题目内容

12．在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0=2.5V）．
（1）小欣小组采用图1的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能小灯泡断路；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为2.5V，观察到电流表示数如图2所示大小为0.3A，则小灯泡的额定功率为0.75W
（2）小姚小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）．

①电路如图3所示，请你在图4中按电路图用笔画线代替导线连接好电路；
②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1
③开关S拔到位置2，保持滑动变阻器的滑片位置不动，读出电流表示数I2先算出灯泡的电阻RL=$\frac{R{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（请你用R、I1、I2表示），再根据P0=U02/RL，计算灯泡的额定功率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是灯泡两端电压不是额定电压，电阻不是正常发光时的电阻．仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为：将开关S拔到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I1=$\frac{{U}_{0}}{R}$．

分析 （1）电流表示数为零说明电路断路，电压表有示数说明电压表和电源连接的部分电路正常；根据电流表的量程和分度值读出灯泡的额定电流，然后利用P=UI求出灯泡的实际功率；
（2）①根据电路图连接实物图时，应根据电路路径一条一条支路连接且要注意一一对应；
③根据开关S拔到位置1和开关S拔到位置2时，电路中三个用元件的连接方式没有发生改变，由②可得灯泡两端电压U=I1R，由③得灯泡电流I=I2-I1，然后根据欧姆定律可求灯泡电阻；
注意灯泡的额定功率只有灯泡在额定电压下发光时的功率为额定功率；还要考虑灯丝的电阻随温度的改变而改变．

解答 解：（1）电流表的示数为零说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出电路故障．电压表有示数，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，因此故障是小灯泡处发生断路了．电压表示数为6V等于电源电压．
排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为2.5V，观察到电流表示数如图2所示大小为0.3A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（2）①根据电路图将灯泡与开关与闸刀相连的接线柱进行连接，将接线柱1与电流表负接线柱或电源负极相连．如图所示：

③由②可得灯泡两端电压U=I1R，而开关S由位置1拔到位置2时，电路中三个元件的连接方式没有发生改变，所以此时灯泡两端电压仍然为U；
又因为L与Rj并联，所以由③得灯泡电流I=I2-I1；
则灯泡电阻RL=$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
由于电流的热效应，当灯泡发光时，灯丝的电阻会随温度升高而变大；当灯泡两端电压不等于其额定电压时，求出的电阻就不等于其正常发光时电阻，从而求出的功率就不是额定功率；所以要想求灯泡额定功率，就必须让灯泡两端电压等于额定电压，即将开关S拔到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I1=$\frac{{U}_{0}}{R}$．
故答案为：（1）小灯泡断路，0.75；（2）$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；灯泡两端电压不是额定电压，电阻不是正常发光时的电阻；将开关S拔到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I1=$\frac{{U}_{0}}{R}$．

点评 本题考查了学生对额定功率的理解，利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求额定电功率时，必须要注意灯丝的电阻随温度的变化而变化，因此灯泡只有正常发光时的功率为额定功率，即R必须时正常发光时的电阻．

练习册系列答案
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A．只要物体在振动，我们就能听到声音
B．班里的一位女同学是个大嗓门，那是由于她声音的音调高
C．余音绕梁，三日不绝，这是回声现象
D．高速公路两旁的隔音板是为了防止噪声的产生
20．在“研究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中：
（1）用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，根据二力平衡的原理可知这时木板对木块的摩擦力才等于弹簧测力计的示数．
（2）下表是一同学实验时记录的数据：
实验次数接触面材料的性质压力摩擦力
1木块与木板5N0.6N
2木块与木板7N1.0N
3木块与毛巾7N1.2N
A．比较第1、2次实验时，可以得出的结论是当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大；
B．比较第2、3次实验时，可以得出的结论是当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大．
7．小宇要探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”，他猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：①接触面所受的压力大小；②接触面的粗糙程度；③接触面积的大小．
接下来小宇通过如图所示实验操作验证他的猜想：
（1）实验中应该用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动木块，根据二力平衡的知识可知，此时的摩擦力的大小等于拉力的大小．
（2）如果小宇要探究猜想②，他应该选择甲、丙两幅图所示的实验步骤来操作，根据图中弹簧测力计的示数可得出结论：压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大．
（3）小宇要探究猜想③，他将木块切去一半，重复甲的操作过程，如图丁所示．他比较甲和丁的实验结果，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关．
小宇在这个实验中存在的问题是：没有控制压力一定．你认为改进的方法是，在该实验中可以选择一个长方体（选填“长方体”或“正方体”）木块，操作的步骤是：
a．把长方体木块平放在桌面上，匀速拉动，测出摩擦力为F1；
b．把长方体木块侧放在桌面上，匀速拉动，测出摩擦力为F2；
c．分析所测得的数据，得出结论．
17．图甲所示是“测小灯泡额定电功率”的电路，其中电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为l0Ω，滑动变阻器有“10Ω  2A”和“50Ω  1A”两种规格可供选择．
（1）本实验选择的是50Ω1A规格的滑动变阻器．
（2）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整．
（3）当滑动变阻器的滑片P移到某一位置时，观察到电压表示数为2V（如图乙），为了测出小灯泡的额定功率，接下来的操作是将变阻器滑片向右移．
（4）测量小电灯额定功率，移动变阻滑的滑片P，眼睛应先注视电压表的示数，然后读出另一电表示数，当小电灯正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小电灯的额定功率为0.5W．
（5）同组的小红认为该电路还可以用来研究电流与电压之间的关系，你认为不可以（选填“可以”或“不可以”），理由是研究电流与电压之间的关系应保持电阻不变，而灯丝电阻会随电压变化．
4．图甲是测量小灯泡电功率的电路．小灯泡的额的电压为2.5V．
（1）请根据图甲将图乙中的实物电路连接完整（导线不允许交叉）．

（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转．逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大．该电路故障可能是小灯泡短路．
（3）排除故障后正确操作实验，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/A0.280.260.300.240.210.190.160.05
分析实验数据可知：
①小灯泡正常发光时的功率为0.7W，电阻8.9Ω．
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是实际功率太小．
③从实验数据看，小灯泡的电阻随电压的减小而增大，本质是随电阻随温度的降低而减小．请你推想小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω（填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）
1．如图是“测量小灯泡额定功率”实验电路图，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1.2A”，灯泡上标有“0.3A”字样，电源电压保持不变．
（1）小华连接的电路如图乙所示，其中有一根导线连接不规范，导致开关没有闭合时电压表就有读数，请在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将其改正．
（2）改正后闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压有示数为电源电压，则故障的原因可能是灯泡断路；
（3）排除故障后刚闭合开关时，电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A．接着调节滑动变阻器直至小灯泡正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在正中间．由此可知可知，电源电压为12V，小灯泡的额定功率为1.35W．
2．2013年12月14日21时11分，中国探月工程用“长征三号”运载火箭将嫦娥三号成功发射并着陆于月球表面（如图甲和乙），15日4时35分，“玉兔”号巡视器顺利与嫦娥三号着陆器分离并将互相照片传回地面，如图丙．请你观察图片，联想发射过程、“玉兔号”月球构造及其在月面勘察的工作情景，回答下面的问题：

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