题目内容
19．小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为4.5V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（30Ω，1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线．
（1）本实验的实验原理是P=UI．
（2）如图甲所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误．请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线．
（3）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是灯泡断路 （写一种即可）．
（4）小亮同学排除故障后闭合开关，为了电路安全，应该缓慢移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视电压表．
（5）根据测得的几组数据做出了图乙所示的I-U图象，发现电流与电压不成（选填“成”或“不成”）正比，原因是灯丝电阻随温度变化而发生变化．小灯泡的额定功率是0.5W，此时小灯泡的电阻是12.5Ω．该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有具有调节灯两端电压的作用．
（6）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电压表示数始终为3V，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于60Ω．
分析 （1）测量小灯泡的额定电功率的实验原理：P=UI；
（2）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑，从滑动变阻器接线柱的选择考虑．
（3）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0；灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数；
（4）移动滑片时要注意观察电压表示数；
（5）灯丝的电阻与温度有关；根据U-I图象读出对应的电压和电流，利用电功率公式P=UI求出额定功率，利用公式R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡两端的电压为2.5V时小灯泡的电阻；一般情况下，滑动变阻器的作用是保护电路、改变电路中电流和改变电路两端电压的作用；
（6）先根据电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；然后根据串联电路的电阻与电压的关系，并结合滑动变阻器的最大阻值解答．
解答 解：（1）伏安法测小灯泡电功率的实验原理是：P=UI；
（2）经分析，滑动变阻器与灯泡并联错误．
如果电流从电流表出来，先经过灯泡，再滑动变阻器，到电源的负极．只移动一根导线的情况下，会造成电压表测滑动变阻器两端电压．
如果电流从电流表出来，先经过滑动变阻器，再经灯泡到电源的负极，只改变一根导线，电压表测灯泡电压，符合题意．如图．
（3）闭合开关，电流表无示数，电压表有示数，灯不亮，故障可能是灯泡断路；
（4）排除故障后闭合开关，缓慢移动滑动变阻器滑片P，同时眼睛应注视电压表示数，使电压表示数等于额定电压，读出此时的电流表示数；
（5）小灯泡灯丝的电流与电压不成正比，原因是灯丝电阻随温度变化而发生变化；
由U-I图象知U额=2.5V时，I额=0.2A，
所以小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W；
由U-I图象知：U额=2.5V时，I额=0.2A，
所以此时小灯泡的电阻R=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
此题滑动变阻器的作用是使电压表的示数为额定电压2.5V，因此具有调节灯两端电压的作用；
（6）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电压表示数为3V不变；则根据串联电路的电流相同的特点得：
I定值=I滑动，
即：$\frac{{U}_{定值}}{{R}_{定值}}$=$\frac{U-{U}_{定值}}{{R}_{滑}}$，$\frac{3V}{{R}_{定值}}$=$\frac{4.5V-3V}{30Ω}$，
则R定值=60Ω，
为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于60Ω．
故答案为：（1）P=UI；（2）如上图；（3）灯泡断路；（4）电压表；（5）不成；灯丝电阻随温度变化而发生变化；0.5；12.5；具有调节灯两端电压；（6）60．
点评 本题考查了伏安法测小灯泡额定功率的实验，考查了连接实物图、故障分析、串联电路电流的规律、欧姆定律和功率计算公式的应用等内容，涉及的知识点较多，但都属于常见题；知道伏安法测功率的原理是解题的关键．
综合自测系列答案
如图所示，条形磁铁A和B的质量分别为m和2m，用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A．若弹簧测力计的示数为mg，则B对A的支持力F1和水平地面对B的支持力F2分别为（ ）| A． | F1=0，F2=3mg | B． | F1=0，F2=2mg | C． | F1＞0，F2=3mg | D． | F1＞0，F2=2mg |
中俄两国海军参加“海上联合”军事演习，此次我国有2艘新型常规潜艇参加军演，都是由我国自行研制的第二代常规动力潜艇，其中某潜水艇的总体积为2.0×103m3，演习中当它位于海面以下100m深处时，（海水的密度为1.03×103kg/m3，取g=10N/kg）．求：
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