题目内容

课外兴趣小组活动时,某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系,已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦.小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究,他先测出若干组电压和电流值,再由公式P=UI,求得对应的功率,并作出功率随电压变化的图线a.小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究,她先由R=数学公式计算出小灯泡的电阻R,再测出若干个电压值,最后根据P=数学公式,求得对应的功率,也作出功率随电压变化的图线b.则下列反映了他们的实验结果的图线是


  1. A.
  2. B.
  3. C.
  4. D.
B
分析:灯泡电阻随灯泡温度的升高而变大,根据题干给出的两种情况,根据电功率公式应用数学知识分析答题.
解答:(1)∵P=,∴灯泡正常发光时的电阻R==≈8.3Ω;
由题意知:P=和P=,由此可见,
电功率P关于电压U的二次函数(跟y=ax2+bx+c,且a>0,b=0,c=0时相符合),
故图象是经过原点开口向上的抛物线,故CD错误.
(2)∵P=和P=,灯泡电阻R随温度升高而变大,
∴①当小灯泡两端电压U<2.5V时,小灯泡在低于额定电压下工作,
它的电阻R<8.3Ω,则P>P,此时抛物线a在抛物线b的上方.
②当小灯泡两端电压U=2.5V时,小灯泡在额定电压下工作,
它的电阻R=8.3Ω,则P=P=0.75W,且此时两抛物线相交.
③当小灯泡两端电压U>2.5V,小灯泡在高于额定电压下工作,
它的电阻R>8.3Ω,则P<P,此时抛物线a在抛物线b的下方.
综上所述,B图中的图线反映了他们的实验结果.
故选B.
点评:本题考查了灯泡实际功率与灯泡电压间的关系,本题难度较大,知道灯泡电阻随温度的变化而变化、应用数学知识分析是解题的关键.
练习册系列答案
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(2010?苏州模拟)(1)元件R0由某种半导体材料制成的,其电阻随温度的升高而减小.现将元件R0进行测试(图1),测得其电流与加在它两端的电压值,测试数据如下表所示.
U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
①把元件如接入如图所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为1.8A.已知电路中的电源电压为3V,此时定值电阻R的电功率为
3.24
3.24
W
②分析表中数据,写出元件R0的I和U之间的关系式是
I=1.25U2A/V2
I=1.25U2A/V2

(2)在一次研究性学习活动中,某小组同学对“运动物体所受空气阻力与运动速度的关系”进行了探究(图2),探究过程如下:
A.他们计划从物体自由下落的距离与下落的时间关系上入手进行探究,并设计了这样的实验:取一些“一次性纸杯”作为研究对象,用“频闪摄影”的方法测量“一次性纸杯”在空气中自由直线下落时的下落距离和下落时间的一些数据.
B.在相同条件下,同学们进行了以下实验:
实验1:测量一只“一次性纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下面的表格中,并且画出了“下落距离一时间”图线,如下图线1;
实验2:将几只“一次性纸杯”叠放在一起,测出它们在不同时刻下落的距离,画出“下落距离一时间”图线.如图线2;
实验3:继续增加“一次性纸杯”的数量,重复上面的实验,画出“下落距离一时间”图线,如图线3.
时间t/s 下落高度S/m
0.0 0.00
0.4 0.036
0.8 0.467
1.2 0.957
1.6 1.447
2.0 x

请回答下列问题:
①分析图线1,推算表格中x的值应为
2.0
2.0
m.
②分析比较图线l、2、3,在最后阶段,图线
1
1
对应的“一次性纸杯”速度最小.图线
3
3
对应的“一次性纸杯”受到的空气阻力最大.
(3)小王在参加物理课外兴趣小组活动时,老师提供了如图所示的电路(图3),电源电压未知但保持不变,R0为阻值已知的定值电阻.要求小王在不拆开电路的情况下,只用一只量程满足实验要求的电流表和若干导线估测未知电阻Rx的值.小王感到有些畏难,请你开动脑筋,设计一个实验帮助小王解决这个问题.
①你所设计的实验的主要步骤及所要测出的量是:
②根据你的实验,得出的Rx为
I1R0
I2
I1R0
I2
(用测出量和已知量表示)

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