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1[2025云南中考]同学们测量额定电压为2.5 V小灯泡的电功率。
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行
(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到
(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表
| 实验次数 | 小灯泡两端的电压 U/V | 通过小灯泡的电流 I/A | 小灯泡的亮度 |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | a | 0.30 | 正常发光 |
| 2 | 2.0 | 0.26 | 较暗 |
| 3 | 3.0 | 0.32 | 较亮 |
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为
(1)实验前,电流表指针位置如图甲所示,应对电流表进行
调零
。(2)同学们连接的电路如图乙所示,经检查发现A、E两点间的导线连接错误,应改接到
B、E(或D、E)
两点之间;更正错误后,将滑动变阻器的滑片置于最右
(填“左”或“右”)端。(3)闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器小灯泡都不亮,经检查发现小灯泡灯丝断了,此时电压表
有
(填“有”或“无”)示数。排除故障后继续实验,移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,继续调节滑动变阻器,使电压表示数低于、略高于小灯泡的额定电压。实验数据和现象记录如下表,表中a处的数据为2.5
。| 实验次数 | 小灯泡两端的电压 U/V | 通过小灯泡的电流 I/A | 小灯泡的亮度 |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | a | 0.30 | 正常发光 |
| 2 | 2.0 | 0.26 | 较暗 |
| 3 | 3.0 | 0.32 | 较亮 |
(4)分析表格中的信息可知小灯泡的额定功率为
0.75
W,小灯泡的实际功率越大
,小灯泡越亮。某同学通过计算不同电压下小灯泡电功率的平均值来减小误差,这种做法是错误
(填“正确”或“错误”)的。答案
1.(1)调零 (2)B、E(或D、E) 右 (3)有 2.5 (4)0.75 大 错误
【解析】(1)由题图甲可知,实验前电流表指针未指在零刻度线处,故应对电流表进行调零。(2)灯泡应该串联在电路中,所以将A、E两点间的导线改接到B、E(或D、E)两点之间;闭合开关前,滑动变阻器滑片应该置于最大阻值处,所以滑片应置于最右端。(3)若小灯泡灯丝断了,则电压表直接与电源相连,电压表有示数;小灯泡的额定电压为2.5 V,则小灯泡正常发光时其两端电压为2.5 V,即表格中a处的数据为2.5。(4)由表格数据可知,灯泡正常发光时通过它的电流为0.30 A,则灯泡的额定功率为$P_额=U_额I_额=2.5\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$;由表格数据知,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;灯丝电阻随温度的升高而增大,灯泡的电功率随着其两端电压的增加而增大,求不同电压下小灯泡电功率的平均值是没有意义的,故该同学的做法是错误的。
【解析】(1)由题图甲可知,实验前电流表指针未指在零刻度线处,故应对电流表进行调零。(2)灯泡应该串联在电路中,所以将A、E两点间的导线改接到B、E(或D、E)两点之间;闭合开关前,滑动变阻器滑片应该置于最大阻值处,所以滑片应置于最右端。(3)若小灯泡灯丝断了,则电压表直接与电源相连,电压表有示数;小灯泡的额定电压为2.5 V,则小灯泡正常发光时其两端电压为2.5 V,即表格中a处的数据为2.5。(4)由表格数据可知,灯泡正常发光时通过它的电流为0.30 A,则灯泡的额定功率为$P_额=U_额I_额=2.5\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$;由表格数据知,灯泡实际功率越大,灯泡越亮;灯丝电阻随温度的升高而增大,灯泡的电功率随着其两端电压的增加而增大,求不同电压下小灯泡电功率的平均值是没有意义的,故该同学的做法是错误的。
解析
【分析】
本题围绕测量小灯泡电功率的实验展开，需结合实验器材的使用规则、电路故障分析、额定功率计算等知识点逐步解题：
1. 实验前电表需调零，若指针未指零刻度线需先调零；
2. 电路连接需保证灯泡串联，滑动变阻器闭合开关前调至最大阻值处；
3. 灯丝断路时电压表串联测电源电压，小灯泡正常发光时电压为额定电压；
4. 额定功率为额定电压与额定电流的乘积，小灯泡亮度由实际功率决定，且小灯泡功率随电压变化，求平均值无意义。
【解析】
(1) 实验前电流表指针未指在零刻度线处，根据电流表使用规则，应对电流表进行调零。
