题目内容
11．小明在“测量小灯泡的额定功率”时准备了如下器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电源（电压大约3V）、最大阻值为R0的滑动变阻器（R0已知）、电流表、电压表、开关各1个，导线若干．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整．（要求滑片向右移动灯变亮）
（2）小明正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是灯泡断路；
（3）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.6W，
（4）将图甲中小灯泡换成未知阻值的定值电阻R，并撤去电压表，在不增加任何器材、不改变原电路连接的前提下，小明想测出R的阻值，请你帮助小明补全实验方案：①将滑动变阻器的滑片至最右端，读出电流表示数为I1；②再将滑动变阻器滑片调至最左端，读出电流表示数为I2；则所测量电阻的表达式为R=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（用测量的物理量和已知量符号表示）；
（5）小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况，找来小磁针、铁屑、硬纸板等，做了如图丙所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，并查找资料知道了判断直导线周围磁场的方法：“用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向．”请你用该方法判断如图丁中小磁针北极转向纸外（纸内/纸外）．
分析 （1）测小灯泡的电阻实验，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器的接法采取“一上一下”的连接方式，灯泡变亮，表明小灯泡的实际功率变大，电路中电流变大，滑动变阻器接入电路中的电阻变小．
（2）电流表示数为零，说明电路故障为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，据此判断电路故障；
（3）确定电流表的量程、最小分度值，由图读出电流表的示数；根据公式P=UI求出小灯泡的功率；
（4）测电阻的原理为R=$\frac{U}{I}$，有电流表可以测量电流；电阻R0和R串联在电源上即可间接测量测出R的电阻，即先将滑动变阻器的滑片移动到最右端，再将滑片移动到最左端，分别测出电流大小，根据电源电压相等列出等式，计算出电阻R的阻值．
（5）先判断出通电导体下方磁场的方向以及导线内部磁场的方向，然后根据小磁针静止时，北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向．
解答 解：（1）电压表并联在灯泡两端，选择0～3V量程；灯泡与滑动变阻器串联接入电路，滑片向右移动时，灯泡变亮，表明小灯泡的实际功率变大，电路中电流变大，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，所以选取B接线柱，如图所示：
（2）电流表示数为零，说明电路故障为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路；
（3）由图2可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数是0.24A；
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（5）实验方案：
步骤②为：再将滑动变阻器滑片调至最左端，读出电流表示数为I2；
当滑动变阻器滑片P位于最右端时，电阻R与R0串联接入电路，总电阻为：R+R0，
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，电源电压U=I1（R+R0），
当滑动变阻器滑片P位于最右端时，变阻器R0接入电路中电阻为0，
电源电压为U=I2R，
即：I1（R+R0）=I2R，
解得：R=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；
（6）伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指的方向为磁场的方向，故导体正下方磁场方向向外，即小磁针静止时N极的指向为纸外．
故答案为：
（1）见上图；
（2）灯泡断路；
（3）0.6；
（4）再将滑动变阻器滑片调至最左端，读出电流表示数为I2；R=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；
（5）纸外．
点评 本题考查了用伏安法测灯泡电功率的实验中滑动变阻器的正确使用方法、实物图的连接、电压表的读数、功率的计算以及通电直导线磁场方向判断方法等内容；明确测电阻的原理为R=$\frac{U}{I}$，用电压表和电流表，再根据串联电路和并联电路的电流和电压特点，直接或间接测量电压和电流，这是解决本题的关键．
某学生做“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验，其中用R0是定值电阻．（1）在方框中画出实验电路图．
（2）当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P的位置来改变电阻两端的电压．三次改变滑片位置，测得三组电压和电流值（见下右表），发现每次电压与电流的比值是相同的（选填“相同”或“不同”），由此可得出电流与电压关系的初步结论：当电阻一定时，电流与电压成正比．
（3）要探究电流与电阻的关系，仅凭电路图中器材是不够的，你认为（除导线外）还应增加的器材是不同阻值的定值电阻．滑动变阻器在此实验中的作用是控制定值电阻两端电压不变．
| 实验序号 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 2.0 | 2.4 | 2.8 |
| 电流/A | 0.40 | 0.48 | 0.56 |
如图所示，在一个封闭容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上，已知容器的质量为100g，容器的下底面积为100cm2，高为12cm．g取10N/kg，不计容器的厚度．求：
为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置．已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1＜R2，装入烧瓶的煤油质量相等．下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（ ）| A． | 在此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的 | |
| B． | 甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关 | |
| C． | 比较相同通电时间内a、c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关 | |
| D． | 在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多 |
下表为某电烤箱铭牌，如图虚线内所示是电烤箱内部简化电路图，R1和R2均为电热丝．| ××牌电烤箱 | ||
| 额定电压 | 220V | |
| 额定功率 | 高温挡 | 1100W |
| 低温挡 | 440W | |
| 频率 | 50Hz | |
（2）电烤箱在高温档工作10分钟所产生的热量．
（3）电路中R2的阻值．
在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关．如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据．| 实验序号 | 斜面的倾斜程度 | 物块的重力G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长s/m | 机械效率 |
| 1 | 较缓 | 10 | 0.2 | 5.5 | 1 | 36.4% |
| 2 | 较陡 | 10 | 0.4 | 7.0 | 1 | 57.1% |
| 3 | 最陡 | 10 | 0.6 | 8.5 | 1 | 70.6% |
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤．
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面．
②用弹簧测力计沿斜面把一木块匀速拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率．
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的粗糙程度，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率．
④比较两次机械效率的大小，即可验证猜想是否正确．
| A． | 光的直线传播 | B． | 光的反射 | C． | 光的折射 | D． | 光的色散 |