题目内容

9．小明在做“测定小灯泡电功率”的实验时，所用电源电压为4.5伏，小灯泡额定电压为2.5伏：

（1）小明所接的实验电路如图甲示，要求：闭合开关，当滑动变阻器滑片向右滑动时，灯泡变亮．请用笔画线代替导线，将电路补充完整；
（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮、电流表指针不动、电压表指针有明显的偏转，则电路故障原因可能是小灯泡断路；

（3）故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小金同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象．根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W，该图象不是直线，主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）根据上图丙所示，则实验过程中滑动变阻器的I-U图象是D．

分析 （1）滑动变阻器应一上一下串联接入电路，滑片向右滑动时，灯泡变亮，说明变阻器电路在变小；
（2）当电压表有示数，且接近电源电压时，故障是：①被测部分电路断路；②其它部分电路短路．
（3）由图乙读出P到某一位置时，电压表的示数，要测灯泡额定功率，需使灯泡电压等于额定电压，根据串联电路的分压原理分析滑片的移动方向；
（4）从图象上找到额定电压对应的点，读出对应的电流，利用P=UI计算额定功率．
该图象不是直线，即电压和电流的比值不是定值，说明小灯泡发光的过程中，影响电阻大小的因素是存在的；
（5）根据滑动变阻器两端电压变化的范围进行判断，定值电阻两端电压不会等于零．

解答 解：
（1）滑动变阻器应一上一下串联接入电路，滑片向右滑动时，灯泡变亮，说明变阻器电路在变小，所以应将B接入电路．如图所示：
；
（2）闭合开关，发现电压表指针有明显的偏转，此时的故障有两种可能：①被测部分电路断路；②其它部分电路短路．如果是其它部分短路，小灯泡会亮、电流表指针会动，故不符合要求．因此可以断定电路故障为：小灯泡断路；
（3）由图乙，电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，示数为2.2V．为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压到2.5V，减小变阻器两端电压，根据串联电路的分压原理，应减小变阻器连入阻值，即滑片向B端移动；
（4）由图象知，当灯的电压是2.5V时，对应的电流值为0.2A，额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是定值，并且灯丝的电阻随电压的增大而升高，即灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（5）由题意知，滑动变阻器的阻值越大，两端的电压越大，根据欧姆定律，此时电路中的电流越小，故AB错误；
又灯丝电阻也阻值改变，所以C错误，D正确．
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡断路；（3）B；2.5；（4）0.5；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（5）D．

点评 本题是测量灯泡额定功率的实验，考查了滑动变阻器的连接、电路故障的分析、功率的计算及灯丝电阻与温度的关系，考查全面，有一定难度．

练习册系列答案
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4．晓萱用如图甲所示的电路测额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的功率．
（1）闭合开关后，如果将滑动变阻器的滑片从图示的位置向右适当滑动一段距离，电压表的示数会变大．
（2）当滑动变阻器的滑片P滑到某一位置时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光的功率是1.25W．
14．在“伏安法测电阻”的实验中，实验室里供选用的器材有：电源（电压恒为4.5V），电流表一个（0～0.6A～3A）、电压表（0～3V～15V），开关一个，待测电阻一个，阻值约为6Ω，规格分别为“12Ω  1A”、“3Ω  2A”的两个滑动变阻器，导线若干．
（1）实验电路图如图甲所示，请用笔画线将图乙实物图连接完整．

（2）实验时电路中允许通过的最大电流约为0.5A．
（3）当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图所示，则待测电阻的阻值为6.25Ω．

（4）在实验时需要多测几组数据，你认为应该选择的滑动变阻器规格是12Ω 1A．
1．（一）物理学习小组准备探究“浮力大小与哪些因素有关”
同学们利用以下器材对这些猜想进行了探究．
器材：两个弹簧测力计（一个量程为0-3N，分度值为0.1N）、实心圆柱体铜块甲：高度为5cm，横截面积为2cm2；实心圆柱体铜块乙：高度为6cm，横截面积为5cm2；实心圆柱体铝块丙：高度为6cm，横截面积为5cm2；一块橡皮泥、三个相同的大烧杯（底面积为40cm2），分别装有一定量的水、酒精、盐水溶液、刻度尺、细线．
他们设计了如下的实验：
①用弹簧测力计挂住实心铜块甲，称出铜块的重力，如图A；
②用弹簧测力计挂住实心铜块甲，把它慢慢浸入到水中，读出铜块在不同深度时弹簧测力计的示数，如图B、C、D、E、F；
③用弹簧测力计挂住实心铜块甲，把它慢慢浸入到盐水中，读出铜块在与图E中深度相同时弹簧测力计的示数，如图G．

实验时，他们发现了一个问题，在如图B、C、D、E、F、G中弹簧秤的示数变化很不明显，主要原因是铜块体积太小，所受浮力太小．
同学们经过讨论，认识到了问题，并对实验进行了改进：用铜块乙代替铜块甲，用酒精代替了水，顺利地完成了实验，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如表：
实验次数1234567
h/cm0246789
F/N2.702.592.482.372.372.372.30
（1）在第②步的图D中铜块乙所受浮力F浮=0.33N．
（2）分析第②步的图B、C、D，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关．
（3）分析第B、C、D步，说明浮力大小跟排开液体的体积有关．
（4）分析第E、G步，说明浮力大小跟液体的密度有关．
（5）分析第D、E、F步，说明浮力大小跟浸没在液体中的深度无关．
（6）这种研究物理问题的方法叫控制变量法．
（二）物理小组的同学们体验到了科学探究的乐趣，想继续探究一下“液体内部压强与深度关系”，怎么探究呢，于是展开了讨论，有同学提出不需要重新设计实验，就用上面实验中的数据就可以得到液体压强的特点，请你帮他分析一下：
（1）在图B中物体下表面处受到液体的压强为200 Pa；
（2）由图A及B、C、D、E、F几组数据可以得到液体压强与液体的深度有关．
18．图甲是测量标有“3.8V”字样的小灯泡额定功率的电路图
（1）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到最左端
（2）当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，是0.3A，由此可得，小灯泡的、额定功率为1.14W．
（3）在实验中，小明把电流表与电压表的位置互换，闭合开关后造成D（选填选项前的字母）
A．电流表被烧坏   B、电压表被烧坏   C、小灯泡被烧坏   D、小灯泡不亮
（4）小强的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强重新设计了如图丙所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，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：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑片至某一位置，使电压表的示数为3.8V
②保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S，S2，记下电压表的示数为U2
③得出小灯泡的额定功率的表达式P=3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$
19．最早精确测出大气压值的科学家是托里拆利，一个标准大气压的值是1.013×105Pa．

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