题目内容
1．在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5V的电源一个，电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）各一个，开关一个，标有“20Ω lA”的滑动变阻器一个，导线若干，额定电压为4V小灯泡一个．实验前电压表与电流表均已调零．第一小组的同学实验时按如图甲所示方式连接电路．
（1）为完成实验，请用笔画线代替导线，将甲图连接完整．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最右（填“左”或“右”）端．若开关闭合后，发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度一直不变，则故障原因是滑动变阻器同时使用了下面两个接线柱．
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为0.22A，小灯泡此时的电功率为0.44W．若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向左（填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为4V为止．
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电流表及对应电压表的示数，并画出图丙所示的I-U图象，从图象可算出小灯泡的额定功率为1.6W．
（5）第一组同学继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，电压表示数变大（填“变大”、“变小”或“不变”），经检查发现灯丝烧断．
（6）第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表0～15V的量程已损坏，而0～3V的量程可以使用．经过研究设计了如图丁所示电路，完成了小灯泡功率的测量．实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为1V时，小灯泡正常发光．
（7）第二小组的同学在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值．滑动变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω～12Ω．
分析 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）发现无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡发光较暗且亮度一直不变，说明滑动变阻器接错了，把滑动变阻器当定值电阻接入电路了；
（3）根据图乙电流表的量程和分度值读出示数，利用P=UI求出小灯泡此时的电功率；由于额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据串联电路的分压特点可知变阻器接入电路中电阻的变化，然后判断滑片移动的方向；
（4）根据图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
（5）灯泡突然烧断，灯泡断路，电压表两极直接与电源两极相连，电压表测电源电压，电压表示数变大．
（6）由串联电路的电压特点分析说明．
（7）保证电压表不超量程，小灯泡不超额定值，根据串联电路特点和欧姆定律结合图象计算滑动变阻器接入电路的阻值范围保证电压表不超量程，小灯泡不超额定值，根据串联电路特点和欧姆定律结合图象计算滑动变阻器接入电路的阻值范围．
解答 解：（1）分析电路图可知，滑动变阻器应采取“一下一上”的原则串联在电路中；电压表应并联在灯的两端，由于灯泡的额定电压为4V，则电压表的量程为0～15V；如图所示：
（2）为了避免电路中电流过大而烧坏电源或电表，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即最右端．
灯泡发光较暗，电流表有示数，说明电流太小，滑动变阻器的阻值太大，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变，说明滑动变阻器同时使用了下面两个接线柱；
（3）图乙电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A，
小灯泡此时的电功率P=UI=2V×0.22A=0.44W；
由于灯在额定电压下才能正常工作，此时电压表示数为2V，小于灯泡的额定电压4V，要使灯泡正常发光，应减小滑动变阻器两端的电压，减小变阻器接入电路的阻值，所以应向左移动滑片直到电压表示数为4V为止；
（4）由图丙可知，灯泡两端的电压为4V时，通过的电流为0.4A，
则灯泡的额定功率P额=U额I额=4V×0.4A=1.6W．
（5）实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，电压表串联在电路中，电压表示数约等于电源电压，所以电压表的示数变大．
（6）由图丁，电压表测滑动变阻器两端电压，当灯泡正常发光时电压为4V，由串联电路电压的规律，此时滑动变阻器两端电压U变=U-U额=5V-4V=1V，即电压表示数为1V时，小灯泡正常发光．
（7）图丁中，为使电压表不超量程，小灯泡不超额定值，电压表示数最大为3V，最小为1V（此时灯泡正常发光）；
当电压表示数最小为1V时，变阻器连入阻值最小，由于灯正常工作，I滑=I额=0.4A，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得变阻器连入的最小阻值：R变小=$\frac{{U}_{滑最小}}{{I}_{滑}}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω；
当电压表示数最大为3V时，变阻器连入阻值最大，灯泡电压UL=5V-3V=2V，由图丙知此时I滑′=IL′=0.25A，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得变阻器连入的最大阻值：R变大=$\frac{{U}_{滑最大}}{{I}_{滑}′}$=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω，
所以电压表不超量程，小灯泡不超额定值，滑动变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω～12Ω．
故答案为：
（1）如上图所示；（2）右；滑动变阻器同时使用了下面两个接线柱；（3）0.22；0.44；左；4；
（4）1.6；（5）变大；（6）1；（7）2.5Ω～12Ω．
点评 本题考查了电压表量程的选择、电压表与滑动变阻器的连接、电路故障的判断、电流表的读数、电功率的计算等，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．
| A． | 物体质量的大小与地理位置无关 | B． | 同种物质的质量与体积成正比 | ||
| C． | 冰熔化成水，密度不变 | D． | 物质的密度与质量成正比 |
小明和同组同学利用如图所示的a、b两个电路进行“串联电路和并联电路的比较”的探究活动，在保持电源的电压不变的条件下，他们所记录的实验结果如下，你认为其中正确的是（ ）| A． | 在a的电路中，当灯L1和灯L2都发光时，取下灯L1，灯L2将会熄灭 | |
| B． | 在a的电路中，当灯L1和灯L2都发光时，取下灯L1，灯L2将不会熄灭 | |
| C． | 在b的电路中，当灯L1和灯L2都发光时，取下灯L1，灯L2将会熄灭 | |
| D． | 在b的电路中，当灯L1和灯L2都发光时，取下灯L1，灯L2将不会熄灭 |
小明想了解不溶于水的化工原料石英粉的密度，已知水的密度为ρ水，他利用天平（含砝码），一个玻璃杯、足量的水，就能完成测量石英粉密度的实验．下面是小明的实验步骤：