题目内容

3．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）．

（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
（2）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器       B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（3）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A（选填“A”或“B”）端．
（4）闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2 V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B（选填“A”或“B”）端移动．
（5）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为0.625 W．
②小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受温度 变化的影响．
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是实际电功率太小．
（6）完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示．请根据电路图将实验步骤补充完整：
①闭合S1，断开S2，移动滑片P，使电流表的示数为0.25A
②断开S1，闭合S2，读出电流表的示数I表达式：Rx=$\frac{2.5V}{I-0.25A}$．

分析 （1）测灯泡电功率时，要测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流，由已知确定电表的量程，从而连接实物；
（2）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器；
（3）为了保护电路，闭合开关前滑片应放在阻值最大处；
（4）电压表测灯泡电压，读出电压表示数，根据串联电路特点和欧姆定律判断滑动变阻器的滑片移动方向；
（5）①由图象读出灯泡电压为2.5V时的电流，由P=UI计算其额定功率；
②灯泡的灯丝会随温度的变化而改变，这是造成电流与电压不成正比的原因．
③灯泡亮度由实际功率决定．
（6）闭合S2，断开S1，R1与灯并联，移动滑片使灯正常发光；保持滑动变阻器P的位置不动，闭合S1，断开S2，使电流表测干路中的电流，则可知此时灯正常发光的电流，灯的电阻可求．

解答 解：
（1）由题灯泡正常发光电路中电流约为：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$=0.21A，
测额定电压为2.5V灯泡电功率时，要测量灯泡两端电压和通过灯泡的电流，电压表与灯泡并联，使用0-3V量程；电流表与灯泡串联，由（1）电流表使用0-0.6A量程，实物连接如图所示；

（2）由题灯泡正常发光电路中电流约为：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$=0.21A，
此时变阻器两端电压U变=U-UL=6V-2.5V=3.5V，变阻器连入阻值R=$\frac{{U}_{变}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.21A}$=16.7Ω，故应选“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（3）为了保护电路，闭合开关前滑片应放在阻值最大处，即距离下接线柱最远处的A端；
（4）电压表测量灯泡的电压，电压表量程0-3V，分度值0.1V，由图知电压表示数为2.2V，即灯泡两端的电压为2.2V，
要使灯泡两端电压由2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻减小，滑动变阻器连入电路的部分减小，滑片向B端移动；
（4）①由图象可知，当灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②图线弯曲说明灯泡的电阻值是变化的，不是定值，这是因为电压越大，通过灯的电流越大，灯泡的实际功率越大，灯丝温度越高，电阻越大．
③根据灯泡的亮度由实际功率决定，当灯泡两端电压小于0.5V时，灯泡实际功率非常小，不能看到灯泡发光；
（6）①开关S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片至电流表的示数为0.25A；
②开关S1断开，S2闭合，保持滑动变阻器滑片不动，读出电流表示数I；
根据图象丙，当通过灯泡电流为0.25A时，灯泡两端电压U=2.5V，由并联电压规律Ux=U灯=2.5V，当开关S1断开，S2闭合时，电流表测总电流，由并联电流规律Ix=I-0.25A，
Rx=$\frac{{U}_{x}}{{I}_{x}}$=$\frac{2.5V}{I-0.25A}$．
故答案为：（1）如上图所示：；（2）B；（3）A；（4）2.2   B；（5）①0.625； ②温度；③实际电功率太小；（6）②断开S1，闭合S2，读出电流表的示数I；$\frac{2.5V}{I-0.25A}$．

