题目内容
4．
在“测滑轮组机械效率”的实验中，某同学用如图所示的滑轮组分别做了三次实验，第1、2、3次实验装置分别是图中的甲、乙、丙所示，实验数据记录如表：| 实验 序号 | 钩码 重/N | 钩码上升 的高度/m | 弹簧测力计的示数/N | 弹簧测力计移动的距离/m | 机械 效率 |
| 1 | 4 | 0.3 | 1.8 | 0.9 | 74.1% |
| 2 | 8 | 0.3 | 3.2 | 0.9 | 83.3% |
| 3 | 8 | 0.3 | 2.2 | 1.5 |
（2）通过比较第1次和第2次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，通过使用增加物体重量的方法，可以提高滑轮组的机械效率；
（3）通过比较第2次和第3次实验数据，可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越小．
分析 （1）为准确测出拉力，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$求出第3次实验中的机械效率；
（2）影响滑轮组机械效率的两个主要因素：被提升的物体重力及动滑轮重，机械效率与物体被提升的高度无关；
（3）影响滑轮组机械效率的两个主要因素：被提升的物体重力及动滑轮重．
解答 解：
（1）在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
第3次实验中滑轮组的机械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{8N×0.3m}{2.2N×1.5m}$×100%=72.7%；
（2）比较第1次和第2次实验数据，可得出结论：使用同一滑轮组，被提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据表中第2次实验数据可知，弹簧测力计移动的距离是钩码上升的高度的3倍，所以第2次实验是用图乙所示滑轮组完成的；
根据表中第3次实验数据可知，弹簧测力计移动的距离是钩码上升的高度的5倍，所以第3次实验是用图丙所示滑轮组完成的；
两次提升的重物相同，第3次实验动滑轮个数多，机械效率小，由此可得：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越小．
故答案为（1）匀速；72.7%；（2）增加物体重量；（3）小．
点评 此题是测量滑轮组机械效率实验，考查了s与h的关系应用，滑轮组机械效率的计算及变形应用，同时考查了影响滑轮组机械效率的因素．
练习册系列答案
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15．在“测未知电阻Rx的阻值”实验中，电路如图1所示，请完成下列相关问题：
（1）测量时，电压表和电流表的示数记录在表中，得出未知电阻Rx的阻值为5Ω．
（2）另有同学设计了如图2两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0．
①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则Rx的阻值表达式为Rx=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$；
②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A1和A2读数分别为I1和I2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
| 实验次数 | 电压/V | 电流/A |
| 1 | 1.20 | 0.24 |
| 2 | 1.80 | 0.36 |
| 3 | 2.40 | 0.48 |
（2）另有同学设计了如图2两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R0．
①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2，则Rx的阻值表达式为Rx=$\frac{{U}_{2}{R}_{0}}{{U}_{1}}$；
②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A1和A2读数分别为I1和I2，则电阻Rx的阻值表达式为Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．
19．按图示电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干．
（1）请你根据图甲的电路图，将图乙中的实物连接成完整的实验电路．
（2）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成D． （填选项前的字母）
A．电流表烧坏 B．电压表烧坏 C．小电灯烧坏 D．小电灯不亮
（3）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端，该过程中灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障可能是：灯泡处断路．排除故障后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，则该学生在操作过程中的不当之处是：滑动变阻器没有置于阻值最大端．
（4）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入如表．
①通过如表数据，可算得小电灯的额定功率为1.44W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：灯丝电阻随温度升高而增大；
②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为7.3Ω．
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为1.5W．
（5）若电压表的0～15v量程已损坏，只能使用0～3v量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？
①在如图丙虚线框中画出测量电路图；
②若小电灯两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为4.7Ω～12Ω．
（1）请你根据图甲的电路图，将图乙中的实物连接成完整的实验电路．
（2）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成D． （填选项前的字母）
A．电流表烧坏 B．电压表烧坏 C．小电灯烧坏 D．小电灯不亮
（3）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片从最右端移到最左端，该过程中灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障可能是：灯泡处断路．排除故障后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，则该学生在操作过程中的不当之处是：滑动变阻器没有置于阻值最大端．
（4）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入如表．
| 电压表的 示数U/V | 电流表的 示数I/A | 小电灯的 功率P/W |
| 2.0 | 0.20 | |
| 2.5 | 0.22 | |
| 3.0 | 0.25 | |
| 3.8 | 0.30 | |
| 4.5 | 0.32 |
②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为7.3Ω．
③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为1.5W．
（5）若电压表的0～15v量程已损坏，只能使用0～3v量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？
①在如图丙虚线框中画出测量电路图；
②若小电灯两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为4.7Ω～12Ω．
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