题目内容
11．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，如图所示，选用图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）
（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图所示的实物电路连接完整．
（3）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A（填“A”或“B”）端．
（4）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是小灯泡断路．
（5）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B（填“A”或“B”）端移动．
（6）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象，如图丙所示．分析图象可知；
①小灯泡的额定功率为0.625W．
②小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受温度变化的影响．
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是电流太小（或灯的实际功率太小）．
（7）完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示．请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤：
①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片使电流表为I灯=0.25A（或0.2A、或0.1A）；
②开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I；
③表达式：Rx=$\frac{2.5V}{I-0.25A}$（或$\frac{1.5V}{I-0.2A}$或$\frac{0.5V}{I-0.1A}$）．
分析 （1）由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时变阻器连入的阻值，从而确定变阻器的规格；
（2）求出灯正常发光时的电流大小，确定电流表量程；
（3）闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻应最大；
（4）闭合开关灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数，可能是电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两端是连通的，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析知电路故障原因是：小灯泡断路；
（5）电压表测灯泡电压，根据图乙电压表小量程读数，比较电压表示与额定电压大小，根据分压原理判断滑动变阻器的滑片移动方向；
（6）①由图象读出灯泡电压为2.5V时的电流，由P=UI计算其额定功率；
②灯泡的灯丝会随温度的变化而改变；
③灯的亮度由灯的实际功率决定；
（7）先使灯与电流表串联，通过调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I灯=0.25A（或为0.2A或为0.1A），根据图丙可知灯此时两端的电压，根据并联电器电压的特点，也就知道了待测电阻的电压；保持滑片位置不变，再通过开关的转换，在电路连接关系不变、各用电器的电压不变的前提下，使电流表测出待测电阻与灯并联的总电流I，因通过灯的电流保持不变，根据并联电路电流的特点，所以在第2次操作中，通过待测电阻的电流大小Ix=I-I灯，则根据欧姆定律待测电阻大小可求．
解答 解：（1）测量小灯泡的电功率实验中，L与滑动变阻器串联，电压表测L两端电压，电流表测电路中电流，
由题知灯泡正常发光时电路中电流约为I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.21A，根据串联电路电流的特点，即为通过变阻器的电流大小，变阻器应分去的电压U变=6V-2.5V=3.5V，变阻器阻值至少为R变=$\frac{{U}_{变}}{I}=\frac{3.5V}{\frac{2.5V}{12Ω}}$=16.8Ω＞10Ω，所以应选择滑动变阻器的规格为50Ω 0.5A；
（2）由（1）知，灯泡正常发光时电路中电流约为0.21A，所以电流表选用小量程，连接如下图所示：
（3）闭合开关前，为保护电路元件，变阻器连入电路中的电阻应最大，即将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到到A端；
（4）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障是小灯泡断路了；
（5）电压表测量灯泡的电压，在图乙中电压表量程0-3V，分度值0.1V，由图知电压表示数为2.2V，即灯泡两端的电压为2.2V，小于灯的额定电压，要使灯泡两端电压增大到2.5V，应减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，滑片向B端移动；
（6）①由图象可知，当灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②灯丝的电阻随温度的升高而增大，由图象知，电压越大，通过灯的电流越大，根据P=UI，灯泡的实际功率越大，灯丝温度越高，电阻越大；
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，通过灯的电流小于0.1A，则灯的实际功率小于
P′=U′I′=0.5V×0.1A=0.05W，远小于灯的额定功率，小灯泡不发光；
（7）在上面的分析基础上步骤如下：
①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片使电流表为I灯=0.25A（或0.2A、或0.1A）；
②开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I；
③在①中，根据图丙可知，灯的电压为2.5V；在②中电流表测待测电阻与灯并联的总电阻，且因电路的连接关系没有改变，各用电器的电压不变，所以通过灯的电流仍为0.25A，所以在②中，通过待测电阻的电流大小为I-0.25A，所以待测电阻Rx=$\frac{2.5V}{I-0.25A}$（或$\frac{1.5V}{I-0.2A}$或$\frac{0.5V}{I-0.1A}$）．
故答案为：（1）B；
（2）如上图所示；
（3）A；
（4）小灯泡断路了；
（5）2.2；B；
（6）①0.625；②温度；③电流太小（或灯的实际功率太小）；
（7）①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片使电流表为I灯=0.25A（或0.2A、或0.1A）；
②开关S1断开、S2闭合，保持滑片的位置不变，记录电流表的示数I；
③$\frac{2.5V}{I-0.25A}$（或$\frac{1.5V}{I-0.2A}$或$\frac{0.5V}{I-0.1A}$）．
点评 本题测量灯的电功率和测待测电阻的大小，主要考查器材的选择、电路的连接、实验注意事项、常见故障的分析、操作过程、额定功率的计算、影响电阻大小的因素、决定灯亮度的因素及设计实验方案的能力，综合性强，最后一问难度较大．
如图甲所示，是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置．
有一体积为800cm3、重为6N的木块浮在水面上，如图所示，取g=10N/kg．问：
下面是小宇同学在实验室中研究电流产生的热量和哪些因素有关的实验过程记录，有不完整的地方，请你帮他填写完整．
（1）图甲是测量Rx的实验器材实物图，小明正确连接好电路后，闭合开关，发现电流表示数为零、电压表示数为3V，则发生故障的部位是待测金属丝（填“待测金属丝”、“滑动变阻器”或“开关”）．
（2）排除故障后，进行实验测量，记录数据如下，其中第5次的电流表读数如图乙所示，请将读数填入表格的空格处．
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| U/V | 0.3 | 0.8 | 1 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| I/A | 0.06 | 0.16 | 0.20 | 0.30 | 0.46 | 0.50 |
A．“20Ω，2A”滑动变阻器 B．“30Ω，2A”滑动变阻器 C．“50Ω，1A”滑动变阻器．
（1）实验原理：P=UI．
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实物电路图连接完整．
（3）小明闭合开关后，若出现如表所述的现象，请在表中空格处填写可能的原因：
| 现象 | 电灯的亮暗 | 电流表 | 电压表 | 可能的原因 |
| 1 | 亮 | 有示数 | 无示数 | 电压表断路 |
| 2 | 不亮 | 无示数 | 有示数 | 灯泡断路 |
①小华在实验中，选用的是10Ω滑动变阻器．
②若要测出该小灯泡的额定功率，小华可采用的方法有：方法一换20Ω的滑动变阻器；方法二减少一节电池．
如图所示，小芳在做“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验时，操作的错误是：物体不在水平面上运动．纠正错误后，应拉动弹簧测力计使木块作匀速直线运动．其目的是摩擦力等于拉力．纠正错误后，若使木块由铺有毛巾的木板运动到光滑的木板上，则木块受到的滑动摩擦力将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．| A． | 物体所受重力的方向始终竖直向下 | |
| B． | 摩擦力是一种总是阻碍物体运动的力 | |
| C． | 两个物体只有接触才能产生力的作用 | |
| D． | 物体只有飘在液面上才会受到浮力的作用 |