题目内容
5．小明在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡正常发光时的电功率，图1甲为他所连的实验电路．（1）经检查发现电路接线有错误，小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验．请在他接错的导线上打上“×”，并改正．
（2）电路连接正确后好，闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则产生此故障的原因可能是灯泡处断路．
（3）排除故障后继续实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V 时，电流表的示数如图1乙所示．则该小灯泡的额定电流为0.3A，正常发光时的功率为1.14W．
（4）在此实验的基础上，老师又出示了电阻Rx（大约1000欧），提问能否用上述方法进行测量该电阻的阻值．同学们分析得出上述方案不行，原因是：阻值太大，电流太小，无法测出．
（5）接着，小明与其他同学经过讨论，通过增加一电阻箱R（0～9999Ω 5A）、定值电阻R0（200Ω 2A）、单刀双掷开关等器材，设计出了如图2所示的方案，实验按下列步骤进行，请将有关步骤填写完整，并回答相关问题．
①第一步：按电路图正确连接电路．
②第二步：将开关S拨到a，记下电压表示数为U0．
③第三步：将开关S拨到b，调节电阻箱，使得电压表示数为U0．
④读出电阻箱的阻值大小，该阻值大小就是Rx的大小．此方案所涉及的思想方法是等效替代法．
分析 （1）滑动变阻器依靠改变接入电路的电阻线的长度改变电阻，连接方法是“一上一下”；
为使小灯泡正常发光，电源电压必须大于或等于小灯泡的额定电压；
（2）电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，电流表无示数，说明电路断路，据此分析故障的可能原因．
（3）读取电流表示数时，首先要明确电流表选择的量程和对应的分度值；已知灯泡额定电压和正常工作的电流，利用公式P=UI计算灯泡功率；
（4）在电源电压一定时，通过导体的电流随导体电阻的增大而减小，如果电路电流太小，电流表无法测量或测量误差太大，距此分析能否测待测电阻阻值；
（5）由图知，开关分别接a或b时，待测电阻与电阻箱分别与定值电阻串联，当待测电阻阻值与电阻箱阻值相等时，电压表示数相等，据此分析步骤；
阻值特别大的电阻Rx与滑动变阻器如果串联，由于电压与电阻成正比，电源电压基本都加在了电阻Rx两端，用阻值很大的电阻箱和定值电阻代替滑动变阻器，可以使电压分配更合理，更便于测量．
解答 解：
（1）由实物图知，滑动变阻器上面的两个接线柱同时接入了电路，此时移动滑片，不能改变电路电流，必须要“一上一下”选择接线柱；如下图．
（2）灯泡不发光，电流表无示数，说明某处发生了断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的灯泡出现了断路．
（3）电流表选择的是0～0.6A量程，小灯泡正常工作的电流为I=0.3A，灯泡额定电压为U=3.8V，所以灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（4）电流与电阻成反比，电阻越大，电流越小，由于电阻RX阻值太大，接入电路后，电路电流太小，无法测出电流；
设计电路如图2所示，实验步骤：
①第一步：按电路图正确连接电路．
②第二步：将开关S拨到a，记下电压表示数为U0．
③第三步：将开关S拨到b，调节电阻箱，使得电压表示数为U0．读出电阻箱的阻值大小，该阻值大小就是Rx的大小．
④用阻值很大的电阻箱和定值电阻代替滑动变阻器，应用的是探究实验的基本方法之一：等效替换法．
故答案为：
（1）电路图如上；
（2）灯泡处断路；
（3）0.3；1.14；
（4）电流太小，无法精确测量；
（5）③电阻箱；U0；④等效替代法．
点评 本题考查了电路连接、电路故障分析、电流表读数、灯泡功率、实验步骤的设计和评估；涉及到的知识点较多，综合性较强；第（5）题体现了研究物理问题的基本方法----等效替换法，要熟练掌握．
优等生题库系列答案
53天天练系列答案| A． | 地磁场的北极在地理的南极附近 | |
| B． | 发电机是利用电磁感应原理工作的 | |
| C． | 磁场对放入其中的物体有磁力作用 | |
| D． | 直流电动机工作时可将机械能转化为电能 |
| V/m3 | 1×10-4 | 2×10-4 | 3×10-4 | 4×10-4 | 5×10-4 | 6×10-4 |
| F/N | 7.0 | 5.9 | 4.8 | 3.7 | 2.6 | 1.5 |
如图所示，将茶色玻璃板作为平面镜竖直放置在一张方格纸上，并准备了两个相同的棋子A和B、刻度尺、铅笔、白卡片等，用来探究棋子A在平面镜中成像的特点．
（1）请根据图甲用笔画线代替导线将图乙的实物电路连接完整．
（2）为保证实验顺利进行，并且有较高的准确性，滑动变阻器应该选R2（填“R1”或“R2”），电流表应该选A1（填“A1”或“A2”）．
（3）小婷在实验时，将电流表和电压表的位置交换了，其他连接正确，闭合开关后BD．
A．电流表烧坏 B．电压表示数约6V C．小灯泡烧坏 D．小灯泡不亮
（4）正确连接好电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将电压表和电流表部分读数填在下表中，电压表读数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，请帮小婷将此读数填在表中
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电压表示数/V | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 3.0 |
| 电流表示数/A | 0.14 | 0.21 | 0.26 | 0.36 |
在一个无风的周末，小华和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上．小华打开汽车天窗，将如图所示装置固定在汽车车顶．爸爸依次以4Km/h、9Km/h、16Km/h、23Km/h的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小华依次将汽车不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在表中．根据二力平衡，弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的空气阻力．
| 汽车速度v/（km/h） | 4 | 9 | 16 | 23 |
| 弹簧测力计示数F/N | 0.1 | 0.5 | 2.0 | 4.0 |
（2）分析表中的实验数据可知，物体运动速度越大，所受空气阻力越大．
（3）实验完毕后，小华又进行了新的思考：空中下落的物体速度会增大，那么从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大？在老师的指导下，小华知道了：若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大；若下落雨滴所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小．
请你根据老师的上述指导和本实验结论并结合所学科学知识分析：一滴质量为50mg的雨滴从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大，雨滴下落过程中质量不变），所受到的最大阻力f=0.05N （g=10N/kg）．
（4）你认为运动物体受到的空气阻力大小还与物体的形状（或横截面积或风速）有关．
①风力发电机的输出功率可能与风速有关
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关，小明设计了如下实验步骤：
①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码．
②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．
③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中．
（注：电风扇挡位越高，风速越大）
表一：
| 电风扇挡位 | 钩码的质量（g） | 提升钩码到A点的时间（s） |
| 1 | 50 | 15 |
| 2 | 50 | 13 |
| 3 | 50 | 10 |
（2）通过实验可以得到的结论是：风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大，风力发电机输出功率越大．为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：不同风速下风力发电机每秒获得的风能
| 风速v（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 1s获得的能量E（104J） | 15 | 120 | 405 | 350 |
| 风速（m/s） | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 输出电功率（kW） | 4 | 360 | 1500 | 1100 |
（4）根据表三，风速为10m/s时，这台发电机1h的发电量可供100只“220V 100W”的路灯工作36h．
（5）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率是多大？
| A． | LED灯亮度较高，功率大 | B． | 它是用半导体材料制成的 | ||
| C． | 它有单向导电性，使用时不能接错 | D． | 它发光时亮度高，但实际功率小 |