?18.3 測(cè)量小燈泡的電功率
課后培優(yōu)練級(jí)練


培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練
1．物理實(shí)驗(yàn)課上，小鵬同學(xué)用如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量標(biāo)有“2.5 V”字樣小燈泡的電功率，電源電壓為4.5 V不變．他從滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，測(cè)得小燈泡的I－U圖象如圖乙所示，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為_(kāi)_____Ω.滑片P向右移動(dòng)過(guò)程中，小燈泡L的亮度變_____，小燈泡正常發(fā)光的功率為_(kāi)____W.

　　　甲　　　　　　　　　乙
【答案】???? 40???? 暗???? 1
【解析】
【詳解】
由電路圖知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，電源電壓一定，由I＝可知，當(dāng)變阻器連入電路的阻值最大時(shí)，電路中電流最?。挥蓤D象知電路的最小電流為0.1A，此時(shí)燈泡兩端電壓為0.5V；電路的最大總電阻：R總最大＝＝45Ω，此時(shí)燈泡的電阻：RL＝＝5Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R滑最大＝R總最大RL＝45Ω5Ω＝40Ω；小燈泡的額定電壓為2.5V，由圖象可知,此時(shí)通過(guò)燈泡的電流為0.4A，所以小燈泡的額定功率：P額＝U額I＝2.5V×0.4A＝1W. 滑片P向右移動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值增大，據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，變阻器兩端電壓增大，燈泡的電壓減小，又由I＝可知，電路中電流減小，由P＝UI可知，小燈泡L的亮度變暗．
2．在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，電源電壓恒定不變．

（1）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，其故障原因可能是______．
（2）排除故障后，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)為2.5V，此時(shí)應(yīng)將變阻器滑片向____端調(diào)節(jié)，在移動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中，眼睛應(yīng)注視___的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率為_(kāi)__W．
（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，又找來(lái)了一個(gè)阻值為R0的電阻和兩個(gè)開(kāi)關(guān)．并借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，也測(cè)出了小燈泡的額定功率．請(qǐng)完成下列的實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為_(kāi)__V時(shí)，停止移動(dòng)滑片．
②只閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U；
③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=____（用已知量和測(cè)量量表示）．
【答案】???? 小燈泡短路???? 左???? 電壓表???? 1.52???? 3.8????
【解析】
【詳解】
（1）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表可能被短路了，所以其故障原因可能是小燈泡短路．
（2）排除故障后，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)為2.5V，要使燈泡兩端的電壓升高到額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律，此時(shí)應(yīng)將變阻器滑片向左端調(diào)節(jié)，電阻減小；
在移動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中，因?yàn)楦鶕?jù)燈泡兩端的電壓來(lái)確定燈泡是否正常工作，所以眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光即電壓表為3.8V，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.4A，則燈泡的額定功率為：
．
（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，又找來(lái)了一個(gè)阻值為R0的電阻和兩個(gè)開(kāi)關(guān)．并借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，也測(cè)出了小燈泡的額定功率．
①閉合開(kāi)關(guān)S1和S3，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，停止移動(dòng)滑片，此時(shí)燈正常工作．
②只閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為U，即燈和R0的總電壓；
③R0兩端的電壓為：；
串聯(lián)時(shí)，通過(guò)燈的電流與R0的電流相等，電流為：；
則燈泡額定功率的表達(dá)式為：
。
3．小夢(mèng)在測(cè)定額定電壓為2.5V小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)中，連接的電路圖如圖所示。

