题目内容

2．学校实验室购买了一批规格为“2.5V  0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验：
（1）请你用笔画线代替导线，帮小明将图1中的电路连接完整，要求滑片P向右移动时，电压表的示数要变大；

（2）小明连接完电路后闭合开关，发现电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变．发生故障的原因可能是滑动变阻器同时接上面两个接线柱，或者灯泡断路．
（3）排除故障后，小明移动滑动变阻器的滑片P，将三次实验时电压表和电流表的示数记录到表中；当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图2，其读数为0.4A，此时小灯泡的电功率为1W；
次数第一次第二次第三次
电压/V22.52.8
电流/A0.340.42
（4）小明查看了小灯泡的说明书，了解到生产这批小灯泡钨丝的横截面积是一定的．分析实验数据，可推测这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是短了．（选填“长了”或“短了”）
（5）请写出小明在该实验操作过程中的一条注意事项：闭合开关前，为了保护电路，变阻器的滑片移到最大阻值处；（或调节滑动变阻器时，眼睛应注意观察电压表的表盘）．．

分析 （1）本实验中，滑动变阻器应串联接入电路中，根据滑片P向右移动时，电压表的示数要变大确定其接线柱；
（2）电压表的示数接近电源电压，则说明变阻器分得电压接近为0，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变．变阻器失去了变阻的作用据此分析；
电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变，即电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连连通，据此分析；
（3）由图示电流表确定其分度值，读出其示数，由P=UI求出灯泡功率．
（4）根据实验数据，应用欧姆定律求出灯丝实际电阻，根据灯泡额定功率与额定电压应用电功率变小公式求出灯泡电阻，由影响电阻大小的因素，根据两电阻值关系，分析答题．
（5）可从保护电路的角度，分析在该实验操作过程中的注意事项．

解答 解：
（1）测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器应串联接入电路中，滑片P向右移动时，电压表的示数要变大（电压表测灯泡两端电压），根据串联电路电压的规律，说明滑动变阻器两端电压减小，由分压原理可知，变阻器连入电路中的电阻变小，由图可知应将其右下角接线柱接入电路中，如图所示：

（2）小明连接完电路后闭合开关，发现电压表的示数接近电源电压，则说明变阻器分得电压接近为0，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变，即变阻器失去了变阻的作用，发生故障的原因可能是：滑动变阻器同时接上面两个接线柱或滑动变阻器短路了；
发现电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变，即电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则可判断灯泡断路了；
（3）由图1可知，电流表量程是0～0.6A，其分度值为0.02A，所以当电压表的示数为2.5V时，电流表示数为0.4A，灯泡功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；
（4）根据I=$\frac{U}{R}$，由表中实验数据可得，根据欧姆定律灯泡的实际电阻R=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
灯上标有“2.5V 0.75W”表示灯泡额定电压是2.5V，额定功率为0.75W，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，灯泡正常发光时的电阻应为R′=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{0.75W}$≈8.3Ω，
比较可知灯泡实际的电阻小于理论值，根据影响电阻大小的因素，在材料、横截面积不变的情况下，实际灯丝的长度与合格产品相比是短了；
（5）闭合开关前，为了保护电路，变阻器的滑片移到最大阻值处；（或调节滑动变阻器时，眼睛应注意观察电压表的表盘）．
故答案为：（1）见上图；（2）同时接上面两个接线柱；断路；（3）0.4；1；（4）短了；
（5）闭合开关前，为了保护电路，变阻器的滑片移到最大阻值处；（或调节滑动变阻器时，眼睛应注意观察电压表的表盘）．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查了实物电路的连接、电路故障分析、电表读数、求灯泡额定功率及影响电阻大小的因素，是电学实验的常考问题，综合性较强．

练习册系列答案
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12．几位同学为了研究物体温度升高时吸收的热量多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器分别给它们加热，下表是他们的实验记录：
烧杯序号液体种类质量/g初温/℃末温/℃加热时间/min
1水20020288
2水10020284
3煤油20020284
4煤油20020242
根据实验记录回答下列问题：
（1）比较1和3两个烧杯的实验记录，得出的结论是质量相同的不同物质升高相同的温度吸收的热量不相同；
（2）综上所述，物体温度升高时吸收的热量与物质的种类质量和温度的变化量有关．
13．在测量定值电阻Rx的实验中，用图甲所示的器材进行实验，电源电压保持不变．

（1）该实验的原理是R=$\frac{U}{I}$；
（2）如图甲所示，在答题纸上用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．
（3）连接电路时开关应断开；滑动变阻器的滑片放在最右端．（选填“左”“右”）
（4）改正错误后，改变Rx两端的电压和电流．两次测得的电阻值分别为R1=4.9Ω，R2=5.1Ω．第三次测量时，电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图乙所示，为0.3A，则R3=5Ω，实验测得值应为Rx=5Ω．
10．如图所示，质量和底面积均相同的A、B、C三个容器，分别装有硫酸、水、酒精三种液体，此时三个容器对桌面的压强相等，三容器中液体对容器底的压强分别为PA、PB、PC，则它们的大小关系是（　　）
A．PA＞PB＞PCB．PA＜PB＜PCC．PA=PB=PCD．无法判断
17．如图所示，在质量为1kg的容器内装有5kg的水，容器底面积为100cm2，容器放在水平桌面上，桌面面积为0.9m2．求：
（1）水对A点的压强；
（2）水对容器底的压强；
（3）水对容器底的压力．
7．某种昆虫靠翅的振动发声．如果这种昆虫的翅膀在1分钟内振动了900次，则它振动的频率是15Hz，人类不能（选填“能”或“不能”）听到这种声音．
14．下列说法正确的是（　　）
A．温度从高温物体传递到低温物体
B．物体温度越高，含有的热量越多
C．物体温度为0℃时，但内能不可能为零
D．晶体熔化吸热，温度升高
11．一位同学用刻度尺测出一个物体的长度为172.5mm，下面物体中最接近这个数值的是（　　）
A．物理课本的厚度B．一根粉笔的长度
C．黑板的长度D．一枝新铅笔的长度
12．泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地．该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶11.2km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油2.4kg（假设燃油完全燃烧）．热值q=4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功．
（2）已知热机效率η=$\frac{W}{Q}$（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

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