题目内容

15．某实验小组在“测定小灯泡的功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压是2.5V，电路原理图和实物图如图1所示．同学们按实验要求，测出了一组实验数据，并记录了小灯泡亮度的变化情况，结果如表所示：
电压/V2.202.502.80
电流/A0.350.400.42
亮度变化暗→亮
（1）请你用笔画线代替导线，将实物图连接完整．
（2）闭合开关，接通电路后，电流表、电压表工作正常，示数均不为零．移动滑动变阻器滑片，发现电流表和电压表指针不随着发生变化，则可能的原因是滑动变阻器同时接上或同时接下面两接线柱了．
（3）改正电路后进行实验，测得某次实验结果如图2所示，此时电流表的示数为0.2A，电压表的示数为1.2V．
（4）在上一步骤中，你认为该组同学的实验操作不妥之处是电流表量程选择太大，改进的办法是改用小量程．

分析 （1）根据电路图连接实物，根据表中数据选择合适的电表量程；
（2）要改变用电器两端电压，滑动变阻器必须采用“一上一下”的接法，串联在电路中；
（3）读取电流表、电压表示数时，首先要明确电表选择的量程和对应的分度值，读数时视线与指针所在刻度线相垂直；
（4）电流表的指针偏转太小，说明量程选择太大，改进的方法是换接小量程．

解答 解：
（1）由电路图知，灯泡、滑动变阻器、电流表串联，电压表与灯泡并联，滑动变阻器一上一下接入电路，由表中数据可知，灯泡电压低于3V，所以电压表使用0-3V量程，电流小于0.6A，电流表使用0.06A量程，如图所示：
；
（2）闭合开关，接通电路后，电流表、电压表工作正常，示数均不为零．移动滑动变阻器滑片P发现电流表和电压表指针不随着发生变化，说明滑动变阻器接入电路的电阻不变，可能的原因是：同时连接了上面的两个接线柱（相当于导线）或下面的两个接线柱（相当于在电路中串联了一个定值电阻）；
（3）由图知，电流表选择的量程为0～3A，对应的分度值为0.1A，电流表的示数为2×0.1A=0.2A；电压表选择的是0～3V量程，对应的分度值为0.1V，电压表的示数为1.2V；
（4）由图知，电流表指针偏转角度太小，原因是选择的量程太大，所以应该连接小量程．
故答案为：
（1）见上图；
（2）滑动变阻器同时接上或同时接下面两接线柱了；
（3）0.2； 1.2
（4）电流表量程选择太大； 改用小量程．

点评 本题考查了测量小灯泡的额定功率中实物连接，故障分析、电表读数等，本实验是电学最重要的实验，需要熟练掌握其原理、器材、测量过程及注意事项．

练习册系列答案
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14．关于各种材料，下列说法正确的是（　　）
A．半导体材料主要是应用在电饭锅等电器上
B．物质的导电性与外界条件无关
C．磁性材料的磁性永远不会消失
D．超导输电线可以无损耗地输送极大的电流
6．问题解决--测量电阻
现有一个电压恒定的电源（电压值未知）、一个电压表（量程大于电源电压值）、待测电阻的阻值Rx、一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器、一个开关和若干导线．要利用以上器材测量待测电阻Rx的阻值．
请在方框内设计出实验电路图（电路连接好后实验中不能拆卸），并完成下列步骤．
（1）按照电路图连接实物电路；
（2）先把滑片P移至最右端，记下电压表的示数U1；然后把P移至最左端，记下电压表的示数U2；
（3）利用上述测量值算出待测电阻的阻值Rx=$\frac{{U}_{1}{R}_{0}}{{U}_{2}-{U}_{1}}$．
3．小张和小陈一起做“测定小灯泡的电功率”实验，实验室为他俩提供了若干节干电池，滑动变阻器有A、B两个待选（A标有“10Ω1A”字样、B标有“20Ω  2A”字样），且实验器材齐全且完好，待测小灯标有“0.3A”字样．

