题目内容

13．甲、乙、丙三同学分别利用图甲做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外他们所使用的器材规格均相同，小灯泡的额定电压可能是“2.3V”、“2.5V”或“3.8V”，功率相差不大．
（1）甲同学连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表指针的转向情况如图乙所示，则可能的原因是：电流表正负接线柱接反了，电压表量程选择偏小．

（2）乙同学正确连接好电路，闭合开关时记录了第1组数据，当小灯泡正常发光时记录了第2组数据，把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下，后熄灭，并记录了第3组数据，如下表所示．则他们所用电源的电压为4.5V，乙同学所用灯泡的额定功率为0.65W．
物理量
实验序号		电压表
示数		电流表
示数		小灯
亮暗程度
11.3V0.16A暗
22.5V0.26A正常发光
34.5V0A不发光
（3）当丙同学所选用的小灯正常发光时，电压表的示数如图所示，而滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为10Ω，丙同学所选用灯泡正常发光时的电流为0.22A．
（4）三位同学用实验记录的数据来计算小灯泡灯丝的电阻，都发现灯丝的电阻值会变化，请你给他们作出合理的解释：灯丝电阻随温度的变化而变化．

分析 （1）根据电流表和电压表指针的转向情况进行判断；
（2）乙改变滑动变阻器电阻，灯泡正常工作，得到小灯泡的额定电流和额定电压，算出小灯泡的额定功率；
继续移动滑片，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，烧断灯丝，电路断路，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压；
（3）乙连接好电路，闭合开关，滑动变阻器滑片在最大阻值处，得到第一组数据，求出滑动变阻器电压，求出滑动变阻器最大电阻；
甲乙丙使用的器材除灯泡外其它都相同，利用乙的第一次实验求得滑动变阻器的最大阻值，求得滑片中点时接入电路的电阻．
求得滑动变阻器电流即灯泡电流．
（4）灯丝电阻随温度的改变而改变．

解答 解：
（1）由图乙可知，电流表正负接线柱接反了，电压表量程选小了．
（2）乙改变滑动变阻器电阻，灯泡正常工作，得到小灯泡的额定电流为0.26A和额定电压为2.5V，故小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
乙同学把滑片移到端点时时，灯泡被烧坏，电压表串联在电路中，测电源电压，电压表示数为4.5V．
（3）乙同学连接好电路刚闭合开关时，滑片处于最大阻值处，由第一组数据可得到：
滑动变阻器电压为：U1=U总-UL=4.5V-1.3V=3.2V，
滑动变阻器最大阻值为：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3.2V}{0.16A}$=20Ω．
丙同学所选用的小灯正常发光时，滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为10Ω，
此时电压表使用0～3V量程，每一个小格代表0.1V，故滑动变阻器的电压为4.5V-2.3V=2.2V，
根据串联电路电流处处相等，所以通过灯泡电流与通过滑动变阻器的电流相等为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.2V}{10Ω}$=0.22A；
（4）灯丝电阻随温度的变化而变化．
故答案为：（1）正负接线柱接反了；量程选择偏小；（2）4.5；0.65；（3）10；0.22；（4）灯丝电阻随温度的变化而变化．

点评 本题的很多已知条件都不是直白的，而是隐含在实验数据中，需认真挖掘，如：通过灯泡两端电压超过灯泡额定电压时，烧坏灯泡，电压表串联在电路中测量电源电压，获得电压表示数；通过闭合开关时，滑动变阻器滑片处于最大阻值处求得滑动变阻器最大电阻；通过甲乙丙使用的器材相同，求得丙同学实验时，滑动变阻器的电流，即灯泡正常工作时的电流．

练习册系列答案
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4．学校实验室新进了一批“2.5V   0.75W”的小灯泡，小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格，实验员提供了以下器材：待测小灯泡、铭牌为“10Ω  2A”、“50Ω  1A”的滑动变阻器各一个、电流表、电压表、二节1.5V的干电池、开关、导线．

（1）按图连接实物电路图时，开关S应该断开；比闭合开关前，滑片应置于B端．（A或B）
（2）正确连接电路后，闭合开关S，小明在实验过程中发现小灯泡两端的电压调节范围小，原因是：滑动变阻器的阻值太小；应换用铭牌为50Ω1A的滑动变阻器；
（3）小明更换器材后完成实验，应用实验数据作出“U-I”关系图象如图丙所示，由图可得小灯泡实测的额定功率为0.75W，该小灯泡符合（选填“符合”或“不符合”）制造规格；
（4）由“U-I”关系图象可知，当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻是5Ω；进一步分析图象可得小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而增大（选填“增大”、“减少”或“不变”）．
1．按图1所示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验，所用器材有：标“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）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（填选项前的字母）D．
A．电流表烧坏 B、电压表烧坏C．小灯泡烧坏 D、小灯泡不亮
（2）另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：小电灯断路，
排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处．
（3）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下表．
电压表的示数U/V电流表的示数I/A小电灯的功率P/W
2.00.20
2.50.22
3.00.25
3.80.30
4.50.32
①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为1.14W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：灯丝电阻随温度的升高而增大．
②当小灯泡正常工作时，连人电路的滑动变阻器的阻值为7.33Ω．
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，两灯消粍的总功率为1.5W．
（4）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，如何测出小灯泡的额定功率？
①在图2虚线框中画出测量电路图；
②若小灯泡两端最大可加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应为4.7Ω～12Ω．
8．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据如图甲所示的电路图，将如图乙所示实物图连接完整．（要求滑片向右移动时灯泡变亮）在连接之前，开关应断开．
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的AB．（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表：
次数电压U/V实际功率P/W电阻R/Ω
11.60.200.328.00
22.50.240.6010.42
32.80.260.7310.77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越大，L1的额定功率为0.60W．
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（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”．这种说法错误的原因是小雷忽略了温度对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系”．你认为这种说法是正确的（选填“正确”或“错误”）．
18．一电阻两端电压为10V时，通过它的电流为0.2A，则这段导体的电阻是？把这段导体两端的电压降低为5V，通过它的电流为？
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A．
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