题目内容

14．小刘同学用如图1所示的器材做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样．
（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线，将甲图所示的实物图连接完整．
（2）小刘正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，立刻要求老师更换灯泡．小刘的做法是欠妥的，正确的做法应该是先断开开关判断电路故障，发生故障的原因可能是B．
A．灯泡断路   B．灯泡短路   C．滑动变阻器断路    D．滑动变阻器短路
（3）解决了上述问题后，小刘发现灯泡发光了．如果要使灯泡正常发光，小刘应该移动滑动变阻器的滑片，同时观察电压表的示数，使其达到2.5V．
（4）图2中的图象是根据实验数据绘成的U-I图象，根据图象提供的信息可知灯泡正常发光时的电流是0.2A，由此可计算出小灯泡的额定功率为0.5W．
（5）若电源电压为6V，实验室提供的滑动变阻器有“10Ω　1.5A”和“20Ω　1A”两种规格，则本实验中应选用规格为“20Ω　1A”的滑动变阻器．
（6）小明同学没有使用电压表，而是利用两只电流表和一个阻值已知的电阻R，其他元件与前面相同，仍然完成了实验，请在图3中的虚线框内画出该同学实验的电路图．

分析 （1）测量灯泡的功率时，需要电压表与灯泡并联，测灯泡电压．电流表与灯泡串联时测灯泡电流．电源电压高于灯泡额定电压，需要灯泡与滑动变阻器串联来分担电压．开关控制电路的通断，串联在电路中；
（2）连接正确，闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电路是通路，电压表无示数，可能是灯短路，应先断开开关判断电路故障，根据两电表示数情况分析故障的原因；
（3）灯泡电压达到额定电压时正常发光；
（4）由图读出电压为2.5V时电流，根据P=UI计算额定功率；
（5）判断滑动变阻器规格要从电流和电阻上考虑：滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流，滑动变阻器最大阻值稍大于电路需要的滑动变阻器电阻；
（6）根据并联电路的电压特点进行设计电路，把定值电阻与灯泡并联，当定值电阻两端的电压为灯泡的额定电压时灯泡正常工作，用电流表测两支路的电流或测出一条之路和干路电流，根据并联电路的电流特点得出通过灯泡的电流，根据P=UI即可得出小灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）灯泡额定电压为2.5V，电压表选择0～3V；滑动变阻器、灯泡、电流表串联，电压表并联在灯泡两端，由此连接实物，如图所示：

（2）连接正确，闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电路是通路，电压表无示数，可能是灯短路，应先断开开关判断电路故障；
A、若灯泡断路，灯不亮，电压表串联入电路，示数几乎等于电源电压，电流表示数为0，故不正确；
B、若灯泡短路，灯不亮，电压表无示数，电路是通路，电流表有示数，故B正确；
C、若滑动变阻器断路，电路断路，则两电表都没示数，故C错误；
D、若滑动变阻器短路，灯泡仍是通路，灯会亮，且两电表都会有示数，故D错误．
故选B．
（3）要使灯泡正常发光，应该移动滑动变阻器的滑片，同时观察电压表的示数，使其达到2.5V；
（4）由图象当U=2.5V时，I=0.2A，根据P=UI，灯光的额定功率为P=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路的电压和电流的特点，灯泡正常工作时，I=0.2A，
滑动变阻器的电压为：U′=U-UL=6V-2.5V=3.5V，此时滑动变阻器的电阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω，故选“20Ω　1A”的滑动变阻器；
（6）把定值电阻与灯泡并联，定值电阻与其中一个电流表组合相当于电压表测电压，另一个电流表测通过灯泡的电流或干路电流；电路图如图所示：
．
故答案为：（1）见上图；（2）先断开开关判断电路故障；B；（3）2.5；（4）0.2；0.5；（5）“20Ω　1A”；（6）见上图．

点评 （1）本题综合考查了设计电路、连接实物、功率计算及滑动变阻器规格的选择特殊方法测功率等．
（2）滑动变阻器规格要从滑动变阻器电流和滑动变阻器阻值考虑：滑动变阻器电流大于电路电流，滑动变阻器电阻稍大于电路需要的滑动变阻器电阻，既能满足电路需要，又能使测量准确．
（3）给已知阻值的电阻和电流表，将它们组合可以达到间接测量电压的目的．

练习册系列答案
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A．aB．bC．cD．无法确定
5．如图所示的电路中，开关闭合后，要使灯发光，请在图中的两个内分别填入电压表或电流表的符号，并标出两表的“+”、“-”接线柱．
2．阅读短文，回答问题：
为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能．这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示．在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站．
已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×103W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×109Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%．
（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的核聚变（选填“核聚变”或“核裂变”）．
（2）微波能（填“能”或“不能”）在真空中传播．
（3）太阳能电站相对于地面接收站是静止（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是5.6×10 9W．
9．声音是一种与人们的生活密切相关的现象，下列关于声的说法中，正确的是（　　）
A．同学间可以通过言语相互沟通，说明声音携带能量
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19．一个额定功率为18W的小灯泡与8Ω电阻串联后接在电源为24V的电路中，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压是12V．
6．小明把一灯泡和三线插座连入电路中，如图所示，其中连接错误的地方有（　　）
A．灯泡开关B．灯泡连接线a
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3．2014年10月8日晚，苏州夜空出现了月全食．月全食发生的原因是由于光的直线传播位于中间位置的是地球（选填“月球”、“地球”或“太阳”）．
4．某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），从它的说明书上收集到如下数据及图1所示的简化电路原理图．
热水箱容量1kg
额定电压220V
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保温功率44W
（1）从安全方面考虑，电热饮水机的插座应选用图2中的甲；当S闭合，S0断开时，饮水机处于保温（填“加热”或“保温”）状态．
（2）求：保温时的电流．
（3）将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量？若加热效率为90%，需要加热多长时间？[c水=4.2×103J/（kg•℃），ρ水=1.0×103kg/m3]．

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