专题11 《 测定小灯泡的电功率（2） 》（解析版）-决胜2021年中考物理压轴题全揭秘（上海专用）

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专题 11 测定小灯泡的电功率
第二部分 电源电压、变阻器规格及小灯额定电压的的选择判断等
【例题 1】（2019 普陀二模）小佳同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用实验
器材完好，电源电压为 1.5 伏的整数倍，小灯标有“2.5V”字样，两个滑动变阻器分别标有
“10Ω 2A”、“20Ω 2A”字样。小佳同学正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，小
灯亮度较暗，电流表、电压表的示数如图 17（a）、（b）所示。
① 闭合电键时，电压表的示数为 伏，理由是 。
② 请通过计算判断电源电压及实验中所用滑动变阻器的规格。
③ 他移动滑片继续实验，当小灯正常发光时，电流表示数如图 17（c）所示，估计小
灯的额定功率在 0.6~0.9 瓦之间，求小灯的额定功率。 （请写出计算过程）
【答案】① 1.7 伏，闭合电键时，小灯亮度较暗，灯两端的电压 U灯＜2.5 伏；②
“20Ω 2A”；③ 0.75 瓦。
【解析】①刚闭合电键时，小灯亮度较暗，U灯＜2.5 伏，即电压表的示数为 1.7 伏。
②若 R滑最大＝10 欧，则 U滑＝IR 滑＝0.14 安×10 欧＝1.4 伏
电源电压为
U＝U灯＋U滑＝1.7 伏＋1.4 伏＝3.1 伏（不合题意，舍去）
若R滑最大＝20 欧，则 U滑＝IR 滑＝0.14 安×20 欧＝2.8 伏
电源电压为 U＝U灯＋U滑＝1.7 伏＋2.8 伏＝4.5 伏
所以，电源电压为 4.5 伏，所用滑动变阻器规格为“20Ω 2A”
③因小灯额定功率在 0.6~0.9 瓦之间，
I额＝P额/U额＝（0.6~0.9）/2.5 伏＝0.24~0.36 安
所以小灯泡正常发光时，所以电流表示数为 0.30 安，
P额＝U额I额＝2.5 伏×0.30 安＝0.75 瓦
【例题 2】（2020 虹口二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源
（电压为 6伏）、待测小灯泡（标有“3.8V”字样）、电压表（只有 0～3伏档完好）、滑
动变阻器两个（A标有“5Ω 2A”字样、B标有“10Ω 1A”字样） 、开关及导线若干，小
灯的额定电流可能为“0.26A”、“0.3A”或“0.32A”。小华选择一个变阻器，连接电路后
按正确步骤进行实验，闭合开关发现小灯较亮，电压表示数为 2伏，他经过思考仅更换了
变阻器，重新实验，步骤正确，闭合开关发现电压表示数如图 13 所示，接着他移动滑片使
（a） （ b） （ c）
图17
小灯正常发光。
① 小华开始选用的变阻器是_____（选填“A”或“B”）。
② 判定该小灯正常发光的方法是_______。
③ 根据实验的相关信息：
（a）通过计算说明小灯泡的额定电流；________
（b）计算小灯的额定功率。_______
【答案】① A。②移动滑片直至电压表的示数为 2.2 伏。③（a）0.32 安；（b）1.216
瓦。
【解析】①灯的额定电压为 3.8V。小华选择一个变阻器，连接电路后按正确步骤进行
实验，即灯与变阻器串联，变阻器连入电路的电阻最大，闭合开关发现小灯较亮，则灯的
实际电压大于 3.8V，说明变阻器的最大电阻较小（分得的电压较小），导致灯的实际电压
大于 3.8V，所以小华开始选用的变阻器是 A；
②灯较亮，根据电压表示数为 2伏，故可知电压表一定与变阻器并联了，他更换了变
阻器，即灯与 10Ω 的变阻器串联，由串联电路电压的规律，观察到电压表的示数为 2.2V 时，
灯的电压为：U2＝6V 2.2V﹣＝3.8V，小灯正常发光；