（1）小夢(mèng)在檢查電路連接中，發(fā)現(xiàn)其中有一根導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線(xiàn)上畫(huà)“×”，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)畫(huà)出正確的一根導(dǎo)線(xiàn) _________________ ；
（2）小夢(mèng)檢查電路連接無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)很小，小夢(mèng)立即認(rèn)為燈泡燒壞了，要換小燈泡，小明告訴她這是不正確的，小夢(mèng)下一步的操作應(yīng)是： __________ ；
（3）小夢(mèng)同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若他想測(cè)量小燈泡的正常工作下的電阻，應(yīng)將圖中滑片P向 ____ （選填“A”或“B”）端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為 __________ V，燈絲I--U圖像如圖丙，則小燈泡正常工作的電阻是 __________；
（4）小明認(rèn)為，僅通過(guò)一次測(cè)量就得出小燈泡的正常工作下的電阻是不對(duì)的，他覺(jué)得應(yīng)測(cè)量出稍大于小燈泡正常工作電壓下的電阻，和測(cè)量稍低于小燈泡正常工作電壓下的電阻，將三次電阻求平均值。你認(rèn)為小明的想法是否正確，請(qǐng)解釋?zhuān)?__________ ；
【答案】???? ???? 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器???? B
???? 2.5V???? 8.33???? 燈泡電阻會(huì)隨溫度升 高而增大，求平均值沒(méi)有意義．
【解析】
【分析】
【詳解】
(1)[1]經(jīng)分析，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)錯(cuò)誤,如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)燈泡,再滑動(dòng)變阻器,到電源的負(fù)極。只移動(dòng)一根導(dǎo)線(xiàn)的情況下,會(huì)造成電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，如果電流從電流表出來(lái)，先經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器,再經(jīng)燈泡到電源的負(fù)極，只改變一根導(dǎo)線(xiàn)，電壓表測(cè)燈泡電壓,符合題意。如圖。

(2)[2] 小燈泡不亮，電流表指針幾乎不動(dòng)，說(shuō)明電路斷路或電路中的總電阻很大；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源連通，所以，故障在與電壓表并聯(lián)的燈斷路了而導(dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中；電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，電壓表無(wú)示數(shù)，燈泡不亮，則可能與電壓表并聯(lián)的燈泡被短路。發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)很小，下一步的操作應(yīng)是：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器。
(3)[3][4][5]由圖乙所示電壓表可以知道,其量程為,分度值為,所示為,燈泡兩端電壓小于額定電壓,要測(cè)燈泡額定功率,應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,使燈泡兩端電壓增大,所以向B端移動(dòng)滑片,直到電壓表的示數(shù)為小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為,兩端電壓為2.5V,根據(jù)可以知道燈泡的電阻為8.33Ω.
(4)[6]正確.由圖像可知,燈泡電阻隨溫度的增大而增大, 燈泡電阻受溫度影響，在不同電壓下燈泡電阻不同，不是定值，求燈泡在不同電壓下的阻值作為燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是無(wú)意義的。
4．如圖甲是陽(yáng)陽(yáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的根據(jù)歐姆定律測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)．他將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)將_____（選填“增大”、“減小”或“不變”）；當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖乙所示，由此可知電阻R＝_____Ω．你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果可靠嗎？_____，理由是_____．

（2）做完測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)后，陽(yáng)陽(yáng)發(fā)現(xiàn)桌上還有一個(gè)標(biāo)有額定電流I額的小燈泡和兩個(gè)開(kāi)關(guān)，一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻，他想：能否在不用電流表的情況下測(cè)定小燈泡的額定功率呢？通過(guò)與同學(xué)討論，他設(shè)計(jì)出了如圖丙所示的電路圖，并完成了小燈泡額定功率的測(cè)量．具體操作是：
①閉合開(kāi)關(guān)_____，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)_____，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為_(kāi)____；
②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)_____，閉合開(kāi)關(guān)_____，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U；
③小燈泡的額定功率P額＝_____（用已知量和所測(cè)物理量符號(hào)表示結(jié)果）．
【答案】???? 增大???? 10???? 不可靠???? 只測(cè)了一組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，誤差較大???? S、S1???? S2???? I額R0???? S1???? S、S2???? （U﹣I額R0）I額
【解析】（1）將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)將增大；
當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V；電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，由歐姆定律，得電阻大?。?，因只測(cè)了一組數(shù)據(jù)，誤差較大，這個(gè)結(jié)果不可靠；
（2）當(dāng)通過(guò)燈的電流為I額時(shí)，燈正常發(fā)光，在圖丙中，閉合S、S1，斷開(kāi)S2時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，由歐姆定律，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為I額R0，燈正常發(fā)光；
保持滑片的位置不變，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，閉合開(kāi)關(guān)S2，此時(shí)電路的連接關(guān)系沒(méi)有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)燈的電壓為UL＝U﹣I額R0，則小燈泡的額定功率：P額定＝ULI額＝（U﹣I額R0）I額．
培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練
5．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，已知燈泡額定電壓U額=2.5V，電源電壓保持不變．

