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    5．在“测定小灯泡功率”的实验中，小明同学设计的电路如图所示，被测小灯泡的额定电压为3.5V，电阻约为10Ω，实验器材如下：电源（电压为6V）、电流表（0-0.6A 0-3A）、电压表（0-3V 0-15V）、开关各一只，滑动变阻器两只；R1（5Ω 0.5A）、R2（10Ω 0.5A），导线若干．
    （1）本实验的实验原理是P=UI；
    （2）请你完成图所示的实验电路的连接（要求当滑片向左移动时，灯泡变暗）．
    （3）若连好电路后，闭合开关S，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数约为6V，则故障的原因可能是C
    A．小灯泡短路   B．电流表断路
    C．小灯泡的灯座接触不良   D．电压表的正、负接线柱接反
    （4）小明的实验记录，计算如下表：
     实验序号 电压表示数/V电流表示数/A 功率/W 额定功率/W
     1 3.0 0.36 1.08 P额=$\frac{1.08+1.40+1.76}{3}$=1.41
     2 3.5 0.401.40 
     3 4.0 0.44 1.76
    小明数据处理过程的错误是把电功率的平均值作为额定电功率：正确测量结果P额=1.40W．
    （5）小明继续分析表中的数据发现小灯泡的电阻值不是一个定值，原因是：灯丝的电阻随温度的变化而变化．
    （6）测量中，发现电压表的15V量程损坏，正确做法应该将电压表并联在滑动变阻器两端，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V时，记下电流表示数．计算得到灯的额定电功率．在分析实验误差的过程中，考虑到电流表也有电阻，在电路中也会分得少许电压．考虑此因素，这样测得的小灯泡的额定功率比真实值偏大（选填“偏大”或“偏小”）．

    分析 （1）实验原理为P=UI；
    （2）根据灯的额定电压确定电压表的量程，根据当滑片向左移动时，灯泡变暗，确定变阻器接线柱的连接方式；
    （3）小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，说明电路断路或电路的总电阻很大；电压表的示数约为6V接近电源电压，说明电压表与电源连通，故可能的故障为小灯泡的灯座接触不良；
    （4）根据额定功率的定义判断错误和大小；
    （5）根据串联电路电压的特点作答；判断灯泡两端的实际电压和电流的测量误差，得出电功率的测量误差．

    解答 解：（1）测定小灯泡功率的实验原理为P=UI；
    （2）灯的额定电压为3.5V，所以，电压表选用大量程，将电压表并联在灯的两端；滑片左移时，灯变暗，此时电路中的电流变小，电阻变大，说明变阻器滑片以右电阻丝连入电路中，如下图所示；

    （3）A、若小灯泡短路，则电压表示数为0，与题意不符，A选项错误；
    B、若电流表断路，则两表均无示数，与题意不符，B选项错误；
    C、若连好电路后，闭合开关S，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，说明电路断路或电路的总电阻很大；电压表的示数约为6V接近电源电压，说明电压表与电源连通，故可能的故障为小灯泡的灯座接触不良，导致电压表串联在电路中，C正确；
    D、若电压表的正、负接线柱接反，电压表指针会反向偏转，与电压表的示数约为6V不符，D选项错误．
    故选C；
    （4）灯在不同的电压下对应不同的功率，灯在额定电压下的功率为额定功率，将不同电压下的电功率的平均值作为额定功率是没有意义的；
    因灯的额定电压为3.5V，根据额定功率的定义，由表中数据知，灯的额定功率为1.40W；
    （5）因电源电压为6V，根据串联电路电压的特点，当变阻器的电压即电压表示数为6V-3.5V=2.5V时，灯两端的电压为3.5V，一定正常发光；
    由于电流表也有电阻，分得少许电压，所以灯泡两端的实际电压U实=U-U电流表-U变阻器＜U测=U-U变阻器=3.5V，电路中的实际电流I实=$\frac{U}{{R}_{电流表}{+R}_{变阻器}{+R}_{灯}}$＜I，根据P=UI，计算出的电功率偏大．
    故答案为：（1）P=UI；
       （2）如上图所示；
    （3）C； 
    （4）把电功率的平均值作为额定电功率；1.40；灯丝的电阻随温度的变化而变化；
    （5）2.5；偏大．

