7. 实验室购买了一批规格为“2.5 V 0.75 W”的灯泡,某同学在利用其中一个灯泡测量电功率时,得到了如右表所示的数据。

(1)分析这组数据可知,你认为该灯泡
(2)如果用于生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,那么这个灯泡内钨丝的长度与合格产品相比
(1)分析这组数据可知,你认为该灯泡
不合格
(选填“合格”或“不合格”),原因是在额定电压下,灯泡的功率不等于额定功率
。(2)如果用于生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的,那么这个灯泡内钨丝的长度与合格产品相比
偏短
(选填“偏长”或“偏短”),原因是导体横截面积不变时,长度越短,电阻越小,且当电压一定时,电阻越小,电功率越大
。用这个灯泡做实验时,容易出现的故障是小灯泡容易被烧坏
。答案:不合格
在额定电压下,灯泡的功率不等于额定功率
偏短
导体横截面积不变时,长度越短,电阻越小,
且当电压一定时,电阻越小,电功率越大
小灯泡容易被烧坏
在额定电压下,灯泡的功率不等于额定功率
偏短
导体横截面积不变时,长度越短,电阻越小,
且当电压一定时,电阻越小,电功率越大
小灯泡容易被烧坏
解析:
【分析】
(1)要判断灯泡是否合格,需依据额定功率的定义:灯泡在额定电压下的实际功率应等于额定功率。因此先计算额定电压2.5V时灯泡的实际功率,再与额定功率0.75W对比分析。
(2)根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,额定电压下实际功率偏大,说明灯泡电阻偏小。结合影响电阻的因素(材料、横截面积、长度),钨丝粗细一定(横截面积不变),电阻偏小则钨丝长度偏短;实际功率大于额定功率,灯泡工作时发热过量,易出现烧坏的故障。
【解析】
(1)计算额定电压下的实际功率:
当灯泡两端电压为额定电压$U_{额}=2.5\,\mathrm{V}$时,通过的电流$I=0.4\,\mathrm{A}$,根据电功率公式$ P=UI $,可得实际功率:
$ P_{实}=2.5\,\mathrm{V} × 0.4\,\mathrm{A}=1\,\mathrm{W} $
已知灯泡的额定功率$ P_{额}=0.75\,\mathrm{W} $,因为$ P_{实} ≠ P_{额} $,所以该灯泡不合格,原因是在额定电压下,灯泡的实际功率不等于额定功率。
(2)分析钨丝长度:
根据公式$ R=\frac{U^2}{P} $,在额定电压一定时,实际功率偏大,说明该灯泡的实际电阻$ R_{实} < R_{额} $。
已知生产灯泡的钨丝粗细(横截面积$S$)一定,根据电阻决定式$ R=\rho\frac{L}{S} $($\rho$为钨的电阻率,是定值),在$\rho$、$S$不变时,电阻越小,钨丝的长度$L$越短,因此这个灯泡内钨丝的长度与合格产品相比偏短。
由于该灯泡实际功率大于额定功率,工作时产生的热量过多,所以用这个灯泡做实验时,容易出现的故障是小灯泡容易被烧坏。
【答案】
(1)不合格;在额定电压下,灯泡的实际功率不等于额定功率(或额定电压下实际功率为1W,大于额定功率0.75W)
(2)偏短;导体横截面积不变时,长度越短,电阻越小,且当电压一定时,电阻越小,电功率越大;小灯泡容易被烧坏
【知识点】
额定电功率;影响电阻的因素;电功率计算
【点评】
本题结合实验数据,综合考查额定功率的理解、电阻的影响因素以及电功率公式的应用,需要将电学公式与实际问题结合,从实际功率与额定功率的差异切入,推导钨丝长度的变化,注重知识的综合应用与逻辑推导。
【难度系数】
0.6
(1)要判断灯泡是否合格,需依据额定功率的定义:灯泡在额定电压下的实际功率应等于额定功率。因此先计算额定电压2.5V时灯泡的实际功率,再与额定功率0.75W对比分析。
(2)根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$,额定电压下实际功率偏大,说明灯泡电阻偏小。结合影响电阻的因素(材料、横截面积、长度),钨丝粗细一定(横截面积不变),电阻偏小则钨丝长度偏短;实际功率大于额定功率,灯泡工作时发热过量,易出现烧坏的故障。
【解析】
(1)计算额定电压下的实际功率:
当灯泡两端电压为额定电压$U_{额}=2.5\,\mathrm{V}$时,通过的电流$I=0.4\,\mathrm{A}$,根据电功率公式$ P=UI $,可得实际功率:
$ P_{实}=2.5\,\mathrm{V} × 0.4\,\mathrm{A}=1\,\mathrm{W} $
已知灯泡的额定功率$ P_{额}=0.75\,\mathrm{W} $,因为$ P_{实} ≠ P_{额} $,所以该灯泡不合格,原因是在额定电压下,灯泡的实际功率不等于额定功率。
(2)分析钨丝长度:
根据公式$ R=\frac{U^2}{P} $,在额定电压一定时,实际功率偏大,说明该灯泡的实际电阻$ R_{实} < R_{额} $。
已知生产灯泡的钨丝粗细(横截面积$S$)一定,根据电阻决定式$ R=\rho\frac{L}{S} $($\rho$为钨的电阻率,是定值),在$\rho$、$S$不变时,电阻越小,钨丝的长度$L$越短,因此这个灯泡内钨丝的长度与合格产品相比偏短。
由于该灯泡实际功率大于额定功率,工作时产生的热量过多,所以用这个灯泡做实验时,容易出现的故障是小灯泡容易被烧坏。
【答案】
(1)不合格;在额定电压下,灯泡的实际功率不等于额定功率(或额定电压下实际功率为1W,大于额定功率0.75W)
(2)偏短;导体横截面积不变时,长度越短,电阻越小,且当电压一定时,电阻越小,电功率越大;小灯泡容易被烧坏
【知识点】
额定电功率;影响电阻的因素;电功率计算
【点评】
本题结合实验数据,综合考查额定功率的理解、电阻的影响因素以及电功率公式的应用,需要将电学公式与实际问题结合,从实际功率与额定功率的差异切入,推导钨丝长度的变化,注重知识的综合应用与逻辑推导。
【难度系数】
0.6
1. 某灯泡上标有“PZ220 - 60”字样,表示(
A.灯泡的电压是 220 V,功率是 60 W
B.灯泡的最大电压是 220 V,功率是 60 W
C.灯泡的额定电压是 220 V,额定功率是 60 W
D.加在灯泡两端的电压小于 220 V,它不能发光
C
)A.灯泡的电压是 220 V,功率是 60 W
B.灯泡的最大电压是 220 V,功率是 60 W
C.灯泡的额定电压是 220 V,额定功率是 60 W
D.加在灯泡两端的电压小于 220 V,它不能发光
答案:C
解析:
【分析】
首先要明确用电器铭牌标识的含义,“PZ”是普通照明灯泡的拼音缩写,铭牌中“220”和“60”分别对应额定电压和额定功率。解题时需先回忆额定电压、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工作时的功率,再逐一分析选项:
1. 选项A未提及“额定”,实际电压和功率会随电路情况变化,并非固定为220V和60W,错误;
2. 选项B中“最大电压”表述错误,220V是灯泡正常工作的电压,不是最大允许电压,错误;
3. 选项D中,当灯泡两端电压小于220V时,灯泡实际功率小于额定功率,会发光只是亮度较暗,并非不能发光,错误;
4. 选项C符合铭牌所表示的额定电压和额定功率的含义,正确。
【解析】
“PZ220-60”中,“PZ”代表普通照明灯泡,“220”表示灯泡的额定电压(即灯泡正常工作时的电压)为220V,“60”表示灯泡的额定功率(即灯泡在额定电压下工作时的功率)为60W。对各选项分析如下:
A选项:未明确是“额定”值,实际电压和功率会随电路变化,并非固定为220V和60W,错误;
B选项:“最大电压”表述错误,220V是额定电压,不是灯泡的最大允许电压,错误;
C选项:符合铭牌标识的额定电压和额定功率的含义,正确;
D选项:当灯泡两端电压小于220V时,灯泡实际功率小于额定功率,会发光只是亮度较暗,并非不能发光,错误。
【答案】
C
【知识点】
1. 额定电压与额定功率
2. 用电器铭牌含义
【点评】
本题属于电学基础概念题,主要考查对用电器铭牌参数的理解,核心是区分额定值与实际值的不同,明确额定电压、额定功率的定义,避免将额定值与实际工作时的电压、功率混淆,侧重对基本概念的掌握情况。
【难度系数】
0.8
首先要明确用电器铭牌标识的含义,“PZ”是普通照明灯泡的拼音缩写,铭牌中“220”和“60”分别对应额定电压和额定功率。解题时需先回忆额定电压、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工作时的功率,再逐一分析选项:
1. 选项A未提及“额定”,实际电压和功率会随电路情况变化,并非固定为220V和60W,错误;