（1）用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把甲圖電路連接完整．
( )
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)（如圖乙）為_(kāi)__A，則小燈泡的額定功率是________W．
（3）如果沒(méi)有電壓表，用如圖丙所示電路也可測(cè)小燈泡的額定功率．其中，定值電阻的阻值為R0．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2、閉合開(kāi)關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為；再保持變阻器滑片的位置不變，只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)________、閉合其它開(kāi)關(guān)，讀出電流表示數(shù)為I，燈泡額定功率的表達(dá)式為P額=___________（用R0、U額、I的代數(shù)式表示）．
【答案】???? ???? 0.28???? 0.7???? S1???? U額(I-)
【解析】
【詳解】
（1）將變阻器的最大阻值連入電路中，連接變阻器的左下方接線(xiàn)柱，如下圖所示：

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V，電流表選用小量程，分度值為0.02A，此時(shí)電流表示數(shù)（如圖乙）為0.28A，則小燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（3）先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2、閉合開(kāi)關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為；再保持變阻器滑片的位置不變，只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、閉合其它開(kāi)關(guān)，讀出電流表示數(shù)為I，此時(shí)電流表測(cè)燈泡與定值電阻并聯(lián)的總電流，因電路的連接關(guān)系沒(méi)有改變，各電阻的大小和通過(guò)的電流不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律得到通過(guò)燈泡的額定電流為：I-；燈泡額定功率的表達(dá)式為：P額=U額（I-）．
6．小久利用電壓恒為6V的電源，額定電壓為3.8V的小燈泡，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻，銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，電壓表電流表，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線(xiàn)完成了下列電學(xué)實(shí)驗(yàn)．

(1)探究電流與電阻關(guān)系．
①他設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最_____(填“左”或“右”)端．他將10Ω的定值電阻接入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使定值電阻兩端電壓為4V讀出電流表示數(shù)．保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻，為了使電壓表的示數(shù)保持不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____(填“左”或“右”)端移動(dòng)．
②他將定值電阻分別單獨(dú)接入電路中，保持定值電阻兩端電壓為4V，最多可以完成_____次實(shí)驗(yàn)．通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成_____．
(2)測(cè)量小燈泡額定功率．
①小久設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路．閉合開(kāi)關(guān)，觀察到小燈泡不發(fā)光，電流表無(wú)示數(shù)，則電壓表示數(shù)為_(kāi)____V．
②小久檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)所連接電路存在一處錯(cuò)誤．請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線(xiàn)上畫(huà)“×”，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，畫(huà)出正確的連線(xiàn)．
( )
③排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片．當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電流表示數(shù)為_(kāi)____A，小燈泡的額定功率為_(kāi)____W．
(3)小久找來(lái)額定電壓為2.5V的小燈泡和開(kāi)關(guān)，利用上述實(shí)驗(yàn)用過(guò)的電壓為6V的電源和“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，測(cè)出了額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率．請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整：
①閉合開(kāi)關(guān)S、S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為_(kāi)____V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．
②閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數(shù)為2.5V．
③_____(填所有開(kāi)關(guān)的閉合或斷開(kāi)狀態(tài))，讀出電壓表的示數(shù)為5V．
④小燈泡的額定功率P額＝_____W．
【答案】???? 右???? 右???? 4???? 反比???? 6???? ???? 0.3???? 1.14???? 3.5???? 閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1???? 0.875
【解析】
【詳解】
(1)①[1]為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片在阻值最大處，即最右端；
[2]將10Ω電阻換成20Ω電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理可知，電壓表示數(shù)將增大，為保持電壓表示數(shù)不變（應(yīng)使電壓表示數(shù)減小為原來(lái)的電壓值），根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為4V；
②[3]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U滑＝U﹣UR＝6V﹣4V＝2V，
通過(guò)電路的最小電流為：I最小＝＝0.1A，
定值電阻的最大值為R最大＝＝40Ω，
所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值電阻可以適用，故最多可以完成4次實(shí)驗(yàn)；
[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
(2)①[5]若電流表示數(shù)為0，燈不亮，說(shuō)明電路可能斷路，此時(shí)電壓表有示數(shù)，且等于電源電壓，為6V；
②[6]分析實(shí)物圖可知，變阻器與電流表串聯(lián)后與燈并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與燈串聯(lián)，變阻器與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，將小燈泡右側(cè)連線(xiàn)改接到電壓表的負(fù)接線(xiàn)柱，如下圖所示：