    点评 本题测定小灯泡功率，考查实验原理、电路的连接、常见故障的分析、影响电阻大小的因素、实验数据的处理及对实验结果的评估能力，综合性较强，有一定难度．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．如图是探究“物体动能的大小与逨度有关”的实验示意图．
    （1）该实验中物体的动能是指物体A（选填“A”或“B”）的动能，该动能是由重力势能转化而来的．
    （2）该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰前A（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过高度（选填“高度”或“质量”）来改变的．
    （3）若水平面绝对光滑，本实验不能（选填“能”成“不能”） 达到探究目的．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    18．关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（　　）
    A．家庭电路中，开关接在灯的零线或火线上都可以
    B．有金属外壳的家用电器使用三脚插头是为了防止触电事故
    C．使用试电笔时，手指不能碰到笔尾金属体，以免触电
    D．人的双脚站在绝缘体上时，一只手接触火线另一只手同时接触零线不会发生触电事故

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    13．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω
    （1）小明连接的实验电路如图甲所示，其中有一条导线未连接，请用笔画线代替导线，画出正确的连线．
    （2）实验中，正确连接电路，且操作正确．闭合开关S后，小灯泡不发光．那么接下来合适的实验操作应该是A（选填序号）
    A．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况
    B．检查电路是否短路，替换同一规格的小灯泡
    C．检查电路是否断路，替换同一规格的小灯泡
    （3）移动滑片P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，应将滑片P向右（填“左”或“右”）端移动．
    （4）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，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.75W．
    （5）完成实验后小明思考：滑动变阻器接入电路的阻值增大时，通过它的电流减小而它两端电压却增大，它消耗的功率是增大还是减小呢？小明为了探究这个问题，将上述电路中的小灯泡换成阻值为15Ω的定值电阻，并用学生电源将电压调至6V，滑动变阻器的规格为“1A 20Ω”，其它器材相同．将电压表移至与变阻器并联，经过仔细认真地实验，他记录下在变阻器接入电路的阻值不断增大时的各组数据，并计算出了相应的电功率，如下表．分析表中数据，写出小明能得到的结论：当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，它消耗的功率也随之增大．就“变阻器功率变化”的探究，从滑动变阻器电阻变化的范围角度考虑，小张认为小华收集的数据不充分，理由是测量的数据较少，应该继续增大变阻器的电阻以采集更多的数据．．
    实验序号12345
    电流I/A0.50.440.40.360.3
    电压U/V0.50.81.01.21.5
    电功率P/W0.250.350.400.430.45

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    20．王强同学观察到现在的手电筒大都由原来的一个小灯泡换成了多颗发光二极管，他通过使用发现这种手电筒非常明亮而且还非常省电．他很好奇，于是就到电子器材商店买了两颗这种发光二极管准备用实验测出它的额定功率．从包装盒上，他了解到这种发光二极管的额定电压是3V，正常发光时电阻约为80Ω左右．当他选好器材（电源是电压为6V的蓄电池，滑动变阻器上标有“20Ω、1A”字样）并将实验电路连成如图甲所示的情况后：