点评 本题则量小灯泡的电功率，考查电路的连接、器材的选用及从图象获取有效信息的能力和设计实验方案的能力，综合性强，难度较大．

练习册系列答案
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19．如图甲是一位同学测定额定电压是2.5V小灯泡（电阻约为10Ω）额定功率的实物连接图．
（1）仔细观察，电路的连接有没有错误的地方？如有，在错误的导线上打“×”，画出正确的连线即可．
（2）确认电路正确闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向右（填“左”或“右”）滑动．使电压表示数为2.5V，这时电流表的读数如图乙所示，为0.24A，则小灯泡的额定功率是0.6W．
（3）若先前导线连接的错误没有纠正，闭合开关后出现的现象及可能的后果是电流表指针反偏，可能损坏电流表．
14．小强做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．图1是小强没有连接完的实物电路．
（1）请你用笔画线代替导线，帮小强将实物电路连接完整；
（2）小强合理连好电路闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡不亮，但电压表示数很大，电流表示数为零，则故障的原因可能是灯丝断了．
（3）小强排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右端滑动（选填“左”或“右”）；
（4）小强通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了图2所示的U-I图象．根据U-I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，通电1min，电流对小灯泡做功1.35J．
11．如图所示，在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω． 
（1）电流表的量程应选0～0.6A，请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．
（3）正确接入电流表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，其故障可能是小灯泡处短路．
（4）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
18．小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时，所用器材有：电压为6v的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，（小灯泡的额定功率小于1W）、规格分别为“50Ω  2A”的滑动变阻器以及符合实验要求的电表、开关和导线，如图甲是小亮同学连接的电路图．
（1）本实验的实验原理是P=UI．
（2）本实验中滑动变阻器的作用除保护电路外，还有一个作用就是通过改变滑动变阻器的阻值来改变灯泡两端的电压，便于使小灯泡正常发光测得其额定功率．
（3）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表的使用方法有示数，电流表无示数，则故障可能是C
A、开关接触不良       B、电流表断路
C、小灯泡断路         D、电压表的正、负接线柱接反
（4）小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时眼睛应注视B
A、小灯泡亮度     B、电压表示数
C、电流表示数     D、滑动变阻器滑片
（5）小亮同学移动滑动变阻器滑片P，当小灯泡正常发光时，电压表示数为2.5V，此时电流表如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.5W．
（6）小亮同学在实验过程中发现电压表0～3V的量程坏了，而这时又没有可更换的电压表和其他实验器材，为了继续完成小灯泡额定功率的测定，他该进行的操作：①断开开关，将电压表0-15V档接在滑动变阻器两端；
②闭合开关，移动滑片，当电压表示数为3.5V时记录电流表读数I；③则小灯泡的功率为P=2.5I．
8．弹簧的弹性势能与弹簧的形变大小和弹性大小有关．先后将质量不同的两个小球放在压缩程度相同的同一弹簧一端（如图），放手后，小球被弹出（水平面光滑）．此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能．若质量大的小球运动速度为v1，质量小的小球运动速度为v2，则v1＜v2（选填“＞”“＜”或“=”）．
15．关于电压电、电流、电阻的国际主单位符号，下列正确的是（　　）
A．Ω、C、VB．V、A、ΩC．A、KΩ、VD．V、mA、Ω
12．如图所示的轻轨车，出站下坡时，驾驶员即使关闭发动机，车速也越来越快，其原因是（　　）
A．摩擦力越来越小B．惯性越来越大C．势能转化为动能D．机械能增大
13．按如图1所示的电路图做“测置小电灯的功率”的实验，所用器材有：标“3.8V”字样的待测小电灯．电压恒为6V的电源．标有“20Ω 1A”的滑动变阻器．电流表（量程为0〜0.6A、0〜3A）．电压表（量程为0〜3V、0〜15V）．开关及导线若干．

（1）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开 关后会造成D（填选项前的字母）
A．电流表烧坏        B．电压表烧坏        C．小电灯烧坏      D．小电灯不亮
（2）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入如表．
电压表的示数U/V电流表的示数 I/A小电灯的功率 P/W
2.00.20
2.50.22
3.00.25
3.80.30
4.50.32
①通过表中数据，可算得小电灯的额定功率为1.14W．
②当小电灯正常工作时，连人电路的滑动变阻器的阻值为7.33Ω．
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，两灯消粍的总功率为1.5W．
④小明同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的五种情况下小灯泡的电阻并取平均值．你认为小明同学的做法对吗？请说明理由．
不对，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大．
（3）若电压表的0〜15V量程已损坏，只能使用0〜3V量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？在图2虚线框中画出测量电路图．

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