题目内容

15.在测量小灯泡电功率的实验中,小丽连接了如图1所示的电路(其中部分连线没有画出),已知所有仪器完好,待测小灯泡的额定电压为2.5V.

(1)请用笔画线代替导线,将图1中的电路连接完整.(要求连线不得交叉;滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大).
(2)小丽连接好最后一根导线,灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭,检查后,发现连线正确,请你找出实验中两个操作不当之处:
①连接电路时,开关未断开;
②闭合电路前,滑动变阻器没有调到最大阻值处.
(3)纠正错误后,小丽记录多组数据,画出如图2所示的关系图线,根据图线信息可知,小灯泡正常发光时,灯丝的电阻为12.5Ω,小灯泡的额定功率是0.5W.

分析 (1)据测量小灯泡电功率的原理可知,电源、滑动变阻器、电流表和开关串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,且滑片向左移动,电阻变大,即可判断变阻器的接线柱;
(2)连接电路时要断开开关,滑片要置于最大阻值处;
(3)从图象中确定额定电压及对应的电流值,根据公式P=UI和欧姆定律计算出额定功率和电阻即可.

解答 解:
(1)据测量小灯泡电功率的原理可知,电源、滑动变阻器、电流表和开关串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,且滑片向左移动,电阻变大,故可判断变阻器右下面的接线柱必须接入电路,而后上面的任何一个接线柱接入电路均可,如下图所示:

(2)连接好最后一根导线,灯泡立即发光,说明电路闭合,连接电路时没有断开开关;灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭,说明电路电流太大,电路电阻太小,滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处.
(3)由图象知,当电压为2.5V时,电流表示数为0.2A,所以此时的电阻是:
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω;
此时的功率是:P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;
故答案为:(1)见上图;(2)①连接电路时,开关未断开;②闭合电路前,滑动变阻器没有调到最大阻值处;
(3)12.5;  0.5.

点评 题是“测量小灯泡功率”的实验,考查了有关电流表、滑动变阻器的连接以及欧姆定律的应用,是一道基础性是实验题.

练习册系列答案
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3.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关.于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯和额定电压是3.8V的灯,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图1所示的电路开始探究.
(1)请你用笔画线代替导线,根据图1所示的电路图,将图2所示实物图连接完整.

(2)若小雷连接电路后闭合开关,灯几乎不发光,移动滑片也不能改变灯的亮度.原因是他把滑动变阻器的AB(填字母)接线柱接入了电路.
(3)小雷排除故障后,按图2所示的电路继续进行实验:
①闭合开关,滑片向C(选填“C”或“D”)端移动使灯发光,测出灯的相关物理量,记录和计算结果如下表:
次数电压/V实际功率/W电阻/Ω
1.60.200.328.00
22.50.240.6010.42
32.80.260.7310.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处.
(4)小雷注意到灯的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越大.
(5)用替换灯泡复上面的实验时,需要改变电压表的量程,发现灯的亮度变化规律与灯相似.
(6)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确.”这种说法错误的原因是该同学忽略了温度对小灯泡电阻的影响.
②有同学认为“把灯换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的流与电压的关系.”你认这种说法正确(选填“正确”或“错误”).
10.夏日炎炎,蚊子滋生,传播疾病,令人烦恼.小明根据蚊子在夜间具有趋光性(尤其是紫色光)的特点,打算自制灭蚊灯.
小明从废旧节日彩灯上拆得一个紫色小灯泡,其额定电压为2.5V.为测得小灯泡的额定功率,小明找来蓄电池组(电压为6V)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线等,展开实验探究.

(1)请根据电路图如图1用笔画线代替导线连接实物图(电流表使用大量程).
(2)闭合开关S前,滑片P应放在使滑动变阻器接人电路的阻值最大(最大/最小)处.
(3)闭合开关s后,小灯泡不亮,观察发现:小灯泡是完好的;电压表有示数;电流表指针指向零刻度线.电路可能存在的故障是灯座断路.
(4)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片P直至电压表的示数为2.5V,此时小灯泡处于额定工作状态,根据如图3所示电流表的示数可知其额定功率为4.5W.
(5)小明找来纱布做成灯罩罩住小灯泡,打算在灯罩上涂粘胶,当小灯泡工作发出紫色光时,飞过来的蚊子就会被粘胶粘住.小明在市场上找到A、B、C三种类型的粘胶,对其粘性强弱进行比较.
①取三张相同规格的纸片,水平放置,分别在纸片的上表面涂上A、B、C三种类型的粘胶.
②同时在三张纸的上表面各轻轻布撒30粒芝麻.
③同时将三张纸腾空倒置1min.
④将三张纸翻转,数出A、B、c三种类型粘胶上残留的芝麻数量,见下表.
粘胶类型ABC
残留的芝麻数量22812
为达到最佳的灭蚊效果,小明应选用的粘胶类型为A.
7.在“测量小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器,电源电压为6V.

(1)本实验中应选择规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器;如图已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整.
(2)某同学闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现灯泡的亮度很暗且不变,可能的原因是滑动变阻器接下面两个接线柱.
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图所示为0.24A,小灯泡的额定功率为0.6W.
电压/V1.52.02.53.0
电流/A0.2]0.220.28
电功率/W0.30.440.84
灯泡发光情况很暗→暗→正常发光→很亮
(4)分析小明在表中记录的实验数据可知,小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的.灯丝的电阻随两端电压的增加而增大(填“增大”或“减小”),灯丝电阻发生变化的本质是电阻随温度升高而增大.
次数1234
电阻/Ω5101520
电流/A0.60.30.20.15
(5)完成实验后,该组同学又找来了几个不同阻值的电阻代替小灯泡继续“探究电压不变时,电流与电阻的关系”,得到的实验数据如表.该组同学做完第2次实验后,用15Ω的电阻替换10Ω的电阻,闭合开关,应将滑动变阻器的滑片P向B端移动(选填“A”或“B”),使电压表的示数为3V,完成第三次实验.可以得到的结论是:电压一定时,电流与电阻成反比.
5.阅读短文,回答问题.
石墨烯--改变世界的神奇新材料
一片碳,看似普通,厚度为单个原子,却使两位科学家获得诺贝尔奖.这种全新材料名为“石墨烯”,
石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,而且它几乎是完全透明的.利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料.比如,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发;石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池.如果和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料.因此,其应用前景十分广阔.
(1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道,解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,这是利用石墨烯的C(填选项前的字母);
A.透光性好    B.硬度大    C.导热性好    D.导电性强
(2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发,是因为石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管;
(3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料.针对这一发现同学们提出了以下几个问题,你认为最有价值且可探究的问题是A(填选项前的字母).
A.“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系?”B.“如何提取石墨烯这种物质?”
C.“石墨烯在生活中有什么用处?”D.“石墨烯为什么很薄?”

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