题目内容
10．小红想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率．
（1）小红按如图所示电路图正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表和电流表均有读数，但小灯泡不亮，检查发现所有电学元件均完好．请你判断灯泡不亮的原因是灯泡的实际功率太小．为使小灯泡正常发光，小红接下来的操作应该是：调节滑动变阻器．
（2）调整好电路之后，小红根据测量出的实验数据画出了如图乙所示的I-U图象．由此可知小灯泡的额定功率为0.75W．根据图象，小红还发现小灯泡的电阻是变化的，造成这一变化的原因是灯丝的电阻与温度有关．
（3）小红将小灯泡换成了未知电阻，利用实验装置测量未知电阻的阻值．实验中，器材完好，当移动滑动变阻器的滑片时，电压表指针偏转正常，但电流表指针几乎不偏转，无法读数，原因可能是B．
A、未知电阻被短接 B、电流表被短接 C、滑动变阻器被短接
（4）勤于思考的小红观察到滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样，她灵机一动，不改动原来实验电路的情况下，也能求出待测电阻的阻值，请你写出小红的主要步骤：
①将滑动变阻器的滑片调到最小阻值处即接入电路中的电阻为0Ω，记下电压表的示数为U1；
②将滑动变阻器的滑片调节到最大阻值处即接入电路中的电阻为20Ω，记下电压表的示数为U2；
③写出待测电阻的表达式R=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$×20Ω．
分析 （1）①连接电路时，为保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处；
②电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，滑动变阻器滑片还在阻值最大处，此时灯泡两端的电压很小，灯泡不能发光；
（2）额定电流下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据图象读出灯泡的两端的电压，根据P=UI求出额定功率；灯泡的电阻与温度有关；
（3）实验中器材完好，移动滑动变阻器的滑片时，电压表指针偏转正常、电流表指针几乎不偏转，说明电流表被短路或断路；
（4）电流表被短路，要测待测电阻的阻值，可以根据串联电路的电流特点进行解答，即先让滑动变阻器接入电路中的电阻为0，此时电压表测电源的电压，然后让滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时电压表测R两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可得出答案．
解答 解：（1）连接电路时，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，
滑动变阻器与灯泡串联，滑片在阻值最大处，电路中电流很小，灯泡两端的电压很小，实际功率太小，
所以灯泡不能发光，必须减小滑动变阻器接入电路的阻值，滑片向左端移动；
（2）由图象可知，灯泡的电流为0.25A时两端的电压的电压为3V，
则灯泡的额定功率P=UI=3V×0.25A=0.75W，
因为不同电压下灯泡中电流不同、实际功率不同，灯丝的温度不同，所以小灯泡灯丝的电阻受温度的影响；
（3）实验中，器材完好，当移动滑动变阻器的滑片时，电压表指针偏转正常，但电流表指针几乎不偏转，无法读数，原因是电流表被短路；
（4）电流表被短路时，先调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻为0Ω，此时电压表测电源的电压，读出示数U1，
然后调节滑动变阻器的滑片使其完全接入电路中，读出电压的示数U2，
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压U滑=U1-U2，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，$\frac{{U}_{2}}{R}$=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{20Ω}$，
解得：R=$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$×20Ω．
故答案为：
（1）灯泡的实际功率太小；调节滑动变阻器；
（2）0.75；灯丝的电阻与温度有关；
（3）B；
（4）①调到最小阻值处即接入电路中的电阻为0Ω；
②将滑动变阻器的滑片调节到最大阻值处即接入电路中的电阻为20Ω；
③$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}-{U}_{2}}$×20Ω．
点评 本题考查了伏安法测灯泡电功率的实验，涉及到实验的操作、电功率的计算、灯丝电阻与温度的关系、电路故障的判断等，要注意电路中无电流表时可以借助于串联电路的电流特点设计电路，电路中没有电压表时可以借助于并联电路的电压特点设计电路．
津桥教育计算小状元系列答案
| A． | 若透镜不动，而将物体和光屏的位置互换，则屏上仍能成清晰的像 | |
| B． | 透镜L一定是凸透镜 | |
| C． | 光屏上的像一定是倒立的 | |
| D． | 透镜L对光线一定起发散作用 |
小明在厨房中发现：
某电水壶有加热档和保温档，现盛有2kg温度为20℃的水，接在220V家庭电路给水加热，通电10min水到达100℃，电水壶自动进入保温状态，它正常工作时的功率和时间的关系图象如图所示．（c水=4.2×103J/（kg•℃），试求：
小文家有一台电热水壶，铭牌如图．装满25℃的水，测得壶中的水从25℃上升到100℃所用的时间是3.5min，假设此时电水壶两端为实际电压220V． 水的比热容：C=4.2×103J/（kg•℃），水的密度：ρ=1.00×103kg/m3请根据相关信息求：（1）现有滑动变阻器和开关各一个，导线若干，实验缺少的仪器从下列器材选出合适的应为BCF；
A．3V的电源；
B．6V的电源；
C．量程为0～0.6A的电流表；
D．量程为0～3A的电流表；
E．量程为0～3V的电压表；
F．量程为0～15V的电压表；
（2）在下列方框内画出实验电路图，并连接图2中的实物图；
（3）若实验中，小灯泡较暗，则此时电压表的示数是小于（选填“大于”“小于”或“等于”）3.8V，应把变阻器的阻值调小（选填“大”或“小”）；
（4）实验测得三组数据结果如下表，在计算时发现其中一次电流的示数读错，根据记录回答：
| 次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电阻R/Ω |
| 1 | 3 | 1.4 | |
| 2 | 3.8 | 0.31 | |
| 3 | 4.5 | 0.34 |
②该灯的额定功率是1.18W；
③通过计算可以发现灯泡在不同的工作状态下的电阻值不同，对此你的解释是：灯泡电阻的大小与温度有关，不同工作状态温度不同，电阻不同．
