题目内容

1．小明和同学们在做“测定小灯泡电功率”的实验时，所用电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V．

（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（2）闭合开关前，应将滑片放在滑动变阻器阻值最大的位置，但小明未按此要求操作，除了从实物图中能直观地看到滑片所在的位置外，你还能用在实验中发生的哪个实验现象来证实这一点？移动滑动变阻器的滑片，灯变暗，或电流表、电压表的示数减小；
（3）小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象．根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W，该图象不是直线，主要原因是灯丝电阻随温度升高而变大；
（4）小明完成上述实验后，老师发观电流表已坏，老师又给了小明两个开关S1、S2和定值电阻R=10Ω及导线，小明利用剩余器材和所给的器材，只连接了一次电路，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你画出实验设计的电路图．

分析 （1）根据串分压的知识判断滑动变阻器阻值的变化，得出滑片的移动方向；
（2）如果滑动变阻器一开始置于最大阻值处，再移动时，电流表和电压表的示数会变大，而如果没按此要求来做，移动滑片时，两电表的示数都有可能变小；
（3）从图象上找到额定电压对应的点，读出对应的电流，利用P=UI计算额定功率；
该图象不是直线，即电压和电流的比值不是定值，说明小灯泡发光的过程中，影响电阻大小的因素是存在的；
（4）电流表已损坏，只有电压表，使已知电阻R与灯泡串联，间接求灯泡正常工作时的电流．滑动变阻器与灯泡串联，先使电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器使灯泡正常工作，再通过开关的闭合、断开用电压表测出灯泡和定值电阻两端的总电压，根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，即为通过灯泡的额定电流，根据P=UI计算灯泡额定功率．

解答 解：
（1）由图乙知，电压表量程应选择0～3V，分度值为0.1V，所以电压表示数为2.2V，低于额定电压，根据串联电路分压的特点，所以应减小滑动变阻器的阻值，滑动变阻器滑片应向B端移动，使电压表的示数等于2.5V；
（2）如果滑动变阻器的阻值没有放在最大处，移动滑片，阻值增大时，电压表和电流表的示数都可能变小，据此也可判断其一开始的接入情况；
（3）由图象知，当灯的电压是2.5V时，对应的电流值为0.2A，额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是定值，并且灯丝的电阻随电压的增大而升高，即灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）灯泡与已知电阻R、滑动变阻器串联，电压表与开关S1、S2的连接如下图所示：

故答案为：（1）B；（2）移动滑动变阻器的滑片，灯变暗，或电流表、电压表的示数减小（3）0.5W；灯丝电阻随温度升高而变大；（4）见上图．

点评 本题主要考查学生对电学知识的综合应用，尤其是实验设计，这是重点也是难点，在设计实验时可参考一下：
（1）没有电压表，利用定值电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出被测电阻；
（2）没有电流表，利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出被测电阻．

练习册系列答案
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9．小盘同学用天平、量筒、水和细线测量金属块的密度．
（1）实验步骤如下：
①将天平放在水平桌面上，发现指针位置如图甲所示，此时应将平衡螺母向右调节，使横梁水平平衡；
②用调好的天平测量金属块的质量，天平平衡时，右盘砝码及游码位置如图乙所示，则金属块的质量m=62g；
③将适量的水倒入量筒中，记下此时液面对应的示数（如图丙所示）；
④用细线系好金属块，并浸没在量筒的水中，记下此时液面对应的示数（如图丙所示）；
（2）从丙、丁可知：金属块的体积V=20cm3，则金属块的密度ρ=3.1×103kg/m3；
（3）如果实验步骤顺序改为③④①②，将会导致测出的金属块密度比真实值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．
10．将重为4N，体积为6×10-4m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中，溢出水300g．若不计水的阻力，当物体静止时，下列判断正确的是（　　）
A．物体上浮，F浮=6 NB．物体悬浮，F浮=4 N
C．物体漂浮，F浮=4 ND．物体沉在水底，F浮=6N
7．中国第一艘航母“瓦良格”号，舰长304米、舰宽70.5米；吃水10.5米；满载排水量为67500吨；可舰载飞机50余架（该信息来源于网络）．则航母满载时所受的浮力是6.75×108N．若航母上的一架舰载直升机飞离航母，航母所受浮力变小 （选填”变大”、“不变”或“变小”）（ g取10N/kg）．
14．某同学用三块相同的海绵和几块相同的砖做了一次实验，从中探索压强跟压力、受力面积的关系，如图所示：

