题目内容

5．在测量小灯泡额定功率的实验中，某科学兴趣小组利用相关电学器材进行实验探究：小灯泡1只（额定电压为3.8V、阻值约为10欧），电压表、电流表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，新干电池3节，导线若干．连接电路如图：
序号电压（伏）电流（安）功率（瓦）发光
120.240.48暗
23.80.351.33正常
34.20.381.60亮
试回答下列问题：
（1）电路连接好后，闭合开关，发现电压表示数为电源电压，但小灯泡不亮，电流表示数为0，发生这种现象的原因是灯泡断路．
（2）排除故障后，调节滑动变阻器，观察小灯泡的亮度变化，读出两只电表的示数，分别记录在表中；并计算出三种情况下小灯泡的功率，则表格中值为1.33W．
（3）实验中，为了能调节到表内所示的各电压值，滑动变阻器的规格应为“20Ω 1A”（选填“5Ω  1A”、“10Ω  1A”或“20Ω  1A”）．
（4）若要在实验中使小灯泡由暗到亮变化，则滑动变阻器的滑片P应从图中位置逐渐向右移动．（选填“左”或“右”）

分析 （1）常见的电路故障现象有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（2）根据公式P=UI计算出电功率；
（3）电路中的电流最小时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值；
（4）小灯泡由暗到亮，说明通过小灯泡的电流逐渐变大，据此分析滑动变阻器滑动的方向．

解答 解：（1）电压表有示数说明电压与电源之间是通路，电流表示数接近于零、灯泡不亮说明电路断路，原因可能是：电压表并联的灯泡处断路；
（2）知道电流和电压，则表格中的电功率为：P=UI=3.8V×0.35A=1.33W；
（3）电路中的电流为0.24A时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时滑动变阻器两端的电压为：U'=U-UL=4.5V-2V=2.5V；
此时滑动变阻器接入电路的电阻为：R=$\frac{U'}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$=10.4Ω；故应选用“20Ω  1A”的滑动变阻器；
（4）小灯泡由暗到亮，说明通过小灯泡的电流逐渐变大，则滑动变阻器接入电路的电阻逐渐减小，故滑片应向右滑动．
故答案为：（1）灯泡断路；（2）1.33；（3）“20Ω  1A”；（4）右．

点评 本题是测量小灯泡电功率的实验，考查了电路故障、电路元件的选择、滑动变阻器的应用，是一道基础题．

练习册系列答案
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17．小科想要只用一只电表测出台灯小灯泡的电功率，他设计了下列三个电路图，图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R．在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是B．

现把台灯连入电源电压为30Ⅴ，U0=24Ⅴ，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示．

（1）当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为60Ω；
（2）调节滑动变阻器R，使灯泡的实际功率为3.6W时，灯泡两端的电压是12Ⅴ，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为60Ω．
18．为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明以电池、滑动变阻器、大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验：

（1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过电磁铁吸引大头针的多少来显示电磁铁磁性的强弱；
（2）连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到图（a）所示的情景；接着移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图（b）所示的情景．比较图（a）和（b），得出结论：在线圈匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强；
（3）图（c）将导线绕在两枚铁钉上，构成两个简易电磁铁串联的电路．从图（c）的情景看出，在相同的情况下，线圈的匝数越多（填“多”或“少”），磁性越强．
13．为了研究导体两端电压一定的情况下，通过导体的电流与导体电阻的关系，小敏根据图甲所示的电路图，将实验器材连接成如图乙所示的实验电路．

