题目内容
9．
小明按如图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验，实验室可提供下列器材：A．电流表
B．电压表
C．滑动变阻器Rs（阻值0～20Ω）
D．电阻为5Ω的待测灯泡L（灯丝电阻不变）
E．电源（电压4.5V）
F．开关S及导线若干
（1）小明按电路图连接好电路后，闭合开关进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路：
如果小明观察到电流表无示数，则故障是滑动变阻器断路；
如果小明观察到电流表有示数，则故障是灯泡短路．
（2）排除以上电路故障，闭合开关后，电路工作，调节过程中，通过灯泡的最小电流为0.17A．
（3）小明所选电压表的量程为0～15V、电流表的量程为0～0.6A、则闭合开关后，电路工作、调节过程中，灯泡的实际功率范围为0.24W～1.5W．
（4）小明继续进行实验，为测量灯泡的额定功率（灯泡额定电压为3V），他设计了如下表格．这张表格的设计是错误（正确/错误）的，理由是功率不能设计平均值．
| 次序 | U/V | I/A | 灯泡L亮度 | P/W | 平均值P平/W |
| 1 | 1 | ||||
| 2 | 2 | ||||
| 3 | 3 |
分析 （1）由题意知，电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好，不存在电路故障，电路只有一处故障，电路故障只能出现在灯泡或滑动变阻器处；如果电流表无示数，电压表无示数，则可能是滑动变阻器断路造成的，如果电流表有示数，电压表无示数，可能是灯泡短路造成的；
（2）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流最小，由欧姆定律可以求出最小电流；
（3）电路电流最小时，灯泡电功率最小，由电功率公式P=I2R可以求出灯泡最小功率；当灯泡电压最大，等于电压表最大示数时，灯泡功率最大，由电功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可以求出灯泡的最大功率；
（4）灯泡两端电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值是错误的．
解答 解：（1）如果电流表无示数，则电路存在断路，电路只有一处故障，故断路位置可能是灯泡断路或滑动变阻器断路，如果灯泡断路，电压表与电源两极相连，电压表示数不为零，如果滑动变阻器断路，电路中无电流，电压表与电源两极不能相连，则电压表示数为零，由此可见：电路故障是滑动变阻器断路；如果电流表有示数，电路不存在断路，如果灯泡短路，则与灯泡并联的电压表示数为零，所以电路故障是灯泡短路；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值为滑动变阻器最大阻值时，电路电流最小，
为I最小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{最大}}$=$\frac{4.5V}{6Ω+20Ω}$≈0.17A；
（3）由题意知，流过电路的最小电流等于电流表量程的三分之一，为I最小=$\frac{1}{3}$×0.6A=0.2A，
灯泡的最小功率P最小=I最小2RL=（0.2A）2×6Ω=0.24W，当灯泡两端电压等于电压表最大值3V时，
灯泡功率最大，灯泡最大功率P最大=$\frac{{{U}^{2}}_{最大}}{{R}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{6Ω}$=1.5W；则灯泡的功率范围是0.24W～1.5W；
（4）灯泡电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值一栏是错误的．
故答案为：（1）滑动变阻器断路；灯泡短路；（2）0.17；（3）0.24；1.5；（4）错误；功率不能设计平均值．
点评 本题考查了求电路电流、灯泡电阻、电路故障分析等问题，电路故障有两种：断路或短路，分析电路故障时，要根据电路故障现象，综合分析从而得出结论．
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履带式椎土机能在松软、泥泞或呈一定的坡度的环境中作业，如图为某品牌履带式推土机，下表为其主要参数，根据表中提供的信息，请解答下列问题．（1）观察履带和推土铲的构造特点，举出一个特点，说明所应用的物理知识和作用；
（2）该推土机静止时对地面的压强有多大？（g取10N/kg）
（3）假若该推土机以最大功率进行推土作业，当它在平直的场地上以1m/s的速度匀速行驶了20m，求推土机所做的功有多少？
| 质量/kg | 最大功率/kW | 履带宽度/mm | 履带接触地面的长度/mm |
| 20000 | 200 | 1000 | 4000 |
在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm．在实验后，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如右图所示，要看到如图的情形，物距应该满足的条件是物距小于焦距．若小红不动，小明保持原来姿势拿着凸透镜沿直线匀速后退，当小红的眼睛距离凸透镜距离大于20cm时，小红的眼睛通过凸透镜成缩小的像．
在探究“凸透镜成像规律”时，将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上，调整后的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像．对于该次实验，下列描述正确的有（ ）| A． | 光屏上成正立、放大的虚像 | B． | 光屏上成倒立、放大的实像 | ||
| C． | 照相机应用了该次实验的成像规律 | D． | 投影仪应用了该次实验的成像规律 |
在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮组装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示．| 次数 | 物体的重力G/N | 提升高度h/m | 拉力F/N | 绳端移动的距离s/m | 机械效率η |
| 1 | 2 | 0.1 | 1 | 0.3 | 66.7% |
| 2 | 3 | 0.1 | 1.4 | 0.3 | 71.4% |
| 3 | 4 | 0.1 | 1.8 | 0.3 | 74.1% |
| 4 | 2 | 0.1 | 1.5 | 0.2 |
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，若要增大滑轮组的机械效率，应增大物体的重力．
（3）对比第1、4两次实验数据，可判断“使用相同的滑轮组成的不同滑轮组，提升同一个重物时，越省力的滑轮组其机械效率越大”的说法是错误的．
