题目内容

6．如图甲所示，小明测额定电压为2.5V小灯泡的额定功率．

（1）正确连接电路，检查无误后，闭合开关，此时电流表和电压表示数如图乙所示；移动滑片，当滑片刚好处于滑动变阻器中间位置时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.2A，则小灯泡的额定功率为0.5W，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．
（2）测完小灯泡额定功率后，小明还想借助这些器材探究电流与电阻的关系，于是取来5Ω、15Ω、25Ω、50Ω四个定值电阻，分别用它们替换小灯泡，在不换各表量程并正确操作的情况下，刚闭合开关，就发现有一只电表超量程了，则他接入的是50Ω的定值电阻，超量程的是电压表．

分析 （1）根据P=UI求灯的额定功率；根据欧姆定律，分别写出变阻器连入电路中阻值大小的表达式，列方程求得电源电压和变阻器的最大阻值；
（2）因变阻器连入电路中的电阻最大，先求出电路中最大的电流；再根据分压原理，求出50Ω电阻的电压即可判断．

解答 解：（1）小灯泡正常发光，额定电压为2.5V，电流表示数为0.2A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
正确连接电路，隐含的条件是变阻器连入电路中的电阻最大，设为R滑，检查无误后，闭合开关，此时电流表和电压表示数如图乙所示，电流表、电压表小量程的分度值分别为0.02A、0.1V，示数分别为I1=0.18A、
U1=0.9V，根据欧姆定律变阻器器的最大阻值R滑=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}=\frac{U-0.9V}{0.18A}$-------①；
移动滑片，当滑片刚好处于滑动变阻器中间位置时，小灯泡正常发光，电流表示数为0.2A，此时变阻器连入电路中的电阻为$\frac{{R}_{滑}}{2}$，其两端的电压为U2=U-2.5V，通过的电流为I2=0.2A，根据欧姆定律
$\frac{{R}_{滑}}{2}$=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{U-2.5V}{0.2A}$--------②，将①式代入②式得：$\frac{1}{2}×\frac{U-0.9V}{0.18A}=\frac{U-2.5V}{0.2A}$，电源电压U=4.5V，代入①
得变阻器的最大值R滑=20Ω；
（2）小明还想借助这些器材探究电流与电阻的关系，于是取来5Ω、15Ω、25Ω、50Ω四个定值电阻，分别用它们替换小灯泡，在不换各表量程并正确操作的情况下，隐含的条件是变阻器连入电路中的电阻为20Ω；
易知，电路中的最大电流I最大=$\frac{U}{{{R}_{滑}+R}_{最小}}=\frac{4.5V}{20Ω+5Ω}$=0.18A＜0.6A，电流表不会超过量程；
根据分压原理，当接入R最大=50Ω的电阻时，电压表的示数将最大，此时电路中的电流
I′=$\frac{U}{{{R}_{最大}+R}_{滑}}=\frac{4.5V}{50Ω+20Ω}=\frac{9}{140}A$，定值电阻的最大电压U最大=I′×R最大=$\frac{9}{140}$A×50Ω＞3V，超过电压表的小量程，所以，在不换各表量程并正确操作的情况下，刚闭合开关，就发现有一只电表超量程了，则他接入的是50Ω的定值电阻，超量程的是电压表．
故答案为：（1）0.5；20；
（2）50；电压．

点评 本题额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，主要考查运用欧姆定律、串联电路的特点的计算能力．发掘出题中隐含的条件是解题的关键．

练习册系列答案
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这一方案中，物理量m2的测量值误差较大，使得ρ盐水的值偏小（选填“大”或“小”）．为了减小误差，在以上操作顺序不变基础上，增加步骤是：读出剩余盐水的体积V1．
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（4）图2是小李同学在实验操作过程中的情况．他的错误是：称量物体时调节平衡螺母．
11．小军提出了一个问题：“在弹性限度内，橡皮筋伸长的长度跟它受到的拉力可能存在什么关系？”他决定通过实验来分析这个问题．
（1）要完成实验，除了需要一条橡皮筋、若干个相同的钩码（钩码的质量已知）、铁架台和细线外，还必需的一种测量器材是刻度尺．
（2）分析表中数据得到的结论是：在弹性限度内，弹簧的伸长与所受拉力成正比．
    拉力（钩码总重）F/N00.51.01.5  2.0  2.5
橡皮筋伸长的长度△L/cm01.534.5   6  7.5
18．学校实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，小超同学利用其中一只灯泡做测量小灯泡电功率的实验，电源电压为6V，滑动变阻器有两个，R1（5Ω 0.5A），R2（15Ω 1A）

（1）用笔画线代替导线把如图乙所示的实物电路补充完整；
（2）小超应该选择的滑动变阻器是R2（填“R1”或“R2”）；
（3）按图连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至右端（选填“左”或“右”）；
（4）闭合开关并调节滑动变阻器，测得如下一组数据，其中第2次实验时的电流表示数如图丙所示，则第二次测得的电流是0.4A；
实验次数123
电压U/V2.02.53.0
电流I/A0.34 0.44
①分析数据，你认为该小灯泡是否合格？答：不合格，其原因是：额定电压下求出的电功率大于灯标上的额定功率；
②假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度小于（选填“大于”或“小于”）合格产品钨丝的长度．
15．实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，小明同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，小明同学设计了如图甲所示的电路图．实验中各元件完好，电源电压保持不变．

（1）请在图乙上把实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大；
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是C（选填字母序号）；
A．检查电路是否断路
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）小明移动滑动变阻器得到了一组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格
 次数 电压U/V电流I/A  电功率P/W平均电功率P/W 
 1 2 0.34 0.68 
 2 2.5 0.4 
 33  0.441.32 
①请指出这个表格设计不合理的地方设计了平均电功率一栏；
②第二次实验时，小灯泡的实际电功率是1W；
③分析这组数据，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是电压为2.5V时的实际功率为1W大于额定功率0.8W；
④另外，根据表格的数据计算，可以发现小灯泡的电阻是改变的（选填“不变”或“改变”）的，其原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化．
16．某同学在探究弹簧的特点时，得出了弹簧的长度与弹簧受到的拉力的关系如图，请回答下列问题：
（1）这根弹簧的原长是2cm．
（2）弹簧在受到6N的拉力时，弹簧比原来伸长了6cm．
（3）分析图象及有关数据，你可得出的结论是在拉力不超过6N的范围内，弹簧的伸长量与拉力成正比．

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