    （1）请你用笔画线当导线，替他把电路连接完整（要求选择合适的量程，导线不交叉）；
    （2）实验前，老师建议王强同学先使用电压表的大量程．王强将电路连好并检查无误后，再将滑动变阻器调到图中的端A（填“A”或“B”），这时，他闭合开关后发现发光二极管非常明亮且还冒烟，接着就被烧坏了．产生这种现象的原因是滑动变阻器的最大阻值太小，使发光二极管两端电压大于额定电压．
    （3）王强同学更换合适的器材后，再次闭合开关发现发光二极管不发光，电流表指针有明显偏转，电压表却无示数，产生这一故障的原因是发光二极管短路；
    （4）当王强排除故障后，按照正确的操作规则将电压表的示数调到3V，这时他观察到电流表示数如图乙所示，则这时通过发光二极管的电流是0.04A，发光二极管的额定功率是0.12W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    10．在“测量小灯泡的电功率”实验中（小灯泡额定电压2.5V）
    （1）根据实验目的，连接图1的电路后进行实验．电压表、电流表的示数及灯泡亮度如表．第3次实验的电压表、电流表示数如图2所示．由图可知，测得U=1.8V；I=0.26A．

    数据序号　1　2　34　　5
    　电压U/V　3.0　2.5　1.4　0.4
    　电流I/A　0.30　0.28　0.22　0.12
    　灯泡亮度　很亮　较亮　亮　暗看不到发光
    （2）小灯泡的额定功率是0.7W．
    （3）第5次实验看不到小灯泡发光，原因是小灯泡实际功率太小．
    （4）合理猜想：小灯泡在断电一段时间后，灯丝的电阻值可能是B
    A．0Ω　 B．3Ω 　C．4Ω　 D．8.9Ω

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    17．在“测定2.5V小灯泡功率”的实验中，小红设计了如图所示的电路．

    （1）请在图1的“○”内填入合适的“灯泡”、“电流表”和“电压表”符号．
    （2）小灯泡的额定功率估计在0.7W左右，连接电流表时应选用0-0.6A的量程．
    （3）小红按电路图连接电路，检查电路无误，闭合开关时，发现电流表指针的偏转如图2所示，这种现象的原因是正负接线柱接反了．
    （4）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流表示数如图3所示，请读出电流表的示数，填入下面的表格中，并将所缺内容填写完整．
     电压U/V 1.01.5 2.0 2.5 2.8 
     电流I/A 0.180.2 0.22   0.27
     电功率P 0.18 0.3 0.44  0.84
     灯泡发光情况 很暗→暗→正常发光→很亮
    同学们分析了实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定．
    （5）小红又取了一个规格，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．小红仔细观察，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升华变细，电阻变小，实际功率变大．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图甲所示的是王宇和同学测量额定电压为6V的小灯泡电功率的实验装置．已知电源电压恒为12V，滑动变阻器的最大阻值为8Ω．实验电路已连接，请完成下题．（假设小灯泡的灯丝电阻不变）

    （1）请你用笔画线代替导线，将电路图甲所示的实物电路图连接完整．
    （2）在电路连接过程当中，应当使开关处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态．
    （3）当电路连接好以后，应当先将滑动变阻器的阻值调至最大值（选填“最大值”或“最小值”），然后闭合开关．完成上述操作后，小明发现无论他怎么调节滑动变阻器的滑片，小灯泡始终比正常发光时亮，则可能的原因是滑动变阻器最大阻值太小．
    （4）纠正上述错误后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数如图乙所示，此时电压表的示数为3V，小灯泡的实际功率为0.9W；继续调节滑片至小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率为3.6W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    15．如图是实验小组同学“探究电流通过导体产生的热量与电阻关系”的实验装置，两个烧瓶中盛有等量的煤油，温度计显示煤油的温度．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铁丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．请回答下列问题：
    （1）采用这种连接方式的目的是？
    （2）闭合开关一段时间后，两电阻丝产生热量的多少是用什么物理量来反映的？请写出通过这个物理量判断电阻丝产生热量多少的过程．
    （3）从能量角度来说，电能转化为内能的过程，是用电器消耗电能做功的过程．根据上面的实验，请你根据电功和欧姆定律知识进行理性探究，推导电流热效应与电阻的定量关系是什么？（要求写出推导过程和结论）

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