(2) 测量小灯泡电功率时，灯泡应串联在电路中，原A、E间导线连接错误，需改接到B、E或D、E两点之间；闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，由图乙可知滑片在最右端时电阻最大，故置于最右端。
(3) 小灯泡灯丝断了，电压表串联在电路中，相当于测电源电压，因此电压表有示数；小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时两端电压为额定电压，故表格中a处数据为2.5。
(4) 小灯泡额定功率为额定电压与额定电流的乘积，即$P_额=U_额I_额=2.5\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$；由表格数据可知，小灯泡实际功率越大，亮度越高；小灯泡的功率随两端电压变化，求不同电压下电功率的平均值无实际意义，故该做法错误。
【答案】
(1)调零 (2)B、E(或D、E) 右 (3)有 2.5 (4)0.75 大 错误
【知识点】
测量小灯泡的电功率、电流表的使用、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为中考常规实验题，全面考查测量小灯泡电功率实验的操作要点、故障分析、额定功率计算及对小灯泡功率特性的理解，是电学实验的核心基础题型，需熟练掌握实验原理与操作规范。
【难度系数】
0.7
本题围绕测量小灯泡电功率的实验展开，需结合实验器材的使用规则、电路故障分析、额定功率计算等知识点逐步解题：
1. 实验前电表需调零，若指针未指零刻度线需先调零；
2. 电路连接需保证灯泡串联，滑动变阻器闭合开关前调至最大阻值处；
3. 灯丝断路时电压表串联测电源电压，小灯泡正常发光时电压为额定电压；
4. 额定功率为额定电压与额定电流的乘积，小灯泡亮度由实际功率决定，且小灯泡功率随电压变化，求平均值无意义。
【解析】
(1) 实验前电流表指针未指在零刻度线处，根据电流表使用规则，应对电流表进行调零。
(2) 测量小灯泡电功率时，灯泡应串联在电路中，原A、E间导线连接错误，需改接到B、E或D、E两点之间；闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，由图乙可知滑片在最右端时电阻最大，故置于最右端。
(3) 小灯泡灯丝断了，电压表串联在电路中，相当于测电源电压，因此电压表有示数；小灯泡额定电压为2.5V，正常发光时两端电压为额定电压，故表格中a处数据为2.5。
(4) 小灯泡额定功率为额定电压与额定电流的乘积，即$P_额=U_额I_额=2.5\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$；由表格数据可知，小灯泡实际功率越大，亮度越高；小灯泡的功率随两端电压变化，求不同电压下电功率的平均值无实际意义，故该做法错误。
【答案】
(1)调零 (2)B、E(或D、E) 右 (3)有 2.5 (4)0.75 大 错误
【知识点】
测量小灯泡的电功率、电流表的使用、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为中考常规实验题，全面考查测量小灯泡电功率实验的操作要点、故障分析、额定功率计算及对小灯泡功率特性的理解，是电学实验的核心基础题型，需熟练掌握实验原理与操作规范。
【难度系数】
0.7
2[中]为了解家用节能灯的耗能情况，小明进行了以下实践。
(1)如图所示是小明家的节能灯和电能表。图中电能表的示数为
(2)小明打开室内的一盏节能灯，节能灯正常发光。他测得1 min内电能表指示灯闪烁了50次，则测得的电功率是
A.小明家的节能灯比较特殊，功率很大
B.小明没有关闭其他用电器
(3)解决上述问题后，小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量。
甲方案:测量出节能灯使电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间t；
乙方案:测量指示灯闪烁3次所用时间t'。
你认为
@刷应用
(1)如图所示是小明家的节能灯和电能表。图中电能表的示数为
3 415.2
kW·h，该电能表所接电路短时间允许的最大电功率是8 800
W。(2)小明打开室内的一盏节能灯，节能灯正常发光。他测得1 min内电能表指示灯闪烁了50次，则测得的电功率是
1 000
W，与节能灯铭牌上所标数值明显不符，原因最可能是B
。A.小明家的节能灯比较特殊，功率很大
B.小明没有关闭其他用电器
(3)解决上述问题后，小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量。
甲方案:测量出节能灯使电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间t；
乙方案:测量指示灯闪烁3次所用时间t'。
你认为
乙
（填“甲”或“乙”）方案更合理，并说出另一个方案的不足之处：所需时间太长
。@刷应用
答案
2.(1)3 415.2 8 800 (2)1 000 B (3)乙 所需时间太长
