题目内容

15．小明利用如图1甲所示的电路图测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率．

（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至b（选填“a”或“b”）端．
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但是电路各元件完好且连接无误，则小灯泡不发光的原因是电源电压过低（或变阻器阻值过大）．
（3）闭合开关后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数为2.3V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向a（选填“a”或“b”）端移动，使小灯泡正常发光，此时（如图乙）电流表的读数为0.3A，小灯泡的额定功率是0.75W．
【拓展】：小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，也测出了此小灯泡的额定功率．他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图2所示．
（1）请只添加两条导线完成图所示的实验电路的连接；
（2）请把小明的实验步骤补充完整：
①断开开关S2，闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使灯两端的电压达到2.5V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3，闭合开关S2，记录电压表的示数为U；
③请用R0及实验数据表示出小灯泡的额定功率：P额=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

分析 （1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应调到最大值处；
（2）根据小灯泡不亮，但是电路各元件完好且连接无误确定故障的原因；
（3）根据分压原理确定滑片移动的方向；根据电流表小量程读数，由P=UI求灯的额定功率；
（4）没有电流表，已知定值R0和电压表起到电流表的作用，那么为了让灯泡和定值电阻的电流相同，则应采取串联的方式，电压表应先测量灯泡两端的电压，使灯泡两端的实际电压为额定电压值，然后通过开关的转换，再测出此时灯和定值电阻两端的总电压，据此分析完成实验电路．

解答 解：
（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应调到最大值b处；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但是电路各元件完好且连接无误，只能说明此时电路中电流小，灯的实际功率较小，原因可能是电源电压低或滑动变阻器的连入电路中的阻值太大等原因；
（3）闭合开关后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数为2.3V，小于额定电压，要增大电压表示数，就要减小变阻器分得的电压，根据串联电路的分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻，所以要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向a移动；
由图乙知，电流表使用0-0.6A量程，电流表的分度值为0.02A，灯泡正常发光时的电流为0.3A，灯的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
【拓展】：
（1）由分析可知：灯泡和定值电阻串联，电压表应先测量灯泡两端的电压，使灯泡两端的实际电压为额定电压值，即要求通过开关的闭合与断开，电压表先测灯泡正常工作时的两端电压U额，保持滑片的位置不变，再测灯泡与定值电阻两端电压U，从而求出定值电阻的电压U-U额，根据欧姆定律通过定值电阻的电流，即灯正常工作时的电流I=$\frac{U-{U}_{额}}{{R}_{0}}$，如图所示：
；
（2）灯的额定电功率P额=U额I=U额×$\frac{U-{U}_{额}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$
故答案为：（1）b；
（2）电源电压过低（或变阻器阻值过大）；
（3）a；0.3；0.75；
拓展：（1）见上图；（2）③$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

点评 本题测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，考查电路的连接、常见现象的处理、实验操作过程、电功率的计算及设计实验方案的能力，有一定难度．

练习册系列答案
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12．为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系，东坡中学九年级同学小红在斜面上每次都匀速拉动物块，实验数据记录如下：
实验
次数		斜面倾角θ物重G/N物块上升高度h/m拉力F/N物块沿斜面移动距离S/m机械效率η
12550.253.40.5073.5%
24050.354.20.5083.3%
340100.358.40.50？
（1）根据表中数据可求出第3次实验的有用功是3.5 J，总功是4.2 J，机械效率为83.3%．
（2）分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力就越大，斜面的机械效率越高，斜面的机械效率与物重无关 （填“有关”或“无关”）．
（3）本探究过程使用的是探究方法是控制变量法．
6．小珠同学用标有“2.5V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω．实验室提供了四节干电池．滑动变阻器标有“30Ω  0.5A”的字样．电压表量程有“0〜3V”、“0〜15V”，电流表量程有“0〜0.6A”、“0〜3A”．