③（a）重新实验，步骤正确（变阻器最大电阻 10Ω连入电路中），闭合开关发现电
压表示数如图所示，电压表选用小量程，电压为 3V，此时电路的电流为：
I灯＝I滑＝U滑 / R 滑＝3伏/10 欧＝0.3 安
移动滑片至小灯正常发光时，I额＞0.3 安，I额＝0.32 安
（b）灯的额定功率为：
PL＝ULIL＝3.8V×0.32A＝1.216W。
【例题 3】（2020 静安二模）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 伏六挡，滑动变阻器有 A、B两种规格（A标有
“10 欧 2安”的字样、B标有“20 欧 2安”的字样），待测小灯标有“2.5 伏”的字样。
① 小华选择某挡电源电压和某规格的滑动变阻器进行实验，他正确连接电路且规范操
作，闭合开关时，发现小灯泡发光较亮，电压表、电流表的示数分别如图 14（a）、（b）
所示。
15
3
图13
15
10
V
5
23
（a）根据实验相关信息，此时小灯泡电功率_____额定功率（选填“高于”“等于”
或“低于”）；
（b）根据实验相关信息，通过计算说明此时所选用的电源电压和滑动变阻器的规格__
_。
② 小华为使小灯泡正常发光，经过思考后，对相关实验器材进行了调整，并根据调整
重新实验，实验过程中操作规范、步骤正确。小华移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，
观察到电流表的示数为 0.3 安，并发现此时滑片恰好在变阻器的中间区域内。
（a）根据实相关信息，小灯泡的额定功率为______瓦；
（b）根据实相关信息，通过计算说明小华对相关实验器材所进行的可能的调整____。
【答案】①（a）高于；（b）电源电压为 6伏，滑动变阻器的规格：“10 欧 2安”。
② （a）0.75 瓦。（b）Ⅰ. 仅调整电源电压为 4伏档即可。Ⅱ.仅调整变阻器的规格（换为
“20 欧 2安”字样）也可以。
【解析】①（a）因为小灯泡发光较亮，所以此时小灯泡电功率高于额定功率；
（b）电流为 I=0.32 安，变阻器两端的电压为
UR=IR=0.32 安×10 欧=3.2 伏，或 UR＇=IR＇=0.2 安×20 欧=6.4 伏，
电源电压 U=UR+UL=3.2 伏+2.8 伏= 6 伏；
电源电压或 U＇=UR＇+UL=6.4 伏+2.8 伏= 9.2 伏（舍去）。
所以电源电压为 6伏，滑动变阻器的规格：“10 欧 2安”。
② 小灯的额定功率为：P=ULI=2.5 伏×0.3 安=0.75 瓦。
Ⅰ. 小灯泡正常发光，额定电流为 I=0.3 安，额定电压 UL=2.5 伏
若电源电压 U=4 伏，则需要变阻器的大小为 R=（U-UL）/I=1.5 伏/0.3 安=5 欧，
可以满足变阻器的滑片恰好在变阻器的中间区域内。
所以仅调整电源电压为 4伏档即可。
Ⅱ. 若换“20 欧 2安”字样的变阻器，灯正常发光时，变阻器两端的电压约为
UR=IR=0.3 安×10 欧=3 伏，
电源电压 U=UR+UL=3 伏+2.5 伏= 5.5 伏，可以取电源电压为 6伏，仅调整变阻器的规
格（换为“20 欧 2安”字样）也可以。
【变式训练 1】（2020 杨浦二模）小杨同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器
材齐全且完好。电源电压为 4.5 伏且不变，待测小灯两个(分别标有“2.5V”和“3.5V”字
样)，滑动变阻器(A：“5Ω 2A”和 B：“10Ω 1A”)两种规格。他正确连接电路，将滑片
移到某位置，闭合开关时，发现小灯发光较刺眼，观察到电压表与电流表的示数如图
16(a)、(b)所示。小杨断开开关，在不改变实验器材的前提下规范操作，直至小灯正常发光，
发现电流表指针在如图 16(b)所示的基础上偏转了 2小格。
（a） （ b）
图14
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