【解析】(1)电能表读数时要注意数字栏中最右边的一位是小数位,单位是kW·h,由题图可知,电能表示数为3 415.2 kW·h;由电能表表盘参数可知,电能表所接电路短时间允许的最大电功率$P_{max}=UI=220\ \mathrm{V}×40\ \mathrm{A}=8\ 800\ \mathrm{W}$。
(2)3 000 imp/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1 kW·h电能,电能表的指示灯闪烁3 000次,则电能表指示灯闪烁50次消耗电能$W=\frac{50\ \mathrm{imp}}{3\ 000\ \mathrm{imp}/(\mathrm{kW·h})}=\frac{1}{60}\ \mathrm{kW·h}$,测得节能灯的电功率:$P=\frac{W}{t_1}=\frac{\frac{1}{60}\ \mathrm{kW·h}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{h}}=1\ \mathrm{kW}=1\ 000\ \mathrm{W}$;由图甲可知,节能灯的额定功率为10 W,但计算出的结果为1 000 W,两者相差很大,所以不可能是节能灯功率很大,很可能是小明在测量时没有关闭其他用电器,故所测数据为当时电路中所有正在工作的用电器的总功率,故选B。
(3)节能灯额定功率$P_{灯}=10\ \mathrm{W}=0.01\ \mathrm{kW}$,其单独工作使电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间$t=\frac{W_0}{P_{灯}}=\frac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.01\ \mathrm{kW}}=100\ \mathrm{h}$,时间太长,此方案不合理;若电能表指示灯闪烁3次,说明电路中消耗电能$W'=\frac{3\ \mathrm{imp}}{3\ 000\ \mathrm{imp}/(\mathrm{kW·h})}=\frac{1}{1\ 000}\ \mathrm{kW·h}$,则节能灯的工作时间$t'=\frac{W'}{P_{灯}}=\frac{\frac{1}{1\ 000}\ \mathrm{kW·h}}{0.01\ \mathrm{kW}}=0.1\ \mathrm{h}=6\ \mathrm{min}$,故电能表指示灯闪烁3次所用时间比较好测量和记录,故乙方案更合理。
【解析】(1)电能表读数时要注意数字栏中最右边的一位是小数位,单位是kW·h,由题图可知,电能表示数为3 415.2 kW·h;由电能表表盘参数可知,电能表所接电路短时间允许的最大电功率$P_{max}=UI=220\ \mathrm{V}×40\ \mathrm{A}=8\ 800\ \mathrm{W}$。
(2)3 000 imp/(kW·h)表示电路中用电器每消耗1 kW·h电能,电能表的指示灯闪烁3 000次,则电能表指示灯闪烁50次消耗电能$W=\frac{50\ \mathrm{imp}}{3\ 000\ \mathrm{imp}/(\mathrm{kW·h})}=\frac{1}{60}\ \mathrm{kW·h}$,测得节能灯的电功率:$P=\frac{W}{t_1}=\frac{\frac{1}{60}\ \mathrm{kW·h}}{\frac{1}{60}\ \mathrm{h}}=1\ \mathrm{kW}=1\ 000\ \mathrm{W}$;由图甲可知,节能灯的额定功率为10 W,但计算出的结果为1 000 W,两者相差很大,所以不可能是节能灯功率很大,很可能是小明在测量时没有关闭其他用电器,故所测数据为当时电路中所有正在工作的用电器的总功率,故选B。
(3)节能灯额定功率$P_{灯}=10\ \mathrm{W}=0.01\ \mathrm{kW}$,其单独工作使电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间$t=\frac{W_0}{P_{灯}}=\frac{1\ \mathrm{kW·h}}{0.01\ \mathrm{kW}}=100\ \mathrm{h}$,时间太长,此方案不合理;若电能表指示灯闪烁3次,说明电路中消耗电能$W'=\frac{3\ \mathrm{imp}}{3\ 000\ \mathrm{imp}/(\mathrm{kW·h})}=\frac{1}{1\ 000}\ \mathrm{kW·h}$,则节能灯的工作时间$t'=\frac{W'}{P_{灯}}=\frac{\frac{1}{1\ 000}\ \mathrm{kW·h}}{0.01\ \mathrm{kW}}=0.1\ \mathrm{h}=6\ \mathrm{min}$,故电能表指示灯闪烁3次所用时间比较好测量和记录,故乙方案更合理。
解析
【分析】
本题围绕电能表的相关知识和电功率计算展开，解题思路如下：①电能表读数需注意最后一位是小数位，最大电功率利用公式$P=UI$计算；②计算用电器功率时，根据电能表参数（每消耗$1kW· h$电能的闪烁次数）求出消耗的电能，再结合时间用$P=\frac{W}{t}$计算；③评估实验方案时，根据节能灯额定功率计算两种方案所需时间，判断可行性。
