题目内容
8．测量“小灯泡的电功率”，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（“5Ω，2A”、“20Ω，1A”）两个，导线若干．
（1）小明没有连接完的实物电路，如图1所示，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（2）小明选用的滑动变阻器的规格为20Ω 1A．
（3）闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表示数如图2所示，读数为4V，小灯泡的额定功率为1.2W．
（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率．
①请在图3虚线框内画出她设计的电路图．
②写出实验步骤：实验步骤Ⅰ、按电路图2连接实物电路图，并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
Ⅱ、闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
Ⅲ、滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I；
Ⅳ、求灯泡额定功率．．
③写出测定额定功率的表达式：P额=0.3A×（6V-$\frac{1.8A}{I}$V）．
分析 （1）根据定律求出灯两端的电压值范围确定电压表量程与灯并联；
（2）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器．
（3）根据电压表量程由图2所示电压表确定其分度值，读出电压表示数，由P=UI求出灯泡额定功率；
（4）没用电压表，要测量小灯泡的额定功率，关键要测出灯正常发光时的电压大小，
将灯泡与滑动变阻器串联，用电流表测流过电路的电流，通过移动的滑片，当电流表示数为0.3A时，灯正常发光；
保持滑片位置不动，然后利用开关将灯短路，再测出此时通过变阻器的电流I，则在电源电压已知的情况下，由欧姆定律，可求出灯正常发光时的变阻器连入电路中的电阻大小；
在第一次操作中，由欧姆定律，可求出灯正常发光时变阻器的电压大小，由串联电路电压的特点，求出灯的额定电压，然后由P=UI求出灯泡额定功率．
解答 解：（1）电路电流为灯泡额定电流0.3A时，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间，由U=IR可知，灯泡两端电压约为
3V～4.5V，电压表选用大量程，实物图的连接如下图1，
（2）此时，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端电压U滑=U-U灯=6V-U灯，
滑动变阻器两端电压约为3V-1.5V，小灯泡的额定电流为0.3A，由R=$\frac{U}{I}$可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值约为10Ω-5Ω，则滑动变阻器应选择“20Ω 1A”；
（3）电压表量程是0～15V，由图乙可知，电压表分度值是0.5V，电压表示数是4V，
灯泡额定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
（4）①电路图如图2所示；
②：Ⅰ、按电路图2连接实物图：
Ⅱ、闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
Ⅲ、滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I；
Ⅳ、求灯泡额定功率．
③灯泡额定功率：
a、滑动变阻器接入电路的阻值R滑=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{I}$；
b、滑动变阻器两端的电压U滑=0.3A×R滑=0.3A×$\frac{6V}{I}$=$\frac{1.8A}{I}$V；
c、灯泡两端电压U灯=U-U滑=6V-$\frac{1.8A}{I}$V；
d、灯泡额定功率P额=I灯U灯=0.3A×（6V-$\frac{1.8A}{I}$V）
故答案为：
（1）如图1所示；
（2）“20Ω1A”
（3）4；1.2；
（4）①如图2所示；
②断开开关，按照电路图连接好实物，并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
②Ⅰ、按电路图2连接实物电路图，并将滑动变阻器滑片调到阻值最大处；
Ⅱ、闭合开关S1、断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
Ⅲ、滑片位置不动，闭合开关S1、S2，读出电流表示数I；
Ⅳ、求灯泡额定功率．
③0.3A×（6V-$\frac{1.8A}{I}$V）
点评 本题考查了连接电路图、实验器材的选择、电压表读数、求灯泡功率等及设计实验方案的能力，综合性强，难度大，为压轴题．
出彩同步大试卷系列答案
小亮想利用如图所示的电路测量未知电阻Rx的大小（R0阻值已知）．请你帮他写出实验步骤和未知电阻Rx的表达式．
在用斜面和木块做“测量物体运动的平均速度”实验时，将带刻度的木板一端垫高做成斜面，小明用频闪照相机记录了木块斜面下滑的运动过程，频闪照相机每隔0.5s拍一张照片，照片记录的木块在不同时刻的位置如图所示：分析照片可知AF的长度为4.50cm，木块从A运动到F的平均速度是3cm/s，木块沿斜面下滑过程中相邻两段时间内路程差为0.50cm．
如图所示为小明自制的一盏可调节亮度小灯，闭合开关后，若要使灯泡变暗，应将导线夹向b（选填“a”或“b”）端移动；小明认为这个装置在小灯调暗后比亮时能省电，但小林认为电路中的合金丝也要消耗电能，所以不能省电，那么，在相同情况下，你的看法是能省电．（选填“能省电”、“不能省电”或“不确定”）理由：
如图是小松同学实验时所画电路图中的一部分，根据此电路图，下列四个选项不能直接研究的问题是（ ）| A． | 电阻跟温度的关系 | B． | 小灯泡的电功率 | ||
| C． | 电流跟电压的关系 | D． | 小灯泡的电阻 |
| A． | 用力拧瓶子时，越拧越费劲，是因为分子间距离越小，分子间斥力越大 | |
| B． | 用力拧瓶子，是用做功的方式改变了瓶内气体的内能，相当于汽油机做功冲程的能量转化 | |
| C． | 瓶盖被弹出时，瓶内气体的内能转化为瓶盖的机械能 | |
| D． | 当瓶盖飞出时瓶内及瓶口有白雾，这是因为瓶内气体对外做功，内能减小，水蒸气液化形成了小水滴 |