题目内容

11．王刚同学做测定“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、开关和导线若干．

（1）请你根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片向左移灯变亮）；
（2）王刚连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是灯泡断路（写一条即可）；
（3）王刚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，要测量灯泡的额定功率，应将滑片P向A端滑动（选填“左”或“右”）；
（4）王刚通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了图丙所示的U-I图象．根据U-I图象提供的信息，计算出小灯泡额定功率为0.5W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，通电1min小灯泡消耗的电能是13.5J；
（5）在测完小灯泡的功率之后，王刚接着探究“电流与电阻的关系”．他将原电路中的小灯泡取下，并先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，实验中若保持电压表的示数为2V不变，为完成以上实验，则滑动变阻器的最大阻值应不小于40Ω．

分析 （1）由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压；
（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明灯泡之外的电路完好，灯不亮说明灯泡断路；
（3）灯泡两端电压小于额定电压，滑片应向A移动，直至灯泡电压为额定电压2.5V为止．
（4）由图象求出额定电压U对应的电流I，由P=UI求出功率；根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点分析电阻的变化原因．当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，由图丙可知电流大小，再利用W=UIt可求电能；
（5）应用串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：（1）将电压表并联在灯泡两端，由滑动变阻器的滑片向左移灯变亮，将滑动变阻器的A接线柱与小灯泡左端接线柱相连，如图：

（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表于灯泡并联，有示数，说明灯泡之外的电路没有断路，又因为灯泡不亮，所以灯泡断路；
（3）移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，灯泡两端电压小于额定电压，所以滑动变阻器的滑片应向A端移动，以增大灯泡两端的电压，直至电压表示数达到灯泡的额定电压2.5V为止；
（4）由图丙知，当U=2.5V时，I=0.2A，所以P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电流为0.15A，
通电1min小灯泡消耗的电能：W=UIt=1.5V×0.15A×1×60s=13.5J；
（5）电源电压为6V，定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器分压为6V-2V=4V，
当接入20Ω电阻时，由串联电路特点知：IR=I滑，
由欧姆定律有：$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$，即：$\frac{2V}{20Ω}$=$\frac{4V}{{R}_{滑}}$，解得：R滑=40Ω，即变阻器最大阻值应不小于40Ω．
故答案为：（1）如上图；（2）灯泡断路；（3）A；（4）0.5；13.5；（5）40．

点评 本题是测定“小灯泡电功率”的实验，考查了故障分析、电表读数、功率计算，实验操作等，还考查了对控制变量法的应用，考查知识点多，综合性强，是一道好题．

练习册系列答案
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18．如图所示，物体A静止于斜面上，请画出物体A对斜面压力F
 
2．在下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是（　　）
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19．一个做匀速直线运动的物体，它3秒钟通过了12米的路程，则它在第4秒时的速度是（　　）
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6．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑片P置于滑动变阻器R的中间，a、b分别为滑动变阻器R的两个端点，R1和R2为定值电阻，下列说法正确的是（　　）
A．闭合S，断开S1、S2，滑片P向右移，电压表和电流表示数的比值变小
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C．将滑片P移至b端，保持S2断开，先闭合S，再闭合S1，电流表的示数变大，电压表的示数变小
D．闭合S、S1和S2，滑片P向右移，电路的总功率变大
16．在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用器材如下：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω 1A），开关和导线，图甲所示是小明没有连接完整的电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整．
（2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最右（选填“左”或“右”）端．
（3）小明闭合开关后，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则该电路故障可能是灯泡断路．
（4）小明排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为0.26A，小灯泡的额定功率为0.65W．
（5）小华打算增加一个阻值为10Ω的电阻R0，只利用一只电表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）来测量小灯泡的额定功率．图丙、丁是好设计的两种不同方案的电路图．则以下判断正确的是C（填字母）．

A．两种方案都能        B．丙方案能，丁方案不能
C．两种方案都不能     D．丙方案不能，丁方案能．
3．画图：小球重力5N，漂浮在水面上，请画出小球所受力的示意图：
20．如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑．小楠用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示．

（1）该凸透镜的焦距为10cm．
（2）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度．
（3）她将蜡烛移到图20cm刻度线处，此时在光屛上成缩小的实像．若蜡烛移向30cm处，这时光屏应向右 （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的等大像．
（4）实验中，随着蜡烛燃烧消耗，过一段时间后光屏上的像将向上（选填“上”或“下”）移动．
1．如图所示，电源电压保持不变，电阻R1为24Ω，小灯泡L标有“6V  3W”字样．闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光．闭合S、S1、S2，滑动变阻器滑片P移至最左端时，电路消耗的电功率为3W．忽略小灯泡电阻随温度的变化，则下列计算正确的是（　　）
A．电源电压为12V
B．滑动变阻器的最大阻值为12Ω
C．闭合S，断开S1、S2，滑动变阻器消耗的电功率为0.72W时，电流表示数为0.2A或0.3A
D．闭合S、S1，断开S2，滑动变阻器滑片P移至最右端时，电路消耗的总功率为1W

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