①小张选用了四节干电池和变阻器A，连接实验电路（如图1所示）．测量前小陈仔细检查小张连接的电路时．发现该电路连接存在的错误有滑动变阻器电阻线圈两端的接线柱同时连入电路．
②他俩纠正连接错误后，继续实验，当变阻器连入电路的阻值达到最大时，观察到电流表的示数是0.3A，说明小灯泡正常发光，此时电压表的示数如图2所示，则小灯的额定功率为0.75瓦．
③为了测出该小灯泡在电压低于额定电压时的实际功率，他俩想对实验器树进行调整，可能的调整方案有：换用阻值更大的滑动变阻器．
10．小华在实验兴趣课中发现了课桌上有个小灯泡，上面标有“2.5V”字样，他想要测量这个小灯泡的额定功率．他找来了如下器材：两节新的干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器各一只，导线若干．
（1）小华按照如图甲所示的电路进行实验．
①用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整．
②连接电路时，开关应该保持断开状态．
③闭合开关，小华发现无论如何移动变阻器的滑片P，观察到电流表和电压表示数如图乙所示，造成这种现象的原因可能是小灯泡断路．
④排除故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数如图丙所示，其读数为1.5V．要使小灯泡正常发光，滑片P应向A（选填“A”或“B”）端移动．
⑤多次改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，并绘制出如图丁所示的图象．由图象可知，小灯泡的额定功率是0.5W．
（2）小华同学在实验过程中还发现当小灯泡两端电压降低时，灯泡亮度变小，当电压降至0.3V时小灯泡熄灭了，小灯泡熄灭的原因是小灯泡的实际功率远小于其额定功率．
20．在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图1所示．
（1）请你检查一下电路，把接错的那一根导线找出来，打上“×”，再用笔画线把它改到正确的位置上．
（2）实验应该选用的滑动变阻器是R2（选填“R1”或“R2”）．电路正确连接后，小明闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是C（选填字母序号）
A．检查电路是否断路     B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）如图2是根据实验数据绘成的I-U图象．根据图象可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）在做完这个实验后，小丽同学想接着使用这个电路顺便来探究“电流与电压的关系”，她的想法是否可行？为什么？不可行；灯泡电阻随温度变化的，不是定值．
7．如图甲所示是小明测量小灯泡（U额=2.5V）电功率的电路，电源电压恒为4V．

（1）请将图甲中的电路连接完整．（要求滑片P向右滑动时电灯变亮，导线不允许交叉）
（2）若连好电路闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察灯泡能否发光．
（3）电路正常后，他们分别测出了小灯泡的几组电压和电流值．记录如下：
实验次数电压U/V电流I/A灯泡亮度
12.00.20发光暗淡
22.50.24发光正常
33.00.26发光强烈
①小灯泡正常工作时的电功率大小为0.6W．
②某同学利用上述数据算出三次灯泡发光时的电阻．用它们的平均值作为灯泡的电阻大小．老师告诉他这样是错误的．这是因为灯丝的电阻随温度升高而增大．
4．甲、乙两个相同的灯泡串联后接上电压恒定的电源，每个灯泡消耗的功率为P0．突然，乙灯泡灯丝烧断，搭接灯丝后，甲消耗的功率为P1，乙消耗的功率为P2，则P0、P1、P2的关系为（不考虑温度对电阻的影响）
（　　）
A．P1＞P2＞P0B．P0＞P2＞P1C．P1＞P0＞P2D．P2＞P0＞P1
5．在“研究杠杆的平衡条件”的实验中
（1）小军将杠杆放在水平桌面上，发现杠杆左端下倾．那么他应将杠杆右端螺母向右 （填“左”或“右”）调节一些，使杠杆在水平位置平衡，其目的是便于测量力臂．
动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
1035
668
（2）完成如表表格空白处，由此可得出杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2．
（3）实验时只有10个相同的钩码，杠杆上画有均匀的格子，当在A点挂4个钩码如图所示，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请设计两种方案）
答：①右边第六格挂2个钩码 ②右边第四格挂3个钩码．

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