2027年通成学典课时作业本九年级物理下册苏科版江苏专版第9页答案
6 小华做“测量小灯泡的功率”实验,并探究小灯泡亮度与功率的关系,电源电压为4 V且保持不变,小灯泡额定电压为2.5 V,滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”的字样。
(1)如图甲所示是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路,请指出图中在器材操作上存在的不妥之处:
连接电路时开关没有断开
。纠正错误,继续实验。

(2)记录与处理实验数据的表格(部分)如表所示,表中A处和B处内容分别是
灯泡的功率P/W
和
灯泡的亮度
。
(3)实验中测出在U=2.0 V时的功率后,要测量小灯泡的额定功率,滑动变阻器的滑片应向
右
移动;当电压表的示数达到额定电压时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为
0.8
W。
(4)小明认为(2)中表格内数据不是真实的。你
同意
(同意/不同意)小明的观点,写出你判断的依据:
通过计算得出滑动变阻器连入电路的电阻为 30 Ω,大于滑动变阻器的最大电阻值
。
(5)最后,老师要求同学们用量程为“0~3 V”的电压表、电压恒为6 V的电源(其他器材符合实验要求),测出只标有“3.8 V”字样小灯泡正常发光时的电功率,下面是同学们设计的实验电路图,合理的是
B
。

答案

6. (1) 连接电路时开关没有断开 (2) 灯泡的功率P/W 灯泡的亮度 (3) 右 0.8 (4) 同意 通过计算得出滑动变阻器连入电路的电阻为 30 Ω,大于滑动变阻器的最大电阻值 (5) B

解析

【分析】
解题思路:本题围绕“测量小灯泡的功率”实验展开,需结合电路操作规范、实验目的、串联电路规律、滑动变阻器使用等知识逐一分析各小问:
1. 第(1)问:连接电路时需保证开关断开以保护电路,据此判断操作不妥之处;
2. 第(2)问:结合实验“测功率+探究亮度与功率关系”的目的,确定表格需记录的物理量;
3. 第(3)问:要使灯泡电压达到额定值,需根据串联分压规律调整滑动变阻器电阻,判断滑片移动方向;结合电流表读数计算额定功率;
4. 第(4)问:通过计算滑动变阻器所需电阻,与其最大阻值对比,判断实验数据是否真实;
5. 第(5)问:结合电压表量程限制,利用串联分压原理分析合理电路,选择正确选项。
【解析】
(1) 连接电路时,为防止短路损坏元件,开关应处于断开状态,图中准备接入最后一根导线时开关未断开,故不妥之处为:连接电路时开关没有断开。
(2) 实验目的是测量小灯泡功率并探究亮度与功率的关系,因此表格中A处需记录小灯泡的功率(单位为W),即A为“灯泡的功率P/W”;B处需记录灯泡的亮度,即B为“灯泡的亮度”。
(3) 要测量额定功率,需使小灯泡两端电压从2.0V增大到额定电压2.5V,根据串联电路分压规律,滑动变阻器接入电阻应减小,因此滑片应向右移动;电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.32A,额定功率P=U额I=2.5V×0.32A=0.8W。
(4) 同意小明的观点。假设实验中某组数据(如小灯泡电压为1V时),电源电压4V,则滑动变阻器两端电压U滑=4V-1V=3V,若电路电流为0.1A,此时滑动变阻器接入电阻R滑=U滑/I=3V/0.1A=30Ω,而滑动变阻器最大阻值为20Ω,30Ω>20Ω,因此该数据不是真实的。
(5) 小灯泡额定电压为3.8V,电压表量程0~3V无法直接测灯泡电压,需利用串联分压:当滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V时,灯泡正常发光,因此合理的实验电路图为B选项。
【答案】
(1) 连接电路时开关没有断开 (2) 灯泡的功率P/W;灯泡的亮度 (3) 右;0.8 (4) 同意;通过计算得出滑动变阻器连入电路的电阻为30 Ω,大于滑动变阻器的最大电阻值 (5) B
【知识点】
测量小灯泡的电功率;串联电路分压规律;滑动变阻器的使用
【点评】
本题为电学综合实验题,涵盖电路操作规范、实验表格设计、额定功率计算、实验数据合理性判断及特殊方法测电功率等考点,综合性较强,需学生熟练掌握串联电路规律与实验操作要点,对知识应用能力要求较高。
【难度系数】
0.4
7 新素养 科学探究 实验室提供电源(电压不变且未知)、已知阻值的定值电阻$R_0$、滑动变阻器、电阻箱$R$、若干开关和导线,只利用电流表或电压表作为测量工具,设计测量小灯泡额定功率的电路图,已知小灯泡的额定电压($U_{额}$),在不拆改电路的情况下不能测出小灯泡的额定功率的方案是 (
C
)

答案

7. C

解析

【分析】要测量小灯泡的额定功率,需依据公式$P_{额}=U_{额}I_{额}$,即需让小灯泡两端电压为额定电压$U_{额}$,同时测出此时通过小灯泡的额定电流$I_{额}$。需逐一分析各选项电路,判断是否满足这两个测量条件。
【解析】
1. 选项A:开关$S$闭合后,调节滑动变阻器使小灯泡$L$两端电压为$U_{额}$(正常发光),电流表可直接测出此时通过$L$的电流$I_{额}$,代入公式即可计算额定功率,方案可行。
2. 选项B:开关$S$接$b$时,调节滑动变阻器使电压表$V$示数为$U_{额}$,此时$L$正常发光;保持滑动变阻器滑片不动,将$S$接$a$,调节电阻箱$R$使电压表示数仍为$U_{额}$,此时电阻箱阻值等于$L$正常发光的电阻,结合$I_{额}=\frac{U_{额}}{R}$可算出额定电流,进而求额定功率,方案可行。
3. 选项C:无论开关如何切换,均无法同时满足测量条件:若$L$与$R_0$并联,二者电压相同但电流独立,无法通过$R_0$的电流得到$L$的电流;若$L$与$R_0$串联,电源电压未知,无法确定$L$两端电压是否为$U_{额}$,因此无法测出额定功率,方案不可行。
4. 选项D:开关$S$闭合后,调节滑动变阻器使电压表$V_1$示数为$U_{额}$($L$正常发光),此时电压表$V_2$测$R_0$两端电压$U_0$,电路电流$I=\frac{U_0}{R_0}$,代入公式$P_{额}=U_{额}·\frac{U_0}{R_0}$即可计算额定功率,方案可行。
【答案】C
【知识点】电功率测量、电路设计、欧姆定律应用
【点评】本题考查利用电表和定值电阻测量小灯泡额定功率的实验设计,需结合串并联电路特点,明确额定功率的测量原理,分析各方案的可行性,是对科学探究能力的综合考查。
【难度系数】0.3