题目内容

14．小明同学在做“测定小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，所用电源电压保持不变，实验用小灯泡上标有“0.2A”（正常发光时的电流）字样．
（1）如图是小明连接的不完整的实验电路，请你帮他将图中未连接部分接好，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮．

（2）小明将电路连好后，闭合开关时，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电压表的示数为4.5W，则此故障可能为小灯泡断路（选填“小灯泡短路”、“小灯泡断路”或“滑动变阻器断路”）．
（3）小明排除故障后按照正确的操作进行实验，当他闭合开关时，发现电压表、电流表的示数分别为1.5V和0.15A，然后移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，滑片恰好在变阻器的中点上，小灯泡正常发光时的电阻12.5Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为20Ω，灯泡正常发光时的电阻比1.5V时的电阻大，电阻变化的原因是灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯丝的温度不同．

分析 （1）将电流表、滑动变阻器串联在电路中，电压表与灯泡并联；
（2）小灯泡不亮，电流表指针不动，则电路断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（3）根据闭合开关时，电压表、电流表的示数分别为1.5V和0.15A可求出所用滑动变阻器的最大阻值R，然后即可知滑片恰好在变阻器的中点时的阻值，再根据“小灯泡上标有“0.2A”字样和当小灯泡正常发光时，滑片恰好在变阻器的中点上”利用U=RI求出滑动变阻器两端电压，用电源电压减去滑动变阻器两端电压即为灯泡两端电压，再利用P=UI即可求出小灯泡的额定功率．

解答 解：（1）将电流表与灯泡串联，由题意知，应选择0～0.6A量程；
将滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮，则变阻器的阻值变小，所以下面应接右边的接线柱；
电压表与灯泡并联，可选择0～15V量程，如下图所示：

（2）由分析可知，灯泡不亮，电流表示数为0，则说明电路断路，电压表有示数，则说明与电压表并联的灯泡断路；
（3）由（2）知，电源电压为4.5V，由“电压表、电流表的示数分别为1.5V和0.15A”可知，电路中的电流I=0.15A，小灯泡两端的电压U灯=1.5V，滑动变阻器两端的电压UR1=U-U灯=4.5V-1.5V=3V，此时滑动变阻器的阻值最大，则R=$\frac{{U}_{R1}}{I}$=$\frac{3V}{0.15A}$=20Ω，
因为“当小灯泡正常发光时，滑片恰好在变阻器的中点上”所以此时UR2=I额×$\frac{R}{2}$=0.2A×$\frac{20Ω}{2}$=2V，
U灯额=U-UR2=4.5V-2V=2.5V，所以此时灯泡的电阻RL=$\frac{{U}_{灯额}}{{I}_{额}}$=12.5Ω；
由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，灯泡正常发光时温度比1.5V时温度更高，所以电阻更大．
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡断路；（3）12.5；20；大；灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯丝的温度不同．

点评 本题是测量小灯泡正常发光时的电阻实验，考查了电路的连接、电路故障的分析、电阻的计算及灯丝电阻与温度的关系，（3）是该题的难点，关键利用欧姆定律判断出滑动变阻器的最大阻值．

练习册系列答案
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14．下列有关数据符合实际的是（　　）
A．人体感觉比较舒适的气温约37℃B．一个苹果的质量约为1.5kg
C．一名中学生的体积约为50dm3D．本次考试理综试卷的厚度约为1mm
5．在探究“电流与电阻的关系”的过程中．

（1）连接电路时，开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态．
（2）小明按图甲连好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是B（只填序号）．
A．电流表断路       B．R断路        C．R短路
（3）排除故障后，小明将5Ω的电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.5V，电流表示数（如图乙所示）为0.3A．
（4）小明再分别换接10Ω、15Ω的电阻，重复实验，得到下表中另两组数据．分析表中数据，可得出结论；保持电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比．
电阻R/Ω51015
电流I/A0.150.10
2．某同学想利用一只电流表和滑动变阻器R（最大阻值为R0）完成对未知电阻Rx的测量．如图是他们按照设计想法连接的部分实验电路．
（1）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．使滑动变阻器连入电路的阻值不变（填“变大”、“变小”或“不变”），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）．
（2）请你用I1、I2和R或R0表示Rx，则Rx=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
9．在“伏安法测定值电阻”的实验中，小明同学所用的电源电压恒定不变，但电源电压未知，滑动变阻器标有“20Ω　　1.5A”的字样，电压表和电流表的量程合适，他已连接了部分电路，如图所示．请你接着完成下列问题：

