题目内容

17．如图所示，是测量小灯泡电功率的实物元件图，其中电源是由三只蓄电池组成，小灯泡额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω、1A”字样，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V）．
（1）本实验的原理是：P=UI；
（2）请用笔画线代替导线，把图1中的电路元件连接成实验电路．（要求：滑片P向左移时灯变亮，且连线不得交叉）
（3）小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想：
A．可能灯丝断了             B．可能是变阻器开路
C．可能是小灯泡短路         D．可能是电流表开路
请你借助已连好电路中的电流表和电压表验证小刚的猜想，并将电流表、电压表相应示数填入表．
猜  想电流表示数/A电压表示数/V
如果A成立
如果B成立
（4）排除故障后，在测量小灯泡的额定功率时，应先调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为3.8V，再测出电路中的电流，即可计算出额定功率；若小灯泡两端实际电压为额定电压的1.2 倍，则实际功率为额定功率的1.44倍．（假设电阻值不变）
（5）实际测量过程中小刚才发现电压表0～15V量程已损坏（另一量程完好），但他仍想利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请你帮小刚重新设计新的电路图并画在图2的方框内．

（6）小刚按重新设计的电路图继续实验，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.2V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图3所示，则小灯泡的额定功率是1.52W．
（7）实验时，若发现电流表指针摆动分别出现了如图4甲、乙所示的两种情况．请分析在使用电流表时分别存在什么问题，并写在下面的横线上．

甲现象存在的问题：电流表指针反转，所以电流表正负接线柱接反；
乙现象存在的问题：电流表指针偏转角度太小，所以电流表所选量程过大．

分析 （1）对与测量类的实验，它的实验原理就是指实验要根据什么来做，因此要考虑被测量物理量的计算公式．
（2）根据电压表、电流表、滑阻的接线原则和要求，把电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑阻下面接线柱接左边的．
（3）根据电流表、电压表有无读数来判断电路错误时，要考虑电流表、电压表的连接方式和自身特点．电流表无示数说明电路断路，电压表有示数且接近电源电压，说明和电压表并联的用电器断路．
（4）要根据电路中各元件的作用来考虑这个空的答案．当小灯泡两端实际电压为额定电压的1.2倍时，在电阻不变时，电流也会变为原来的1.2倍，根据公式P=I2R可知，实际功率变为原来的1.44倍．
（5）可根据串联电路电压特点计算，若滑阻与电压表并联时是否超过电压表的3v量程，若不超过可设计电压表与滑阻并联的电路来完成灯泡额定功率的测量．
（6）根据第五小题设计的电路图可知：滑阻电压为2.2V时，灯泡电压为额定电压，正常发光，此时读出电流表读数0.4A，利用公式P=UI 计算就可．
（7）甲图电流表指针反转，根据电流表出现这一现象的原因来解题；乙图电流表指针偏转角度太小，这样读数误差较大，可以根据出现这种情况的原因来解题．

解答 解：（1）根据电功率计算公式和电路元件可知该实验原理为：P=UI；
（2）按要求连接实物如图：
；
（3）如果A成立，电路为断路，则电流为0，而电压表和灯泡并联，电压表的读数接近电源电压；如果B成立，电路也是断路，电流为0，电流表示数为0，而电压表是和灯泡并联，电流在滑阻处断路，电流流不到电压表，故电压表示数也为0．
具体读数如表：

猜想电流表示数/A电压表示数/V
若A成立06
若B成立00
（4）滑动变阻器起调节灯泡电压的作用，当灯泡为额定电压3.8V时，功率为额定功率，当小灯泡两端实际电压为额定电压的1.2倍时，在电阻不变时，电流也会变为原来的1.2倍，根据公式P=I2R可知，实际功率变为原来的1.44倍；
（5）4节干电池的电压为6V，当灯泡在额定电压下工作时，根据串联电路电压特点可知：滑阻电压为（6V-3.8V）=2.2V，没有超过电压表的3v量程，所以可设计电压表与滑阻串联的电路来完成灯泡额定功率的测量．
电路图如图：

（6）电源电压为4节干电池6V，根据串联电路电压特点可知：滑阻电压为2.2V时，灯泡电压为额定电压3.8V，正常发光，此时读出电流表读数0.4A，则P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
（7）甲的问题：电流表指针反转，所以电流表正负接线柱接反；
乙的问题：电流表指针偏转角度太小，所以电流表所选量程过大．
故答案为：（1）P=UI；（2）向上图；（3）0；6；0；0；（4）滑动变阻器；3.8；电流；1.44；（5）见上图；（6）2.2；1.52；（7）电流表指针反转，所以电流表正负接线柱接反；电流表指针偏转角度太小，所以电流表所选量程过大．

