题目内容

20．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6Ⅴ，小灯泡额定电压为2.5Ⅴ（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B．
A．“15Ω  0.5A”的滑动变阻器    B．“20Ω  0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
（3）连接电路时，开关应断开（填“闭合”或“断开”）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A端（填“A”或“B”）．
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B端移动（填“A”或“B”）．
（5）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：该小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω；额定功率为0.5W．

分析 （1）选择滑动变阻器的规格，要从电路需要滑动变阻器的最大电阻和电路允许通过的最大电流考虑：
滑动变阻器的最大阻值要稍大于电路需要滑动变阻器的最大阻值．
滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路最大电流．
（2）把灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，注意滑动变阻器的接法；
（3）连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处；
（4）看清量程和分度值，读出电压表示数；根据串联分压特点确定滑片移动方向；
（5）分析图象，得出小灯泡额定电压对应的电流，利用R=$\frac{U}{I}$得出电阻，利用P=UI求出电功率．

解答 解：（1）灯泡正常工作时电流为IL=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12Ω}$≈0.2A．测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得滑动变阻器电阻为：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{L}}$═$\frac{3.5V}{0.2A}$=17.5Ω．滑动变阻器应选“20Ω  0.5A”的滑动变阻器；
（2）把灯泡、滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；

（3）连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，根据实际连接，滑片应处于A端；
（4）电压表接的是0～3V量程，分度值为0.1V，此时示数为2.2V；该电压低于额定电压，为使电压达到额定电压，滑片应该向B端移动；
（5）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：
当电压为2.5V时，电流为0.2A，此时小灯泡的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω，额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
故答案为：（1）B；（2）如图所示；（3）断开，A；（4）B；（5）12.5，0.5．

点评 此题主要考查学生对于测量小灯泡电功率实验的理解和掌握，熟知电路图、实验原理以及曲线图的分析是解题关键．

练习册系列答案
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10．某同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程如图所示．

（1）在下列空格中填写适当内容．
①选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明玻璃杯中，发现花生米下沉至杯底，如图9甲所示，此时花生米所受的浮力小于（填“大于”“等于”或“小于”）重力．
②往杯中逐渐加盐并搅拌，直至观察到花生米悬浮，随即停止加盐，如图乙．
③取出花生米，用调好的天平测杯子和盐水的总质量，如图丙，天平的读数为121g．
④将玻璃杯中的盐水全部倒入量筒，如图丁，量筒的读数为55mL．
⑤利用密度公式计算出盐水的密度，即为花生米的密度．
（2）实验中遗漏了重要的一步，合理的步骤是第④步操作后还应用天平测量倒出盐水后玻璃杯的质量．
（3）实验中若加盐过量，可进行如下操作：向玻璃杯的盐水中加水，使花生米悬浮．
11．如图所示，小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验，他已连接了部分电路，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）请用笔画线代替导线，将图示电路连接完整；
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表示数为零，则出现故障的原因可能是灯泡短路．
（3）故障排除后，小明通过实验测得如下数据，分析数据可知灯泡的额定功率是0.5W．
（4）小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小，P1应大于P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．
实验次数电压表示数U/V电流表示数I/A
12.00.17
22.50.20
33.00.22
8．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、刻度尺、细线、弹簧测力计、若干个质量相同的钩码等．
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉．此时，应把杠杆两端的平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态．这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量力臂．
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码（如图甲），在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡．改变钩码个数及悬挂位置多次实验后小明得出了杠杆平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或F1L1=F2L2）．
（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置（支点不在杠杆的中点）进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符．其原因是杠杆自重的影响
15．某班同学在“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：三节新干电池，电流表（0-0.6A、0-3A）、电压表（0-3V、0-15V）、“50Ω、1A”和“30Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器，额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）如图所示是某组同学连接的实验电路，可以更改其中的一根导线就将其改正确．请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线（导线不能交叉）．
（2）电路连接正确后，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转．逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大．该电路故障可能是小灯泡短路．
（3）排除故障后该小组正确操作实验，测量数据如表所示
12345678
发光情况明亮亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭
电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1
电流I/A0.280.260.300.240.200.190.160.05
分析实验数据可知：
①小灯泡的额定功率为0.7W．
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是小灯泡的实际功率太小．
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω（选填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）．
（4）为了顺利完成实验，小明在实验中应选用规格为50Ω、1A的滑动变阻器．
5．下列现象中属于光的反射的是（　　）
A．
      彩虹		B．
       倒影		C．
     手影		D．
      水滴成像
12．如图是某校拔河比赛的场景，对于拔河比赛，下列说法不正确的是（　　）
A．比赛前将地面沙子打扫干净，是为了增大摩擦
B．比赛过程中，输赢双方拉力的大小不相等
C．选体重大的运动员，可以增大对地面的压力
D．输的一方由于受到不平衡力，所以向前移动
9．小莉同学进行“测量小灯泡的电功率”的实验，图甲是实物连接图，其中电源电压是4V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）图甲已连接部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将电路连接完整，使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大．
（2）小莉同学连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是C
A．电流表断路  B．小灯泡短路  C．小灯泡断路  D．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图乙所示，其示数为2.2V；若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片P向C（填“C”或“D”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（4）小莉同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的图象．根据图象信息，可算出小灯泡的额定功率是0.5W，通过图象还可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：灯丝的电阻与温度有关．
（5）一位小组成员将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，电路其他部分不改变，他还可以完成的探究实验是B．
A．探究电流的磁场强弱与电流大小的关系     B．探究电流与电压的关系
C．探究电流产生的热量与电阻的关系．
10．关于一些物理量的估计，下列数据最接近实际的是（　　）
A．一只信鸽的质量约为5kg．
B．电冰箱冷冻室温度约为4℃．
C．成年人正常步行的速度约为3 m/s
D．篮球板上篮圈到地面的距离约为3.05m

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