【解析】
(1) 电能表读数规则：数字栏最右边一位为小数位，单位是$kW· h$，因此电能表示数为$3415.2\ kW· h$；电能表短时间允许的最大电流为$40A$，家庭电路电压为$220V$，根据$P=UI$，短时间允许的最大电功率$P_{max}=220V×40A=8800W$。
(2) 电能表参数$3000imp/(kW· h)$表示：电路中每消耗$1kW· h$电能，指示灯闪烁$3000$次。闪烁$50$次时，节能灯消耗的电能$W=\frac{50imp}{3000imp/(kW· h)}=\frac{1}{60}\ kW· h$，时间$t=1min=\frac{1}{60}\ h$，则电功率$P=\frac{W}{t}=\frac{\frac{1}{60}\ kW· h}{\frac{1}{60}\ h}=1kW=1000W$。节能灯额定功率为$10W$，结果差异大，说明不是节能灯本身问题，而是测量时未关闭其他用电器，总功率偏大，故选B。
(3) 甲方案：节能灯额定功率$P_{灯}=10W=0.01kW$，消耗$1kW· h$电能的时间$t=\frac{W}{P_{灯}}=\frac{1kW· h}{0.01kW}=100h$，时间过长，难以测量；乙方案：指示灯闪烁$3$次消耗的电能$W'=\frac{3imp}{3000imp/(kW· h)}=\frac{1}{1000}\ kW· h$，测量时间$t'=\frac{W'}{P_{灯}}=\frac{\frac{1}{1000}\ kW· h}{0.01kW}=0.1h=6min$，时间合适，故乙方案更合理，甲方案的不足之处是所需时间太长。
【答案】
(1)$3415.2$；$8800$ (2)$1000$；$B$ (3)乙；所需时间太长
【知识点】
电能表读数、电功率计算、电能表参数应用
【点评】
本题结合实际生活场景，考查电能表的读数、电功率计算及实验方案评估，注重知识的实际应用，难度适中，能锻炼学生运用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕电能表的相关知识和电功率计算展开，解题思路如下：①电能表读数需注意最后一位是小数位，最大电功率利用公式$P=UI$计算；②计算用电器功率时，根据电能表参数（每消耗$1kW· h$电能的闪烁次数）求出消耗的电能，再结合时间用$P=\frac{W}{t}$计算；③评估实验方案时，根据节能灯额定功率计算两种方案所需时间，判断可行性。
【解析】
(1) 电能表读数规则：数字栏最右边一位为小数位，单位是$kW· h$，因此电能表示数为$3415.2\ kW· h$；电能表短时间允许的最大电流为$40A$，家庭电路电压为$220V$，根据$P=UI$，短时间允许的最大电功率$P_{max}=220V×40A=8800W$。
(2) 电能表参数$3000imp/(kW· h)$表示：电路中每消耗$1kW· h$电能，指示灯闪烁$3000$次。闪烁$50$次时，节能灯消耗的电能$W=\frac{50imp}{3000imp/(kW· h)}=\frac{1}{60}\ kW· h$，时间$t=1min=\frac{1}{60}\ h$，则电功率$P=\frac{W}{t}=\frac{\frac{1}{60}\ kW· h}{\frac{1}{60}\ h}=1kW=1000W$。节能灯额定功率为$10W$，结果差异大，说明不是节能灯本身问题，而是测量时未关闭其他用电器，总功率偏大，故选B。
(3) 甲方案：节能灯额定功率$P_{灯}=10W=0.01kW$，消耗$1kW· h$电能的时间$t=\frac{W}{P_{灯}}=\frac{1kW· h}{0.01kW}=100h$，时间过长，难以测量；乙方案：指示灯闪烁$3$次消耗的电能$W'=\frac{3imp}{3000imp/(kW· h)}=\frac{1}{1000}\ kW· h$，测量时间$t'=\frac{W'}{P_{灯}}=\frac{\frac{1}{1000}\ kW· h}{0.01kW}=0.1h=6min$，时间合适，故乙方案更合理，甲方案的不足之处是所需时间太长。
【答案】
(1)$3415.2$；$8800$ (2)$1000$；$B$ (3)乙；所需时间太长
【知识点】
电能表读数、电功率计算、电能表参数应用
【点评】
本题结合实际生活场景，考查电能表的读数、电功率计算及实验方案评估，注重知识的实际应用，难度适中，能锻炼学生运用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
3 实验室购买了一批规格为“2.5 V 0.75 W”的小灯泡，某同学在使用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时，得到了如表所示数据。
(1)分析这组数据，你认为该小灯泡合格吗？
(2)假如生产这种小灯泡用的钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品的长度相比是长了还是短了？
(1)分析这组数据，你认为该小灯泡合格吗？
不合格
