题目内容

8．在“测定小灯泡的电功率”实验中，选用如下器材“2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω  1A）、开关和导线．

（1）如图甲所示，小明正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是小灯泡短路．
（2）排除故障后，小明通过正确操作，得到多组I、U数据，作出如图乙所示的I-U图象，由图可知，灯泡两端电压为2.5V，灯泡的额定功率为0.65W．
（3）此实验中，小明移动滑动变阻器，不能（选填”能“或”不能“）实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V，其理由是小灯泡有电阻．

分析 （1）由实物电路可知，电流表、滑动变阻器与灯泡串联，电压表与灯泡并联，电流表有示数，应排除断路，
电压表无示数，则可能与电压表并联的电路短路；
（2）根据图象找出灯泡两端电压为2.5V时对应的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（3）滑动变阻器与灯泡串联，由串联电路的分压原理，从灯泡有电阻这一角度分析．

解答 解：（1）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路不存在开路；
电压表无示数，则可能与电压表并联的小灯泡短路；
（2）由图象可知，灯泡两端电压U=2.5V，对应的电流I=0.26A，
则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W，
（3）由题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，移动变阻器滑片，由串联电路的分压原理知，移到滑动变阻器的阻值最大时，变阻器分得电压最大，
但因为灯泡有电阻，灯泡两端仍有一定电压，所以不能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V．
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）0.65；（3）不能；小灯泡有电阻．

点评 此题是测定小灯泡的电功率，考查了常见的故障分析、电功率的计算、串联电路分压原理的理解等知识，有很强的代表性，对学生的综合分析能力要求比较高．

练习册系列答案
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7．张颖同学家的太阳能热水器内盛有20℃的水20kg，在阳光照射下水温升高到40℃，试计算这些水吸收了多少热量？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]．
8．（1）为了探究光的反射定律，小红进行如图1所示的实验．

①如果让光线逆着OF的方向射向镜面，会发现反射光线沿着OE方向射出，这表明反射时光路是可逆的．
②小红探究反射光线与入射光线是否在同一平面内时，她将纸板B向后折，不能（填“能”或“不能”）看到反射光线．
（2）在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，小红将蜡烛和光屏放在光具座上，如图2，在光屏上得到等大倒立的实像．
①这个透镜的焦距是10cm．
②保持透镜在50cm刻度线不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是A （选填选项的字母）．
A．蜡烛右移，光屏右移
B．蜡烛左移，光屏左移
C．蜡烛右移，光屏左移
D．蜡烛左移，光屏右移
③实验时发现光屏上出现如图3所示的现象，其原因是烛焰、凸透镜和光屏三者中心不在同一高度．
④“自拍神器”给旅行者自拍带来方便．如图4所示，当使用自拍杆为自己拍照时与不使用自拍杆相比，物距变大，所成的像变小．（填“变大”、“变小”、“不变”）
16．小明在测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率时

（1）连接实物电路如图所示，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，经检查，有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线
（2）如果用干电池做电源，他至少用干电池4节．
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点，电压表的示数如图（乙）所示为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将实物电路中的滑片P向滑动变阻器的左（选填“左”或“右”）端移动，才能使电压表的示数为2.5V．
（4）移动滑片P，记录多组电压表和电流表的示数，并绘制出如图（丙）所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡额定功率是0.5W．
（5）由步骤（4）知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，他结合实验过程分析得知，其的原因是灯泡的电阻随温度的变化而变化．
3．某电阻丝加热器（符号）铭牌上标有“220V 5**W”的字样，其中额定功率值后面两位数字模糊不清，且该电加热器在工作时的阻值保持不变．

