题目内容

4．楠楠同学在在测定小灯泡的电阻的实验中，得到部分U和I的数据如表所示：
实验次数123456
U/V0.200.801.402.002.503.00
I/A0.020.080.140.180.200.21
（1）楠楠想根据表中的数据，画出该小灯泡的电流随电压变化的图象，于是她设计了如图所示的坐标图，请你帮楠楠在坐标图中画出该小灯泡的电流随电压变化的图象；

（2）聪明的楠楠在计算过程中发现小灯泡的电阻越来越大，其中的原因可能是导体的电阻与温度有关，该小灯泡发光过程中的电阻应取为11.32Ω（结果保留两位小数），
（3）楠楠同学将实验成果告诉了巧巧和淋琳，巧巧和淋琳都认为楠楠同学的实验误差较大，于是他们俩重新用伏安法测量小灯泡的电阻，实验中，巧巧和淋琳的实验器材都完好准确，他们测量的三组数据记录在下面两表中：楠楠看了两组数据后，认为其中有一位同学的实验电路接错了．你认为线路接错了的同学是巧巧；你的判断依据是：待测电阻为定值电阻，加的电压越大，通过的电流应增大，而巧巧同学的测量值随电压增大电流减小．
巧巧同学
实验次数U/VI/A
11.500.56
22.000.51
32.500.44
淋琳同学
实验次数U/VI/A
11.500.31
22.000.41
32.500.52

分析 （1）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；
（2）灯丝的电阻随温度的升高而增大；由图可知各个电压为2.5V时所对应的电流，由欧姆定律可求得灯泡的电阻；
（3）伏安法测量电阻的实验中，电流表和电压表测量的是同一电阻的两个量，据欧姆定律知道I与U成正比．

解答 解：（1）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：

（2）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，通过小灯泡的电流越大，灯泡的电功率越大，灯丝的温度越高，则小灯泡的电阻越大；
由表格数据可知，当电压为0.2V时，电流为0.20A；由欧姆定律得：
灯泡电阻R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.20V}{0.02A}$=10Ω，
R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{0.80V}{0.08A}$=10Ω，
R1=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{1.40V}{014A}$=10Ω，
R1=$\frac{{U}_{4}}{{I}_{4}}$=$\frac{2.00V}{0.18A}$≈11.11Ω
R1=$\frac{{U}_{5}}{{I}_{5}}$=$\frac{2.5V}{0.20A}$=12.5Ω，
R1=$\frac{{U}_{6}}{{I}_{6}}$=$\frac{3.00V}{0.21A}$≈14.29Ω，
则R=$\frac{10Ω+10Ω+11.11Ω+12.5Ω+14.29Ω}{6}$≈11.32Ω．
（3）伏安法测量电阻的实验中，电压表测量加在电阻两端的电压，电流表测量的是通过电阻的电流，电流随电压的增大而增大，据此判断巧巧同学接错．
待测电阻为定值电阻，加的电压越大，通过的电流应增大，而巧巧同学的测量值随电压增大电流减小．
故答案为：（1）见上图；（2）温度；11.32；（4）巧巧；待测电阻为定值电阻，加的电压越大，通过的电流应增大，而巧巧同学的测量值随电压增大电流减小．

点评 本题考查了坐标图的画法及实物图的连接，要求根据实验原理及作图的方法作图；同时应注意结合物理规律分析故障及误差．

练习册系列答案
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12．如图的四种现象中，可以用“光沿直线传播”解释的是（　　）
A．
   露珠下的叶脉		B．
    海市蜃楼		C．
    树影斑驳		D．
     水面映塔
13．为测量一只标有“2.5V　0.3A”小灯泡的额定功率，可供选择的器材有：电压表（量程0～3V、0～15V）一个、电流表（量程0～0.6A、0～3A）一个、“10Ω　2A”和“20Ω　1A”的滑动变阻器各一个，电源（电压为6V）一个，开关一个，导线若干．小组同学通过讨论、交流，设计了如图1所示的实验电路图，在根据实验电路图选用实验器材连接实物电路时，同组的三位同学产生了分歧．