（1）若按图乙进行实验，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，将会出现的现象．
（2）经检查，是实验电路中一根导线连接错误．请在图中画出正确的实物电路图（只允许改动图乙中的一根导线）．
（3）改正错误后，小敏继续实验．第一次实验用的定值电阻R的阻值为10Ω，闭合开关后，记下电流表的示数为I1；第二次实验仅将电阻R换成20Ω的定值电阻，闭合开关后，记下电流表的示数为I2．根据这样的实验步骤，可以发现I2＞$\frac{{I}_{1}}{2}$，因此，小敏认为导体两端电压一定的情况下，电流跟电阻不成反比．你认为他这样得出的结论是否正确？若不正确，请说明理由．
20．利用如图甲所示的电路探究“电压一定时，通过导体的电流跟电阻的关系”，已知电源电压为6V恒定，实验用到的电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
（1）实验中多次改变R的阻值，调节变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，某次实验中，用5Ω的电阻做好实验后，接下来：断开开关，将滑动变阻器的滑片P移到B端（选填“A”或“B”），然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片P，保持电压表的示数为2.5V，读出电流表的示数．
（2）为了能够完成整个实验，滑动变阻器的最大阻应不小于35Ω．

（3）分析图象，可以得出结论在电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比．
10．“伏安法测定小灯泡功率”动手实验，实验中小灯泡上标有“2.5V、0.3A”，电源电压3V，滑动变阻器的铭牌标有“1.5A 50Ω”字样．
（1）实验原理是P=UI；
（2）如图甲是小红同学在做“伏安法测定小灯泡功率”实验时所连接的实验电路，实验前检查所有的实验器材都是完好的，闭合开关后发现小灯泡不亮，而电压表和电流表均有读数．调节滑动变阻器的滑片也仍旧如此，没有反应．小红同学实验电路中有一处连接错误，请指出是什么错误？滑动变阻器同时接下面两个接线柱小灯泡为什么不亮呢？说明你的理由．灯泡实际功率太小．
（3）请画出对应的正确实验电路图．
（4）小强同学正确的连接电路闭合开关后进行测量，当试验中调节滑动电阻器滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，读出电压表示数为1V；现要测定小灯泡的额定功率，小强将开关断开先进行的操作是电压表连接0-3V的量程，然后将移动滑动变阻器的滑片向向左移动滑片（根据所画的电路图填“左”或“右”），同时眼睛应观察电压表．
16．“充电宝”是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置，是近年为比较流行的数码设备．如图为某品牌充电宝的铭牌，根据铭牌上的信息，下列分析正确的是（　　）
A．对充电宝充电时充电宝相当于电路组成中的电源
B．该品牌的充电宝在家庭电路中不能正常工作
C．该品牌的充电宝最大可以储存2900 mAh的电能
D．用充电宝给手机充电过程中能量转换为：化学能转化为电能
13．以下是部分媒体资料：萧山“三改一拆”让城乡变美．许多违章建筑都建了宽大、结实的墙基，单凭人工，拆违强度很大…（如图l）．履带式挖掘机是拆违的重要工具（如图2），其自重达12吨，部分违章建筑建造位置特珠，大型机械难以进入，只能人工拆除…．许多原来被违章建筑占据的地方，拆违后，都种植了树木，恢复了绿化，…

请回答以下问题：（g=10N/kg）
（1）“宽大、结实的墙基”，使建筑牢固，人工拆违，一人之力很难推倒高墙，众人合力，就容易成功，如图1所示．这说明力的作用效果与力的大小有关．
（2）如果履带式挖掘机两条履带与地面接触总面积为1.5平方米，请列式计算此挖掘机对水平地面的压强是多大？
（3）上述挖掘机在工作过程中要经过某桥梁，驾驶员发现桥头立有如图3所示警示标志．请判断该挖掘机能否通过此桥梁，并简要说明由．不能，挖掘机的质量超过了桥能够承受的最大质量．
14．小明设计了一种测量未知电阻Rx的实验方案，并选择了合适的器材，测量电路如图所示，电源电压不变，滑动变阻器最大阻值未知，在A、B两点间接入的元件每次只能是电阻箱或未知电阻Rx，请完成相关实验内容．
（1）将未知电阻Rx（选填“电阻箱”或“未知电阻Rx”）接入A、B两点间．
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片到某一合适位置时，记下电压表示数．
（3）断开开关，取下A、B间的元件，将电阻箱（选填“电阻箱”或“未知电阻Rx”）接在A、B两点间．
（4）闭合开关，调节电阻箱（选填“电阻箱”或“滑动变动器”）使电压表示数保持不变．
（5）读出电阻箱，即可知道Rx的阻值．

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