题目内容

14．甲、乙两同学用相同的器材进行“测定小灯泡额定功率”的实验．实验器材有：4.5伏的电源、标有“3.8伏”字样的小灯泡、标有“5欧 3安”的滑动变阻器、表盘如图所示的电压表和电流表、电键及导线若干．甲同学正确连接电路，实验步骤正确，移动滑片发现无法精确测出额定电压．于是他对电路进行了适当的调整，并将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电压表示数为1.4伏．乙同学按照甲同学调整后的电路连接，然后将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电流表示数为0.32安．接着，他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光，经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等．

（1）画出甲同学调整后的实验电路图．
（2）求小灯正常发光时的电流及额定功率．（保留计算过程）

分析 （1）测定小灯泡额定功率，甲同学正确连接电路，实验步骤正确，说明电压表并联在灯的两端；根据电压表选用的量程确定分度值，将灯额定电压与电压表分度值比较确定移动滑片发现无法精确测出额定电压的原因；
为解决上述问题，根据串联电路电压的规律，结合电压表小量程分度值，确定电压表连接的位置，画出甲同学调整后的实验电路图；
（2）根据调整后的实验电路图，由题目条件结合欧姆定律确定甲同学变阻器滑片的位置，根据欧姆定律求出甲电路中电流大小；根据题目条件结合电阻的串联、欧姆定律确定乙同学变阻器滑片的位置；
根据甲乙两个电路的连接判断使灯正常发光电路中电流的变化；
结合对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等，从而求出灯的额定电流；
根据PL=ULIL求灯的额定功率．

解答 解：（1）由题意，甲同学正确连接电路，实验步骤正确，电流表、变阻器与灯串联在电路中，电压表并联在灯的两端，因灯的额定电压为3.8V，电压表选用大量程，分度值为0.5V，但额定电压3.8V不是分度值的整数倍，故移动滑片发现无法精确测出额定电压；
根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为4.5V-3.8V=0.7V时，灯正常发光，而0.7V是小量程分度值（0.1V）的整数倍，
所以他可将电压表选用小量程并联在变阻器的两端，可较准确的测量出电压，即可解决这个问题，如下所示：

（2）他对电路进行了适当的调整，并将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，电压表示数为1.4伏，可知此时变阻器连入电路中的电阻最大（当电阻最小时，电压表示数为0），滑片置于最左端了，R滑=5Ω，
由欧姆定律，电路中的电电流：
I1=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.4V}{5Ω}$=0.28A…①；
乙同学按照甲同学调整后的电路连接，然后将滑片置于变阻器的一端，闭合电键，
电流表示数为I2=0.32A…②，
因0.32A大于0.28A，
根据欧姆定律，说明此是电路的总电阻小于甲同学连接的电路的电阻，故变阻器滑片置于最右端了；
接着，他们均将变阻器的滑片移动至小灯正常发光，
即甲向右移动滑片，变阻器连入电路中的电路减小，电路的电流增大，
而乙向左移动滑片，使变阻器连入电路中的电阻电路中增大，电流减小，
此时电压表示数为0.7V，灯正常发光时，
甲电路中的电流I′1=IL；乙电路中的电流I′2=IL；
经对比后发现两个电流表示数变化量的大小恰好相等，
△I1=△I2，
即：IL-I1=I2-IL…③，
将①②代入③得：
IL-0.28A=0.32A-IL；
灯正常发光时电流：
IL=$\frac{0.28A+0.32A}{2}$=0.3A；
所以，灯的额定功率PL=ULIL=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案为：（1）如上所示；（2）小灯正常发光时的电流为0.3A，额定功率为1.14W（过程如上）．

点评 本题测定小灯泡额定功率，考查电路的常规连接及尝试对实验方案的改进、分析推理能力和串联电路的规律及欧姆定律的灵活运用，综合性强，难度大，为压轴题．发拙题目的隐含条件，找出开始时移动滑片发现无法精确测出额定电压的原因是解题的关键．

练习册系列答案
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9．（1）如图甲所示，杯子静置在斜面上，请你画出杯子所受重力和支持力的示意图．（图中O点表示杯子的重心）
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6．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
（1）表中编号①处数据应为88.9%，编号②数据应为2.2；
（2）在实验操作中应该竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
（3）若弹簧测力计移动21cm，则物体移动7cm．
实验
次数		钩码
重/N		钩码上升
的距离/cm		弹簧测力计
的渎数/N		弹簧测力计上
升的距离/cm		机械效率
1280.82483.3%
2451.515①
365②1590.9%
（4）根据表中实验数据，你不能（选填“能”、“不能”）计算出图中动滑轮的重力．
（5）进一步分析数据，可知用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将变大．（选填“变大”、“不变”或“变小”）
3．小志同学利用图示装置来研究“凸透镜成像规律”．

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（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是放大（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的上方；
（3）小志同学多次改变物距，移动光屏直到光屏上得到清晰像时，记录并绘制了像距v和物距u之间关系的图象，如图3所示．该凸透镜的焦距是10cm；
（4）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像；
（5）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示．则该透镜焦距f＜L（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L（用L0、L表示）．
（6）若小志同学在图-1所示的凸透镜和蜡烛之间放了一副眼镜，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，为了使像仍然清晰，他将光屏向靠近凸透镜的方向移动了适当的距离，那么，这副眼镜是远视（选填“近视”或“远视”）眼镜．
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