第12页 - 苏科版九年级上下册物理课课练答案

电压表

电压

电流表

电流

$P=UI$

 ①保护电路；②改变灯泡两端的电压，测出灯泡在不同电压下的电功率

 与灯泡串联

断开

阻值最大

$=$

$＜$

$＞$

实际功率

3

【分析】
这道题考查“测量灯泡的电功率”实验的核心内容，解题时需回忆伏安法测电功率的实验原理与器材：首先明确实验中需要用电压表测量灯泡两端的电压，用电流表测量通过灯泡的电流，再根据电功率的计算公式$P=UI$来计算灯泡的电功率，只需对应每个空的要求，结合实验基本要素依次填写即可。
【解析】
在“测量灯泡的电功率”实验中，依据伏安法测电功率的实验原理：
1. 测量灯泡两端的电压需使用电压表，因此第一个空填电压表，第二个空对应测量的物理量为电压；
2. 测量通过灯泡的电流需使用电流表，因此第三个空填电流表，第四个空对应测量的物理量为电流；
3. 计算电功率的核心公式为$\boldsymbol{P=UI}$，因此第五个空填$\boldsymbol{=}$，补全公式。
【答案】
电压表；电压；电流表；电流；$P=UI$
【知识点】
伏安法测电功率、电功率计算公式
【点评】
本题考查“测量灯泡的电功率”实验的基础知识点，涵盖实验器材、测量物理量及核心公式，属于实验入门类题目，重点考查学生对实验基本原理和器材使用的掌握，需熟练记忆相关内容以夯实实验基础。
【难度系数】
0.9

【分析】
首先思考滑动变阻器在电学实验中的核心作用：一是通用的保护电路功能，闭合开关前将滑片移至最大阻值处，可避免电路电流过大损坏元件；二是在测量灯泡电功率的实验中，通过调节滑片改变接入电路的电阻，进而改变灯泡两端的电压，实现多次测量不同电压下的灯泡电功率。再考虑连接方式，滑动变阻器只有与灯泡串联，才能通过自身电阻的变化改变整个电路的电阻、电流及灯泡两端的电压，达到调节目的。
【解析】
滑动变阻器在该实验中的作用：①保护电路，闭合开关前将滑片置于最大阻值位置，能有效防止电路中电流过大，保护电路内的元件；②改变灯泡两端的电压，通过移动滑片改变滑动变阻器接入电路的电阻，从而改变电路电流和灯泡两端的电压，以此测出灯泡在不同电压下的电功率。
滑动变阻器需与灯泡串联，串联接入电路后，才能通过自身电阻的变化调节电路中的电流和灯泡两端的电压，发挥其作用。
【答案】
①保护电路；②改变灯泡两端的电压，测出灯泡在不同电压下的电功率
与灯泡串联
【知识点】
滑动变阻器的作用、滑动变阻器的连接方式
【点评】
本题聚焦滑动变阻器在电学实验中的基础知识点，是电学实验的必备内容，理解滑动变阻器的工作原理是掌握其作用和连接方式的关键，需熟练记忆并灵活应用。
【难度系数】
0.8

【分析】
要解决这道题，需从电路连接的安全原则和滑动变阻器的作用角度思考：
1. 连接电路时，若开关闭合，在连接过程中可能出现短路等故障，会导致电流过大损坏电路元件，所以开关必须处于断开状态，这是电路连接的基本安全要求。
2. 滑动变阻器的主要作用之一是保护电路，当它接入电路的阻值最大时，根据欧姆定律I=U/R，电源电压U不变，电阻R最大时，电路中的电流I最小，能避免闭合开关时电流过大损坏元件，因此滑片应置于阻值最大的位置。
【解析】
根据电路连接的安全规范和滑动变阻器的保护作用：
连接电路时，开关应断开，防止连接过程中因电路故障造成电流过大，损坏电路元件。
滑动变阻器的滑片应置于阻值最大位置，此时滑动变阻器接入电路的电阻最大，闭合开关时电路电流最小，可有效保护电路。
【答案】
断开；阻值最大
【知识点】
电路连接安全原则、滑动变阻器的使用
【点评】
本题属于电学实验的基础必考题，考查电路连接的基本操作规范，是开展电学实验的前提常识，牢记这些操作能有效避免实验中出现器材损坏或安全问题。
【难度系数】
0.9