2. 选项B中“最大电压”表述错误,220V是灯泡正常工作的电压,不是最大允许电压,错误;
3. 选项D中,当灯泡两端电压小于220V时,灯泡实际功率小于额定功率,会发光只是亮度较暗,并非不能发光,错误;
4. 选项C符合铭牌所表示的额定电压和额定功率的含义,正确。
【解析】
“PZ220-60”中,“PZ”代表普通照明灯泡,“220”表示灯泡的额定电压(即灯泡正常工作时的电压)为220V,“60”表示灯泡的额定功率(即灯泡在额定电压下工作时的功率)为60W。对各选项分析如下:
A选项:未明确是“额定”值,实际电压和功率会随电路变化,并非固定为220V和60W,错误;
B选项:“最大电压”表述错误,220V是额定电压,不是灯泡的最大允许电压,错误;
C选项:符合铭牌标识的额定电压和额定功率的含义,正确;
D选项:当灯泡两端电压小于220V时,灯泡实际功率小于额定功率,会发光只是亮度较暗,并非不能发光,错误。
【答案】
C
【知识点】
1. 额定电压与额定功率
2. 用电器铭牌含义
【点评】
本题属于电学基础概念题,主要考查对用电器铭牌参数的理解,核心是区分额定值与实际值的不同,明确额定电压、额定功率的定义,避免将额定值与实际工作时的电压、功率混淆,侧重对基本概念的掌握情况。
【难度系数】
0.8
2. 额定电压均为 6 V 的甲、乙两盏电灯,其 $ I - U $ 图像如图所示。下列说法中正确的是(

A.甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为 $ 4 : 1 $
C.甲、乙两灯并联接在电压为 2 V 的电源两端时,电阻之比为 $ 3 : 2 $
D.甲、乙两灯串联接在电压为 8 V 的电源两端时,实际功率之比为 $ 1 : 3 $
D
)A.甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而减小
B.甲、乙两灯的额定功率之比为 $ 4 : 1 $
C.甲、乙两灯并联接在电压为 2 V 的电源两端时,电阻之比为 $ 3 : 2 $
D.甲、乙两灯串联接在电压为 8 V 的电源两端时,实际功率之比为 $ 1 : 3 $
答案:D
解析:
【分析】
要解决这道题,我们需要结合I-U图像,利用欧姆定律、串并联电路特点和电功率公式来逐一分析每个选项:
1. 对于选项A,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,观察图像中电压增大时$\frac{U}{I}$的变化趋势,判断电阻的变化;
2. 选项B,额定电压为6V,从图像中找到额定电流,用$P=UI$计算额定功率,再求比值;
3. 选项C,并联时电压相等,取电压为2V时的电流,用$R=\frac{U}{I}$计算电阻,再求比值;
4. 选项D,串联时电流相等,总电压8V,找到图像中电流相同且电压和为8V的点,用$P=UI$计算实际功率之比。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:由欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,从I-U图像可知,随着电压增大,$ \frac{U}{I} $的比值(即电阻)逐渐增大,所以甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而增大,A错误。
选项B:额定电压均为6V,由图像可知,甲灯额定电流$ I_{甲额}=0.6A $,乙灯额定电流$ I_{乙额}=0.3A $。
根据$ P=UI $,甲灯额定功率$ P_{甲额}=U_{额}I_{甲额}=6V×0.6A=3.6W $,乙灯额定功率$ P_{乙额}=U_{额}I_{乙额}=6V×0.3A=1.8W $。
则额定功率之比$ \frac{P_{甲额}}{P_{乙额}}=\frac{3.6W}{1.8W}=\frac{2}{1} $,B错误。
选项C:甲、乙两灯并联接在2V电源两端时,电压均为2V。由图像可知,此时$ I_{甲}=0.3A $,$ I_{乙}=0.2A $。
根据$ R=\frac{U}{I} $,甲灯电阻$ R_{甲}=\frac{U}{I_{甲}}=\frac{2V}{0.3A} $,乙灯电阻$ R_{乙}=\frac{U}{I_{乙}}=\frac{2V}{0.2A} $。
