题目内容

3．同学们利用如图乙中所示元件进行“测量小灯泡正常发光时的阻值”实验，已知电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器铭牌上标有“20Ω，1.5A”字样，他们设计了如图甲所示的电路图（小灯泡的灯丝电阻约为10Ω）．

 （1）请你按图甲的电路图，在图乙的实物电路中，用笔画线代替导线，将电流表正确连入电路（连线不得交叉）．
（2）电流表正确接入图乙电路，闭合开关前，某同学发现电路有一处错误，这个错误是滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路．这位同学将滑动变阻器的BC接线柱接入电路，改正错误后，闭合开关，将变阻器滑片向右移动时，电流表示数变大．
（3）测量过程中，当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的电阻为9.5Ω．
（4）实验过程中，若将电压表和电流表互换位置，闭合开关后，小灯泡不亮（选填“亮”或“不亮”）．
（5）另一组同学按图甲电路图连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，检查后发现电路连接正确，请你找出实验中两个操作不当之处：①用导线连接电路前，开关没有断开；②开关闭合前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处．

分析 （1）先根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值，据此选择电流表的量程；然后将电流表与灯泡和开关串联连接；
（2）根据滑动变阻器一上一下的原则接线分析实物图中的连接错误；滑片离所使用的下接线柱越近，滑动变阻器连入电路的电阻越小；
（3）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光；根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据R=$\frac{U}{I}$求出灯泡的电阻；
（4）电压表与电流表互换，即：电流表与灯泡并联，电压表串联接入电路，由于电压表内阻很大，理想电压表内阻为无穷大，电压表串联在电路相当于电路断路，电路中没有电流，灯泡不发光，但电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（5）连接实物电路时，为保护电路，注意两点：一是开关要断开；二是滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处．

解答 解：
（1）灯泡的额定电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，电流表选择小量程0～0.6A，电流正入负出，如图所示：
；
（2）滑动变阻器需按一上一下的原则接线，由实物图可知，滑动变阻器接线错误，即滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路；
将滑动变阻器的BC接线柱接入电路，闭合开关，将变阻器滑片向右移动时，连入电路的电阻变小，电路中电流变大；
（3）当电压表的示数为3.8V时，小灯泡正常发光；电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，则灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.4A}$=9.5Ω；
（4）电压表和电流表位置互换，电压表串联接入电路，电路相当于断路，电路中没有电流流过，灯泡不发光；
（5）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明在连接电路过程中开关没有断开；发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路中的电流太大了，把灯丝烧断了，这是由于滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处造成的．
故答案为：（1）如图所示；
（2）滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路：变大；
（3）3.8；9.5；
（4）不亮；
（5）①用导线连接电路前，开关没有断开；②开关闭合前，滑动变阻器的滑片没有移到阻值最大处．

点评 本题考查伏安法测电阻的实物图连接、根据实物图画出电路图，这些也是电学实验常考的内容，应在平时注意练习．

练习册系列答案
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18．在探究“凸透镜成像的规律”实验中：
第1小组同学依次把点燃的蜡烛、透镜、光屏放在光具座上．但是，在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，请你帮他们找出二个可能的原因：
（1）烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度
（2）蜡烛到凸透镜距离小于或等于一倍焦距．
第1、2两个实验小组分别进行了若干次操作，并把实验数据准确记录在下面表格中．
第1小组第2小组
凸透镜焦距/c m1414141416161616
物体到凸透镜的距离/cm2030406020304060
像到凸透镜的距离/cm4726221880372722
像的正倒倒立倒立倒立倒立倒立倒立倒立倒立
请分析以上数据，你能得到什么结论？（写出两条即可）
①物距大于焦距、成倒立的像时，物距越大，像距越小
②焦距一定、成倒立的像时，物距越大，像距越小．
11．饮水机是一种常见的家用电器，其工作原理可简化为如图所示的电路，其中S是一个温控开关，R1为发热板，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，开关S自动切换到另一挡，饮水机便处于保温状态．
（1）当S接a时处于保温状态．（填“加热”或“保温”）
（2）若R1：R2=1：9，饮水机加热时消耗功率为550W，则保温时饮水机消耗的功率为55瓦．
18．某实验小组的同学用“伏安法”测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右．

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接，连线时导线不能交叉．
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是灯泡断路．
（3）故障排除后，同学们通过移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据和小灯泡的亮度变化情况，如表所示；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率是1.216W．同学们经过进一步分析实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的．
电压U/V1.52.02.53.03.84.0
电流I/A0.20.220.250.280.34
电功率P/W0.30.440.6250.841.36
灯泡发光情况很暗→暗→正常发光→很亮
（4）用图甲电路和表格数据还可测量灯泡发光时的电阻，当小灯泡正常发光时的电阻是12Ω（结果取整数）．
8．在测电阻的实验中，实验的器材有：干电池3节，电流表、电压表各1个，开关2个，滑动变阻器1只，待测电阻2个，导线若干．

（1）图甲是实验的电路图．小明按照电路图连接电路时，开关应断开．
（2）闭合开关S后，小明发现电流表和电压表的指针均不动．他断开开关S，检查线路连接无误后，把电压表与b点相连的那根导线改接到c点，再次闭合开关S时，发现电流表的指针仍不动，但电压表的指针有明显的偏转．若电路中只有一处故障，则故障是滑动变阻器断路；
（3）排除故障后，正确连接电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为1.6V时，电流表的示数如图乙所示，则电路中的电流为0.32A，RX=5Ω．实验时某小组同学想利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻RY的测量．如图丙所示是他们按照设计想法连接的部分实验电路．
（4）请你依据下面的实验步骤，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．（只添加一条导线）
实验步骤：
A 开关S1和S2都断开，将变阻器的滑片P移到阻值最大处，观察到电流表无示数；
B 保持滑片P位置不动，只闭合开关S1时，读取电流表的示数为I1；
C 再闭合开关S2时，读取电流表的示数为I2（I2＞I1）．
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15．为了方便盲人行走，在马路两旁人行道上铺设了有凸棱的盲道，在盲道上行走感觉脚有些不舒服，从物理学角度分析，是因为：走在盲道上，脚与地面的受力面积减小了，从而增大了地面对脚的压强．潜艇的外壳要用较厚的钢板制成，是因为液体内部的压强随深度的增加而增大；，在物理考试作图时，小亮画错了一个地方，于是就用橡皮轻轻地擦，没有擦干净，然后他稍使点劲就擦干净了．这是通过增大压力的方法来增大橡皮与纸之间的摩擦的．
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（2）若撤去力F1，改在杠杆右端B处施加一个方向向下的力F2（如图乙所示），则F2大于1.5N（选填“大于”“等于”或“小于”）仍使杠杆平衡．请在图乙中画出力F2的力臂l2．

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