题目内容

4．物理兴趣小组同学在实验室制作“可连续调节亮度的调光灯”，他们用一个规格为“12V 8W”的灯泡、标有“6Ω  3A”的滑动变阻器和12V学生电源以及开关和足够的导线连成如图甲所示的调光电路．（灯泡电阻不变）
（1）实验过程中，同学们发现“调光灯亮度变化不大”，请你计算出小灯泡的功率变化范围．
（2）有的同学认为只要按如图乙所示在原电路上加一根导线，就可以增大调光灯的亮度变化范围．请你说出此时灯泡的电压和功率的变化范围．

分析 （1）由图甲知，L与R串联，先计算灯泡电阻，再由I=$\frac{U}{R}$和P=I2R计算小灯泡的功率变化范围；
（2）分析滑片在两端时电路的连接方式，由此判断灯泡电压和功率变化情况．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得灯泡电阻：
RL=$\frac{（{U}_{额}）^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（12V）^{2}}{8W}$=18Ω，
由图甲可知，L与R串联，当滑片在左端时，变阻器连入阻值为0，
UL=U=12V，灯泡正常发光，所以此时灯泡正常发光，PL=P额=8W，
当滑片P在右端时，变阻器连入阻值最大，由I=$\frac{U}{R}$和P=I2R可得，小灯泡的功率：
PL=I2RL=（$\frac{U}{R+{R}_{L}}$）2×RL=（$\frac{12V}{6Ω+18Ω}$）2×18Ω=4.5W，
所以小灯泡的功率变化范围为：4.5～8W；
（2）由乙图，当滑动变阻器的滑片在最右端时，灯泡短路，所以灯泡两端电压为0，功率为0W，
当滑动变阻器的滑片在最左端时，R与L并联，
由并联电路特点知，此时灯泡两端电压UL=U=12V，所以灯泡正常工作，灯泡的电功率为8W，
所以灯泡的电压变化范围是0-12V，功率变化范围是0～8W．
答：（1）小灯泡的功率变化范围为：4.5～8W；
（2）灯泡的电压变化范围是0-12V，功率变化范围是0～8W．

点评 本题考查了动态电路分析，考查了串联和并联电路特点以及欧姆定律、电功率公式的应用，要求学生能认直审题，并能灵活应用所学物理知识进行分析判断．

练习册系列答案
相关题目
7．2012年10月1日起，我国分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯，并将在2018年淘汰白炽灯．节能灯比同光效的白炽灯节能60%～80%，且使用寿命长．一只标有“220V  60W”的白炽灯，正常发光时通过灯丝的电流大约为0.27A，3kW•h的电能，可供它正常发光50h；可供光效相同的“220V  15W”的节能灯正常发光200h．
8．为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如图所示的实验：在三只完全相同的杯子中分别放入100克水、200克水和200克沙子，各插入一支温度计，并在杯口上盖上一薄塑料片，观察到温度计的示数均为20℃．将三只杯子同时放置在太阳光下，过一段相同时间后，观察到温度计的示数如图（a）、（b）、（c）所示．请根据实验现象及相关条件，归纳得出初步结论．
（1）比较图（a）和（b）两图可得：质量不同的水，吸收相同的热量后，质量小的水升高的温度多．
（2）比较图（b）和（c）两图可得：质量相等的水和沙子，吸收相同的热量后，沙子升高的温度比水升高的温度多．
5．学习了杠杆知识后，小兰同学发现在人体中有许多杠杆，甚至掂一下脚尖都是人体杠杆在起作用．如图所示是人将双脚踮起时腿脚部的杠杠模型．F是小腿肌肉群产生的动力，作用在B点，A点是重心，O为支点，且OC=CD．（g=10N/kg）
（1）如图乙，小兰的质量是50kg，站立时，小兰双脚与地面的接触面积为400cm2，行走时小兰对地面的压强是多少？小兰踮起脚尖时，肌肉需要多大的力？
（2）如果小兰1分钟内能将脚尖踮起20次，每次踮起，脚跟离地10cm，则小兰的小腿部肌肉群克服自身的重力做功的功率是多少？（计算结果保留一位小数）
12．大量的实验表明，在弹性限度内，弹簧受到的拉力F与伸长量x成正比，即F=kx．下面的表格是小明做的某弹簧受到的拉力F与伸长量x的实验记录．
拉力F/N510152025
伸长量x/cm1.63.24.86.48
（1）请在如图所示坐标系中作出F-x图象．
（2）由图象可求得该弹簧的拉力与伸长量的定量关系是：k=312.5N/cm．
（3）若用该弹簧做一个弹簧测力计，且弹簧测力计上的刻度均匀，则每1N的距离为0.32cm．
9．伏安法测电阻．

