题目内容

13．实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验．

（1）为使实验数据更加准确，应将灯泡右端的接线柱接电压表的3（选填“3”或“15”）接线柱上．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至右端（选填“左”或“右”）；闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则产生此故障的原因可能是灯泡断路．
（3）排除故障后，闭合开关并调节滑动变阻器，测得如下一组数据．其中第2组的电流表示数如图丙所示，则第2组的电流是0.4A．
实验次数123
电压U/V2.02.53.0
电流I/A0.340.44
①分析这组数据，你认为该小灯泡是否合格：不合格，其原因是：电压为2.5V时，其功率为1W，大于出厂规格
②假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是长了还是短了？短了．

分析 （1）电压表与灯泡并联，由灯泡的额定电压确定电压表使用的量程注意电压表的正负接线柱．
（2）闭合开关前，滑片置于最大阻值处，离接入的下面接线柱最远．
灯泡不发光，可能灯泡短路或断路．电流表无示数，可以断定灯泡断路，电压表串联在电路中，电压表测电源电压．
（3）根据电流表的量程和分度值以及指针的未知读出电流值．
①通过实验数据求得灯泡的额定功率，与灯泡上标注的额定功率进行比较，如果相等则合格，否则不合格．
②电压相等时，知道功率，根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$比较电阻的大小，根据电阻大小的影响因素比较钨丝的长短．

解答 解：（1）由灯泡的额定电压可知电压表选择0～3V量程．
（2）闭合开关前，滑片处于最大阻值处起保护电路作用，滑片移至右端．
灯泡不发光，电流表无示数，电路断路，电压表示数等于电源电压，说明此时电压表串联在电路中，则与电压表并联的灯泡断路．
（3）电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，因此灯泡的额定电流为0.4A；
①P=UI=2.5V×0.4A=1W＞0.75W，所以，灯泡不合格．
②由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$知，电压相等时，功率越大，电阻越小，钨丝长度和横截面积相同时，钨丝越短，电阻越小．
所以，实验用的灯泡钨丝长度比合格灯泡的钨丝长度短．
 故答案为：（1）3； （2）右；灯泡断路；（3）0.4；①不合格；电压为2.5V时，其功率为1W，大于出厂规格；②短了．

点评 本题涉及到选择电压表量程，滑动变阻器接线柱，电压表、电流表、滑动变阻器的连入方式，判断电路故障，读电流表的示数，计算功率，以及判断灯泡是否合格，涉及到的知识点较多，综合性较强，给解题带来困难．

练习册系列答案
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12．如图所示，关于射箭过程，下列说法不正确的是（　　）
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D．放手后，弓弦对箭的力改变了箭的运动状态
4．2015年4月16日，中国南车株洲电力机车有限公司全球首创的十秒级闪充超级电容储能式现代电车在宁波生产基地正式下线，如图所示．这种电车采用超级电容作为电能存储设备，这种超级电容安全环保，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十年．与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满，并可让电车持续正常行驶5km以上．在制动和下坡时，电车还可以把一部分动能再转化为电能为超级电容充电．
若这种电车的质量（满载，含乘客）为m=15t；正常匀速行驶时，电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍；正常匀速行驶时的速度为v=10m/s．（取g=10N/kg）求：
（1）这种电车满载正常匀速行驶时的功率P行．
（2）若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km，满载正常匀速行驶时的效率为90%．试估算，每次充满电，电车从充电桩所获得的能量E．
（3）若每次给这种电车充满电须耗时t=30s，试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P出．
1．在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用如下器材：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω  1A）、开关和导线．如图甲所示是小明没有连接完整的电路．
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电压表有示数，电流表的示数几乎为零，灯泡不发光，导致这一现象的原因可能是灯泡灯丝断了或灯泡与灯座接触不良．
（3）排除故障后，小明通过正确的操作，得到多组I、U数据，作出如图乙所示的I-U图象，由图可知，灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.26A，灯泡的额定功率为0.65W；灯泡的电阻随电压的增加而增大（选填“增大”或“减小”），导致灯泡电阻变化的主要因素是灯泡电阻受温度影响．
（4）根据（1）问中连接好的电路，排除（2）问中的故障，移动变阻器滑片，能否实现灯泡两端的电压从零连续变化到2.5V？答：不能（选填“能”或“不能”），其理由是当滑片移至变阻器最左端时，电路中电阻最大，流过灯泡的电流最小但不为零，电压最小也不为零，所以不能实现电压从零连续变化．
8．小红用电压表、电流表、滑动变阻器、导线、开关及干电池等实验器材，测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率．
（1）小红连接的部分实验电路如图甲所示，请你添加一条导线将实验电路补充完整．
（2）当调节滑动变阻器使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则可知通过小灯泡L的电流为0.3A，小灯泡L的额定功率为0.75W．
18．同学们利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，所用电源电压为3V，Rx阻值约为5Ω．
（1）实物电路如图甲，请用笔画线代替导线将电路连接好．
（2）闭合开关，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙，则通过电阻Rx的电流I=0.5A，计算出Rx=4.8Ω．
（3）利用现有的器材和电路，在已经规范使用器材的前提下，要使测量结果更接近真实值；应该多次调节滑动变阻器，分别测出电流和电压并求出电阻值，计算电阻的平均值．
5．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压恒为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．

（1）小明接好如图甲所示的部分电路，在电路中还有两根导线没连好，请你用笔划线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求变阻器的滑片在B端时电阻最大）．
（2）接好电路后闭合开关，小明发现电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑动变阻器的滑片向以A（A/B）移动．
（3）小明将实验中收集的数据及现象填入表中．
实验次数电压/V电流/A光暗情况
110.16暗
21.50.22较亮
32.50.28亮
实验结束后，他与同学还进行了讨论和交流：
①小红同学认为该实验可以用来“探究导体中的电流与电压的关系”，小华则认为必须把灯泡换成定值电阻才行，大家通过讨论肯定了小华的说法．
②小强发现电压表损坏了，老师告诉他己经没有电压表可换了，而给了他一个已知电阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关．小强重新设计了如图丙所示的电路，在不改变电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率．正确连接电路后，接下来的实验步骤是：
A．闭合开关S、S1与a相连，调节滑片P，使电流表示数I1=$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$；
B．保持滑片的位置不动，S1与b相连记下电流表示数I2；
C．小灯泡额定功率的表达式P=2.5V×（I2-$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$）（用己知和测量的物理量的符号表示）．
2．小明同学为探究压力的作用效果与哪些因素有关时，用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵，做了如图所示的三个实验．

①该探究实验用到的研究方法是控制变量法．
②观察三个实验，比较甲图和乙图所示实验，说明：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显．
③观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明：压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．
3．（1）如图1示弯曲杠杆，O是支点，在B处挂一重物G，在A点施加一作用力，使杠杆平衡，画出这个最小的力，并画出该力的力臂．
（2）要把一球滚上台阶，请画出图2作用在球上的最小力和其力臂．

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