题目内容

6．小王利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω 0.5A）、R2（50Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）．

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是指针调零．正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是灯泡断路．
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小王画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为0.625W．在多次测量中，小王还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是灯丝电阻随温度升高而增大．
（3）小王又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变小的缘故（选填“大”或“小”）．
（4）灯泡的功率测量完毕，小王用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器R2（选填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为10Ω．

分析 （1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，应对电流表进行调零，使指针指在零刻度线上；灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（2）已知灯泡的额定电压，通过图象得到额定电压下的电流，利用公式P=UI得到灯泡的额定功率；灯丝电阻受温度的影响，变化较明显，并且温度越高，电阻越大；
（3）①物质由固态直接变为气态的过程叫升华；
②在两端电压一定时，用电器消耗的功率的变化用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$进行分析；
（4）①在探究电流与电阻的关系时，要改变接入电路的电阻阻值大小，但不同阻值的电阻两端电压不变；
②串联电路中用电器两端电压与其阻值成正比，由图象可得电阻两端电压，已知电源电压和电阻两端电压，可以得到滑动变阻器两端电压，根据串联电路用电器两端电压与电阻的对应关系，得到定值电阻的阻值．

解答 解：
（1）由图乙知电流表指针没有指在零刻度线上，则接下来的操作是将电流表指针调零；
闭合开关，灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．因此电路故障为灯泡断路；
（2）由图象知，在额定电压下，通过灯泡的电流为I=0.25A，所以灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W；
灯泡亮度随电压的升高而增大，电阻随之增大，所以而电压与电流的比值等于灯丝的阻值，故电压与电流的比值变大；
（3）①灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时温度很高，钨丝由固态直接变为气态发生升华现象而变细；
②灯丝变细，电阻增大，在两端电压一定时，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，消耗实际功率变小；
（4）①由图象知，不同阻值的电阻两端电压等于0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=2.5V，
假设选择25Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，由$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$知，要保持定值电阻两端电压为2.5V不变，滑动变阻器接入电路的电阻为35Ω，所以滑动变阻器选择“50Ω  0.5A”，即选择滑动变阻器R2；
②滑动变阻器两端电压为U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V
由串联电路的分压原理$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，
代入数值得$\frac{2.5V}{3.5V}$=$\frac{{R}_{1}}{14Ω}$，
解得R1=10Ω，即选择的定值电阻阻值为10Ω．
故答案为：
（1）指针调零；灯泡断路；
（2）0.625；变大；灯泡电阻随温度升高而增大；
（3）升华；小；
（4）R2；10．

点评 本题考查了电流表的正确使用、电路故障分析、电流表读数额定功率的计算、灯泡电阻与温度的关系、升华现象、电功率的变化等，设计知识点多，综合性较强，具有较强的代表性．

练习册系列答案
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10．小明把两支同样的粉笔竖直放置在坚硬的水平桌面上．粉笔两头横截面积不同，其中一支正放，一支倒放（如图所示），以下分析正确的是（　　）
A．粉笔受到的重力与它对桌面的压力是一对平衡力
B．两支粉笔都受到了桌面给予的摩擦力，且大小相等
C．由于受力面积不同，桌面对粉笔的压强不同
D．本实验可以得出压力作用效果与受力面积的关系
11．建筑工地上，需要利用拖拉机和滑轮组（如图所示）将多个质量为1.2×103kg的物体，拉到长86m，高51.6m的斜面顶端，测得拉动一个物体沿斜面匀速上升时拖拉机的水平拉力为4.8×103N．
（1）求滑轮组与斜面组合的机械效率；
（2）若拖拉机的热机效率为20%，将一个物体由水平地面匀速拉到斜面顶端需要消耗多少柴油？（已知柴油热值为4.3×107J/kg）；
（3）若拖拉机的最大输出功率为12kW，求拖拉机在水平地面上匀速拉动物体过程中的最大速度．
14．在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，小华选择了一只额定电压为3.8V的灯泡根据如图甲所示电路进行实验：

（1）闭合开关前，电压表指针如图乙所示，造成该现象的原因是使用前电压表指针未调零．
（2）实验时小华无法准确判断电压表指针是否指向3.8V（如图丙）．于是他做了3次实验，每次实验都认为电压表示数最接近3.8V．相关实验记录及数据处理见下表：
实验序号电流表示数/A测得灯泡的额定功率/W测得灯泡额定功率的平均值/W
10.301.140P额=$\frac{（1.140+0.102+1.178）}{3}$=1.140
20.291.102
30.311.178
你认为小华这样处理数据的方法是否合理合理．（选填“合理”或“不合理”）
（3）上述从第二次到第三次实验的过程，滑动变阻器的滑片是向右（左/右）移动的．
（4）测量结束后，应先断开开关，再拆除其他导线．
1．在“测定小灯泡的功率和电阻”的实验中，小明同学设计的电路如图1所示，他选用的小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）请用笔画线代替导线，按照电路图，将图2的实物电路连接完整（连线不得交叉）．
（2）在连接实物电路过程中，开关应处于断开（断开、闭合）状态．
（3）正确连好电路后，闭合开关前应把右图中的滑动变阻器滑片的位置调到最左边（填写“最左边”或“最右边”）．
（4）如果连好电路后，闭合开关S，小明发现灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数但未超出量程，产生故障的原因可能是A．
A．小灯泡发生了短路
B．小灯泡发生了断路
C．滑动变阻器短路
D．滑动变阻器的滑片松了、不接触
（5）排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡在额定电压下正常发光时，电流表的指针位置如图3所示，请你把下面表格中没有完成的部分完成．
实验次序电压U/V电流I/A电功率/W灯丝电阻/Ω亮度
11.00.200.205微亮
21.80.240.437.5较亮
32.5亮
43.00.320.969.38很亮
（6）灯泡的额定功率是0.75W．
（7）若在实验中另一名同学连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表示数为电源电压6V，电流表示数为0，故障的原因可能是小灯泡发生了断路（断路、短路）．
11．如图所示，A物体重50N，B物体重16N．A物体沿水平桌面向右匀速运动了3m，它受到桌面的摩擦力为16N，该摩擦力所做的功为48J，物体B所受重力做的功为48J，如果要使A物体匀速向左运动，则应给它施加一个大小为32N的水平向左拉力．
18．2015年3月21日，一架波音737-800型科技搭载156名乘客和名机组人员从上海飞至北京．这是一架被“换血”的飞机--中国民航首次使用由地沟油转化而来的生物航油进行商业载客．下列说法中正确的是（　　）
A．波音737-800型客机是利用浮力升空的
B．客机从上海飞至北京的过程中，以北京机场为参照物，客机是静止的
C．以餐饮废油（俗称“地沟油”）为原料生产的生物航煤属于可再生资源
D．客机的外壳用铝合金制作，是因为铝合金的硬度大、密度大
15．以下四种现象中，属于光的折射现象的是（　　）
A．用放大镜观察到邮票的图案被放大B．从不同方向能看到黑板上的文字
C．人站在阳光下，地面上出现人影D．水面上出现岸边青山的“倒影”
16．如图所示，小明用一动滑轮将一袋重物匀速提升2m，分析正确的是（　　）
A．手拉绳子的力和绳子拉手的力是一对平衡力
B．手拉绳子的力和重物受到的重力相等
C．重物受到的重力和动滑轮对重物的拉力是一对平衡力
D．重物对动滑轮的拉力小于动滑轮对重物的拉力

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