题目内容

11．一个额定电压是2.5伏的小灯泡，其正常工作时电阻约10欧．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、电键各一个，两个规格分别为A：“5Ω 1A”，B：“20Ω  0.5A”，的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6伏）．

（1）小明设计了如图（a）所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为B（选填A或B）的滑动变阻器．
（2）图（b）已连接了部分电路．请你根据图（a）所示电路图．用笔画线代替导线，将电路连接完整．（用2B铅笔在答题纸的相应位置作图）．
（3）小明正确选择了滑动变阻器，按图（a）的电路图连接好电路，闭合电建，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于2.5伏．发生上述原因的是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路．
（4）小明排除故障后，继续实验．当电压表的示数为2.5V时．电流表的示数（如图（c）所示），小灯泡的额定功率是0.55瓦．
（5）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了U-I图象，如图（d）所示．结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成（填“成”或“不成”）正比，这是因为灯丝电阻随温度变化而变化．

分析 （1）根据串联电路特点及欧姆定律，求出灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器的规格．
（2）滑动变阻器应一上一下串联接入电路，由电路图确定滑动变阻器的接法．
（3）灯泡发光较暗，说明灯泡实际功率较小，电路电流较小，电路电阻较大；移动滑片，电压表示数不变，说明滑动变阻器阻值不变，由此分析．
（4）由I-U图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后由电功率公式求出灯泡额定电功率．
（5）图象不是直线，说明电压与电流不成正比；这是因为灯丝电阻与温度有关

解答 解：（1）灯泡正常发光时通过的电流约：I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞5Ω，滑动变阻器应选20Ω  0.5A．
（2）由图（a）滑动应串联入电路中，且滑片右滑连入阻值变大，故应将A接线柱接入电路中，如图所示：
；
（3）灯泡发光较暗，说明灯泡实际功率较小，电路电流较小，电路电阻较大；移动滑片，电压表示数不变，说明滑动变阻器阻值不变，滑动变阻器接下面两个接线柱，成为定值电阻．
（4）由实物图可知，电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，由图c知，灯泡电压为2.5V时正常发光，此时电流是0.22A，灯泡额定功率P额=U额I额=2.5V×0.22A=0.55W；
（5）由于灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯丝电阻不是定值，因此I-U图象不是直线，这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比．
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路；（4）0.55；（5）不成；灯丝电阻随温度变化而变化．

点评 本题考查了滑动变阻器的选择、连接电路图、实验现象分析、求灯泡电功率等问题，是实验的常考问题；连接电路图时，注意电表量程的选择，正负接线柱不要接反．

练习册系列答案
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1．小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”）．
（1）该实验原理是v=$\frac{s}{t}$．
（2）测量工具包括刻度尺和秒表．
（3）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较小（选填“大”或“小”）．
（4）请根据图中信息回答：sBC=50.0cm；tAB=2s； vAC=0.3m/s；
（5）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点后才开始计时，则会使所测AC段的平均速度vAC偏大（选填“大”或“小”）．
2．（1）用力的示意图画出如图1所示，物体A所受的重力和其对斜面的压力．
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①根据电路图将如图3所示的实物图连接起来（白色为负接线柱）；
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19．根据要求作图．

（1）如图甲所示，在图中画出力臂L2对应的力F2．
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6．小红在被誉为“浙江第一高楼”的温州世贸中心大厦中乘电梯匀速上升时，下列有关说法中错误的是（　　）
A．以电梯为参照物，小红是静止的
B．小红的动能不变，重力势能增大
C．小红对电梯的压力与电梯对她的支持力是平衡力
D．小红的重力与电梯对她的支持力是平衡力
16．在测定小灯泡的电功率实验中，实验器材齐全并完好，其中：电源电压为6V且不变，待用滑动变阻器有两种规格（分别为“10Ω  3A”、“20Ω  2A”），所用小灯泡是额定电压为“2.2V”、“3.8V”和“4.5V”中的一个，估计小灯泡的额定功率在1.8W以内．

连接电路，闭合开关后，移动变阻器的滑片，当滑片在中点附近某位置时，小灯泡接近正常发光，此时电流表、电压表的示数如图所示．确定小灯泡的额定电压后，稍许移动滑片的位置使小灯泡正常发光，此时电流表指针的位置相差一格．
（1）如图正确连接电路，开关闭合前滑片应移至最左端．
（2）小灯泡的额定电流为0.44A．
（3）小灯泡的额定功率为0.968W．
（4）所有变阻器的规格为20Ω、2A．
3．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干．

（1）将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．应把杠杆两端的平衡螺母向左移动，直到杠杆在水平位置静止，这样做的好处是便于测量力臂．
（2）如图甲所示，在平衡的杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码时杠杆恰好在水平位置平衡，可得出杠杆平衡应满足的条件是F1L1=F2L2 ．
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置静止，现将弹簧测力计向左倾斜，仍使杠杆保持在水平位置静止，弹簧测力计的示数将变大．
（4）图丙是古代护城河上安装的吊桥示意图，人通过定滑轮将吊桥缓慢拉起．在刚开始拉起吊桥到吊桥竖直的过程中，拉力的力臂变化是先变大后变小，拉力与其力臂的乘积变化情况是变小．
20．小明同学阅读了下表后，归纳了一些结论，其中不正确的是（　　）
0℃、1标准大气压下部分物质的密度（千克/米3）
水1.0×103冰0.9×103
水银13.6×103干松木0.4×103
酒精0.8×103铜8.9×103
煤油0.8×103铝2.7×103
A．不同物质的密度也有可能相同
B．固体物质的密度一定比液体物质大
C．同种物质的密度可能不同
D．质量相同的实心铜块和铝块，铝块的体积较大
1．请简要叙述平衡力与相互作用力的相同点与不同点．

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