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14.小明同学是班级的实验“小老师”,他利用额定电压为2.5V,额定电流约为0.3A的小灯泡进行“测量小灯泡的电功率”的实验,已知电源电压为4V.

(1)图甲是他画出的实验电路图,请你根据电路图用笔画线代替导线,帮他将如图乙所示的实物电路连接完整.
(2)经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某一位置,电流表和电压表的示数如图丙所示,则此时通过小灯泡的电流是0.22A,灯泡两端的电压是1.8V.记录好数据后,为了测量小灯泡的额定功率,将滑动变阻器的滑片向A端移动,同时眼睛要注意观察电压表,直至其示数为2.5V.
(3)现有规格为“5Ω 1A”,“20Ω  0.5A”两个滑动变阻器,为了完成实验,小明同学应选择规格为5Ω 1A的滑动变阻器.
(4)闭合开关小明发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有明显的偏转,故障原因可能是灯泡断路.

分析 (1)根据实验电路图连接实物电路图.
(2)由图示电表确定其量程与分度值,读出电表示数;移动滑片时,要注意观察电压表示数,使其示数等于灯泡额定电压.
(3)根据灯泡的额定电压和电流,根据欧姆定律计算出所需滑动变阻器的阻值,从而选择合适规格的滑动变阻器.
(4)灯泡不亮,灯泡可能是短路或断路.根据短路或断路时,电压表、电流表的示数变化情况来确定答案.

解答 解:(1)将灯泡左端接线柱与滑动变阻器的D端接线柱相连,开关左端接线柱与电源正极接线柱相连,如图所示.

(2)由图示电流表可知,其量程是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.22A;
由图示电压表可知,其量程是0~3V,分度值为0.1V,示数为1.8V;为了测量小灯泡的额定功率,使小灯泡的额定电压为2.5V,将将滑动变阻器的滑片向A端移动,以减小滑动变阻器两端电压,增大灯泡两端电压;在移动滑动变阻器的滑片时,眼睛要注意观察电压表,直至其示数等于灯泡额定电压2.5V为止.
(3)灯泡正常发光时,所需滑动变阻器的阻值:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V-2.5V}{0.3A}$=5Ω,所以实验中应选择规格为“5Ω  1A”的滑动变阻器;
(4)灯泡不亮,可能是灯泡短路或断路;电流表无示数说明电路断路,电压表有示数说明灯泡断路.
故答案为:(1)见上图;(2)0.22;1.8;A;2.5;(3)5Ω 1A;(4)灯泡断路.

点评 本题考查了电表的调节、连接电路图、电表读数、电路故障分析、实验数据处理分析等问题,对电表读数时,要注意先确定其量程与分度值,然后再读数,读数时视线要与电表刻度线垂直.

练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题

10.下列关于声的说法正确的是(  )
A.改变钢尺伸出桌面的长度是为了改变声音的大小
B.正在响铃的闹钟放在钟罩中,逐渐抽出空气,声音渐渐变大
C.在马路上安装噪声监控装置,不能减弱噪声
D.利用超声波探伤是利用了声能传递能量

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5.在“测定小灯泡的电功率”实验中,电源由两节新干电池组成,小灯泡L标有“2.5V”字样,滑动变阻器标有“10Ω 1Α”字样.
(1)请用笔画线代替导线,将图中实物电路正确连接完整.要求:闭合开关S前,移动变阻器的滑片P至左端时,变阻器连入电路的阻值最大.
(2)连接好电路,闭合电键,观察到灯泡L不发光,电压表示数为零.将电压表分别正确并联在AB、AC、AD两端,发现UAB=UAC=0,UAD>0.请判断,发生故障的是CD之间断路.
(3)故障排除后,小明通过实验测得如下数据,分析数据可知灯泡的额定功率是0.5W.
实验次数电压表示数U/V电流表示数I/A
12.00.17
22.50.20
33.00.22
(4)小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小,但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小,P1应大于P2(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(5)小明将灯泡换成定值电阻继续探究“电流与电阻关系”的实验,所选电阻最小值为5Ω,小明先将5Ω的电阻连入电路,当连好最后一根线时,发现电压表指针偏转超出量程的一半.小明在实验过程中存在的问题有:①连接电路时开关没有断开_;②开关闭合前滑片未置于最大阻值处.
(6)纠正错误后,他闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V,读出电流表的示数,并记录在表格中.接着进行正确地操作将10Ω的电阻接入电路,为读取正确的电流值,他应将滑动变阻器的滑片向左移,当电压表示数为2V时,停止调节,读出电流表示数.按照小明的实验设计,为能读出相应的电流值,所选的定值电阻最大值为20Ω.

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2.同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,选用的电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V,小灯泡的电阻约为10Ω,滑动变阻器上标有“30Ω 1A”字样.如图甲是小林同学没有连接完的实验电路.

(1)请你用笔画线代替导线,帮小林将实验电路连接完整.
(2)连接完电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表没有示数,则故障的原因可能是灯泡断路.
(3)故障排除后,闭合开关,移动滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,小灯泡两端电压为1V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向左 端滑动.
(4)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图丙示数,则小灯泡的额定功率是0.75W.

