的小灯泡L 1、L 2、L 3进行探究.
次数 灯泡 I/A U/V R /Ω P/W
1L1
2L2 1.680.32
0.2
3L3 2.4120.48
(1)他将灯L1接入图甲电路,请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整.
(2)闭合开关,移动滑动变阻器滑片P时发现灯不亮,电流表没有示数,电压表有明显的示数,则发生故障的原因可能是;
(3)排除故障,检查电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P,使电流表示数为0.2A,此时电压表示数如图乙所示,为 V,则灯L1的电阻是Ω,实际功率是 W;
(4)一位同学在上述实验电路中直接拆下灯L1改换成灯L2,此时观察到电流表示数变小,为保持电流表示数为0.2A,应将滑动变阻器滑片P向(选填“A”或“B”)端移动,该同学直接拆接存在操作错误,正确的操作是:拆接电路时开关必须,滑动变阻器调到最大值.
(5)分别正确换接灯L2、L3做实验,保持电流表示数为0.2A,分别测出等L2、L3,两端电压.计算出灯L2、L3的电阻和实际功率,并将实验数据记录在表中,分析表中数据得出结论:电流一定时,小灯泡的实际功率跟电阻成的关系.
【答案】(1)实物图连线如下图所示;(2)小灯泡断路;(3)0.8;4;0.16;(4)A;断开;(5)正比
【解析】
试题分析:(1)因三个小灯泡额定电流在0.3A左右,故电流表选用小量程,实物图连线如上图所示;(2)移动滑动变阻器滑片P时发现灯不亮,电流表没有示数,说明电路断路或电路的总阻很大;电压表有明显的示数,说明电压表与电源连通,所以故障的原因可能是灯泡断路了;(3)电压表小量程为0.1V,示数为0.8V,灯的电阻
R=U/I=0.8V/0.2A=4Ω,灯的实际功率P=UI=0.8V×0.2A=0.16W;(4)电流表示数变小,要保持电流大小不变,根据欧姆定律,要增大电路中的总电阻,所以应增大滑变阻器连入电路中的电阻,所以,滑片向A端移动;该同学直接拆接存在操作错误,正确的操作是:拆接电路时开关必须断开,滑动变阻器阻值调到最大值;(5)纵向比较表中数据,可得出,在电流不变的情况下,电阻是原来的几倍,电功率变为原来的几倍,即电流一定时,。

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