则电阻之比$ \frac{R_{甲}}{R_{乙}}=\frac{\frac{2V}{0.3A}}{\frac{2V}{0.2A}}=\frac{0.2A}{0.3A}=\frac{2}{3} $,C错误。
选项D:甲、乙两灯串联时,电流相等,总电压为8V。从图像中找到电流相同且电压和为8V的点:当电流$ I=0.3A $时,甲灯电压$ U_{甲}=2V $,乙灯电压$ U_{乙}=6V $,$ U_{甲}+U_{乙}=8V $,符合条件。
根据$ P=UI $,实际功率之比$ \frac{P_{甲}}{P_{乙}}=\frac{U_{甲}I}{U_{乙}I}=\frac{U_{甲}}{U_{乙}}=\frac{2V}{6V}=\frac{1}{3} $,D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律,电功率计算,串并联电路特点
【点评】
本题结合I-U图像考查电学综合知识,需要熟练掌握欧姆定律、电功率公式及串并联电路的特点,能从图像中提取有效信息是解题关键。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,我们需要结合I-U图像,利用欧姆定律、串并联电路特点和电功率公式来逐一分析每个选项:
1. 对于选项A,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,观察图像中电压增大时$\frac{U}{I}$的变化趋势,判断电阻的变化;
2. 选项B,额定电压为6V,从图像中找到额定电流,用$P=UI$计算额定功率,再求比值;
3. 选项C,并联时电压相等,取电压为2V时的电流,用$R=\frac{U}{I}$计算电阻,再求比值;
4. 选项D,串联时电流相等,总电压8V,找到图像中电流相同且电压和为8V的点,用$P=UI$计算实际功率之比。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:由欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,从I-U图像可知,随着电压增大,$ \frac{U}{I} $的比值(即电阻)逐渐增大,所以甲、乙两灯的电阻均随电压的增大而增大,A错误。
选项B:额定电压均为6V,由图像可知,甲灯额定电流$ I_{甲额}=0.6A $,乙灯额定电流$ I_{乙额}=0.3A $。
根据$ P=UI $,甲灯额定功率$ P_{甲额}=U_{额}I_{甲额}=6V×0.6A=3.6W $,乙灯额定功率$ P_{乙额}=U_{额}I_{乙额}=6V×0.3A=1.8W $。
则额定功率之比$ \frac{P_{甲额}}{P_{乙额}}=\frac{3.6W}{1.8W}=\frac{2}{1} $,B错误。
选项C:甲、乙两灯并联接在2V电源两端时,电压均为2V。由图像可知,此时$ I_{甲}=0.3A $,$ I_{乙}=0.2A $。
根据$ R=\frac{U}{I} $,甲灯电阻$ R_{甲}=\frac{U}{I_{甲}}=\frac{2V}{0.3A} $,乙灯电阻$ R_{乙}=\frac{U}{I_{乙}}=\frac{2V}{0.2A} $。
则电阻之比$ \frac{R_{甲}}{R_{乙}}=\frac{\frac{2V}{0.3A}}{\frac{2V}{0.2A}}=\frac{0.2A}{0.3A}=\frac{2}{3} $,C错误。
选项D:甲、乙两灯串联时,电流相等,总电压为8V。从图像中找到电流相同且电压和为8V的点:当电流$ I=0.3A $时,甲灯电压$ U_{甲}=2V $,乙灯电压$ U_{乙}=6V $,$ U_{甲}+U_{乙}=8V $,符合条件。
根据$ P=UI $,实际功率之比$ \frac{P_{甲}}{P_{乙}}=\frac{U_{甲}I}{U_{乙}I}=\frac{U_{甲}}{U_{乙}}=\frac{2V}{6V}=\frac{1}{3} $,D正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律,电功率计算,串并联电路特点
【点评】
本题结合I-U图像考查电学综合知识,需要熟练掌握欧姆定律、电功率公式及串并联电路的特点,能从图像中提取有效信息是解题关键。
【难度系数】
0.6