题目内容

7．如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω  1A”，选用的小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）小敏连接了如图甲所示的部分实物电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整；
（2）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则其原因可能是灯泡断路；
（3）排除故障，开始实验，移动变阻器滑片，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为0.5W；
（4）在不改变图甲电路和元件的前提下，能否利用控制变量法来探究电流与电压的关系？不能；为什么？灯泡的电阻随温度变化，不能控制电阻不变；
（5）物理老师在上课之前，查阅了该规格小灯泡的I与U的关系部分数据如表所示：
实验次数123456
U/V0.200.801.402.002.502.90
I/A0.020.080.130.180.21
实验过程中，小勇发现无法得到上述表格中的一组数据，请根据所学的知识进行推断应是第1次（填序号）数据，理由是无论如何移动滑片，灯泡两端电压都无法为0.2V，滑动变阻器的最大阻阻不足，如果想得到表中完整的数据可以采取的相应措施更换最大阻值大一些的滑动变阻器．

分析 （1）本实验中，滑动变阻器串联入电路中，电压表测灯泡两端电压，根据灯泡额定电压表确定其量程；
（2）灯泡始终不亮，电流表无示数，电路可出现断路，再根据电压表示数情况分析判断电路故障原因；
（3）额定电压下灯泡正常发光，根据电流表的量程和分度值读出此时通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变；
（5）由串联电路特点和欧姆定律，计算出滑动变阻器所需的最大阻值进行判断．

解答 解：
（1）测量小灯泡额定功率的实验中，滑动变阻器应一上一下串联入电路中，电压表测灯泡两端电压，灯泡额定2.5V，所以电压表应使用0-3V量程，由此补画实物连接如图所示：
；
（2）闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路有断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连．所以原因可能是灯泡断路了；
（3）灯泡正常发光时的电压为2.5V，因此闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以灯泡的额定电流为0.2A；
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）探究电流与电压的关系，应控制电阻阻值不变，不改变图甲电路和元件，由于灯泡电阻随温度变化为变化，不是定值，所以不能用该实验装置探究电流与电压的关系；
（5）电源用的是2节新干电池，即电源电压为3V．
由串联电路的分压原理知，当灯泡电压最小时，滑动变阻器连入阻值最大．
由实验数据知，当灯泡两端的电压为0.2V时，滑动变阻器的电压应为3V-0.2V=2.8V，则滑动变阻器的电阻应为：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.8V}{0.02A}$=140Ω，
而滑动变阻器的最大阻值为50Ω，所以不能得到上述数据，要想得到上述数据，应更换最大阻值大一些的滑动变阻器．
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）0.5；（4）不能；灯泡的电阻随温度变化，不能控制电阻不变；（5）1； 无论如何移动滑片，灯泡两端电压都无法为0.2V，滑动变阻器的最大阻阻不足；更换最大阻值大一些的滑动变阻器．

点评 此题考查了实物电路的连接，考查了有关电阻、功率的计算，同时考查了滑动变阻器的使用及电路故障的分析，同时涉及到了串分压的知识．

练习册系列答案
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（1）小吴将天平放在水平桌面上，游码移到左侧的零刻度线，然后调节平衡螺母使指针指在分度标尺中央．
（2）正确操作，测出水和杯子总质量为139g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为80cm3．测出剩余水和杯子的质量，如图乙所示，为58.2g．
（3）根据上述实验数据，计算水的密度为1.01×103kg/m3．
（4）在向量筒倒入水时，如果不慎有溅出，则测出水的密度会偏大（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
15．在“测量标有2.5V字样小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源和标有“20Ω 1A”的滑动变阻器，小东已连接好如图甲所示的部分实验电路．

（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整，要求闭合开关后，使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮．连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为0，电流表示数不为0，则出现故障的原因可能是小灯泡短路；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑片至某一位置时，电压表示数如图乙所示为2.2V．接下来他改变滑片的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制成如图丙所示的图象，由图象可知该灯泡的额定功率是0.5W．
（3）某同学想用此实物图研究电流与电压的关系，他能不能研究？说明理由．
2．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压为3.8V．

