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1、专题02 测定小灯的电功率（二） 第三部分 电源电压、小灯额定电压的判断及滑动变阻器等器材的选择问题【例题1】（2018上海中考）现有器材：电源（电压有2、4、6、8、10和12伏六档）、电流表、电压表和电键各两个，滑动变阻器（标有“20欧 2安”字样）、 待测小灯泡（标有“2.2伏”字样）和待测电阻RX各一个，以及导线若干。小华要做“用电流表、电压表测电阻” 实验，小红同时要做“测定小灯泡的电功率”实验，但由于变阻器只有一个，两位同学讨论后，设计实验方案并分配器材，然后使用各自分得的器材进行实验。实验中，小华发现电路中电流表的最小示数为0.2安；小红观察到当小灯泡正常发光时电流表的示数为0.
2、3安。（1）根据小华的实验的相关信息，（a）画出小华实验的电路图； （在答题纸的相应位置作图） （b）电流表示数最小时测得的电阻Rx= 欧。（2）根据小红的实验的相关信息，（a）计算出小灯泡的额定功率P额； 。（b）计算说明实验中小红选择的电源电压档位。 。【答案】（1）（a）见下图；（b）10。（2）（a）0.66瓦；图1【解析】（1）（a）小华做测电阻的实验，小红做测小灯泡功率实验，由于只有一个滑动变阻器，实验中，因待测小灯上标有“2.2V”字样，表示灯的额定电压为2.2V，小灯正常发光时，所需电压应该为2.2V，而电源电压为2V，4V，6V，8V，10V，12V六档，故小红实验中需要用滑
3、动变器来调节灯泡两端的电压为2.2V；而小华实验中可以不用滑动变阻器，根据R=U/I可知，只需改变电源电压即可进行多次测量，故小华实验的电路图如上图1所示。（b）在上面的电路中，当电源电压最小为2V时，电流表示数最小为0.2A，待测电阻得阻值： RxUX/IX=2V/0.2A10；（2）（a）小红观察到小灯正常发光时，电流表的示数为0.3安，小灯的额定功率： PULIL2.2V0.3A0.66W；（b）因小红实验中，灯正常发光，故电源电压U 2.2V小红实验中，灯与变阻器串联，当变阻器的最大电阻连入电路中时，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，电源电压最大值：UUL+ILR滑大2.2V+0.3A
4、208.2V，由得：小红实验中选择的电源电压档位为4V、6V、8V。 【例题2】（2015上海中考）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全且完好，电源的电压有2、4、6、8、10和12伏六档，滑动变阻器有A、B两个（A标有“10 1A”字样、B标有“20 2A”字样），待测小灯标有“2.5V”字样。小华选用电源的电压为6伏档，并选取一个变阻器进行实验。他正确连接电路且实验步骤正确，闭合电键时，发现小灯发光较亮，电压表、电流表的示数分别如图14（a）、（b）所示。（a） （b）图14 测定小灯的额定功率需要测量和记录的物理量是 ，判定该小灯正常发光的方法是 。 小华在实验中，选用的变阻器
5、是 （选填“A”或“B”）。 若要测出该小灯的额定功率，小华可采用的方法有：方法一 ；方法二 。【答案】额定电压、额定电流；观察到电压表的示数为2.5伏时，小灯正常发光；A；换用滑动变阻器B；调整电源电压至4伏档。 【解析】测定小灯的额定功率需要测量和记录的物理量是额定电压与额定电流，判定该小灯正常发光的方法是电压表示数为额定电压“2.5V”；由图示可知当变阻器的电阻最大值时，小灯泡的电压仍高于额定电压，所以小华在实验中，选用的变阻器是A；若要测出该小灯的额定功率，小华可采用的方法有：方法一是更换B滑动变阻器；方法二是更换4V档电源。 【例题3】小华同学做“测定小灯泡电功率”实验。待测小灯的额
6、定电压为“2.5V”或“4.0V”，滑动变阻器上标有“50 2A”，实验器材齐全且完好。他连接电路后，将变阻器的滑片置于一端，闭合电键，移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，电流表示数逐渐变大，电压表的指针始终处于图10所示位置。图10小华在连接电路时的主要问题是： 。请判断小灯的额定电压和电源电压，并说明理由。 。为了完成实验，小华同学需对电路连接进行的调整是： ；需对实验器材进行的调整是： 。【答案】将小灯与滑动变阻器并联了；小灯与滑动变阻器并联，U灯=U；小灯发光较暗，U灯U额所以U额=4.0伏，U=3伏；将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；换电压高于4伏的电源。
7、【解析】在移动滑片的过程中，观察到小灯发光始终较暗且亮度不变，电流表示数逐渐变大，电压表的指针始终处于图10所示位置，说明将小灯与滑动变阻器并联了，电压表的示数即电源电压为3伏。 小灯与滑动变阻器并联，小灯两端的电压U灯=U电，此时小灯发光较暗，说明小灯的实际电压小于额定电压U灯U额，所以U额=4.0伏，电源电压U=3伏。 为了完成实验，需对电路连接进行的调整是：将小灯与滑动变阻器串联，电压表并联在灯的两端；换电压高于4伏的电源。1（2019杨浦二模）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源三个（电压分别为2伏、6伏、8伏）、待测小灯（标有“0.3A”字样）、电流表、电压表（“015V”量程