③[7]圖丙中電流表的量程為0﹣0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，
[8]燈泡的額定功率為：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
(3)①[9]開(kāi)關(guān)S、S1閉合、S2斷開(kāi)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，此時(shí)電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，使電壓表示數(shù)為6V-2.5V＝3.5V
時(shí)，燈泡正常發(fā)光；
②閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數(shù)為2.5V．
③[10]閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1，此時(shí)電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，讀出電壓表的示數(shù)為5V，此時(shí)電壓表的示數(shù)為“閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2”時(shí)的2倍，由圖知這兩次電路的連接不變，電流大小不變，只是電壓表的測(cè)量范圍變化了，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用知此時(shí)滑片在中間位置，即閉合開(kāi)關(guān)S、S1、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片在中點(diǎn)處，即滑動(dòng)變阻器的電阻為10Ω，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為：I＝＝0.35A，
小燈泡正常發(fā)光．
④[11]小燈泡的額定功率P額＝UI＝2.5V×0.35A＝0.875W．
7．在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小碩選用如下器材：電壓恒為5V的電源阻值為5Ω、100Ω、200Ω的定值電阻，規(guī)格為“30Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，電流表電壓表，開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線(xiàn)

（1）如圖甲所示為小碩連接的實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)前發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谶B接錯(cuò)誤的導(dǎo)線(xiàn)上畫(huà)“×”，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將電路連接正確．
( )
（2）改正錯(cuò)誤后，用開(kāi)關(guān)試觸，發(fā)現(xiàn)電壓表指針迅速擺到表盤(pán)最右端，電流表指針幾乎未動(dòng)．小碩分析可能是定值電阻發(fā)生了_____故障．
（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)為_(kāi)____V．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開(kāi)關(guān)，應(yīng)將滑片向_____（填“左”或“右”）移動(dòng)，使電壓表示數(shù)與第一次實(shí)驗(yàn)示數(shù)相同此時(shí)電流表示數(shù)應(yīng)為_(kāi)____．
（4）在探究過(guò)程中，小碩發(fā)現(xiàn)，為了保持定值電阻兩端電壓不變，只要滑動(dòng)變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為_(kāi)____即可．
（5）多次實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____．
（6）小碩利用如圖丙所示電路測(cè)量額定電流為0.2A小燈泡的額定功率，已知定值電阻R0的阻值為10Ω，電源電壓未知且大于小燈泡的額定電壓．
①開(kāi)關(guān)S1接b，S2接d，電流表示數(shù)為0.6A，則電源電壓為_(kāi)____V．
②開(kāi)關(guān)S1接a，S2接c，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為_(kāi)____A，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光．
③開(kāi)關(guān)S1接b，S2接c，使滑動(dòng)變阻器的滑片_____（填“移到上端”、“保持不動(dòng)”或“移到下端”），電流表示數(shù)為0.3A．
④小燈泡額定功率P額＝_____W．
【答案】???? ???? 斷路???? 2???? 右???? 0.2A???? 3：2???? 反比???? 6???? 0.2???? 保持不動(dòng)???? 0.8
【解析】
【詳解】
(1)[1]原電路中，電流表與電阻并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，如下所示：

