题目内容

10．小明利用如图所示的电路来测量小灯泡额定功率，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）将图1中的电路连接完整（要求滑片向左移动时电流表的示数变大）．
（2）连接电路时开关应断开．
（3）闭合开关后灯泡不亮，电流表和电压表都没示数，原因可能是滑动变阻器断路．
（4）排除故障后，滑片移到某一位置时电压表示数如图2，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变小（填“大”或“小”）．当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图3，则小灯泡的额定功率为0.75W．
（5）小红实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），她设计如图4示电路，测出了额定电压=2.5V的灯泡的额定功率，补全下列步骤．
①闭合开关，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为U0（2.5V）时为止；
②将R0的滑片滑到最右端，读出这时电压表的示数为U；
③小灯泡的额定功率表达式P=$\frac{{U}_{0}（U-{U}_{0}）}{{R}_{0}}$．

分析 （1）滑动变阻器串联，滑片向左移动时电流表的示数变大，变阻器的阻值应该变小；
（2）连接电路时，开关应该断开；
（3）电流表、电压表均无示数，说明电路断路；
（4）根据图2读出电压表的示数，若灯泡两端的电压低于额定电压，则应减小滑动变阻器的阻值，使其正常发光；
读出电流表的示数，根据P=UI计算出电功率的值；
（5）由电路图可知，R0的滑片位于左端时，电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R使电压表的示数为2.5V，然后保持R接入电路中的电阻不变，调节R0的滑片使其接入电路中的电阻最大，电压表测灯泡和R0两端的电压之和，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）将变阻器串联在电路中，滑片向左移动时电流表的示数变大，变阻器的阻值应该变小，所以变阻器的下面应连接左边的A接线柱，如图所示：

（2）为防止短路现象发生，连接电路时开关应断开；
（3）闭合开关后灯泡不亮，电流表和电压表都没示数，则说明电路有断路处，可能是滑动变阻器断路；
（4）由图2知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于额定电压2.5V，所以此时应该减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左滑动；
由图3知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）①闭合开关，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止；
②接着调节变阻器R0的滑片到最右端，读出这时电压表的示数为U；
③因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R0两端的电压UR0=U-U0，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流I=$\frac{{U}_{{R}_{0}}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小灯光的额定功率P=U0I=$\frac{{U}_{0}（U-{U}_{0}）}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；（3）断路；（4）小；0.75；（5）①电压表示数为U0（2.5V）；③$\frac{{U}_{0}（U-{U}_{0}）}{{R}_{0}}$．

点评 本题考查电功率的测量，考查了电路中应注意的问题，电路故障的分析、滑动变阻器的使用及额定功率的测量方法，（5）是本题的难点，关键是会利用串联电路的电压特点通过已知最大值的滑动变阻器与电流表组合巧妙测量灯泡电压．

练习册系列答案
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20．如图电路中电源电压不变，改变滑动变阻器R的电阻大小，电灯L变暗，可知（　　）
A．电流I增大B．电灯两端电压增大
C．电阻R变小D．电灯的实际功率减小
1．如图所示，小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验，他已连接了部分电路．已知电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．
实验次数电压表示数U/V电流表示数I/A
12.00.17
22.50.20
33.00.22
（1）请用笔画线代替导线，将图示电路连接完整；
（2）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，电流表有示数，电压表示数为零，则出现故障的原因是灯泡短路；
（3）故障排除后，小明将实验数据记录在表格中，则灯泡的额定功率是0.5 W；当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为2.5Ω；由实验数据可以发现通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比关系，这是由于灯丝的电阻随温度的变化而改变（或灯丝的电阻受温度的影响，其他合理的即可）；
（4）小明通过实验发现灯泡当U实际=$\frac{1}{2}$U额定时功率P1大于I实际=$\frac{1}{2}$I额定时的功率P2，引起这一现象的原因是由于灯丝的电阻随温度的下降而减小，当实际电压是额定电压一半时实际电流比额定电流一半要大．
18．在测量小灯泡电功率的实验中：
（1）请你添加一条导线，将图甲所示的实物图补充完整；
（2）闭合开关前，应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于最左端（选填“左端”或“右端”）；
（3）检查电路连接正确后，用开关进行“试触”时发现小灯泡不亮、电流表指针几乎不动、电压表指针偏转，则故障原因可能是C；
A、电流表接触不良     B、小灯泡短路了    C、小灯泡的灯丝断了   D、滑动变阻器的接线柱松动
（4）排除故障后，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时，电压表的示数如图乙为2V；电流表的示数如图丙为0.5A，此时所测量的小灯泡的电功率为1W．
5．2008年5月12日14时28分，我国四川省汶川地区发生里氏8.0级强烈地震，造成人员和财产巨大损失．据报道，武汉地震台于当日14时30分50秒接收到汶川的地震波，已知汶川与武汉的距离约为952km，由此可知地震波传播的速度为5.6×103m/s．
15．为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示．工件的下底面与油面的距离为h，力F与h的大小关系如图乙所示．小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了．
（1）分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将变大，油对工件下底面的压强大小将变大（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）若A点的坐标为（-400，0），C点的坐标为（600，0.5），从图象分析计算可知工件的重力大小是400N．
（3）通过分析和计算可知，这种油的密度为800kg/m3，该工件的密度320kg/m3．（g=10N/kg）
2．下列估测数据符合实际的是（　　）
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19．下表是小刚研究并联电路中干路电流I与支路电阻R的关系时得出的实验数据，请写出干路电流I与支路电阻R的关系式：I=0.2A+$\frac{6A•Ω}{R}$．
R/?51015202530
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20．手持式小型抽气、打气两用气筒的构造如图所示，a为筒壳，b为活塞，c和d为两个气嘴，气嘴内部有气阀门（见图中放大的图）．使用这种气筒时：当接气嘴d（c/d）时，活塞往右（左/右）移，起打气作用；当接气嘴c（c/d）时，活塞往左（左/右）移，起抽气作用．

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