题目内容

17．在测定小灯泡功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．
（1）用笔画线代替导线，将如图a所示的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，图a中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．其目的是保护电路．
（3）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是灯泡断路（写出一种即可）．
（4）排除故障后，闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图b所示，其读数为2.2 V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向B （选填“A”或“B”）移动．
（5）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图c所示的I-U图象．由图象可知，小灯泡两端电压是1.5V时，其电阻是10Ω，该灯泡的额定功率是0.5 W．

分析 （1）根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路．
（2）为了保护电路，闭合开关前滑片应置于最大阻值处．
（3）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡断路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数，可能是电流表断路或电流表之外的电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析可知电路故障为灯泡断路．
（4）由图示电表确定其量程与分度值，读出电表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向．
（5）由图c所示图象求出1.5V电压所对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值；由图象找出额定电压对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率．

解答 解：（1）由图可知，小灯泡的额定电压是2.5V，电压表所选量程为0～3V，则
灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表应选0～0.6A量程，把电流表、滑动变阻器串联接入电路，实物电路图如图所示．

（2）为了防止由于短路而烧坏电路，即为了保护电路，闭合开关前滑片应置于最大阻值处，即图a中滑动变阻器的滑片P应位于A处；
（3）连好电路后闭合开关，移动滑片变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是小灯泡断路；
（4）由图b所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，所示为2.2V，灯泡两端电压小于额定电压，要测灯泡额定功率，应向B端移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端电压增大，知道额定电压2.5V位置．
（5）由图c所示图象可知，电压为1.5V时电流为0.15A，因为I=$\frac{U}{R}$，所以电阻阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；由图c可知，灯泡额定电压对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：（1）见上图；（2）A；保护电路；（3）灯泡断路；（4）2.2；B；（5）10；0.5；

点评 本题考查了实验注意事项、电表读数、求电阻、求灯泡额定功率等问题；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．

练习册系列答案
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16．学物理要经常进行测量，请记录图中的测量值：图1中物体的长度为4.50cm；图2中电流为0.50A．
8．最早研究出电流与电压、电阻关系的科学家是（　　）
A．欧姆B．安培C．伏特D．瓦特
5．载人飞船在太空中飞行时，由于处在真空环境，它的舱门必须具有良好的密封性．为了检验飞船舱门的密封性能，科研人员采用了如下的方法：将待检验的飞船舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中，如图甲所示．先对舱体M充入压强为1.0×105pa的空气，然后，把集气空腔N抽成真空．若舱门漏气，一段时间后便会有气体从舱体M进入集气空腔N中，舱体M中的压强将减小，集气空腔N中的压强将增大．为了测量舱体M和集气空腔N中的压强，科研员设计了如图甲所示电路，其中RM、RN是两个完全相同的压敏电阻（其电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻）．已知舱体M的容积为V，集气空腔N真空部分的容积为4V，飞船舱门的面积是0.6m2，不计舱体M器壁的体积，整个过程温度不变．电路中R0的阻值为10?，电源电压为12V．压敏电阻RM、RN的阻值随气体压强变化的关系如表：
压敏电阻受到的气压 （×105Pa）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0
压敏电阻对应的电阻值（Ω）504030221512108654
试求：
（1）若舱门不漏气，且单刀双掷开关S接b时，电路中电流表和电压表的示数分别是多少？
（2）实验表明，一定质量的气体在温度不变的情况下，压强随体积的变化如图乙所示．若空气从舱体M中逸出，经过一定的时间后，M、N中的压强相等．若开关S接在a处，则此时整个电路消耗的总功率多大？
（3）在检验过程中的某时刻，开关接a时电压表的示数为Ua、压敏电阻RM的功率为PM，开关接b时电压表的示数为Ub、压敏电阻RN的功率为PN，若Ua=2Ub，且PM：PN=3：2，则此时舱门内外受到的压力差是多少？
12．在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时，小灯泡上标有“3.5V”字样，小红设计并连接了部分实验电路，如图1乙所示．

（1）请帮助小红在图1乙中完成实验电路的连接．
（2）连接完实验电路后，小红闭合开关，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，请你帮助小红分析电路出现故障的原因：小灯泡断路．
（3）排除问题后，小红调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1甲所示，则小灯泡的额定功率为1.05W．
（4）假若电压表15V量程损坏，3V量程能正常使用，电源电压为4.5V且稳定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为正确的操作方法是电压表测量滑动变阻器的电压，使得电压表是1V即可．
（5）若想继续探究I与U关系的实验，则应该选择下面如图2所示两种电路图中的甲电路图，你的理由是想探究I与U关系的实验，应该保持R不变，故据图可知，乙图中的小灯泡的电阻是随着温度变化的，而甲图中使用的是定值电阻，其阻值是不变的，故选甲图．
2．在“测小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压是2.5V，滑动变阻器上标有“10Ω 2A”字样，小灯泡的电阻小于10Ω．

（1）连接不完整的电路如图（甲）所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉）．
（2）连接好电路后，为了保证电路的安全，要将滑动变阻器滑片移至A端（选填“A”或“B”），才能闭合开关；闭合开关时，发现电流表指针偏向没有刻度的那一边，造成这一故障的原因是电流表正负接线柱接反了．
（3）排除故障，闭合开关，电压表的示数为1.5V，为了让小灯泡正常发光，应将滑片向B端移动（选填“A”或“B”）．
（4）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图（乙）所示，通过小灯泡的电流是0.3A．小灯泡的额定功率是0.75W．
（5）将图（甲）中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是B
A．探究电流的磁场强弱与电流大小的关系    B．探究电流与电压关系
C．探究电流产生的热量与电阻的关系        D．探究电流与电阻关系．
9．小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电阻值，灯泡额定电压为2.0V．

（1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整．要求：当滑动变阻器滑片P置于B端时，变阻器接入电路的阻值最大．
（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断：电路中3、6（选填图中表示接线柱的数字）之间出现了断路 （选填“短路”或“断路”）故障．
（3）故障排除后，小明在闭合开关后马上读出电表的读数，记为第1组数据，然后逐步调节滑动变阻器，改变电表的读数，又分别记录另外4组数据，描点连线后得到小灯泡的U-I图象如图丙所示，则小灯泡常温下的电阻值为2Ω；小灯泡正常发光时的电阻值为4Ω．
6．小明用如图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已标明）

（1）请用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路，使之此时接入电路的阻值最大；
（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，则故障可能是③⑦间某处断路；
（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的C（选填选项前字母，2分）
A．5Ω  2A  B．15Ω  2A  C．25Ω  2A   D．30Ω  2A．
7．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图，电压表的示数为8V，如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（　　）
A．小于4伏B．等于4伏C．大于4伏小于8伏D．等于或大于8伏

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