（1）请在图甲中用笔画线代替导线，正确完成电路连接．
（2）电路连接正确后，闭合开关前，滑片应置于右侧（选填“左”或“右”）．
（3）小明同学正确连接电路并闭合开关后，当移动滑动变阻器的滑片P到某点，观察到电压表的示数如图乙所示，他应该讲滑片P向右侧移动．在他移动滑片的过程中，发现电压表示数与对应电流表示数的比值在变化，这是因为灯泡电阻随温度变化而变化．
（4）另一组同学用相应的器材正确连接好电路并保证各接触点良好，在将滑动变阻器的滑片从一端缓慢移动到另一端的过程中，发现电压表示数U与滑片移动距离x的关系如图丙所示，出现这种现象的原因是滑动变阻器中间某处出现断路．若他们仍想用上述器材实现小灯泡额定功率的测量，合理的尝试是将滑动变阻器换一种接法．
12．如图甲所示，是测量小灯泡电功率的实验，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）连接电路时，开关应断开．请你用笔画线将甲图中的实物电路连接完整，要求：滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大．
（2）电路连接后，闭合开关，移动滑片（未达到最小阻值），发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是灯泡短路．
（3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑片使电压表的示数为2.5V，但某次实验，电压表示数如图乙所示，欲使小灯泡正常发光，则滑动变阻器的滑片应向D（填“C”或“D”）端滑动．
（4）小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示为0.3A，则小灯泡额定功率是0.75W．
19．王锐同学在实验室测量一个标有“3.8V”字样的小灯泡的电功率，连接 了如图所示的实验电路，电源电压恒定不变．

（1）王锐测小灯泡电功率的实验原理公式是P=UI．
（2）请你根据图甲实物连接图，在图丙框内画出电路图．
（3）测小灯泡额定功率，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，使电压表示数为3.8V，此时电流表的示数如图乙所示，示数为0.38A，小灯泡额定功率为1.444W．
（4）完成上述实验后，小丽向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：
①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为3.8V．
②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U．
③小灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．
16．小明同学做“测量小灯泡额定功率”的实验，电路图如甲所示，用电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格分别为“10Ω 1.5A”和“100Ω1.0A”，请你完成下列内容

（1）连接电路的过程中开关应断开；实验前，调节滑动变阻器的滑片P位于b（选填“a”或“b”）端．
（2）为了保证实验的顺利进行，他选用的滑动变阻器规格应为“100Ω1.0A“．
（3）实验中，正确连接电路，且操作正确，闭合开关后，发现电流表示数为0.06A，但小灯泡不发光，电压表有较小偏转，那么接下来的最恰当的实验操作是A（填字母）
A．移动滑动变阻器的滑片，继续实验
B．检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡
C．检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡
（4）实验中，当滑动变阻器调到某一位置时，电流表和电压表的示数如图乙、丙所示，电流表的示数为0.28A，小灯泡的额定功率为0.7W．
（5）实验结束后，小明还想用刚才的器材来探究电流与电压的关系，他的想法不可行（选填“可行”或“不可行”）．
17．2014金华两会特别节目：关注“五水共治”，其中五水共治是指“治污水、防洪水、排涝水、保洪水、抓节水”．
（1）下列做法不利于“五水共治”的是D．
A．筑防洪坝，并在婺江沿岸植树造林      B．工业污水处理达标后再排放
C．适量使用农药化肥提高农作物产量      D．平时使用完的干电池要进行深埋处理
（2）小阳与实践小组成员利用假期去清理水面垃圾，发现水面有一形状不规则且不吸水的小固体漂浮物，为研究该物体密度，小组同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸盘、细线等器材，进行了如下实验．
（1）如图甲所示，擦干该物体，静止时读出弹簧测力计的示数为F1．
（2）如图乙所示，小阳应向上拉动弹簧测力计，使物体完全浸没在水中静止时，（填写操作步骤）再读出弹簧测力计的示数为F2，根据所测数据，小阳成功的测出了该物体的密度．

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