2020年科学中考《测电功率实验》专题

电功率(4)

1．小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关，于是找来额定电压是2.5V、电阻约为10Ω的小灯泡L，按照图甲所示的电路，将其接在电源电压为6V的电路中开始探究。

（1）请用笔画线代替导线，根据图甲所示的电

路图，完成图乙所示实物图的连接。

（2）小明正确连接电路后，闭合开关，发现灯

泡特别亮，此时电流表、电压表都有示数，出现

该现象的原因可能是。

（3）小明移动滑动变阻器的滑片P，记下三组数

据如表，其中当电压表的示数为2V时，电流表的示数如图丙所示，这时通过小灯泡的电流是A。

实验次数电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度

1 2.0 暗

2 2.5 0.25 亮

3 2.8 0.26 很亮

分析如表，可以发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由（填“实际功率”或“额定功率”）决定的。小灯泡正常工作时的电功率为。

（4）完成上述实验后，小明认为把灯L换成定值电阻，该实验可以用来探究“电流跟电压、电阻的关系”，于是继续进行下面的实验。在探究“电流与电阻的关系”的过程中，应控制不变。实验中小明将定值电阻由10Ω更换为20Ω时，闭合开关后，下一步的操作应当是使滑动变阻器的滑片向

（填“右”或“左”）移动。

2．为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V不变，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω1A”的R 2。

（1）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是

。（选填“R1”或“R2”）

（2）请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完

整。（要求：滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗）。

（3）电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不

亮，电流表有示数，电压表无示数，你认为造成这一现象的原因可能是。（选填字母）A．电流表断路 B．小灯泡短路 C．小灯泡灯丝断了 D．滑动变阻器短路

（4）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0～15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向移（选填“左”或“右”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W．测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该实验所测小灯泡电功率偏（选填“大”或“小”）。（5）根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，他根据多组实验数据描绘出的I﹣U 图象如图丙所示，主要原因是：灯丝电阻随温度而变化，若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1，则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系，你认为最有可能的是。

A．U0=1.5U1 B．U0=2U1 C．U0=3U1 D．U0=4U1

（6）有同学认为利用该电路也可以探究导体中电流和导体两端电压的关系，你认为这种说法

（选填“合理”或“不合理”），理由是。

3．学校实验室购买了一批质量合格标有“3.8V”的小灯泡，小明同学连接了如图1甲所示的电路，实验中各元件都完好，电源电压4.5V保持不变。

（1）小明同学连接的电路还有一根导线没有连接，请你用笔划线将电路连接好，要求：当滑动变阻器的

滑片向右移动，电压表示数变小。

（2）小明正确连接完最后一根导线后，闭合开关，发

现灯泡闪了一下不亮了，经检查灯泡烧坏了。小明对

老师说：小灯泡两端电压还没有达到3.8V怎么就烧坏

了呢？请你解释出现这种现象的可能原因：。

（3）小明更换同规格的灯泡后，移动滑动变阻器的滑

片，控制小灯泡两端电压达到不同值，将相关数据和

发光情况记录在表格中。当电压表的示数达到小灯泡

的额定电压时，电流表的示数如图1乙所示，则小灯

泡的额定功率是W。

（4）完成上述实验后，小明又将电路中的小灯泡换成发光二极管，其它元件均不更换，同样将发光二极管在不同电压下发光情况和相关数据记录在表格中。小明根据表中数据分别作出小灯泡和二极管的I﹣U 图象如图2所示。

电压/V 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8

小灯泡电流/A 0.23 0.24 0.25 0.27

亮度微弱弱暗较亮亮

电压/V 2.6 2.9 3.2 3.5 3.8

二极管电流/A 0.01 0.03 0.05 0.06 0.09

亮度弱暗较亮亮很亮

对比二者数据和图象，从电阻的角度看：小灯泡电阻随亮度增大而增大，发光二极管的电阻随亮度增大而。从功率的角度看：在相同电压下，发光二极管的功率小却比小灯泡更亮一些。发光二极管更亮一些的原因是。

4．小华做”测量小灯泡电功率”实验。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2. 5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表电压表开关各一个、规格分别为R1：“10Ω 1A”和R2“30Ω 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。

（1）小华设计了图甲所示的电路，她应选用的滑

动变祖器规格为（R1/R2）。

（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，

此时小华（能/不能）确定电路一定存在故障。

（3）如果电流表有示数，电压表无示数，则故障

原因可能是小灯泡（短路/断路）。

（4）确定电路正确后。移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U﹣I图象如图乙所示，当小灯泡正常发光时。小灯泡的额定功率为 W。

5．用标有“2.5V”小灯泡，进行“研究小灯泡的电功率”

实验。（允许加在小灯泡两端的最大电压

为1.2U额）

（1）进行实验：

①如图1是未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，

正确连接图中实物电路。

②如图2，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是A，灯泡额定功率是W。

（2）通过实验得到：灯泡实际功率越大，灯越亮。试从能量转化角度解释“灯泡实际功率越大，灯越亮”的原因。

（3）以小灯泡为例，用数据说明选用电流表0.6A而不用3A量程的理由。