甲同学：电压表选用大量程，电流表选用小量程，滑动变阻器选用“10Ω　2A”．
乙同学：电压表、电流表都选用小量程，滑动变阻器选用“10Ω　2A”．
丙同学：电压表、电流表都选用小量程，滑动变阻器选用“20Ω　1A”．
（1）你认为丙同学的观点是合理的；请用笔画线代替导线，将图2中的实物图连接完整．
（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到A端（选填“A”或“B”）．
（3）某同学连好电路后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针不动，电压表指针却迅速偏转，则电路故障可能是小灯泡断路；故障排除后，再次闭合开关，发现电流表指针向左偏转，其原因是电流表的正负接线柱接反了．
（4）若将小灯泡换成待测定值电阻，小李同学通过实验读出了一组电流、电压值后，计算得出定值电阻的阻值，小李同学为获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验．你认为他的实验真的结束了吗？为得到更可靠的结果，接下去他应该调节滑动变阻器，多测几组实验数据，其目的是减小误差．
10．如图是向上扳动开瓶子的起子在打开瓶盖的情形，试在图中作出支点、阻力和动力的示意图．
17．桑塔纳轿车功率为66千瓦，当它以120千米/小时的速度在高速公路上匀速行驶时，可以估算出它的阻力大约是2000牛．
9．你也许会看到，在十字路口，一辆卡车、一辆小汽车和一辆摩托车并排停在白线的后面．绿灯一亮，三辆车同时起动，小汽车冲在最前面，摩托车其次，卡车最慢．
【猜想与假设】小明看到这一现象后，提出了猜想：“机动车起动的快慢可能与质量有关”．
请你提出一个猜想：机动车的起动快慢可能与牵引力大小有关．
【设计并进行实验】如果直接用卡车、小汽车和摩托车做实验，有些物理量难测量．所以，小明和几个同学设计如图所示的装置进行实验．实验步骤如下，请你将未完成的部分填写完整．

①选取质量较小的砖块，称出小车和砖块的总质量m1．
②把砖块放到小车上，用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动小车，并记下当拉力为F1时，2s后小车离起点的距离为s1．
③保持质量不变，按步骤②重做一次，记下当拉力为F2时，2s后小车离起点的距离s2．
④把小车上的砖块换成质量较大的砖块，并称出它们的总质量m2．再次用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动小车，记下当拉力为F1时，2s后小车离起点的距离s3；当拉力为F2时，2s后小车离起点的距离s4．
【交流与评估】
①这个实验完成了怎样的转换呢：在静止的小车上放上质量较大的砖块，是用它当作卡车（填“卡车”“小汽车”或“摩托车”），用弹簧测力计拉动测出拉力用以替代牵引力，测出起动后2s内前进的距离，是为了比较启动快慢．
②请你对上面的实验作出评估，找出实验中不容易操作的地方，并提出改进方法．
16．在测量小灯泡正常发光时的电阻的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，图甲是未连接完整的实验电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的实验电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向左移动时电流表的示数变大）．
（2）闭合开关后，缓慢移动滑动变阻器的滑片p，同时观察电压表（选填“电压表”或“电流表”）示数的变化，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为1.8V；若要测得小灯泡正常发光时的电阻，滑片P应向A（选填“A”或“B”）端移动．
（3）实验时闭合开关，两表均有示数，若将小灯泡从灯座中取走，电压表有示数，电流表无示数（两空均选填“有”或“无”）．
（4）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制了如图丙所示的I-U图象（不计小灯泡电阻随温度的变化）．由图象可知，小灯泡正常发光时的电阻是10Ω．
13．我们想要知道金属杆的伸长与什么因素有关，因此我们就采用了如图所示装置对同种金属制成的不同规格的样品进行了测试，获得了如下的实验数据：
实验
次数		拉力F/N长度
l/m		横截面积
S/×10-6 m2		伸长
△l/×10-4m
110001.0516
210001.0108
310002.0532
420002.0564
（1）这种金属制成的金属杆在拉力作用下伸长的长度与拉力、长度、横截面积的数学关系表达式为：△l=k$\frac{FL}{S}$；其中 k=8×10-12m2/N，由数据形式变为公式形式运用了控制变量法．
（2）分析数据可知，在拉力、金属杆长一定时，金属杆伸长的长度与金属杆的横截面积的关系可以用图象中的图线c来表示．
14．斜面长5m、高1m，用4N的拉力把重力为10N的物体从底端沿斜面匀速向上拉至顶端，求：
（1）有用功．
（2）斜面的机械效率．

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