（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整．并在右侧方框内画出对应的电路图．
（2）在连接电路时开关应该处于断开（“闭合”或“断开”）状态．
（3）开关在闭合前，滑动变阻器的滑片应位于变阻器的阻值最大处处．
（4）小明连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片的过程中发现，电流表的示数变大时，电压表示数反而减小，电流表示数变小时，电压而增大．经检查所用器材均完好．你认为出现上述实验现象的原因是电压表与滑动变阻器并联了．
（5）当电压表示数为2.4V时，电流表的示数如图乙所示，则其示数为0.24A，电阻丝的电阻为10Ω．
（6）进行了上步计算后，小明认为实验就完成了，小亮则认为，仅这样就得出电阻的阻值不够可靠，原因是没有进行多次测量求平均值．
19．小刚同学想用电流表、电压表测量一段电阻丝R的电阻，他已连接了部分电路，如图甲所示，请你接着完成下列步骤：
（1）根据第（3）问，用笔画线代替导线，将电路补画完整．
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑至使变阻器电阻最大（选填“最大”、“最小）位置．
（3）当电压表示数为3.6V时，电流表的示数如图乙所示，这时电路中的电流是0.3A，电阻丝的电阻为12Ω．小刚通过改变被测电阻两端的电压，共测得三组对应的电压值和电流值，最后算出电阻．的平均值，这样做的目的是减小误差．
（4）不改变上面连好的电路，用此电路还可以完成的实验是：
A：电流与电压关系；
B：电流与电阻的关系．
（5）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将变大，这个现象说明了：灯丝电阻随温度的升高而增大．
6．探究冰的熔化特性时，发现冰熔化有快有慢，提出影响冰熔化快慢因素的两个猜想．
猜想1：环境温度可能会影响冰块熔化的快慢．
猜想2：冰块的形状可能会影响其熔化快慢．
（1）列举生活中一个实例说明“猜想1”是合理的：河里的冰（或雪）在气温高时熔化的较快．
（2）探究“猜想2”的实验方案是：
a．量出3份50mL蒸馏水，分别倒入容积均是50mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中．
b．倒入模型盒中时确保没有水溅出．
c．把模型盒放到冰箱冷冻室里，冷冻足够长时间．
d．将模型盒从冰箱里取出来，冰块迅速倒进标注字母A、B、C的3只烧杯中（实验中三块冰的表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体）．
e．观察记录3个冰块完全熔化所用的时间．
请你回答下列问题（已知实验中的三冰块表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体）：
①实验方案中的操作步骤a、b的设计目的是：使冰的质量相同而形状不同．
②实验方案可能证明，冰块的形状会（选填“会”或“不会”）会影响其熔化的快慢，三种形状的冰块中，熔化最慢的应该是：球体的冰块，理由是：相同体积的正方体、长方体和球体，球体的表面积最小，受热面积最小．
（3）冰熔化时要吸收（选填“放出”或“吸收”）热量，熔化过程中温度保持不变（选填“升高”、“降低”或“保持不变”），熔化温度为0℃．
3．已知铝的比热容大约是铁的两倍，初温相同质量相等的铝球和铁球，吸收相同的热量后接触在一起，则（　　）
A．内能从铁球传给铝球B．内能从从铁球传给铝球
C．温度从铁球传给铝球D．温度从从铁球传给铝球
4．一位在北京的剧场里看演出的观众，坐在离演奏者不太远的地方，另一位在上海的居民，坐在家里的电视机前看同一演出，上海与北京相距1260km，他们两人若想同时听到演奏声，北京观众必须坐在离演奏者多远的地方？（无线电波传播的速度与真空中光速相同）

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