题目内容

17．图甲是小明在“测量小灯泡电功率”实验的电路图，小灯泡额定电压为2.5V．

（1）该实验的原理是P=UI（用公式表示）．
（2）小明正确连接电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表示数为零，原因可能是小灯泡断路（填“短路”或“断路”）．
（3）排出故障后，小明闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向左（填“左”或“右”）端移动．
（4）小明通过实验得到了小灯泡的I-U关系图象（图乙①），则小灯泡的额定功率是0.625W，当小灯泡两端的电压是1V时，实际功率是0.15W．
（5）将小灯泡换成待测电阻，通过实验测得数据后作出它的I-U关系图象（图乙②），则该待测电阻的阻值为20Ω．
（6）完成上面实验后，小明还想测某未知电阻Rx的阻值，但身边的电压表彻底坏了，于是他设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻），请帮他把缺少的步骤补全，并写出Rx的表达式，实验步骤：
Ⅰ．按照设计的电路图连接电路；
Ⅱ．只闭合开关S，记下电流表的示数I0；
Ⅲ．再闭合S1，记下电流表的示数为I；
Ⅳ．计算电阻：Rx=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$（用已知物理量和测量出的物理量的符合表示）．

分析 （1）测量电功率的原理P=UI；
（2）电路故障有两种：断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（3）由电路图可知，灯泡及滑动变阻器串联，则要使小灯泡两端的电压增大到额定电压，应减小电阻，即减小滑动变阻器的接入电阻，由滑动变阻器的接法可知滑片的移动方向；
（4）由图确定额定电压及额定电流，由P=UI可求得灯泡的额定功率，已知实际电压，由图知实际电流，求实际功率；
（5）由图知电压和电流，求定值电阻的电阻；
（6）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻并联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出定值电阻两端电压，然后根据公式R=$\frac{U}{I}$计算出被测电阻的阻值．

解答 解：
（1）测量电功率的原理：P=UI；
（2）灯泡不亮，电流表示数为零，电压表有示数（电压表与电源串联测量电源电压有示数），说明灯泡断路；
（3）电压表示数只有2.2V，小于额定电压，应增大灯泡两端的电压，应减小滑动变阻器分得的电压，故应减小滑动变阻器接入电路的阻值；由电路图可知，应将滑片向左滑动，使灯泡两端电压达到2.5V；
（4）从小灯泡的I-U关系图象（图乙①）知，当小灯泡正常发光的电压为2.5V时，电流为0.25A，
则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由图乙知，当灯泡电压为1V时，电流为0.15A，则灯泡的实际功率P′=U′I′=1V×0.15A=0.15W；
（5）从I-U关系图象（图乙②）知，当U=3V时，I=0.15A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω；
（6）在没有电压表时测量电阻的实验步骤：
Ⅰ：照设计的电路图连接电路；
Ⅱ：闭合开关S，记下电流表的示数I0；
Ⅲ：再闭合S1，记下电流表的示数为I；
Ⅳ：计算电阻：
待测电阻两端的电压Ux=U0=I0R0，
通过的电流Ix=I-I0，
Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$．
故答案为：（1）P=UI；（2）断路；（3）左；（4）0.625；0.15；（5）20Ω；
（6）再闭合S1，记下电流表的示数为I；$\frac{{I}_{0}{R}_{0}}{I-{I}_{0}}$．

点评 本题考查了实验原理、电路故障分析、图象分析、求灯泡额定电流与额定功率、滑动变阻器的使用、特殊测电阻的方法等知识，有一定的综合性．

练习册系列答案
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7．下列关于电功和电功率的说法中正确的是（　　）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．电流通过用电器所做的电功越多，这个用电器的电功率一定越大
C．额定功率越大的电灯，接入电路后一定越亮
D．用电器工作过程中的实际电功率可能小于它的额定功率
8．运动员用100牛的力将质量为5千克的铅球推出手，铅球落到10米远处后又在地上向前滚动了0.5米，铅球在空中飞行的过程中，运动员对铅球所做的功是（　　）
A．1000焦B．1050焦C．490焦D．0焦
5．若要使眼睛看到一个物体，则（　　）
A．这个物体一定是光源
B．物体发出或反射的光线必须进入眼睛
C．物体和眼睛必须在一条直线上
D．眼睛发光
12．如图所示是生活中经常使用的四种简单机械，一定费力的是（　　）
A．B．C．D．
2．做“测小灯泡额定功率”实验时，小灯泡上标有“2.5V”字样．

（1）连接电路时，开关S应断开，防止因电路短路（填“短路”或“开路”）而损坏仪器；
（2）按图甲所示的电路图，在不改变原有连接情况下，请你把图乙电路连接完整；
（3）实验过程中，灯泡突然不亮，电流表、电压表的示数都减小．经检查，导线连接完好，则可能的故障是滑片与变阻器电阻丝断开．
（4）实验中，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡额定功率0.7W．
9．在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω  1A”字样．

（1）该实验的原理是P=UI．
（2）如图1甲是小亮同学设计的电路图，请在图1甲圆圈中填上电表符号．
（3）请将图1乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）．
（4）在正确连接电路时，开关必须断开，滑动变阻器的滑片应移至C端（“C”或“D”）．
（5）实验中，小亮同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是灯泡开路．
（6）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图丙所示，为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B端滑动（选填“A”或“B”）
（7）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图1丁所示，则小灯泡的额定功率是0.6W．
（8）完成上述实验后，又重新设计了电路如图2所示，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1．（已知电源电压为U）．
①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；
②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率表达式为P额=$\frac{U{I}_{{1}^{2}}}{{I}_{2}}$．
6．关于时间和时刻，以下说法中正确的是（　　）
A．一节课45分钟指的是时间
B．在时间轴上的每一个坐标点表示的是时刻
C．1s初到2s末所经历的时间为1s
D．某次列车9：45开车，指的是时刻
7．物体重100N，对它施加一个水平向左的30N的压力将它压在墙上静止，画出它受力示意图．

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