【分析】
首先回忆额定电压和额定功率的定义：额定电压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下的功率。对于同一用电器，其电阻$R$一般可认为不变，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$可知，实际功率$P_实$与实际电压$U_实$的平方成正比。
（1）当实际电压等于额定电压时，代入公式可得实际功率等于额定功率，用电器正常工作；
（2）当实际电压小于额定电压时，实际功率会小于额定功率，用电器无法达到正常工作的功率，不能正常工作；
（3）当实际电压大于额定电压时，实际功率会大于额定功率，此时用电器的实际功率超过设计的额定功率，会导致温度过高，缩短寿命甚至烧坏。
【解析】
根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$（用电器电阻$R$不变）：
(1) 当$U_实 = U_额$时，$P_实=\frac{U_额^2}{R}=P_额$，用电器处于正常工作状态；
(2) 当$U_实＜ U_额$时，$P_实=\frac{U_实^2}{R}＜\frac{U_额^2}{R}=P_额$，用电器不能正常工作；
(3) 当$U_实＞ U_额$时，$P_实=\frac{U_实^2}{R}＞\frac{U_额^2}{R}=P_额$，用电器寿命减短，且容易烧坏。
【答案】
=；=；＜；＜；＞；＞
【知识点】
1. 额定功率与实际功率；2. 电功率与电压的关系
【点评】
本题考查实际功率与额定功率的关系，是电学中的基础知识点，核心是利用$P=\frac{U^2}{R}$分析电压对功率的影响，掌握该关系能准确判断用电器的工作状态，是后续电学综合计算的重要基础。
【难度系数】
0.8

【分析】
要解决这道题，首先需要区分额定功率和实际功率的概念：额定功率是灯泡在额定电压下工作时的功率，是一个固定的参数；而实际功率是灯泡实际工作时的功率。思考时要明确，灯泡发光的本质是电能转化为光能，实际功率越大，单位时间内转化的光能越多，灯泡就越亮。不能混淆额定功率和实际功率，额定功率不决定灯泡的实际亮度，只有实际功率才与亮度直接相关。
【解析】
灯泡的额定功率是其在额定电压下的固定功率参数，但实际使用过程中，灯泡两端的电压往往不等于额定电压，此时灯泡的实际功率会发生变化。灯泡发光的亮度取决于实际工作时单位时间内电能转化为光能的多少，也就是实际功率的大小，实际功率越大，灯泡越亮，因此灯泡的亮度由实际功率决定。
【答案】
实际功率
【知识点】
灯泡亮度的决定因素、实际功率
【点评】
本题考查电学中灯泡亮度的核心知识点，容易混淆额定功率和实际功率，学生需明确：额定功率是灯泡的固有参数，不决定实际亮度，只有实际功率才是灯泡亮度的决定因素，这是电学基础考点，需牢记。
【难度系数】
0.8

【分析】
1. 第(1)问：根据灯泡额定电压3.8V，结合一节干电池电压1.5V，计算需要的干电池节数，需保证电源电压大于额定电压，满足实验中调节出不同电压的需求；
2. 第(2)问：要使灯泡电压从2.5V升至额定电压3.8V，根据串联电路分压原理，滑动变阻器分得电压越小，灯泡两端电压越大，因此需调节滑动变阻器接入电阻的大小；
3. 第(3)问：额定功率是额定电压下的功率，找到表格中额定电压对应的电流，利用公式$P=UI$计算额定功率；
4. 第(4)问：电压表与电流表位置互换后，电压表串联在电路中，其内阻极大，电路中电流极小，分析灯泡的发光情况；
思考部分：根据电流表指针偏转不变说明滑动变阻器无法改变电阻，电压表示数等于电源电压说明滑动变阻器不分压，推断其接线错误原因。
【解析】
(1) 一节干电池的电压为1.5V，两节干电池串联电压为$1.5V×2=3V$，小于灯泡额定电压3.8V，无法满足实验需求；三节干电池串联电压为$1.5V×3=4.5V$，大于3.8V，能满足实验中调节出稍大、等于、稍小于额定电压的要求，因此至少需用3节干电池串联做电源。
(2) 测量灯泡额定功率时，需使灯泡两端电压达到3.8V，当前电压2.5V偏小。根据串联电路分压规律，滑动变阻器接入电路的电阻越小，其分得的电压越小，灯泡两端的电压就越大，因此应调节滑动变阻器，使接入电路中的电阻变小。
(3) 由表格数据可知，当灯泡两端电压为额定电压3.8V时，通过灯泡的电流为0.25A，根据公式$P=UI$，灯泡的额定功率$P_额=U_额I_额=3.8V×0.25A=0.95W$。
(4) 若电压表和电流表位置互换，电压表串联接入电路，由于电压表内阻极大，电路中电流几乎为0，因此灯泡不亮。
思考部分：电流表指针偏转但不变化，说明滑动变阻器无法改变电路中的电阻；电压表的示数始终等于电源电压，说明滑动变阻器两端电压为0，即滑动变阻器接成了上面两个接线柱，此时它相当于一根导线，不能起到变阻和分压的作用。
【答案】
(1) 3
(2) 小
(3) $0.95\ \mathrm{W}$
(4) 不亮
思考部分答案：滑动变阻器接成了上面两个接线柱（相当于导线）
【知识点】
测量小灯泡的电功率；串联电路分压规律；电表的使用规则
【点评】
本题围绕“测量灯泡的电功率”实验展开，全面考查了电源选择、滑动变阻器的调节、额定功率计算、电表接错的故障分析及实验异常现象的原因推断，覆盖了该实验的核心知识点，要求学生熟练掌握实验原理、电路规律及常见故障的分析方法。
【难度系数】
0.6