题目内容

20．如图（甲）是小明测量小灯泡电功率的部分实物连接图．其中电源电压为6V，小灯泡额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，现有两个滑动变阻器标A、B分别标有“5Ω 1A”、“15Ω 1A”字样，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V）
（1）请用笔画线代替导线，把图（甲）实物连接图补充完整．（要求：滑片P向左移动时灯变亮，且连线不得交叉）
（2）为了能够测出小灯泡的额定功率，滑动变阻器应选B（选填“A”或“B”）．

（3）小明连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小明猜想：
A．可能灯丝断了   B．可能变阻器开路   C．可能小灯泡短路
请根据故障原因填写对应的电表示数，或根据电表示数判断故障原因（选填序号）．
猜  想电流表示数/A电压表示数/V
如果A成立
如果B 成立00
（4）排除故障后，小明移动滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图（乙）所示，则通过小灯泡的电流是0.3 A，小灯泡的额定功率为1.14W．
（5）实验结束后，老师给同学们一个10Ω的定值电阻R0和两只电流表，让他们测出标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻．小明设计的电路图如图丙所示，请你将实验过程补充完整：闭合开关，调节变阻器的滑片，使电流表A1的示数为0.25 A，此时小灯泡正常发光，电流表A2的示数仍然如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是50Ω．

分析 （1）根据灯泡额定电压选择电压表的量程，滑片P向左移动时灯变亮，则变阻器连入电路的阻值应减小，据此连接实物电路图．
（2）根据灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值选择滑动变阻器．
（3）根据电压表和电流表的示数变化分析电路故障．
（4）由图示电流表确定其量程与分度值，读出其示数，然后由P=UI求出灯泡额定功率．
（5）根据I=$\frac{U}{R}$确定电流表的示数，再利用并联电路特点求出灯泡正常工作时的电流值，根据R=$\frac{U}{I}$求出其电阻．

解答 解：（1）灯泡额定电压为3.8V，电压表应选0～15V量程，滑片P向左移动时灯变亮，滑动变阻器应接左下接线柱，把灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物电路图如图所示：

（2）灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=6V-3.8V=2.2V，
灯泡正常发光时电流约为：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
由I=$\frac{U}{R}$得：此时滑动变阻器接入电路的阻值：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.38A}$≈5.8Ω，则滑动变阻器应选：“15，1A”．
（3）可能灯丝断了，电路电流为零，电流表示数为零，但电压表与电源相连，示数不为零，为电源电压6V；
若电流表与电压表示数都为零，则电路处于开路，即可能变阻器开路；故障现象如下表所示．

猜想电流表示数/A电压表示数/V
如果A成立06
如果B成立00
（4）由图乙电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（5）分析电路图丙可知，电阻R0与灯并联，则根据实验要求测出标有“2.5V”字样的小灯泡正常发光时的电阻，则并联两端的电压等于小灯泡的额定电压即U=2.5V，因此电阻中的电流为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
由图乙可知电流表读数为0.3A，根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：通过灯泡的电流为IL=I-I=0.3A-0.25A=0.05A，则小灯泡的电阻为RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.05A}$=50Ω．
故答案为：（1）如上图；（2）B；（3）如上表所示；（4）0.3；1.14；（5）0.25；50．

点评 本题考查了连接实物电路图、滑动变阻器的选择、电流表读数、欧姆定律的应用和灯泡额定功率的计算；注意伏安法的应用，滑动变阻器的连接以及欧姆定律的实际应用是解题关键．

练习册系列答案
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10．实验小组同学探究“电功率跟电压、电流的关系”．所选器材：电源、灯L1“2.5V  0.3A”、L2“3.8V  0.3A”、电流表、电压表、开关、导线．
（1）小组同学探究“电功率跟电压的关系”，设计如甲图所示电路．
①当开关闭合时，发现只有一只灯泡发光，且电压表示数为零．由这一现象可以判断电路的故障是灯L1短路．
②将两灯连接成串联电路的依据是串联电路电流处处相等．
③实验中小组同学收集的信息如表，请写出分析信息并得出结论的过程．
灯L1和L2串联发光情况电压/V
灯L1暗2.4
灯L2亮3.6
（2）小组同学利用原有器材设计如乙图所示电路，继续探究“电功率跟电流的关系”．请通过计算分析说明设计中的不合理之处．
11．邯郸到北京的路程大约有450km，乘坐高铁自邯郸到北京大约需要1.5h．
（1）从邯郸至北京高速列车运行的平均速度大约是300km/h．
（2）动车进站时由于列车附近的气流速度快，压强小，为了候车乘客安全，不被“吸”向动车发生事故，所以乘客一定要站在安全线以外．
8．如图所示的吊车．利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动；伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．下列关于这个吊车的有关说法正确的是（　　）
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D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
15．根据下列要求作图：

（1）如图（甲），一束光从水中斜射向水面，入射光线及法线已画出．请画出这条入射光线的反射光线和折射光线．
（2）如图（乙），物块静止在斜面上，请分别画出物块所受重力、摩擦力的示意图．
3．小明为测量小灯泡的额定功率，设计了如图所示的电路图，已知电源电压恒为6V，灯泡的额定电压为3.8V．

（1）图2是小明根据图1连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不发光，经检查，是由于一根导线连接错误，请你在实物图中将连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（2）若电压表0-15V的量程圆环，为完成实验，请你使用原有器材重新设计一个电路，并将设计的电路图画在图中的方框内．
（3）根据你的设计重新连接电路进行实验，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2.2V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图3所示，小灯泡的额定功率是0.76W．
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