题目内容

8．自然课上王老师请同学们设计一个测出未知电阻Rx的电路，各组同学都提出了自己的设计方案，下面是其中两组同学的实验方案：
甲组：张晴小组设计方案
①器材：电压表、电流表、变阻器、开关、电源（电压未知）、未知电阻Rx、导线．
②电路图（如图甲）
乙组：赵亮小组设计方案
①器材：已知电阻R0、电流表、开关、电源（电压未知）、未知电阻Rx、导线．
②电路图（如图乙）
A、你认为两小组中哪组设计更优？甲组_，理由：甲组设计的电路可以方便的进行多次测量求平均值，减小误差；乙组设计的电路只能测量一次，测量误差较大．
B、今有M、N两灯上分别标有“6V，6W”和“6V，4W”的字样，用一个输出电压为12V的电源对两灯供电，请设计要使这两灯能同时正常发光的两种不同电路图，并说明哪一种更佳a，原因是节约能源，且使用过程中当一盏灯损坏时一般不会引起另一灯的损坏．

分析 （1）甲组因为有滑动变阻器，所以可以实现多次测量，从而多测几组数据，就可以求平均值以减小误差，而乙组只能测量一次，读数也可能会有较大的误差；
（2）两灯泡的额定电压相等，同时发光时可以采用额定电流较小灯泡与一个定值电阻并联后再与额定电流较大灯泡串联，也可以采用两灯泡并联后与一个定值电阻串联，根据并联电路的特点和欧姆定律求出接入电路中的电阻，根据P=UI求出两种情况下电路消耗的总功率，然后比较两者消耗的总功率的关系和一个灯泡损坏时另一灯泡是否会损坏得出答案．

解答 解：A、甲组：电路中串联了一个滑动变阻器，可以通过移动滑片尽可能使两表的示数为整数，这样便于读数，同时使用变阻器可以进行多次测量，从而可以求平均值减小误差；
乙组：只能测量一次，且有可能电流表的示数正好不在整数刻度上，这样就会出现读数误差，从而造成测量误差大；
B、（a）由P=UI可得，两灯泡的额定电流分别为：
IM=$\frac{{P}_{M}}{{U}_{M}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，IN=$\frac{{P}_{N}}{{U}_{N}}$=$\frac{4W}{6V}$=$\frac{2}{3}$A，
因IM＞IN，
所以，要使两灯泡正常发光，应让灯泡N与定值电阻R1并联后再与灯泡M串联，如图a所示：

此时LM两端的电压为6V，LN两端的电压为6V，且通过LM的电流为1A，通过LN的电流为$\frac{2}{3}$A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R1的电流：
I1=IM-IN=1A-$\frac{2}{3}$A=$\frac{1}{3}$A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，R1的阻值：
R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{\frac{1}{3}A}$=18Ω，即R1=18Ω时，两灯才能同时正常发光，
当M损坏时，电路断路，N不会损坏，
当N损坏时，并联部分电阻变大，R1两端的电压变大，M两端的电压变小，M不会损坏，
电路消耗的电功率P=UIM=12V×1A=12W；
（b）两灯泡并联后再与定值电阻R2串联，如图b所示：

两灯泡正常发光时，干路电流：
I=IM+IN=1A+$\frac{2}{3}$A=$\frac{5}{3}$A，
此时，并联部分的电压为6V，R2两端的电压为6V，
R2的阻值：
R2=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{6V}{\frac{5}{3}A}$=3.6Ω，
当M损坏时，并联部分电阻变大，N两端的电压变大，N会损坏，反之亦然，
电路消耗的总功率：
P=UI=12V×$\frac{5}{3}$A=20W．
综上可知，a设计可以节约能源，且使用过程中当一盏灯损坏时一般不会引起另一灯的损坏．
故答案为：
A、甲组；甲组设计的电路可以方便的进行多次测量求平均值，减小误差；乙组设计的电路只能测量一次，测量误差较大；
B、a；节约能源，且使用过程中当一盏灯损坏时一般不会引起另一灯的损坏．