（1）其中最能说明压强跟受力面积关系的两个图是B
（2）其中最能说明压强跟压力的关系的两个图是A
A．（甲）和（乙）图
B．（甲）和（丙）图
C．（乙）和（丙）图
D．任意两图均可．
6．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为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）本实验中应该选择规格为50Ω　2A的滑动变阻器；
（2）图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（3）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是用螺丝刀将电流表指针调零．连接电路后，闭合开关，发现移动滑片时，电流表示数变大而电压表示数在减小，出现这种现象的原因是电压表与滑动变阻器并联．重新正确连接好电路，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；
（4）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，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.5W．在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（填“变大”、“变小”或“不变”），导致这一结果的原因是灯丝电阻随温度的升高而增大．
13．在测额定电压为2.5V小灯泡（电阻大约为10Ω左右）的电功率实验时，小军连接了如图1所示的电路．其中电源电压为6V．

（1）请用笔画线将图中的电路连接完整； 
（2）在连接电路时，开关应断开，滑片应移到B  （选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关后，发现小灯泡两端电压只有1.8V，滑动变阻器的滑片P向左端移动，使电压表示数为2.5V，此时灯泡实际功率就是额定功率． 
（4）小军调节滑片P的位置，使电压表的示数为2.5V，这时电流表的指针如图2所示，则该灯泡的额定功率是0.75 W．
（5）他还注意到，这个实验记录也可以用来计算灯丝电阻，并完成了有关计算如下表格：
实验次数123
电压（V）1.502.202.50
电流（A）0.160.220.24
 灯丝电阻（Ω）9.3810.0010.42
他有些纳闷儿：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么三次计算的灯丝电阻却不一样呢？请你对此作出可能性的解释：灯丝的阻值随温度的变化而变化．．
10．如图甲是小明和同学做“测定小灯泡额定电功率”实验的电路，电源电压为6V，已知小灯泡正常工作时的电压为2.5V，正常发光时灯丝的电阻约为10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线把未连接完的实物电路连接成正确的完整电路（要求：导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移动灯泡变亮）．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于B 端（选填“左”或“右”）．
（3）若闭合开关，灯炮不亮，经检查灯丝断了，则电流表指针偏转情况是不偏转；电压表指针偏转情况是满偏．
（4）更换相同规格灯泡后，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了使灯泡正常发光，应将滑片向左（选填“左”或“右”）移动；小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图丙所示，通过图象可知小灯泡正常发光时的电功率为0.75W．
（5）另一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大．经检查所用器材完好，出现这种现象的原可能是电压表与滑动变阻器并联了．
（6）他们继续用上图所示装置来探究“电流与电压的关系”．首先把5Ω的电阻接入原来小灯泡的位置，调节滑动变阻器依次测得数据如表一所示．由表一可归纳出：在电阻不变的情况下，导体中的电流跟它两端的电压成正比．接着他们探究“电流与电阻的关系”．其操作步骤是分别把5Ω、10Ω、15Ω的电阻接入原小灯泡的位置，立即闭合开关记录读数如表二所示．由表中的实验数据发现，通过导体的电流跟它的电阻不成反比，其原因可能是遗漏了重要的操作步骤，此步骤是：实验时，应该把5Ω、10Ω、15Ω电阻接入原灯泡位置时，调节滑动变阻器滑片，使定值电阻两端电压相等．．
表一
次数电阻R=5Ω
电压U/V电流I/A
11.00.2
21.50.3
32.00.4
表二
次数电阻R/Ω电流I/A
150.24
2100.20
3150.16
（7）下面表一表二分别是小明和小东各自进行测量额定电压为2.5V同一小灯泡功率的实验收集的数据：
表一
实验
次数		电压
U/V		电流
I/A		电功率
P/W
11.50.160.240
22.50.250.625
32.80.270.756
表二
实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W平均功率P/W
11.20.130.1560.494
22.50.250.625
32.70.260.702
他们完成实验进行相互交流时，小明认为该小灯泡的额定功率为0.625W而小东认为该小灯泡的额定功率为0.494W，你认为小明的说法正确．理由是额定功率是用电器在额定电压下的功率，而不是功率的平均值．
11．小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她想知道小灯泡正常工作时的电阻，于是在学校实验室找来一些器材连接了如图甲所示的实验电路，电源电压恒定不变．
（1）小丽测小灯泡电阻的实验原理是R=$\frac{U}{I}$．
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整（要求滑片向左移灯泡变亮），并在虚线框内画出电路图．
（3）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，她发现灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障原因是灯泡短路．
（4）故障排除后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，示数为 0.38A，小灯泡正常工作时的电阻是10Ω．
（5）完成上述实验后，小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为3.8V
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U
③小灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）

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