题目内容

14．在“测定小灯泡的额定功率”实验中，提供的器材有：电源、待测小灯泡（额定电压为3.8V，额定功率约为1.5W），电压表（0-3V，0-15V），电流表（0-0.6A，0-3A），变阻器，开关各一个，导线若干，小明采用如图①甲所示的电路图进行实验．

（1）请在图①乙中连接完整实物图，要求：①不改动已连接导线，连接时导线不交叉②变阻器滑片P向D端移动时，连入电路的阻值变大．
（2）闭合开关，调节变阻器滑片P，当电压表的示数如图①丙所示时，小灯泡两端的电压是4.0V；小明想把小灯泡亮度调暗些，变阻器滑片P应向D（填“C”或“D”）端滑动．
（3）小明发现电压表指针偏转角度较小，所以对实验装置进行改进，改进后的电路图如图②甲所示，其中定值电阻R0=10Ω，闭合开关，调整变阻器的滑片P，当电压表读数U=6V，电流表读数I=0.3A，小灯泡两端的电压U1=3.0V，电阻RL=10Ω

（4）实验后，小明得到电压表示数U与电流表示数I的关系图象如图②乙中a线所示，定值电阻Ra的电压与电流的关系图象（b线），则该小灯泡额定功率为1.216W．
【拓展】小明，发现刚才的实验中，不要电压表也能测出小灯泡的额定功率，他设计了如图③所示的实验，你认为正确的是C

分析 （1）由灯的电流确定电流表的量程；根据要求，连接滑动变阻器的接线柱；
（2）正确读表的示数，要看程，再看分度值，根据小灯泡的额定电压判断滑动变阻器的移动方向；
（3）根据图象，判断出电压，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻；
（4）额定功率的计算P=UI；
（5）用定值电阻和电流表测量额定功率
要测量小灯泡的额定功率，应该使得通过滑动变阻器的电流为“$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$”即达到其额定电流；利用P=UI分析可知利用滑动变阻器得到小灯泡两端的电压，即可求出其额定功率．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，额定功率为1.5W，由I=$\frac{P}{U}$=0.4A得，小灯泡正常发光时的电流小于0.6A，所以电流表的量程选用0～0.6A的；
根据题目的要求，滑片P向端移动连入电路的电阻变大，所以要把下端的接线柱C接入电路，电路连接如下：

（2）由题图丙可知电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，指针所在的刻度为8个刻度，所以此时的电压表示数为4.0V，想把小灯泡亮度调整暗些，需要使小灯泡两端的电压变小，把滑动变阻器的阻值调大些，滑片要向D端移动；
（3）由电流为0.3A和定值电阻的阻值为10Ω，根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压为：U=IR=0.3A×10Ω=3V，所以小灯泡两端的电压为6V-3V=3V，由R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（4）结合图象由电压表和电流表的示数可知，当电压表示数为8V时，定值电阻两端的电压为3.2V，小灯泡两端的电压为3.8V达到额定电压，此时电路中的电流为0.32A，小灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（5）只有电流表测量灯泡的额定功率：题目中C图能测量出灯泡的额定功率，设最上面的电压表为S，中间的电压表为S1，最下面的S2，
①将滑动变阻器调到最大阻值，只闭合开关SS1，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，只闭合SS2，记下此时电流表的示数为I；
③写出小灯泡额定功率的表达式P=3.8V×（I-$\frac{3.8V}{{R}_{0}}$），故C能测量额定功率．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）4.0V； D；（3）3.0；10（4）1.216
【拓展】C

点评 本题考查了电流表量程的选择、滑动变阻器的使用、电压表的读数及电功率的计算，本题属于中档题，也是中考热点．

练习册系列答案
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11．当人的眼睛近视时（如图所示），晶状体的折光能力变强（填“强”或“弱”），应该佩带凹透（填“凸透”或“凹透”）镜来矫正．
5．如图所示的电路图中，当开关S1闭合时，电压表的示数是6V，若再将开关S2闭合，则电压表的示数会（　　）
A．增大B．减小C．不变D．无法确定
2．某校两个实验小组在测定小灯泡电功率的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5V，实验桌上提供有如下器材：电源（电压6V且恒定不变）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（50Ω  1A）各一只，导线若干．