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9.回顾实验和探究:(将下列实验报告中的空缺部分填写完整)
(1)探究影响电磁铁磁性强弱的因素:
实验
过程
用如图所示的装置进行实验,闭合开关后,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数相等,发现电磁铁乙吸引大头针的数目比甲多.
结论上述实验说明:电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关.
(2)探究欧姆定律
实验装置请根据电路图1将第一步实验的实物图2电路连接完整:
方法步骤①用10Ω的电阻做实验,连接电路,移动滑片P,测量并记下几组电压值和电流值,填入表1.
②用20Ω的电阻做实验,连接电路,移动滑片P,测量并记下几组电压值和电流值,填入表2.但少填了一组数据,请你帮她填上.
图象请利用表1数据,用描点法画出R1的I-U图象.
表格表1  R1=10Ω
U/V369
I/A0.30.60.9
表2  R2=20Ω
U/V369
I/A0.150.30.45
问题讨论我们还可以利用此装置测量导体的电阻,依据的原理公式是R=$\frac{U}{I}$.其中运用的科学方法是伏安法.

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19.小宜同学做“测量小灯泡电功率”的实验,电源电压恒定为6V,标有“2.5V”字样的待测小灯泡,正常发光时的电阻约为10Ω,所用滑动变阻器的规格为“50Ω、1A”.
(1)请用笔画线代替导线将甲图中未完成的实物电路连接完整;
(2)按图连接电路后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端时,灯不亮,电压表有较大的示数,经检查,导线连接完好,则电路的故障是:灯泡断路.排除故障后,再次闭合开关时,小灯泡发出耀眼的光后立即熄灭,小宜在操作过程中的不当之处是:滑动变阻器未移至阻值最大处;

(3)纠正错误后,继续进行实验:闭合开关后,移动滑片P至某一位置,电压表的示数如图乙所示,其示数为2.3V,为了让小灯泡正常发光,小宜应该将变阻器滑片向左(选填“左”或“右”)移动;
(4)小宜同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率,改变接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,如表:
实验序号电压表示数/V电流表示数/A功率/W额定功率/W
12.00.180.36P=$\frac{0.36+0.60+0.78}{3}$
=0.58
22.50.240.60
33.00.26 0.78
你认为小宜求平均值得到额定功率的数据处理方法是错误(选填“正确”或“错误”)的,正确的测量结果是P=0.60W.
(5)另外一位同学还想探究电流与电阻的关系,于是将15甲图中的小灯泡换成定值电阻R,并使电压表的示数始终保持2V不变,多次更换阻值不同的定值电阻R,记录各次电流表的示数,在不更换其他器材的情况下,为了能够完成实验,他更换的定值电阻R的阻值不能大于25Ω.

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6.如图甲是测量标有“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)闭合开关后,发现电压表示数很大,电流表示数几乎为零,移动滑片,示数均不变,可以判断故障原因是灯泡L断路;
(3)排除故障后,当电压表示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,由此可得,小灯泡的额定功率为1.14W;
(4)在实验中,若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
(5)小强的电流表损坏了,已经没有电流表可换,老师给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关,请你重新设计一个电路,正确测出小灯泡的额定功率.
①在如图丙的方框内画出设计的电路图
②写出实验的简要步骤:a、根据电路图连接电路,
b、可先闭合开关S、S1,断开S2,此时电压表测量灯泡两端的电压,移动滑片至某一位置,使电压表的示数为3.8V;
c、保持滑片位置不动,断开开关S1,闭合开关S、S2,此时电压表测量灯泡和电阻两端的总电压,记下电压表的示数U2
③得出小灯泡的额定功率的表达式为P=3.8V×$\frac{{U}_{2}-3.8V}{R}$.

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3.小明研究平面镜成像特点时,将M和蜡烛放在方格纸上进行实验(如图所示).M的位置应放置一块玻璃板(平面镜/玻璃板),蜡烛在M中所成像的位置应在图中的丙处(甲/乙/丙/丁).若在M的背面挡上一张黑纸,从前面看去能看到蜡烛的像(能/不能).

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4.某同学想探究“通过铅笔芯的电流与其两端电压”的关系,设计了如图甲所示的电路,选用的器材有:阻值约为4Ω的2B铅笔芯一支,两节干电池组成的电池组,0~0.6A的电流表,0~3V的电压表,滑动变阻器(10Ω 2A),开关,导线等.
(1)该同学根据电路图连接电路,在闭合开并前应将滑动变阻器的滑片P移到b(选填“a”或“b”)端.滑动变阻器在实验中的作用是:①保护电路;②改变电路中的电流.
(2)闭合开关后,两电表的指针都发生了偏转,但无论怎样移动滑片,两电表的示数均保持不变且都在量程范围内,则产生故障的原因是B.
A.滑动变阻器最上端两个接线柱接入电路    B.滑动变阻器最下端两个接线柱接入电路
(3)排除故障后,该同学移动滑动变阻器的滑片,将获得的几组数据记录在表中,当采集第三组数据时,电流表指针的偏转情况如图乙所示,此时电流表的示数为0.30A.
(4)由表中数据可知,通过铅笔芯的电流与其两端电压成正比.
实验序号U/VI/A
0.40.1
0.80.2
1.20.30
1.60.4
2.00.5

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