题目内容

11．归纳总结是学习物理的一种良好习惯．小明学完电学后，发现如图1所示的电路图可以用来完成我们教材中的多个实验探究：
（1）利用它可以研究电流与电压的关系，实验中滑动变阻器的作用是：改变电路中的电流和电压，进行多次实验．
（2）利用它可以研究电流与电阻的关系，实验中把5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻后，下一步应进行的操作是：调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变
（3）利用它可以测量未知电阻的阻值．小丽利用此电路图连接了一个测电阻的电路，闭合开关后，发现电流表和电压表都有示数，但调节滑动变阻器，电表的示数却不发生变化，可能的原因是：滑动变阻器接入的是上面两个接线柱或滑动变阻器接入的是下面两个接线柱；
另一同学连完电路实验时，发现电压表的示数增大时，电流表的示数却减小，你认为原因是：电压表并联在滑动变阻器的两端．
（4）把图1中的定值电阻换成小灯泡还可以测量小灯泡的额定功率．小明想测量一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（电阻大约是10Ω）．
①请你帮他连好实物图（图2）
实验次数123
电压U/V2.02.53.0
电流I/A0.250.30.33
②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B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
③上表是小明同学记录的测量结果：小灯泡的额定功率为0.75W．

分析 （1）滑动变阻器的作用：一是保护电路；二是改变电路电流或改变电压；
（2）探究通过导体的电流与电阻的关系实验要控制电阻两端电压不变，更换电阻后，首先应调节滑动变阻器，应控制电压表示数保持不变；
（3）在连接好电路后闭合开关，电流表和电压表都有示数，移动滑动变阻器滑片，电表示数都不变，说明滑动变阻器都接到上面或下面两个接线柱上；
测量未知电阻的阻值时，未知电阻与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中测电路电流，随电流增大，电阻两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，据此分析原因．
（4）①根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值，从而确定电流表的量程，然后将电流表、灯泡以及滑动变阻器串联连接，注意滑动变阻器按一上一下原则接线；
②当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡的实际功率等于额定功率，根据串联电路分压的特点判断滑动变阻器移动的方向；
③根据表中数据灯泡两端电压为额定电压时，通过灯泡的电流，根据P=UI即可求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）研究电流与电压的关系时，滑动变阻器起改变电路中的电流和电压的作用，从而进行多次实验．
（2）实验过程中，把电阻R由5Ω换成了10Ω的定值电阻后，闭合开关，首先应调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变；
（3）闭合开关后，电流表和电压表都有示数；但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，说明滑动变阻器接入的是上面两个接线柱或滑动变阻器接入的是下面两个接线柱；
移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数减小，说明电路总电阻增大，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则滑动变阻器的分压增大，电压表的示数增大，说明电压表并联在滑动变阻器的两端；
（4）①灯泡的额定电流约：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此电流表量程选择0～0.6A；
使电流表的0.6A接线柱与灯泡的左接线柱相连，灯泡的右接线柱与滑动变阻器的左上接线柱相连，如下图所示：

②已知2.2V小于灯泡的额定电压，要想测量小灯泡的额定功率，需增大灯泡两端电压，根据串联电路电压的特点可知，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故需将滑动变阻器的滑片向B端移动，直到电压表的示数为灯泡的额定电压2.5V；
③根据表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，故灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案为：（1）改变电路中的电流和电压，进行多次实验；
（2）调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变；
（3）滑动变阻器接入的是上面两个接线柱或滑动变阻器接入的是下面两个接线柱；电压表并联在滑动变阻器的两端；
（4）②B；2.5；③0.75W．

点评 本题通过探究“电流与电压、电阻”的关系以及测量小灯泡电功率的实验考查了滑动变阻器的作用、故障的分析、控制变量法的应用、欧姆定律的应用、串联电路分压的特点及额定功率的计算，综合性强，涉及的知识点多，有一定的难度．

练习册系列答案
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2．自行车是人们最常用的交通工具，从自行车的构造和使用来看，它应用了许多物理知识，下列说法中正确的是（　　）
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电阻（Ω）电压（ V）电流（A）
101.00.1
1.50.15
2.01.0
（1）实验过程中，小明所测量的数据如上表，在分析数据归纳结论时发现有一个数据错了，其中错误的数据是1.0，错误的原因是：读错量程．
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（3）接下来小明“探究通过导体的电流与电阻的关系”，把电阻R由10Ω分别换成了5Ω、20Ω，并根据实验要求每次闭合开关后，先调节滑片，使电压表的示数保持不变，然后再记录电流表的示数．
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像的高度h/cm1.02.03.04.05.0
像到小孔的距离s/cm2.04.06.08.010.0
请你根据表中的数据在图2的坐标中画出h与s的关系图象
（3）从图象中可以看出s与h的关系为：h与s成正比关系．
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（2）如表为小宇某次百米测试中记录下的各段路程及相应的时间．
路程20m处40m处60m处80m处100m处
时间3.1s5.6s7.6s9.7s11.4s
速度 6.5m/s 
7.1m/s		 7.9 m/s
8.2m/s		  8.8 m/s
计算40m处、80m处的速度，填入表格中（结果保留一位小数）．
（3）根据上表数据计算，小宇在哪个20m路段的速度最慢A，在哪个20m路段的速度最快E．
（A）0～20m路段     （B）20～40m路段    （C）40～60m路段
（D）60～80m路段    （E）80～100m路段
（4）小宇在这次百米测试中全程的平均速度是8.8m/s．

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