题目内容

18．敬明同学是班级的实验“小老师”，他利用额定电压为2.5V的小灯泡进行“测量小灯泡的电功率”的实验，已知电源电压为4V．
（1）他在检查仪器时，发现电流表指针如图1甲所示，他应将电流表的指针调到零刻度线位置．
（2）图1乙是他画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将如图1丙所示的实物电路连接完整．

（3）经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的示数如图2所示，则此时通过小灯泡的电流是0.22A，灯泡两端的电压是1.8V．记录好数据后，为了测量小灯泡的额定功率，在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛要注意观察电压表，直至其示数为2.5V．
（4）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0.75W，观察图丙所示的I-U图象不是直线的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（5）他完成实验后，在帮助其它实验小组的过程中，发现某实验小组在完成本实验中电路出现故障．请你根据故障现象和检测结果，在下表的空格内写出发生故障的原因．
故障现象检测结果发生故障的原因
灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数．取下灯泡，电压表和电流表的示数均不变．
（6）他在参与某实验小组进行评估时，发现该实验小组的实验记录分析表如下：
实验序号小灯泡两端的电压U/V通过灯的电流表I/A小灯泡的电功率P/W额定功率P/W
12.00.240.48取三次功率的平均值作为结果
2
33.00.320.96
你认为该小组的数据处理过程是否正确？答：不正确．理由是：不能把灯泡不同电压下实际功率的平均值作为灯泡额定功率．
（7）若想接着探究电流与电压的关系，需要补充的实验器材是定值电阻．
（6）整理器材时发现滑动变阻器的PA部分比PC（D）部分热，原因是PB部分和PC部分串联，电流相等，PB部分比PC部分的电阻大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在通电相同的条件下，PB部分产生的热量较多，所以热．．

分析 （1）使用电表前应对其调零，使指针指在电表零刻度线上．
（2）根据实验电路图连接实物电路图．
（3）由图示电表确定其量程与分度值，读出电表示数；移动滑片时，要注意观察电压表示数，使其示数等于灯泡额定电压．
（4）从图象中确定额定电压及对应的电流值，根据公式P=UI计算出额定功率；分析电阻的变化，得出灯丝电阻与温度的关系；
（5）常见的电路故障有：断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（6）灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯泡在额定电压下的功率是额定功率，求不同电压下的实际功率作为额定功率是错误的；
（7）要探究电流和电压的关系，应使电阻不变；
（8）根据焦耳定律结合串联电路电流及电阻的关系进行判断．

解答 解：（1）由图甲所示电流表可知，电流表指针没有指在零刻度处，应对电流表进行机械调零，使指针指在电流表零刻度线处．
（2）根据电路图连接实物电路图，如图所示．
（3）由图示电流表可知，其量程是0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.22A；
由图示电压表可知，其量程是0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛要注意观察电压表，直至其示数等于灯泡额定电压2.5V为止．
（4）由图象知，当小灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时，电流表示数为0.3A，小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W；
灯泡的电压越大，灯泡越亮，则灯丝的温度越高，对应的灯丝的电阻越大，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以I-U图象不是直线；
（5）如果灯泡断路，则灯泡不亮，电路断路，电流表指针几乎不动，电压表与电源两极相连，测电源电压，电压表示数较大，取下灯泡，电压表与电流表示数不变，则电路故障是灯泡断路；填入下表：

故障现象检测结果发生故障的原因
灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数．取下灯泡，电压表和电流表的示数均不变．灯泡断路
（6）灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯泡在额定电压下的功率是额定功率，由实验数据记录表格可知，在实验数据处理过程中，求不同电压下的实际功率作为额定功率，这是错误的．
（7）若想接着探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以还需补充定值电阻；
（8）PB部分和PC部分串联，根据Q=I2Rt，两部分的电流相同，通电时间相同，由于PB的电阻大于PC的电阻，所以PB部分产生的热量多，比较热．
故答案为：（1）零刻度线；（2）电路图如图所示；（3）0.22；1.8；电压；2.5V；（4）0.75W；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）灯泡断路；（6）不正确；不能把灯泡不同电压下实际功率的平均值作为灯泡额定功率；（7）定值电阻；（8）PB部分和PC部分串联，电流相等，PB部分比PC部分的电阻大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在通电相同的条件下，PB部分产生的热量较多，所以热．

点评 本题考查了电表的调节、连接电路图、电表读数、电路故障分析、同时考查了灯丝电阻与温度的关系及焦耳定律的应用，还考查了电阻和电功率的计算；对电表读数时，要注意先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．

练习册系列答案
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A．只汽化B．只液化C．先汽化后液化D．先液化后汽化
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实验次数12345
灯两端电压（V）0.51.01.52.02.5
通过灯的电流（A）0.160.200.240.280.3
灯泡的电阻（Ω）3.15.06.37.18.3
灯的亮度变化 
实验步骤：
（1）比较步骤1和3，可得出结论：当长度和材料相同时，导体的横截面积越小，电阻越大；
（2）比较步骤1和4，可得出结论：当材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大．
6．下列图示及相对应的文字信息不正确的是（　　）
A．
钓鱼竿是一个费力杠杆
B．
为使杠杆在水平位置平衡，可在2处悬挂三个相同的钩码
C．
定滑轮的实质是一个等臂杠杆
D．
F1、F2、F3这三个力中，拉力最大的是F1
13．用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”．
（1）实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少．
（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体．
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能相同．
（4）实验结论是在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多．
（5）要利用此装置来探究电热与电流的关系，你还需要的操作是移动滑动变阻器滑片，比较通电时间相同时，甲（或乙）烧瓶中温度计的示数变化．
3．如图所示
（1）若使L1、L2并联，则应闭合S1、S2，断开S3；
（2）如果只闭合S1而断开S2、S3，则灯不亮；
（3）同时闭合开关S1和S3是不允许的．
10．下面说法正确的是（　　）
A．电路断开后，电路中的电流为零，因此电源电压也为零
B．电路两端只要有电压，电路中就一定有电流
C．电压表有一定的量程，使用时选择的量程越大越好
D．电路中只要有电流，电路两端就一定有电压
7．汽油的热值是4.6×107J/kg，2kg汽油完全燃烧掉一半放出热量4.6×107J，剩余汽油的热值是4.6×107J/kg．
8．热敏电阻的阻值会随环境温度的改变而改变，图甲中R为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示．电源电压U=6V且保持不变，当环境温度为10℃，闭合开关S，电路中电流为0.01A，热敏电阻R两端的电压为U1．
求：（1）R和U1各为多大？
（2）滑动变阻器接入电路中的电阻值R2．

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