8、已损坏）、滑动变阻器、电键及导线若干。小华选定某一电源连接电路进行实验，闭合电键后，发现小灯很亮。移动滑动变阻器的滑片，发现小灯更亮。（c）（b）（a）图20他经过思考，仅对原有实验器材进行了调整，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，闭合电键后，发现电流表、电压表示数分别如图20（a）、（b）所示。继续移动滑动变阻器的滑片，直至小灯正常发光，观察到电压表示数如图20（c）所示。根据小华实验的相关信息，请回答下列问题。 刚开始实验时发现小灯很亮的原因是 。 判定小灯正常发光的方法是 。 求滑动变阻器的最大阻值R以及小灯的额定电功率P额。 （请写出计算过程）【答案】电源电压很大。（移动滑片）观察到电
9、流表示数为0.3安时，小灯正常发光。20欧，1.14瓦。【解析】电源电压很大。（移动变阻器的滑片）观察到电流表示数为0.3安时，小灯正常发光。第二次实验时，刚闭合电键，电压表读数大于2伏，所以小华同学将电源电压从8伏调整至6伏。且移动滑片时，电压表示数变小，所以电压表并联在滑动变阻器两端。R=U/I=2.8伏/0.14安=20欧 小灯的额定功率：P额=U额I额=（6伏-2.2伏）0.3安=1.14瓦2.（2016长宁、金山二模）小明在做“测定小灯泡的电功率”的实验时，实验器材齐全并完好，其中：电源电压为4.5伏且不变，待测小灯泡L标有“2.5V”字样，滑动变阻器Rp有“20 2A”和“50 1
10、A”两种规格可选。他正确串联实验器材，闭合电键，逐步移动滑片P的位置，并观察电压表的示数，当电压表的示数分别高于、等于、低于2.5伏时，分别观察电流表的示数，并将实验数据记录在右表中。实验序号电压（伏）电流（安）12.00.1622.50.1433.00.12请画出小明同学连接的实验电路图。_小明实验中选用的滑动变阻器的规格为_，理由是_。请根据相关信息计算出小灯泡L的额定功率。（需写出计算过程）_【答案】电压表并联在变阻器的两端； “50 1A”；滑动变阻器两端电压为3伏时，滑动变阻器的阻值为25欧，大于20欧； 0.4瓦。【解析】因正确串联实验器材，电流增大时，灯的电压增大，根据串联电路电
11、压的规律，变阻器的电压减小，由表中数据知，电压表并联在变阻器的两端；由第4行数据，根据欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻：R=U/I=3伏/0.12安=25欧20欧，故小明同学实验中选用的滑动变阻器为“50 2A”；灯在额定电压2.5V时正常发光，根据第2行数据，当电压表示数为2V时，小灯两端的电压UL4.5V2V2.5V为额定电压，此时灯的电流为：I灯=0.16A，故灯的额定功率：PLULIL2.5V0.16A0.4W。3（2018黄浦二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好。电源电压有2、4、6和8伏四档，待测小灯为标有“2.5V”、“4.5V”字样中的一个，滑动变阻器
12、有“10 2A”和“5 3A”两种规格。小华选用电源的电压为6伏档，正确连接电路且使变阻器连入电路中的电阻最大，闭合电键时，小灯发光较刺眼，两电表指针所处位置如图15（a）、（b）所示。（a） （b） （c）图15判断所用滑动变阻器的规格并说明理由。 为了完成实验，小华拟对已有的电源档位或滑动变阻器规格进行调整，请分析其可行性，并写出具体的调整方案。 调整好后，小华重新按正确方法进行实验。当小灯正常发光时，电流表指针所处位置如图15（c）所示。请通过计算求出小灯的额定功率。 【答案】U滑U总U灯6伏2.8伏3.2伏 R滑U滑/I3.2伏/0.32安10欧，所以变阻器规格为“10 2A”。由于使
13、用“10 2A”变阻器，当连入电路电阻最大时，U灯最小大于U额，因此不能换“5 3A” 变阻器。因为U灯2.8伏时小灯发光较刺眼，所以U额小于2.8伏应为2. 5伏，应将电源换4伏档。p额U额I额2.5伏0.2安=0.5瓦。 说明：答案合理均得分。 【解析】正确连接电路，即变阻器与灯串联，电压表测灯的电压，且使变阻器连入电路中的电阻最大，两电表指针所处位置如图 （a）、（b） 所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.32A；电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.8V；小华选用电源的电压为6伏档，,闭合电键时，小灯发光较刺眼，说明灯两端的电压大于额定电压，U灯2.8
14、伏，故灯的额定电压为2.5V，由串联电路的规律和欧姆定律可得，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=（U-UV）/I =（6伏-2.8伏）/0.32安=10，故选用的滑动变阻规格为“10 2A”；灯在额定电压下正常发光，在（1）中，当变阻器的最大电阻连入电路中时，灯的实际电压仍大于灯的额定电压2.5V，说明变阻器的最大电阻太小，故只能选用电源的电压为4伏档；当小灯正常发光时，电流表指针所处位置如图 （c） 所示，由（1）知灯发光较刺眼时的电流为0.32A，故正常发光时的电流一定小于0.32A，由图（c） 知，电流表应选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.2A，则灯的额定功率为：P额=UIL=2.5V0.2A=0.5W。4.（2016嘉定、宝山二模）小张和小陈一起做“测定小灯泡的电功率”实验，实验室为他俩提供了若干节干电池，滑动变阻器有A、B 两个待选（A 标有“10 1” 字样、B 标