（1）请用笔画线代替导线．将图1中的实物电路连接完整．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时．灯的亮度变亮，连线不得交叉．
（2）小珠同学连接好电路，闭合开关后，发现灯不亮，电流表指针有明显偏转，而电压表示数为零．其故障原因可能是小灯泡短路．排除故障后．小灯泡发光，但如何使小灯泡正常发光呢？你的措施是：移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于2.5V．
（3）小珠根据实验测得数据描绘出如图2所示的I-U图象，若把这样的三只灯泡串联起来，接在4.5V的电源两端，此时每只灯泡的实际功率为0.45W．
（4）爱探究的小珠用另一只电流表A2和一个5Ω的定值电阻R．连接了如图3所示的电路，同样测出了小灯泡的额定功率．具体操作是：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片．使电流表A2的示数为0.5A，小灯泡正常发光．此时电流表A1的示数如图4所示，则小灯泡的额定功率为1W．
3．小梦同学在“测定小灯泡的功率”的实验中，已知电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω．

（1）如图甲是他们连接的实物电路，请你在虚线框内画出相应的电路图．
（2）闭合开关前，应将滑片移到最左端．（选填“左”、“右”）
（3）正确连接电路，闭合开关后，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数为4.5V不变，可能存在的故障是灯泡断路（或灯座断路）．
（4）排除故障后进行实验，电压表的示数如图乙，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向右（选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为2.5V．小梦根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图象，如图丙所示，由图象可知小灯泡的额定功率是0.75W．
（5）由图象可知，小灯泡的电阻的变化的，你认为原因是灯丝电阻受温度的影响；从图象中可以看出，他们的实验有何不足之处没有测量实际电压为1.2倍额定电压下时的功率．
10．某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为2.5V，小灯泡的额定功率估计在1W左右，电源为两节新干电池．
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，连线时导线不能交叉．

（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电流表有示数，电压表示数为0，产生这一现象的原因可能是灯泡短路．故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，则应把变阻器的滑片向左端移动．
（3）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，并描绘出小灯泡的电流随其电压变化的关系图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W，此时，灯丝的电阻是8.3Ω（保留一位小数）．图象不是直线的原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化．
（4）完成上述实验后，老师请同学们思考：如果电流表坏了，再增加一个开关和阻值为R0的定值电阻，还能测出小灯泡的额定功率吗？下面是同学们设计的四个电路，你认为可行的是B．（填选项）
20．2008北京奥运圣火传递活动中，某记者同时拍下了固定在地面上随风飘动的旗帜和附近的甲、乙两火炬照片，如图所示．根据旗帜和火焰的飘动方向，可以判断（　　）
A．甲火炬可能向右运动，乙火炬可能静止
B．甲火炬一定向右运动，乙火炬一定向左运动
C．甲火炬可能向右运动，乙火炬一定向左运动
D．甲火炬一定向右运动，乙火炬可能向左运动
7．如图是航母“辽宁号”训练时舰载飞机飞行的图片．下列正确的是（　　）
A．飞机飞离航母后，航母始终漂浮，航母所受浮力的大小不变
B．飞机在起飞过程中，惯性将消失
C．飞机在航母甲板上加速飞行时，受到平衡力
D．飞机飞行时能获得向上的升力，是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速
4．如表是小华在探究“重力的大小跟什么因素有关”实验中得到的实验数据．
测量对象质量m/kg重力G/N比值g/N•kg-1
物体10.10.989.8
物体20.21.969.8
物体30.32.949.8
（1）实验中，需要的测量工具是天平和弹簧测力计．
（2）分析表中数据，可以得出的结论是：物体所受的重力跟它的质量成正比．
（3）在通常情况下，我们将g值取为9.8N/kg．但经过精确测量，发现在某些不同的地理位置，g值存在着微小差异．如表列出了一些城市和地区的g值大小．
地点赤道广州武汉上海北京纽约莫斯科北极
g值大小9.7809.7889.7949.7949.8019.8039.8169.832
地理纬度0°23°06′30°33′31°12′39°56′40°40′55°45′90°
根据表中提供的信息，回答下列问题：
①g值相同的城市是：武汉和上海．
②造成g值不同的原因可能是：g值可能与地球纬度有关，纬度越高，g值越大．
③我国与许多国家之间的贸易往来频繁，在这些往来的货物运输中，发货单上所标示的“货物重量”，实质上应该是货物的质量．
5．如图所示的四个实例中，目的是为了减小压强的是（　　）
A．
        坦克上装有履带		B．
    菜刀刃磨得很锋利
C．
注射器针头做得很尖		D．
   吸管一端切成斜口

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