（1）伏安法测电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$，在连接电路的过程中，开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片应位于阻值最最大的一端，这主要是为了避免电路中的电流过大，以致烧坏有关元件．
（2）小桃同学在测电阻的实验中，测得电阻的电压及电流如图所示，则电阻两端的电压为10.5V，通过电阻的电流为0.14A，电阻的阻值为75Ω．
16．在用电压表和电流表测电阻的实验中：
（1）如图甲所示是某同学已经连接好的实验电路，但电路中有一根导线连接错误，请你把错误的连接改正过来；（新改接的导线用笔画线表示，并在错接的导线上画“×”）
（2）在图中a是电压表，b是电流表；（填电流/电压）
（3）在连接电路中，开关应处于断开状态（填闭合/断开）．测量时，该同学多次改变滑动变阻器滑片的位置是为了改变被测电阻两端的电压，达到多次测量，求平均值，减小误差的目的．
（4）电路改正后，闭合开关，在第一次实验时，两只电表的示数分别如图乙所示，测得的电流是0.5A，电压是4V，待测电阻的阻值是8Ω；
（5）在第二次实验时，决定在待测电阻两端施加3V的电压，应调节滑动变阻器滑片，使其处于第一次实验时滑片位置右侧的适当位置（填左/右）；
（6）在第三次实验时，决定在待测电阻两端施加2V的电压，除应调节滑动变阻器的滑片位置外，还应换电压表的量程．
13．长兴县已推行公共自行车交通服务．许多市民也开始不使用汽车而骑自行车上班．
（1）从环保角度看，这主要有利于减少城市的A污染．
A．大气污染      B．水污染     C．土壤污染      D．白色污染
（2）骑车上班还有利于身体健康．体重80千克的金老师每天骑车（车的质量约20千克）上班“减肥”．若他以5米/秒的速度匀速前行，受到的阻力约为人与车总重的0.04倍，则他消耗的功率约为多少？（g=10牛/千克）
（3）由表可知用中速跑的运动方式来进行减肥比骑自行车效果更好．若金老师以中速跑的运动方式来进行减肥，要坚持锻炼多长时间才能消耗60克脂肪？（假设所需能量全由脂肪提供；而每克脂肪分解释放能量约40千焦．肌肉效率为25%，即100份化学能有25份转化为机械能．）
运动方式每小时每千克消耗的能量（千焦）
1慢走12.01
2中速跑42.00
3自行车17.97
4驾驶汽车8.82
14．某同学想利用图1甲电路测量RX的阻值．

①该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$（用公式表示）；
②根据图1甲电路，连接图1乙的实物图时，需将导线a接到滑动变阻器的C（选填“A”或“C”）接线柱．
③正确连接电路后，开关S闭合前应将滑片移至滑动变阻器的A（选填“A”或“B”）端；闭合开关后，该同学发现，电压表示数接近电源电压，电流表无示数，该电路故障应是Rx断路（填“断路”或“短路”）．
④在实验过程中，滑动变阻器除了保护电路外，还有一个重要的作用是改变电阻两端电压；如果用两个定值电阻R1和R2（R1＜R2）替代滑动变阻器，组成如图2a、b、c三种电路分别 进行实验，正确测得三组实验数据并记入表格中，则第3次实验数据应是按照a（填“a”、“b”或“c”）图的电路进行实验测得的．
实验次数电压U/V电流I/A电阻RX/Ω
10.850.146.07
21.210.206.05
32.110.356.03
⑤根据实验数据可知，Rx的阻值是6.05Ω．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网