(2)[2]用開(kāi)關(guān)試觸，電壓表指針迅速擺到表盤(pán)最右端，電流表指針幾乎未動(dòng)，可能是定值電阻發(fā)生了斷路；
(3)[3]排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其示數(shù)為2V；
[4]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)不變；
[5]由歐姆定律，電流表示數(shù)應(yīng)為：I＝＝0.2A；
(4)[6]實(shí)驗(yàn)中保持定值電阻兩端電壓不變，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：U滑=5V﹣2V＝3V，
由分壓原理，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為U滑:U定=3V:2V=3:2；
(5)[7]根據(jù)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
(6)①[8]開(kāi)關(guān)S1接b，S2接d，電流表示數(shù)為0.6A，為定值電阻的簡(jiǎn)單電路，由歐姆定律，則電源電壓為：
U＝I1R0＝0.6A×10Ω＝6V；
②[9]開(kāi)關(guān)S1接a，S2接c，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為0.2A，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光．
③[10]開(kāi)關(guān)S1接b，S2接c，使滑動(dòng)變阻器的滑片保持不動(dòng)，電流表示數(shù)為0.3A．
④[11]在③中，變阻器與定值電阻串聯(lián)，由歐姆定律，定值電阻的電壓；U0＝I′R0＝0.3A×10Ω＝3V，
變阻器的電壓為6V﹣3V＝3V，
由分壓原理，變阻器連入的電阻為：R滑＝10Ω；
在②中，由歐姆定律，變阻器的電壓：U滑＝IR滑＝0.2A×10Ω＝2V，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的額定電壓為：U額＝6V﹣2V＝4V，
小燈泡額定功率：P額＝U額I額＝4V×0.2A＝0.8W．
8．在“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：電源（電壓恒為6V）、電壓表和電流表各一個(gè)、額定電壓為2.5V的待測(cè)小燈泡L（電阻約為10Ω）、滑動(dòng)變阻器兩個(gè)（R甲：“10Ω???1A”；R乙：“50Ω???0.5A”）、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)若干．

（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是電功率P=________；
（2）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是________（選填“R甲’或“R乙”）；
（3）選用滑動(dòng)變阻器后，請(qǐng)你根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路圖，并畫(huà)在圖甲的虛線(xiàn)框內(nèi)；
( )
（4）某小組在實(shí)驗(yàn)中記錄了3組小燈泡的電流隨電壓變化的情況，如圖乙所示，完成實(shí)驗(yàn)后小組進(jìn)一步求得該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為_(kāi)_______Ω（保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）；
（5）另一小組實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞，為了測(cè)出該小燈泡的額定功率，小組在實(shí)驗(yàn)室選了一個(gè)10Ω的電阻R0和一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路并完成了該實(shí)驗(yàn)（電源電壓不變）；
①閉合開(kāi)關(guān)S，S1接b，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表示數(shù)U1．
②閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片保持不動(dòng)，S1接a，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U2．
則小燈泡額定功率P額=________（用R0、U1、U2表示）．
【答案】???? UI???? R乙???? ???? 10.4????
【解析】
【詳解】
（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是電功率P＝UI；
（2）電源（電壓恒為6V）、額定電壓為2.5V的待測(cè)小燈泡L（電阻約為10Ω），由歐姆定律，燈的額定電流為：，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，變阻器連入電路的電阻：；故選用滑動(dòng)變阻器R乙；
（3）滑動(dòng)變阻器、小燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與小燈泡串聯(lián)，測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路圖如下所示：

（4）由歐姆定律，求得該小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：；
（5）①閉合開(kāi)關(guān)S，S1接b，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使小燈泡正常發(fā)光，記錄電壓表示數(shù)U1．
②閉合開(kāi)關(guān)S，滑動(dòng)變阻器滑片保持不動(dòng)，S1接a，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U2．
在②中，電壓表測(cè)燈與定值電阻的電壓，
因保持滑片位置不動(dòng)，各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)定值電阻的電壓為U2﹣U1；由歐姆定律燈的額定電流：；
則小燈泡額定功率：．
9．實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買(mǎi)了一批規(guī)格為“2.5V0.75W”的小燈泡，小明利用其中一只燈泡做測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)．

(1)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)把如圖所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完整．
( )
(2)按圖連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至_____端（選填“左”或“右”）；閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無(wú)示數(shù)，但電壓表示數(shù)接近電源電壓，則產(chǎn)生此故障的原因可能是_____．
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
電壓U/V
2.0
2.5
3.0
電流I/A
0.34

0.44
(3)排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得如下一組數(shù)據(jù)．其中第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)的電流表示數(shù)如圖所示，則第二次測(cè)得的電流是_____A．
①分析這組數(shù)據(jù)，你認(rèn)為該小燈泡是否合格：_____，其原因是：_____．
②假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的，則這個(gè)小燈泡內(nèi)鎢絲的長(zhǎng)度與合格產(chǎn)品相比是長(zhǎng)了還是短了？答：_____．
【答案】???? ???? 右???? 小燈泡燈絲斷路???? 0.40???? 不合格???? 電壓為2.5V時(shí)，其功率為1W，大于出廠規(guī)格???? 短了
【解析】
【詳解】
(1)由燈泡的額定電壓可知電壓表選擇0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流從電壓表正接線(xiàn)柱流入，從負(fù)接線(xiàn)柱流出；滑動(dòng)變阻器已經(jīng)選定下面接線(xiàn)柱，任意選擇上面一個(gè)接線(xiàn)柱，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，如圖：

