题目内容
4．某校两个实验小组在测定小灯泡电功率的实验中，被测小灯泡的额定电压为2.5V．实验桌上提供有如下器材：电源（电压6V且恒定不变）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器（50Ω 1A）各一只，导线若干．
（1）晓丽同学所在实验小组按照如图甲所示的电路进行实验．
①用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整．
②连接电路时，开关应该断开．
③闭合开关，移动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是小灯泡短路．
④排除故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为1.1 V．要使小灯泡正常发光，滑片P应向左（选填“左”或“右”）端移动．
⑤多次改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，并绘制出如图丙所示的图象．由图象，小灯泡的额度功率是0.5 W．
（2）实验时某小组学生发现电流表损坏，他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验．于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻（阻值适当）和一个单刀双掷开关（符号为：
），借助原有的实验器材，顺利完成了实验．假如由你来做该实验，要求电路只连接一次，请设计实验方案．①画出实验电路图．
②简述实验步骤：
（用相应的字母表示测出的物理量）
③写出灯泡额定功率的表达式P额=$\frac{2.5×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）
分析 （1）①电压表应与小灯泡并联；
②为保护电路，连接电路时，开关应断开；
③电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数示数说明电压表被短路；
④认清电压表的量程、分度值后读数；测灯泡的额定功率应使小灯泡两端电压为额定电压；
⑤由图丙读出小灯泡两端电压为额定电压时的电流值，利用公式P=UI，计算额定功率；
（2）没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的电压等于2.5V，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．
解答 解：（1）①由图可知，小灯泡未连入电路，电压表要与小灯泡并联；
②为保护电路，连接电路时，开关应断开；
③电流表有示数说明电路为通路，电压表无示数示数说明电压表被短路，即小灯泡短路；
④由图乙可知电压表的量程为0～3V，示数为I=1.1V，为测灯泡的额定功率应使小灯泡两端电压为额定电压，即要增大小灯泡两端电压，应使滑动变阻器的滑片向左移动；
⑤由图丙可知，小灯泡两端电压为2.5V是，灯泡中的电流I=0.2A；小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（2）①实验需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流，可以把灯泡与定值电阻串联，测出定值电阻两端电压，由欧姆定律求出通过定值电阻的电流，由于灯泡与定值电阻串联，可以求出通过灯泡的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率，实验电路图如图所示：
②实验步骤：a、根据电路图连接电路，闭合开关S1、S2接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5A．
b、保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接2，读出电压表示数U．
③通过灯泡的电流：I=IR0=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，灯泡额定功率：P=U额I=$\frac{2.5×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$；
故答案为：（1）①如上图所示；②断开；③小灯泡短路；④1.1V；左；⑤0.5W．
（2）①见解答图；
②简述实验步骤：a．按图连接电路，闭合S1，S2接1，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V．
b．保持滑动变阻器滑片的位置不变，S2接2，读出电压表示数为U．
③$\frac{2.5×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
点评 本题考查了设计电路图，在判断故障时，会根据电压表的示数的变化判断：若电压表有示数，说明电压表与电源能相通，电压表两接线柱之间有开路；若电压表无示数，说明电压表被短路或与电源不能相通．
名校课堂系列答案
| 实验次数 | 小车质量（kg） | 速度大小（m/s） |
| 1 | 1 | 6 |
| 2 | 2 | 3 |
| 3 | 3 | 2 |
（2）从数据中可以看出质量越大的小车越难（填“难”或“容易”）起动，小明想到物体保持运动状态不变的性质叫惯性，那么物体惯性大小与质量的关系是质量大，惯性大．
某中学九年级同学在老师的指导下做了水火箭升空实验．实验器材有：饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等．水火箭构造如图所示．根据老师的介绍，同学们了解到水火箭升空工作过程如下：在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上，用气筒向瓶内打气，瓶内上方气体压强达到一定程度，高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出同时，瓶飞向高空．（1）水火箭升空原理可利用我们所学过的力的作用是相互的知识来解释．
（2）实验后小明提出了问题：水火箭上升高度与什么因素有关呢？
小明猜想：可能与瓶中气体的压强有关；小华猜想：可能与瓶中水的体积有关；小军猜想：可能与瓶子的形状有关；除此之外，你认为水火箭上升的高度还与塞子与瓶口的摩擦力大小有关． （写出一点）
（3）实验小组通过试验发现，瓶塞插入深度不同，瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同（设充一次气气量相同），他们选用同一可乐瓶，瓶中水量为．通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录．考虑到安全做了三次，实验结果如下：
| 瓶塞塞入深度 | 浅 | 深 | 更深 |
| 水火箭上升高度（m） | 2 | 5 | 12 |
（4）为了验证小华的猜想，请你为她设计一个可行的实验步骤：保持其它的情况不变，只改变装入瓶内水的体积，重复试验比较发射高度．
如图所示是小枫和同学们利用实验室的长方体木块做了“探究力的作用效果的影响因素”的实验，根据实验现象，他们得出了以下结论，其中正确的是（ ）
某同学用弹簧测力计、量筒、水和石块做测定浮力的实验，如图所示，