题目内容

5．小明同学利用电压表和电流表“测量小灯泡的电阻值”（已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格是“1A，30Ω”），实验电路图如图1所示：

（1）按图1所示的电路图，将图2中的电压表正确连入电路（用笔画线代替导线）．
（2）在连接电路前，开关应断开；连接电路后，滑片P应移到b（填“a”或“b”）端再闭合开关；实验中，当滑片P移到某一位置时，电流表A和电压表V示数如图3所示，则此时小灯泡的阻值为9Ω．
（3）小明在实验时，小灯泡突然熄灭，检查发现电流的示数为零，电压表的示数接近电源电压，请你帮小明分析电路的故障可能是：灯泡断路；
（4）若小红同学想用已连好的电路“测小灯泡的额定电功率”，请你帮他把主要的实验步骤补充完整：
①移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数；
②利用原理：P=UI计算出小灯泡的额定电功率．
（5）同组的小刚找来了几个定值电阻替代小灯泡，想探究“电流与电阻的关系”，此实验要用控制变量方法，所以他移动滑动变阻器使电压表始终为2V，那么他使用的定值电阻最大就不能超过60Ω．

分析 （1）根据灯泡额定电压，确定电压表的量程．注意电压表的正负接线柱和连入电路的方式；
（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，滑片P以左电阻丝连入电路，据此确定滑片的位置；确定电压表、电流表小量程的分度值读数，根据欧姆定律求电阻大小；
（3）电流的示数为零，说明电路断路或电路的总电阻很大，电压表的示数接近电源电压，说明电压表之外的部分连接完好，据此判断故障所在；
（4）①根据额定功率的定义作答；②测电功率的原理P=UI；
（5）探究“电流与电阻的关系”时，要控制不同定值电阻的电压保持不变；由题目条件可知变阻器分得的电压，根据分压原理求定值电阻的最大值．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V＜3V，电压表选用小量程，电压表并联在灯的两端，如图所示：

（2）在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，滑片置于b端；
电压表小量程的分度值为0.1V，示数为1.8V，电流表小量程的分度值为0.02A，示数为0.2A，此时小灯泡的阻值为R=$\frac{1.8V}{0.2A}$=9Ω；
（3）电流的示数为零，说明电路断路或电路的总电阻很大，电压表的示数接近电源电压，说明电压表之外的部分连接完好，所以，可判断出与电压表并联的灯可能出现了断路，导致电压表与其它元件串联了；
（4）①移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为额定电压2.5V时，读出电流表的示数；②利用原理：P=UI计算出小灯泡的额定电功率；
（5）探究“电流与电阻的关系”时，要控制不同定值电阻的电压保持不变，要用到控制变量法；
他移动滑动变阻器使电压表始终为2V，则滑动变阻器分去的电压为3V-2V=1V，根据分压原理，$\frac{{U}_{定}}{{U}_{变}}$=$\frac{{R}_{定}}{{R}_{变}}$=$\frac{2}{1}$，因变阻器连入电路的最大阻值为30Ω，所以，定值电阻的最大阻值R定=2R变=2×30Ω=60Ω．
故答案为：（1）如上图所示；（2）b；9；（3）灯泡断路；（4）①2.5；②P=UI；  （5）控制变量；60．

点评 本题将考查“小灯泡的电阻值”与“探究电流与电阻的关系”两个实验，涉及测量原理、电路的连接、故障的分析与判断、控制变量法、器材的选定等知识，综合性较强．

练习册系列答案
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16．小名在做“伏安法测电阻”的实验时．
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（2）连接电路是应注意：开关应处于断开位置；滑动变阻器应置于最右端（最左，最右）．
（3）检查电路开始实验．前两次的实验数据已填在下面的表格内，第三次实验时电流表的示数如图3所示，请将下面表格中的空白处填写完整．（计算结果保留一位小数）
实验次数电流/A电压/V电阻/Ω测量结果
R=8.1Ω
10.302.58.3
20.262.18.1
31.6
13．如图所示是探究凸透镜成像规律的光具座．有长度规格分别为0.6m、1.2m、1.8m三个光具座．小明用下列器材进行实验：长度适中的蜡烛一支、光屏一块．焦距为300mm的凸透镜．火柴一盒．
（1）为了能探究普遍适用的规律，应选择长度规格为1.8m的光具座．
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（3）经过调整后，小明同学左右移动光屏．在光屏上可以找到-个清晰的、缩小的像．此时，像距小于物距（选填“大于”“小于”或“等于”）下列光学器材中，①⑤（填序号）是根据该成像原理制成的．
①照相机   ②投影仪    ③放大镜   ④电影机   ⑤摄像机   ⑥汽车观后镜．
（4）固定凸透镜，将蜡烛与光屏互换位置，此时光屏上能（选填“能”“不能”或“无法确定”）得到清晰的实像．固定蜡烛和光屏，将透镜左右移动，最多可以得到3个像．
20．如图，在“验证凸透镜成像规律”的试验中光屏上得到了清晰的烛焰像
①可判断这个像是放大（选填“放大”或“缩小”）的，若将蜡烛再远离凸透镜一些，这时光屏应向左（选填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像．
②由图数据可知，该凸透镜的焦距可能为C
A，5cm    B，7cm    C，10cm   D，20cm．
10．如图所示电路，电源电压不变，R1和R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合，S1和S2断开，滑片P向左滑动，电流表A1示数变大，电压表V示数变大
B．开关S、S1和S2闭合，滑片P向右滑动，电流表A1示数变小，电流表A2示数变大，电压表示数不变
C．开关S和S2闭合，S1断开，滑片移动到B端，再闭合S1，电压表V和电流表A2示数的比值变小
D．开关S闭合，S1和S2断开，滑片P移动到A端；在闭合S2，电路中的总功率变大
17．测定小灯泡的额定功率，电路如图所示：
①图中a是电压表，b是电流表；
②连接电路时开关S应断开 （“断开”或“闭合”）；闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应处在A端（填“A”或“B”）；
③若电源由两节干电池组成，已知小灯泡的电阻约为6Ω，额定电压是2.5V．所用电流表的量程应选0～0.6A，电压表的量程应选0～3V；
④滑动P，使小灯泡的两端电压为它的额定电压，记下电流表和电压表的示数，运用公式
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14．如图所示电路中，电阻R1的阻值为20Ω，电源电压不变．当S3闭 合S1、S2断开时，电流表示数为0.6A；S1断开，S2、S3闭合时，电流表示数为0.9A．求：
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