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    4．一个额定电压是2.5V的小灯泡，正常工作时的电阻约为10Ω．小明想测量它的额定功率．现有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器2个，导线若干．

    （1）小明设计了图甲所示电路，他应选用规格为“50Ω0.5A”的滑动变阻器．
    （2）图乙是小李连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
    （3）小李移动滑片，获得多组对应的电压、电流值，绘出如图丙所示的I-U图象，则小灯泡的额定功率为0.5W，正常发光时的电阻为12.5Ω．当滑片向左移动时，小灯泡的电阻值将增大（选填“增大”或“减小”）．
    （4）完成实验后，小明又利用其他器材对这只小灯泡的额定功率进行了测定．图丁是他设计的电路，其中的“”为变阻箱符号，变阻箱不但能像滑动变阻器一样调节变阻，还能读出任何时候的电阻值，请补充完整实验步骤并写出测定额定功率的表达式．
    实验步骤：
    ①首先闭合S1，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V；
    ②断开S1，闭合S2，保持变阻器的滑片P不动，调节电阻箱，使电压表的示数为2.5V，记下此时电阻箱的示数为R；p额=$\frac{（2.5V）^{2}}{R}$．

    分析 （1）由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；
    （2）测量小灯泡的额定功率，电压表应并联在灯泡两端，滑动变阻器与小灯泡串联；
    （3）当灯泡电压等于其额定电压时，灯泡正常发光，由图丙找出额定电压对应的额定电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率，由R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡正常发光时的电阻；
    当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值阻值发生变化，根据串分压的知识可判断小灯泡两端的电压变化，由乙图得出小灯泡的电阻变化；
    （4）测灯泡额定功率需要测出灯泡的额定电流与额定电压，现在只有电压表而没有电流表，可先调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压等于额定电压，再用电阻箱的阻值替代小灯泡的阻值，由电功率公式求出灯泡的额定功率．

    解答 解：
    （1）小灯泡的额定电压是2.5V，正常工作时的电阻约为10Ω，则小泡正常发光时，通过小灯泡的电流约是I'=$\frac{{U}_{L}}{R'}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
    根据串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，
    由I=$\frac{U}{R}$得，滑动变阻器接入电路的电阻R'=$\frac{{U}_{滑}}{I'}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
    （2）由图乙所示电路图可知，电压表串联在电路中，小灯泡与滑动变阻器并联，电压表应并联在灯泡两端，滑动变阻器与小灯泡串联，电路图如下图所示：

    （3）由丙图象知当小灯泡两端的电压等于额定电压UL=2.5V时，对应的电流IL=0.2A，则小灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W；
    小灯泡的电阻RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
    当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值阻值变小，根据串分压的知识可判断小灯泡两端的电压变大，由丙图得可知，小灯泡两端的电压越大，电阻$\frac{U}{I}$越大，则当滑片向左移动时，小灯泡的阻值增大；
    （4）利用电阻箱可以等效替代小灯泡正常发光时的阻值：断开S1，闭合S2，保持变阻器的滑片P不动，调节电阻箱，使电压表的示数为2.5V，记下此时电阻箱的示数为R，此时电阻箱的阻值和小灯泡正常发光时的电阻大小相等；
    小灯泡的额定功率P额=U额I额=U额$\frac{{U}_{额}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{R}$．
    故答案为：（1）“50Ω 0.5A”；（2）如上图所示；（3）0.5；12.5；增大；（4）调节电阻箱，使电压表的示数为2.5V，记下此时电阻箱的示数为R；$\frac{（2.5V）^{2}}{R}$．

    点评 本题考查了滑动变阻器的选择、连接电路图、电表读数、求灯泡电功率和灯泡电阻，灯泡的电阻变化，设计实验等，是实验的常考内容，难点是应用等效法测出灯泡电阻，知道实验的实验原理是正确解题的关键．