点评 本题考查了多个知识，实物图的连接、电路错误的判断等，要利用所学知识认真分析，总结方法．

练习册系列答案
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7．下列说法中，哪一种是错误的？（　　）
A．物体的运动状态发生变化，一定是受到了力的作用
B．物体受到力的作用时，它的运动状态就一定改变
C．物体没有受到力的作用时，它的运动状态就一定不改变
D．物体之间不一定要相互接触才能发生力的作用
8．伴随着“环保低碳、节能减排”的生活新理念，太阳能汽车应运而生．太阳能汽车牵引力的功率约为1500W，车轮与地面的接触总面积为0.1m2．当汽车与人的总质量为1000kg时，该车以54km/h的速度沿直线匀速行驶了30min．（g=10N/kg）请计算该车：
（1）太阳能汽车对水平地面的压强；
（2）30min行驶过程中太阳能汽车做了多少焦耳的功；
（3）行驶过程中太阳能汽车受到的阻力．
5．如图所示是小伟组测量标有“2.5V”的小灯泡电阻的实物连线图．（已知滑动变阻器最大阻值为R0）

（1）请用铅笔画线代替导线将电路补充完整．
（2）小伟检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，立即举手要求老师更换灯泡，这种做法不妥当（选填“妥当”或“不妥当”）．经同组成员提示还发现电压表无示数、电流表有示数，则灯泡不亮的原因可能是灯泡短路． 问题解决后，小伟调节滑动变阻器，使小灯泡正常工作，电流表示数如图所示，则小灯泡此时的电阻约为10.42Ω．
（3）完成实验后，小伟想用原电路测某一定值电阻Rx的阻值，他用该电阻替换灯泡后，发现电压表损坏了，便将其拆除．请你在不改变其他元件连接的方式下，帮他完成实验步骤：
A．闭合开关，使滑动变阻器连入电路的阻值最小（为零），记下电流表的示数I1；
B．将滑动变阻器连入电路的阻值最大，记下电流表示数I2．
表达式：Rx=$\frac{{I}_{2}{R}_{0}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．（用I1、I2、R0表示）
12．德江玉龙湖的湖面在灯光映射下的夜景更加绚烂，这是光的反射现象；湖边有很多音爱好者用乐器奏出的美妙音乐，人们能够分辨不同乐器发出的声音，这主要是它们声音音色的不同；湖面上的小船漂在水面上而不下沉，是因为小船受到浮力的作用．
2．关于如图所示的四种现象，说法正确的是（　　）
A．甲图中看见筷子好像在水面处“折断”，由于筷子在水中受到浮力向上弯折了
B．乙图中所看见的“关灯”二字是实像
C．丙图中的倒影是由于在水中发生了光的折射所形成的
D．丁图中的影子的形成说明光是沿直线传播的
9．运动会的百米赛跑，终点计时员应看到发令枪冒烟（选填“听到枪声”或“看到发令枪冒烟”）时开始计时，运动员由于惯性在跑到终点时还要继续向前运动．
6．把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数．如图让玻璃板的下表面接触水面，然后稍稍用力向上拉，发现弹簧测力计示数变大，其原因是水分子与玻璃分子之间存在引力．
11．在做测量定值电阻Rx阻值的实验中：

（1）小红同学根据如图甲所示的电路图，将实验器材连接成实验电路（如图乙所示）．同小组的小花同学在检查电路时认为：从实验目的来看，小红在实验电路的连接上有一根导线连接错了．请你在接错的那根导线上打“×”，并画出正确的连接．
（2）将电路改接正确之后，小红同学闭合开关，调节滑片，当电流表的示数为0.2A时，电压表的示数如图丙所示，则电压表的示数是1.8V，被测电阻Rx的阻值是9Ω．
（3）小红和小花两位同学都为自己在全班首先获得测量结果而高兴，准备整理实验器材，结束实验．针对这种情况，你对她们提出的建议是调节滑片，改变电压表和电流表示数，多测几组数据；你提出这个建议的目的是多次测量求平均值，减小误差．
（4）为了测量“3.8V”的小灯泡的额定功率，小红同学断开开关后，首先把定值电阻换接成“3.8V”的小灯泡，然后将电压表的量程改接为0～15V．
（5）小红同学闭合开关之后，就发现灯L很亮，电流表的示数大，则出现这种现象的原因是闭合开关前，滑片没有移到阻值最大的位置．
（6）接着小红同学调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为0.912W．

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