点评 本题考查了实验方案的评价和电路图的设计，会正确的应用串并联电路的特点和电功率公式、欧姆定律以及评估方案的优缺点是解题的关键．

练习册系列答案
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18．某实验小组做“伏安法测量定值电阻阻值”的实验时所用的器材有：电压为3V的电源，待测电阻R以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、导线和开关．图甲是没有连接完整的实物电路．
检测导线接点现象
ab电压表、电流表均无示数
ac电压表、电流表均无示数
ad电压表、电流表均有示数
cd电压表、电流表均有示数
（1）请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求：滑片向右移动时，滑动变阻器．连入电路的阻值变小）．
（2）连好电路闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P置于最左（填“最左”或“最右”）端．
（3）实验中，闭合开关，移动滑片．电流表、电压表均无示数．为了检查电路故障，他们借助一根检测导线进行检测，当该导线两端分别接不同点时，对应的现象如下表所示．由此可以判断电路发生的故障是cd处断路．
（4）排除故障后进行实验，当电压表示数为2.4V时电流表的示数如图乙所示，这时电流为0.3 A，他们利用此组数据即得出该待测电阻R的阻值便结束了实验．评估本实验过程，提出你的改进建议：改变滑动变阻器的阻值，多测几组数据求平均值．
19．放在箱子里樟脑球时间长了变小是升华 现象；夏天，教室的地面上洒水感到凉快是因为水汽化吸热的缘故；家庭使用的液化石油气是在常温下用压缩体积的方法使之液化贮存在钢罐里的．
16．（1）如图1所示，已知反射光线OB，画出入射光线AO并标出入射角及大小．
（2）如图2，Sˊ为发光点S在平面镜MN中的像．若S发出的一条光线经平面镜反射后经过P点，请在图中标出发光点S的位置，并完成光路图（保留作图痕迹）．
3．小莹同学在完成“‘伏安法’测电阻”实验后，想用相同的方法再测量小灯泡的电阻．
（1）请你用笔画线替代导线帮助小莹将图甲中的实验电路连接完整．

（2）连接电路中，开关要断开，滑动变阻器的滑片必须滑至最右端（填“左”或“右”）．
（3）小莹同学在做实验序号3的实验时，电流表的示数如图乙所示．请你读出此实验数据，并计算此时灯丝的电阻，然后把它们填写在下表中的相应位置．
实验序号1234
小灯泡两端的电压U/V1.01.52.02.5
通过小灯泡的电流I/A0.100.120.16
小灯泡灯丝的电阻R/Ω10.012.515.6
小灯泡的发光情况很暗暗较暗亮
（4）同组的小静认为表格中测出了小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，所以也可以利用这些数据，总结电流与电压的关系，你同意吗？请写出理由不同意；因为要研究电流与电压的关系，必须保证电阻不变，而灯丝电阻会随温度的升高而增大．
（5）小华在实验中，不小心将滑动变阻器损坏（不能使用了），一时又找不到其他变阻器．此时他将滑动变阻器从电路中拆下．假如还能测出R0的阻值，那么，滑动变阻器损坏后，可能对实验的影响是只能测量一次数据，无法研究灯泡电阻与温度的关系．
13．如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（　　）
A．在 b、d两点动能相等B．在 a、d两点动能相等
C．从b到c的过程机械能减少D．从c到d的过程重力势能转化为动能
20．如图是某物质加热时温度随时间变化的图象．下列对图象的分析正确的是（　　）
A．该物质一定是晶体
B．T2一定是物质的沸点
C．O～tl时间内物质的温度一定升高
D．tl～t2时间内物质的温度不变，也不吸热
17．如图甲是小华探究冰熔化特点的装置，她每隔0.5min记录一次温度计的示数，实验数据如下表：
时间t/min00.51.01.52.02.53.03.5
温度72℃▲-4-1-2-1000
状态 固态▲ 固液共存态
（1）t=0时，温度计示数如图乙所示，其读数为-4℃℃，读作零下4摄氏度．
（2）t=2.0min时，物质处于固态．

（3）上表记录的温度中，有一处错误，画图时该数据应剔除（保留/剔除）．
（4）利用表中数据，在图丙中画出温度-时间图线．
（5）根据小华的实验，能不能得出冰熔化上的特点？并说明理由
答不能（能/不能）
理由：没有测量冰完全融化后的温度变化情况，得到的结论不可靠．
18．如图，尼泊尔大地震后，救援人员正在用生命探测仪探测废墟下有无生存者，针对生命探测仪以下说法中不正确的是（　　）
A．雷达波生命探测仪：电磁波与人体接触后反射并产生变化
B．热红外生命探测仪：在黑暗中也能工作
C．声波生命探测仪：能探寻微弱声音
D．磁场生命探测仪：把废墟看得清清楚楚

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