题目内容

20．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为9Ω）．
（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）．
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是灯泡断路．

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片，当发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B端移动（填“A”或“B”）．
（4）某同学正确操作实验，测量数据如下表所示：
实验次数12345678
发光情况明亮亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭
电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1
电流I/A0.280.260.300.240.20.180.160.05
分析实验数据可知：
①灯泡的额定功率为0.7W；
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是灯泡断路；
③小灯泡灯丝的电阻是变化的，主要是受温度变化的影响；
④小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω（填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“10Ω”）．

分析 （1）根据欧姆定律计算出出小灯泡正常工作时的电流，确定电流表的量程；电流表的正负接线柱要接正确，不要接反；
（2）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；
（3）根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表示数；根据串联分压特点确定滑片移动方向．
（4）①根据P=UI求出灯泡的额定功率；
②如果灯泡实际功率如果太小，将不足以引起灯泡发光；
③灯泡的电阻随温度的变化而变化；
④灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，根据表中实验数据求出灯泡电阻阻值，然后答题．

解答 解：
（1）小灯泡正常发光时的电流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{9Ω}$≈0.28Ω；电流从电流表正接线柱接入，从负接线柱接出；如下图所示；

（2）灯泡不亮，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，因此与电压表并联的电路断路，即灯泡断路．
（3）闭合开关，发现灯泡较暗，电路中电流过小，为了让小灯泡正常发光，应将滑动变阻器的滑片向左端移动减小接入电路的电阻．
（4）①由表中数据可知，额定电压为2.5V，对应的电流为0.28A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
②由表中实验数据可知，7、8两次实验，灯泡电压与电流很小，灯泡实际功率很小，由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光，所以灯泡熄灭．
③金属导体的电阻与温度有关，小灯泡的电阻主要是受到温度变化的影响．
④由表中第8组实验数据可知，此时灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$$\frac{0．V}{0.05A}$=2Ω，灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，小灯泡在断电一段时间后，灯丝温度降低，灯泡电阻阻值减小，则灯泡电阻可能是1Ω．
故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）灯泡短路；（3）B；（4）①0.7；②实际功率太小；③温度；（4）1Ω．

点评 本题考查了连接电路的注意事项、电路故障分析、电流表读数、欧姆定律和电功率的计算，考查的知识点较多，但都是基础知识，只要细心做不难解决．

练习册系列答案
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10．在图甲所示的电路中，当滑片P由b移到a的过程中，电压表示数U及滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为6V
B．电阻R1的阻值为16Ω
C．滑片P移到a端时，R1消耗的功率为0.5W
D．当滑片P分别移到a、b两端时，R1产生的热量之比为1：9
11．如图1所示，王强同学观察到现在的手电筒大都由原来的一个小灯泡换成了多颗发光二极管，他通过使用发现这种手电筒非常明亮而且还非常省电，他很好奇，于是就到电子器材商店买了两颗这种发光二极管准备用实验测出它的额定功率，从包装盒上，他了解到这种发光二极管的额定电压是3V，正常发光时电阻约为80Ω左右，当他选好器材（电源是电压为6V的蓄电池，滑动变阻器上标有“20Ω、1A”字样）并将实验电路连城如图甲所示的情况后：

（1）请你用笔画线当导线，把电路连接完整．
（2）实验前，老师建议王强同学先使用电压表的大量程，王强将电路连好并检查无误后，再将滑动变阻器调到阻值最大的位置，这时，他闭合开关后发现发光二极管非常明亮且还冒烟，接着就被烧坏了，产生这种现象的原因是滑动变阻器的最大阻值太小，使发光二极管两端电压过高．
（3）当王强找到原因换上合适的器材后，按照正确的操作规则将电压表的示数调到3V，这时他观察到电流表示数如图乙所示，则这时通过发光二极管的电流是0.04A，发光二极管的额定功率是0.12W．
（4）在这个实验中，滑动变阻器所起的作用是：①保护电路；②调节发光二极管两端电压．
（5）完成上述实验后，王强还想测量一段电炉丝的电阻Rx，可是在连接电路时，发现电流表和滑动变阻器、电源都已损坏，于是王强就利用一定值电阻R和一个新的电源，重新设计并连接如图2所示的电路，电源电压位置且恒定不变，请把下列实验步骤补充完整：①只闭合开关S1时，两电阻串联，R两端的电压为U1；②只闭合开关S2，读出电压表的示数U2；
③由串联电路特点知，电阻Rx两端的电压Ux=U2-U1，电路中的电流I′=$\frac{{U}_{1}}{R}$；．
电阻表达式Rx=$\frac{（{U}_{2}-{U}_{1}）R}{{U}_{1}}$．
8．2015年4月4日，清明假期第一天，当晚中国迎来一次观赏效果非常好的月全食，公众有幸观测到一轮难的“红月亮”．在最精彩的月全食形成的12分钟内，我们可以看到古铜色的“红月亮”遥挂夜空的美景．月食形原因是光的直线传播；我们可以看到的“红月亮”是由于太阳的光经地球大气的折射后，依然会照到月面表面上（选填“折射”或“反射”）
15．在测定小灯泡电功率的实验中，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）连接电路时开关应断开，闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A （选填“A”或“B”）端．
（2）用笔画线代替导线，连接完整如图甲所示的实物电路．
（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，原因可能是小灯泡断路 （写一种即可）．
（4）排除故障后，闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，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”）端移动．
（5）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图丙所示的图象．由图象可知，灯泡的额定功率是0.5W．
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