（1）小松同学所在实验小组利用如图甲所示的电路进行实验．
①用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整．
②连接电路时，开关应该断开．
③闭合开关，移动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是小灯泡短路．
④排出故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数1.1V，要使小灯泡正常发光，滑片P应向A端移动（选填“A”或“B”）．
⑤多次改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，并绘制出如图丙所示的图象，由图象可知，小灯泡的额定功率是0.5W．
（2）小丽同学所在的实验小组的滑动变阻器已损坏（其他器材和规格不变），老师提供了另一只滑动变阻器（10Ω  1A），小组同学讨论后发现，若要继续用已连接完整的图甲所示电路来测出小灯泡的额定功率，至少还要在原电路中串联（选填“串”或“并”）一个7.5Ω的电阻．
9．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”的字样．
（1）请用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最左端（填“左”或“右”）．闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，但电流表无示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是小灯泡断路（或灯座断路）．
（3）排除故障后继续实验，进行了4次测量，有关数据及现象记录在如表中．
理量
次数		电压U/V电流I/A实际电功率P/W小灯泡亮度
10.50.120.06不亮
21.50.200.30偏暗
32.5正常
42.80.320.90更亮
（4）第1次实验中小灯泡不亮的原因是小灯泡的实际功率太小．
（5）实验中，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，该电流是0.3A，小灯泡的额定功率是0.75W．
19．小明做“测定小灯泡的电功率”的实验，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，电流表、电压表、开关、导线和规格“50Ω 1A”和“10Ω 1.5A”的两种滑动变阻器．图甲是小明还没有连接完成的实物电路．

（1）请你用笔画线代替导线，帮小明将实物图甲中的电路连接完整．
（2）小明正确连接电路后闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是小灯泡（选填“小灯泡”或“滑动阻器”）出现断路．
（3）排除故障后闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P移至某点时，电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为2.2V．要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向B（选填“A”或“B”）滑动．
（4）小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图丙所示的U-I图象．根据图象可知，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（5）为顺利完成实验，在实验中应选用规格为“50Ω1A”的滑动变阻器．
6．如图甲是小莉用电压表和电流表测定2.5V灯泡的额定功率的电路．

（1）正确连接好电路，闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数为0．经检查，图中a、b、c三根导线中有一根断了，则该导线是c．（填写字母）
（2）排除故障后测量灯泡额定功率：闭合开关，缓慢移动滑片，灯泡亮度逐渐变亮，直至电压表读数为2.5V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是0.5W．
（3）若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率．她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图丙所示的电路图连接好实物．以下是她设计的实验方案，请将它补充完整：
①只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；
②下一步操作是：断开S1、闭合S2，调节电阻箱，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0；
③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P=$\frac{（2.5V）^{2}}{{R}_{0}}$．
3．如图所示是2014年深圳学生田径运动会上看到到的一些场景．其中运用学过的物理知识进行分析，下列分析正确的是（　　）
A．
百米冲线后运动员没有立即停下来，是因为运动员具有惯性
B．
足球在草地上滚动时慢慢停下来，是因为足球没有受到力的作用
C．
运动员推铅球时，手的推力和铅球的重力是一对平衡力
D．
运动员正在跳高，当他腾跃到最高点时，合力为零
4．如图所示，电源的电压为12V，且保持不变，R0为“100Ω  0.5A”的滑动变阻器，R2=10Ω．cd和ef为两对接线柱，另有一只定值电阻R1和一根导线接在两对接线柱上．当闭合S、S1．断开S2，滑动变阻器的滑片P置于最左端a时，滑动变阻器消耗的功率为1W；当闭合S、S2，断开S1，滑片P置于中点时，滑动变阻器消耗的功率为2W．
（1）通过计算确定电阻R1及导线的位置并求出R1的阻值；
（2）闭合S、S2，断开S1，使R2消耗的功率不小于0.9W，且保持电路安全工作，求滑动变阻器接入电路的阻值范围．

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