《2025年新课程学习与测评同步学习九年级物理全一册沪粤版》

7. 小珊将甲、乙两个小灯泡连接成图 15 - 3 - 4 所示的电路,闭合开关$S$后,甲、乙两灯均正常发光,但甲灯比乙灯亮。下列说法不正确的是(A)。

A.两灯均正常发光时,甲灯的实际功率等于乙灯的实际功率
B.两灯均正常发光时,甲灯的电阻小于乙灯的电阻
C.若将两灯位置对换,则甲灯仍比乙灯亮
D.若将两灯串联在该电源上,则乙灯比甲灯亮

答案： A 【解析】甲、乙两灯均正常发光时,甲灯比乙灯亮,说明甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率;甲、乙两灯并联,则它们两端的电压相等,由P=U²/R可知,甲灯的电阻小于乙灯的电阻。若将两灯位置对换,则两灯仍然并联,且它们两端的电压不变,则灯泡的亮度不变,即甲灯仍比乙灯亮。若两灯串联接在该电源上,则通过两灯的电流相等,由P=I²R可知乙灯的实际功率较大,故乙灯比甲灯亮。

8. 如图 15 - 3 - 5 所示,小德家中有两只标有“220 V”字样的白炽灯,其中乙灯标识的额定功率已经磨损,他想比较两灯的额定功率大小,观察到两灯丝的材料和长度相同,但乙灯丝明显更粗,则初步判断出乙灯的额定功率大于(选填“大于”“小于”或“等于”)25 W。小德将这两只白炽灯串联接入电路,若上述结论是正确的,他应该观察到甲(选填“甲”或“乙”)灯更亮。

答案： 大于 甲 【解析】两灯丝的长度相同,乙灯丝明显更粗(即横截面积较大),由电阻的影响因素可知,乙灯丝的电阻较小,由P=U²/R可知乙灯丝的额定功率较大,即乙灯的额定功率大于25 W。将两灯串联接入电路,通过它们的电流相等,甲灯丝的电阻较大,由P=I²R可知甲灯泡的实际功率较大,因此甲灯泡更亮。

9. 小明为了测量小灯泡的额定功率,准备了以下实验器材：额定电压为 2.5 V 的小灯泡(正常发光时电阻约为 8 Ω),规格为“10 Ω 1 A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表、新干电池 4 节、导线若干。

(1) 小明连接了图 15 - 3 - 6 甲所示的电路,经检查发现只有导线$AE$连接错误,此导线应连接到B、E两点。
(2) 改正(1)中错误后,经检查,电路连接无误,各元件完好。闭合开关后,无论怎样移动滑片$P$,电压表的示数都调不到 2.5 V,出现这种现象的原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小(写出一种)。
(3) 解决上述问题后,移动滑片$P$,当小灯泡正常发光时,电流表的指针位置如图 15 - 3 - 6 乙所示,则小灯泡的额定功率是0.75W。
(4) 测出小灯泡的额定功率后,小明又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半,发现测得的功率不等于其额定功率的$\frac{1}{4}$,这是由于灯泡的电阻随温度的变化而变化。

答案：
(1)B、E
(2)滑动变阻器的最大阻值太小
(3)0.75
(4)灯泡的电阻随温度的变化而变化 【解析】
(2)当灯泡两端的电压为2.5 V时,变阻器两端分得的电压U滑=6 V-2.5 V=3.5 V,根据分压原理(U滑/U灯=R滑/R灯),此时滑动变阻器接入电路的电阻应为R滑≈11.2 Ω;因为滑动变阻器的最大电阻(10 Ω)小于11.2 Ω,所以滑动变阻器分得的电压小于3.5 V,则电压表的示数大于2.5 V。
(4)若灯泡的电阻不变,则由P=U²/R可知,灯泡两端的电压为额定电压的1/2时,实际功率为额定功率的1/4;而实际上灯的电阻随温度的变化而变化,故测得的功率不等于其额定功率的1/4。

10. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压恒为 3 V,小灯泡的额定电压为 2.5 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”。

(1) 实验电路如图 15 - 3 - 7 甲所示,闭合开关后,发现只有电压表有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确。
(2) 改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的接线柱和指针位置如图 15 - 3 - 7 乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向左(选填“左”或“右”)滑动。
(3) 图 15 - 3 - 7 丙是小灯泡的电流随电压变化的关系图像,分析图像可知,小灯泡的额定功率为0.625W。
(4) 测量小灯泡的电功率不需要(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是灯泡在不同电压下的电功率不同。
(5) 实验结束后,某同学设计了图 15 - 3 - 7 丁所示的电路来测定额定电压为 3 V 的小灯泡的额定功率。已知电源电压为 9 V,定值电阻$R$的阻值为 10 Ω。请帮助他完成以下实验步骤：
① 闭合开关$S、S_{1}$,断开$S_{2}$,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为6V 时,灯泡正常发光。
② 保持滑片位置不动,闭合开关$S、S_{2}$,断开$S_{1}$,此时电压表的示数为 4 V；再将滑动变阻器的滑片移至最左(选填“左”或“右”)端,此时电压表的示数为 7 V。
③ 小灯泡的额定功率为$P_{额}= $0.9W。

答案：
(1)电压表 如答图15-4所示
(2)左
(3)0.625
(4)不需要 在不同电压下的电功率不同
(5)①6 ②左 ③0.9 【解析】
(2)由题图乙可知电压表的示数为1.7 V,而1.7 V小于灯泡的额定电压,要测量小灯泡的额定功率,应增大灯泡两端的电压,即应减小滑动变阻器两端的电压,由串联电路的分压原理可知,应减小滑动变阻器连入电路的电阻,故滑片向左移动。
(5)由题图丁可知,电路中只有电压表,没有电流表,则需要根据电路的特点间接测出通过灯泡的电流。①闭合开关S、S₁,断开S₂,此时滑动变阻器与灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压;要使小灯泡正常发光,则灯泡两端的电压U_L=3 V,此时滑动变阻器两端的电压U滑=U-U_L=9 V-3 V=6 V。②保持滑片位置不动,闭合开关S、S₂,断开S₁,此时滑动变阻器与定值电阻R串联,电压表测量滑动变阻器滑片右边电阻两端的电压,此时电压表的示数为U右=4 V;此时滑动变阻器的全部电阻连入电路,为了间接测出定值电阻R两端的电压,需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压,故再将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时电压表的示数(滑动变阻器两端的电压)U'=7 V。③在步骤②中,定值电阻R两端的电压U_R=U-U'=9 V-7 V=2 V,由分压原理得R/R右=U_R/U右,解得滑动变阻器滑片右边电阻的阻值R右=U右/U_R R=4 V/2 V×10 Ω=20 Ω;在步骤①中,灯泡的额定电流I_L=U滑/R右=6 V/20 Ω=0.3 A,则小灯泡的额定功率P额=U_L I_L=3 V×0.3 A=0.9 W。