（1）写出用额定电压U、电阻R表示额定功率P的关系式：P额=$\frac{{U}^{2}}{R}$．
（2）请你利用如下实验器材，设计实验，较准确地测量出该电加热器的额定功率值．
实验器材：一节干电池（约1.5V），单刀单掷开关（3只），导线若干．
可供选择的器材：
A．电流表A（0～0.6A，0.3A），表盘刻度如图甲所示；
B．电压表V（0～3V，0～15V），表盘刻度如图乙所示；
C．定值电阻R1（阻值：1Ω）
D．定值电阻R2（阻值100Ω）
①在虚线框内画出实验电路图，要求电路只连接一次；
②简述实验步骤（用相应的字母表示测出的物理量）；
③写出加热器额定功率的表达式P额=$\frac{484（{U}_{2}-{U}_{1}）}{{U}_{1}}$W（用已知量和测量量表示）．
13．在探究“串联电路中各部分电路电压的关系”时，吴强小组的同学分别按甲、乙、丙三个测量电路进行了正确的测量，测量结果U1、U2、U如下表所示．
序号甲（U1）乙（U2）丙（U）
电压/V2.42.45.0

（1）该小组的同学分析数据后发现：串联电路各部分电压之和很接近但小于总电压．这与他们猜想的“串联电路各部分电压之和等于总电压”不完全一致．为此，他们重新检查实验电路，再进行了两次测量，测量数据基本没有变化．老师提示：电压表接入电路测量时本身会对电路结构有影响．请你帮他们重新设计测量电路图，把它画在图丁的虚线方框中．
（2）该小组的同学按照你设计的测量电路正确进行测量，验证了他们的猜想．但他们同时发现：“串联各部分电压是相等的”．这个结论一定成立吗？不一定（选填“一定”或“不一定”）．为了检验这个结论是否成立，应该换用两个不同规格的灯泡继续进行实验．
（3）该组同学认为，即使按重新设计的测量电路测量，电压表同样会改变电路结构，因而也会影响各电压的测量值，但不会影响实验结论的正确性．你认为会影响实验结论的正确性吗？不会（选填“会”或“不会”）．
20．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，已连接的部分电路如图甲所示．图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“2.5V 字样”．

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．
（2）正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡发光，电流表指示正常，电压表示数为0，产生这种现象的原因可能是电压表断路．
（3）故障排除后开始实验，调节滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向右（填“左”或“右”）端移动，当小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.28A，则小灯泡的额定功率为0.7W．
（4）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验，于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻（阻值适当）和两个开关，借助原有的实验器材，顺利完成了实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案．
①在虚线框内画出实验电路图．
②简述实验步骤．（用相应的符号表示测出的物理量）
③写出灯泡额定功率的表达式P额=2.5V×$\frac{{U}_{LR}-2.5V}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．
17．“探究串联电路的电压关系”的实验电路如图1所示．
（1）小明根据如图1所示连接好电路，闭合开关，电压表示数如图2所示，为了使实验结果更准确，接下来他应该电压表改接0-3v量程．
（2）测出L1两端的电压后，小明断开开关，准备拆下电压表，改装在B、C之间．小聪认为小明的操作太麻烦，只需将与A点相连的导线改接到C点即可．小聪的办法是否正确．答：不正确．
（3）测量完成后，进行小组交流讨论，如表选录了三个小组的数据，你认为这些数据是否合理，请说明理由．答：合理；测量结果允许有误差．
实验小组L1两端电压/VL2两端电压/V串联总电压/V
11.43.14.5
23.01.34.4
31.11.72.9
（4）小虎经实验后得出结论：“串联电路中各用电器两端的电压相等”，
（5）他的结论是错误的，原因是用规格相同的灯泡进行实验．．
18．如图所示，2013年2月15日，一颗数十吨的陨石被地球俘获，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦，迅速升温，猛烈燃烧，犹如一颗火球扑向俄罗斯．
（1）假设大气层的高度为h，陨石的质量为m，若下落过程中陨石的重力所做的功完全转化为陨石的内能，请推导陨石升高的温度与高度关系的表达式．（陨石的比热容用字母c表示）
（2）假设一个冰雹从100m的高空落下，它的重力所做的功完全转化为内能，冰雹上升的温度为多少？[冰的比热容为2.1×103J/（kg•℃），计算结果保留两位小数]．

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