(2)[2]閉合開(kāi)關(guān)前，滑片處于最大阻值處起保護(hù)電路作用，滑片移至右端；
[3]燈泡不發(fā)光，電流表無(wú)示數(shù)可知，燈泡斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，示數(shù)接近電源電壓；
(3)[4]電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，因此燈泡的額定電流為0.4A；
[5][6]因?yàn)?br /> ，
所以，燈泡不合格．
[7]由知，電壓相等時(shí)，功率越大，電阻越小，鎢絲長(zhǎng)度和橫截面積相同時(shí)，鎢絲越短，電阻越小，所以，實(shí)驗(yàn)用的燈泡鎢絲長(zhǎng)度比合格燈泡的鎢絲長(zhǎng)度短．
10．在“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）圖甲中有一根導(dǎo)線(xiàn)連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤的導(dǎo)線(xiàn)上畫(huà)“×”，并在圖中改正（導(dǎo)線(xiàn)不許交叉）．
( )
（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮．兩電表無(wú)示數(shù)．為判斷故障、將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電壓表有示數(shù)，則電路發(fā)生故障的原因是_____．
（3）排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P到某一點(diǎn)，電壓表示數(shù)如圖乙所示為_(kāi)____V．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄繪制Ⅰ﹣U圖象如圖丙所示，根據(jù)圖象信息，計(jì)算小燈泡的額定功率是_____W．
（5）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小敏設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，測(cè)出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率．實(shí)驗(yàn)方案如下：（電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為R1）
①按電路圖連接電路．
②閉合開(kāi)關(guān)_____，移動(dòng)R1滑片，使電流表的示數(shù)為I額燈泡正常發(fā)光．
③閉合開(kāi)關(guān)_____，保持R1滑片位置不動(dòng)，移動(dòng)R2滑片，使電流表的示數(shù)為I額．
④保持_____滑片位置不動(dòng)，將另一個(gè)滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2．
⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝_____．（用I額、I1、I2、R1表示）
【答案】???? ???? 滑動(dòng)變阻器斷路???? 2.2???? 0.5???? S1???? S2???? R2???? I額2?
【解析】
【詳解】
（1）由圖甲知，電壓表串聯(lián)在了電路中，應(yīng)將其與燈泡并聯(lián)，將滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電路圖如圖所示：


（2）小燈泡不亮，兩電表無(wú)示數(shù)，電路可能有斷路發(fā)生，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，此時(shí)電壓表兩接線(xiàn)柱到電源兩極間是通路，則說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的滑動(dòng)變阻器斷路；
（3）由圖乙知，電壓表使用0﹣3V量程，分度值為0.1V，所以電壓表示數(shù)為2.2V；
（4）當(dāng)U=2.5V時(shí)燈泡正常發(fā)光，由圖象知此時(shí)燈泡中的電流I=0.2A，所以燈泡的額定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）①按電路圖連接電路．
②閉合開(kāi)關(guān)S1，移動(dòng)R1滑片，使電流表的示數(shù)為I額燈泡正常發(fā)光．此時(shí)燈泡與R1串聯(lián)；
③閉合開(kāi)關(guān)S2，保持R1滑片位置不動(dòng)，移動(dòng)R2滑片，使電流表的示數(shù)為I額．
此時(shí)R1與R2串聯(lián)，因?yàn)殡娐分须娏魅詾镮額，所以R2=RL；
④保持R2滑片位置不動(dòng)，將另一個(gè)滑動(dòng)變阻器（R1）滑片移到最左端，電流表的示數(shù)為I1，再將此滑動(dòng)變阻器（R1）的滑片移到最右端，電流表的示數(shù)為I2．
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得：
U=I1R2=I2（R1+R2），
解得：，
⑤小燈泡額定功率的表達(dá)式為：．


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第3節(jié) 測(cè)量小燈泡的電功率

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