在“测定小灯泡电阻的实验中.提供如下实验器材:A．待测小灯泡 B．电源C．电流表 D．电压表E．滑动变阻器 F．开关.导线(1)小明同学连接线路闭合开关后.将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗.而电压表的示数增大.请你用笔画线代替导线.把图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整．(2)电路连接好后.当电压表的示数为0.5V时.小灯泡将正常发� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

1．在“测定小灯泡电阻”的实验中，提供如下实验器材：
A．待测小灯泡（2.5V 0.7W） B．电源（电压恒为3V）
C．电流表（量程0～0.6A或0～3A） D．电压表（量程0～3V或0～15V）
E．滑动变阻器（20Ω 1A） F．开关、导线

（1）小明同学连接线路闭合开关后，将变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，而电压表的示数增大，请你用笔画线代替导线，把图甲中的实物电路按小明的连接方式连接完整．
（2）电路连接好后，当电压表的示数为0.5V时，小灯泡将正常发光．
（3）小灯泡正常发光时，电流表和电压表均有示数．突然，电路发生故障，小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是小灯泡短路．
（4）利用上述实验器材，不能完成下述实验中的B．
A．测量小灯泡的额定功率 B．探究电流与电压的关系
C．探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系 D．探究串联电路电压的特点
（5）小华同学想利用上述器材测量一未知电阻R（定值）的阻值，但实验过程中不慎将电流表损坏，在不另外添加器材的情况下：
①为了测出R的阻值，请你在图乙的虚线框中画出你所设计的实验电路图．
②闭合开关后，测得你所设计的电路图中电压表的示数为U，则R=$\frac{U×20Ω}{3V-U}$（用字母U表示）．

分析（1）滑动变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，说明灯泡实际功率变小，灯泡电压变小，电路电流变小，滑动变阻器接入电路阻值变大，滑动变阻器两端电压变大，此时电压表示数变大，说明电压表与滑动变阻器并联，根据I=$\frac{P}{U}$判断电流表的量程，根据灯泡的额定电压判断电压表的量程，根据以上分析完成电路图的连接；
（2）灯泡在额定电压下正常发光，电压表测滑动变阻器电压，由串联电路电压规律可以测出电压表的示数；
（3）灯泡熄灭，可能是灯泡断路或断路或灯泡之外电路断路造成的；电流表示数变大，说明电路不存在断路，电路电阻变小，则电路故障是电路某处发生短路；电压表测滑动变阻器两端电压，电压表示数变大，说明滑动变阻器不可能短路，则电路故障为：灯泡短路；
（4）根据各实验的原理与实验要求，逐一分析各实验，判断能进行哪个实验；
（5）电流表损坏，滑动变阻器最大阻值已知，可让电阻R与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值全部接入电路，用电压表测电阻R或滑动变阻器的电压，由串联电路特点、欧姆定律求出电阻阻值．

解答解：（1）滑动变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗，说明灯泡实际功率变小，灯泡电压变小，电路电流变小，滑动变阻器接入电路阻值变大，滑动变阻器两端电压变大，此时电压表示数变大，说明电压表与滑动变阻器并联，滑动变阻器串联接入电路；
灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0-3V；
根据I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.7W}{2.5V}$=0.28A，所以电压表的量程为0-0.6A，电路图如图所示：

（2）灯泡电压等于其额定电压2.5V时，灯泡正常发光，此时滑动变阻器两端的电压为3V-2.5V=0.5V，电压表测滑动变阻器两端电压，电压表示数是0.5V；
（3）小灯泡熄灭，而电流表和电压表的示数均变大，则故障的原因是灯泡短路；
（4）A、该电路能测出流过灯泡的电流，求出灯泡两端的电压，可以测量小灯泡的额定功率，故A不符合题意；
B、要探究电流与电压的关系，需要保持灯泡电阻阻值不变，但灯泡电阻随温度变化而变化，不是一个定值，该实验器材不能探究电流与电压的关系，故B符合题意；
C、移动滑动变阻器滑片，电路电阻发生变化，电路电流变化，灯泡电压发生变化，灯泡实际功率及亮度发生变化，该器材可以探究小灯泡的亮度与消耗功率的关系，故C不符合题意；
D、移动滑片，灯泡与滑动变阻器两端电压均发生变化，利用该器材可以探究串联电路电压的特点，故D不符合题意；
（5）电阻R与滑动变阻器串联接入电路，移动滑片使滑动变阻器阻值全部接入电路R_滑=20Ω，电压表与电阻R或滑动变阻器串联，闭合开关，读出电压表示数U，电路图如图所示；

则滑动变阻器两端电压U_滑=3V-U，电路电流I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{3V-U}{20Ω}$，电阻阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{U}{\frac{3V-U}{20Ω}}$=$\frac{U×20Ω}{3V-U}$；
故答案为：（1）见上图；（2）0.5；（3）小灯泡短路；（4）B；（5）电路图如上图所示；$\frac{U×20Ω}{3V-U}$．

点评本题考查了设计实验电路、连接电路图、求电压表示数、求电阻等问题，（1）（5）设计、连接电路难度较大，知道实验原理、明确实验要求是正确解题的前提与基础．

练习册系列答案

12．

一个密度为0.6×10³kg/m³的木块，体积为0.02m³，用绳子系在底面积为1000cm²的柱形容器底，使木块完全没入水中，如图所示．（取g=10N/kg，水密度为1.0×10 ³kg/m ³）求：
（1）此时木块所受的浮力是多少？
（2）绳子的拉力是多少？
（3）剪断绳子，木块静止后，木块露出水面的体积？

9．回顾实验和探究：（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
比热容概念建构．

器材	在两只烧杯中盛有质量相同水和煤油，用同样的酒精灯加热．
实验方法	使水和煤油升高10℃，我们发现水加热的时间长．实验通过加热时间长短来体现吸收热量的多少，这是转换法
图象	根据数据画出的水和煤油升高的温度随加热时间变化的图象如图所示，A表示煤油的变化情况．
得出结论	实验表明：质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的，由此引入比热容这个物理量