    练习册系列答案
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    15．如图所示，用来研究磁场对电流有力的作用的实验装置是（　　）
    A．B．
    C．D．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    15．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4V，小灯泡额定电压为3V、电阻约为10Ω．

    （1）小明同学移动滑片P，甚至改变了电压表的量程，记下10组对应的电压表和电流表的示数，并把这10组数据以10个点的形式记录在如图乙所示的坐标中，根据坐标中的信息，可计算出当小灯泡正常发光时滑动变阻器的功率是0.75W．
    （2）由小明同学的实验记录，我们可以发现小明同学在做实验时，出现的问题是滑动变阻器阻值过小．
    （3）小明利用图乙中电压1.5伏时的相关数据求出电阻值，再根据P0=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$，计算灯泡的额定功率，结果发现计算值与真实值相差较大，原因是灯丝电阻受温度的影响．
    （4）测量结束后，应断开开关，先拆除电源两端的导线，再拆除其它导线．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    12．王浩跟同学们一起探究“一定质量的气体，在温度不变时，其压强跟体积的关系”，实验装置如图甲所示（固定的铁架台未画出）．用一支容量为2.5mL的针筒，先将活塞的下底面拉到刚好对准2.5mL的刻度线，用橡皮泥封住针口，然后在活塞上加砝码．他们测出筒上全部刻度的长度为5cm．活塞的质量和活塞与墙壁的摩擦不计，托盘的质量为15g．测量数据如下表：（外界大气压为1×105Pa，g=10N/kg）

    实验序号砝码和托盘质量m/g筒内气体体积V/cm3筒内气压/×105Pa
    102.51
    2452.31.09
    3
    41951.81.39
    53351.51.67
    65401.22.08
    77501.02.5
    （1）他们测得的活塞的横截面积为0.5×10-4m2．
    （2）第三次实验时，所加砝码和活塞的位置如图甲所示，则筒内气压为1.25×105Pa．
    （3）根据实验数据，请在图乙画出气压随体积变化的图象．
    （4）根据图象可知，气体压强跟体积的关系是：一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越小．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    19．小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20Ω  0.5A）、R2（50Ω  0.5A）、R3（500Ω  1A）、．

    （1）正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是灯泡断路．
    （2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为0.625W．在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
    （3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝变细，电阻增大，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，在两端电压一定时，消耗的功率变小，即实际功率减小，灯变暗．
    （4）灯泡的功率测量完毕，小明用5Ω、1Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象，则小明应选用滑动变阻器R2（选填“R1”、“R2”或“R3”）．若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所选定值电阻的阻值为10Ω．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    9．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻阻值约为10Ω．
    （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．

    （2）小叶同学闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表示数如图乙所示．若他想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．
    （3）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是灯泡断路（写出一种原因即可）．
    （4）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I-U图象，发现小灯泡两端电压变大时，灯丝电阻也变大了，产生这一现象的原因可能是电压变大，则小灯泡的功率增大，灯丝温度上升；导致小灯泡的电阻变大．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    16．一支刻度线位置不准确但刻度均匀的温度计，将它插入1标准大气压下的沸水中时，温度计的示数是99℃，插入冰水混合物中时，温度计的示数是4℃，如果当时室温是20℃，则用此温度计测量时示数为（　　）
    A．20℃B．26℃C．23℃D．19℃

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    12．一支刻度均匀，但读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时其读数为20℃，在测1标准大气压下沸水的温度时其读数为80℃．用该温度计测得某物体温度为41℃时，则该物体的实际温度为（　　）
    A．61℃B．53℃C．35℃D．41℃

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    科目：初中物理 来源：2017届山东省淄博市（五四学制）九年级下学期第一次月考物理试卷（解析版） 题型：填空题

    已知一台直流电动机两端的电压为6V，通过电动机的电流为2A，线圈的电阻为0.5Ω．则在1min内电动机消耗的电能为____________J，产生的热量为_________J。

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