题目内容
16．图甲是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）图甲中只有一根导线的一个接头接错，请在错误处画“x”，并在图上改正．
（2）电路修改正确后，闭合开关前，将图中的滑动电阻器滑片调到最右端（选填“左端”“右端”“中间”）．闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C
A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）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，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向左（选填“左”或“右”）端移动．某同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的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．当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（4）完成上述实验后，小丽的小组又设计了如图丁所示的实验电路，借助实验室的器材，同样测出了小灯泡正常发光时电功率，请你完成下列实验步骤：
①接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2（选填“1”或“2”）移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U1．
②滑片的位置保持不动，再将开关S2拨到另一个触点读出电压表的示数为U2；
③小灯泡正常发光时功率的表达式P=U1×$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$（用U1、U2、R0表示）．
分析 （1）原电路中，电流表与电压表位置颠倒了；
（2）为保护电路，连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大；由于变阻器连入电路中的电阻最大，根据欧姆定律，此时电路中的电流最小，据此判断下一步的操作；
（3）根据图乙电压表小量程读数，灯在额定电压下才正常工作，比较电压与额定电压的关系，根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向；
由图丙找出额定电压下的电流，根据P=UI求灯的额定功率；
由图丙找出1.5V下的电流，根据欧姆定律求灯的电阻；
（4）在没有电流表的情况下，定值电阻和电压表应起到测算电流的作用，首先移动滑片使灯泡两端的电压为额定电压U1，使灯正常发光，保持滑片位置不动；
通过开关的转换，然后测出此时定值电阻与灯串联的电压U2，因电路的连接关系没有变化，各用电器的电阻没有发生变化，各用电器的电压也没有变化，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压；
根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流，由串联电路电流的规律，即为灯正常工作时的电流大小，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．
解答 解：（1）原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中了，是错误的，电压表应与灯并联，电流表串联在电路中，连接电流表“0.6”接线柱与灯的右接线柱的连线是错误的，应去掉，将灯的右接线柱与电压表负接线柱连接起来，修改后如下所示：
（2）连接电路时，变阻器连入电路中的电阻最大，即滑片移动到右端；
闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路为通路，因变阻器连入电路中的电阻最大，电流最小，故灯不亮，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，选C；
（3）图丙中，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V；小于灯的额定电压2.5V，因灯在额定电压下才正常发光，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻大小，滑片向左移动；
由图丙知，灯的电压为额定电压2.5V时，对应的电流大小为0.2A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当灯的电压为U′=1.5V时，由图丙知，对应的电流为I′=0.15A，根据欧姆定律，灯的电阻R=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（4）①接好实验电路，闭合开关Sl，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U1；
②滑片的位置保持不动，再将开关S2拨到另一个触点读出电压表的示数为U2；
③由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中的电流I=$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$，由P=UI可得，小灯泡正常发光时功率的表达式为：P=U1×$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$，．
故答案为：（1）见上图；
（2）右端；C；
（3）2.2；左；0.5；10；
（4）①2；③U1×$\frac{{U}_{2}{-U}_{1}}{{R}_{0}}$，．
点评 本题测量小灯泡额定功率，考查电路的连接、注意事项、串联电路的规律、实验操作过程、额定功率及电阻的计算及设计实验方案的能力，难度大，为压轴题．
如图，开关闭合后，电压表V1的示数为4V，电压表V2的示数为 6V，则电阻R1两端的电压是2V，R1、R2两端的电压之比为1：2；若电路重新连接，并联到原来的电源上，R1、R2工作时的电功率之比为2：1．
如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑片P分别处在中点和b端时，R1消耗的功率之比为25：9，则滑片P处在中点和b端时，R2消耗的功率之比为（ ）| A． | 1：2 | B． | 5：3 | C． | 25：9 | D． | 25：18 |
不同粗细的弦，看到邻居表演前常常要用弦轴来调节弦的松紧，表演时常常改变弹奏不同的弦，有不断地用手指按动不同的部位，他猜想：音调的高低可能与发声体的粗细、长度和松紧度有关．
你的猜想是音调的高低可能与发声体的材料有关．
为了研究二胡发音的原理，他选择了四根钢丝进行实验，如图所示．具体数据如表：
| 编号 | 材料 | 长度 | 粗细 | 松紧 |
| 甲 | 钢丝 | 10cm | 0.2mm2 | 紧 |
| 乙 | 钢丝 | 10cm | 0.1mm2 | 紧 |
| 丙 | 钢丝 | 5cm | 0.1mm2 | 紧 |
| 丁 | 钢丝 | 5cm | 0.1mm2 | 松 |
（2）为了探究钢丝音调的高低与长度的关系，他应用同样大小的力先后拨动乙和丙两根钢丝．
（3）先后用同样大小的力拨动丙和丁两根钢丝，可以得出的结论是在钢丝的长度、横截面积相同时，音调的高低与钢丝的松紧程度有关．
（4）本实验中采用的方法是控制变量法．
| A． | 重力势能增加，动能不变 | B． | 重力势能不变，动能增加 | ||
| C． | 重力势能增加，动能增加 | D． | 重力势能减小，动能减小 |
请将图中的“光控开关”“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，设计出符合安全用电要求，且只有在光线很暗且有声音时，灯才亮的楼道灯自动控制电路．
如图所示，在“探究水的沸腾”实验中．（1）所用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的．
（2）当水温上升到90℃时，每隔1min读一次温度计的示数，数据记录如下表：
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 温度/℃ | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 101 | 101 | 101 |
（3）熄灭酒精灯后，水停止沸腾，说明水沸腾时需要吸收热量．