，原因是在额定电压下,该小灯泡的功率不等于要求的额定功率
。(2)假如生产这种小灯泡用的钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品的长度相比是长了还是短了？
短了
，原因是由$P=\frac{U^2}{R}$可知,该小灯泡内钨丝的电阻偏小,而钨丝的横截面积一定时,钨丝越短,电阻越小,所以实验中的小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短
。答案
3.(1)不合格 在额定电压下,该小灯泡的功率不等于要求的额定功率 (2)短了 由$P=\frac{U^2}{R}$可知,该小灯泡内钨丝的电阻偏小,而钨丝的横截面积一定时,钨丝越短,电阻越小,所以实验中的小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短。
【解析】(1)这只小灯泡在2.5 V电压下的功率$P=UI=2.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{W}＞0.75\ \mathrm{W}$,所以该小灯泡不合格。(2)由$P=\frac{U^2}{R}$可知,该小灯泡内钨丝的电阻偏小,而钨丝的横截面积一定时,钨丝越短,电阻越小,所以实验中的小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短。
【解析】(1)这只小灯泡在2.5 V电压下的功率$P=UI=2.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{W}＞0.75\ \mathrm{W}$,所以该小灯泡不合格。(2)由$P=\frac{U^2}{R}$可知,该小灯泡内钨丝的电阻偏小,而钨丝的横截面积一定时,钨丝越短,电阻越小,所以实验中的小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短。
解析
【分析】
要判断小灯泡是否合格，需计算其在额定电压（2.5V）下的实际功率，与标注的额定功率对比；判断钨丝长度时，需结合电功率公式分析电阻，再根据电阻与长度的关系推导。
【解析】
(1) 小灯泡的额定电压为2.5V，从表格中找到电压为2.5V时，对应的电流为0.4A。根据电功率公式$P=UI$，计算该电压下的实际功率：$P=2.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{W}$，而标注的额定功率为0.75W，实际功率不等于额定功率，因此该小灯泡不合格。
(2) 根据公式$P=\frac{U^2}{R}$，当电压U一定时，功率P与电阻R成反比。该小灯泡在额定电压下的实际功率偏大，说明其电阻R偏小。已知钨丝的粗细（横截面积）一定时，电阻越小，钨丝的长度越短，因此这个小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短。
【答案】
(1) 不合格；在额定电压下，该小灯泡的功率不等于要求的额定功率 (2) 短了；由$P=\frac{U^2}{R}$可知，该小灯泡内钨丝的电阻偏小，而钨丝的横截面积一定时，钨丝越短，电阻越小，所以实验中的小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短
【知识点】
电功率计算、电阻的影响因素
【点评】
本题结合实验数据考查电功率计算和电阻的影响因素，需要运用公式分析实际问题，是电学的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要判断小灯泡是否合格，需计算其在额定电压（2.5V）下的实际功率，与标注的额定功率对比；判断钨丝长度时，需结合电功率公式分析电阻，再根据电阻与长度的关系推导。
【解析】
(1) 小灯泡的额定电压为2.5V，从表格中找到电压为2.5V时，对应的电流为0.4A。根据电功率公式$P=UI$，计算该电压下的实际功率：$P=2.5\ \mathrm{V}×0.4\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{W}$，而标注的额定功率为0.75W，实际功率不等于额定功率，因此该小灯泡不合格。
(2) 根据公式$P=\frac{U^2}{R}$，当电压U一定时，功率P与电阻R成反比。该小灯泡在额定电压下的实际功率偏大，说明其电阻R偏小。已知钨丝的粗细（横截面积）一定时，电阻越小，钨丝的长度越短，因此这个小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短。
【答案】
(1) 不合格；在额定电压下，该小灯泡的功率不等于要求的额定功率 (2) 短了；由$P=\frac{U^2}{R}$可知，该小灯泡内钨丝的电阻偏小，而钨丝的横截面积一定时，钨丝越短，电阻越小，所以实验中的小灯泡内钨丝的长度比合格产品的长度短
【知识点】
电功率计算、电阻的影响因素
【点评】
本题结合实验数据考查电功率计算和电阻的影响因素，需要运用公式分析实际问题，是电学的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
