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5.在测量小灯泡电功率的实验中(小灯泡的额定电压为2.5V,阻值约10Ω,电源电压为6V):
(1)丽丽连成了图甲所示的电路,将滑动变阻器的阻值调到最大,闭合开关,发现电流表的示数为0.3A,小灯泡不发光(填“发光”或“不发光”).经检查,发现有一条导线连接错误,请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线画出正确的连线.
(2)根据(1)中的现象,可判断出丽丽所用的滑动变阻器的最大阻值是20Ω.
(3)电路正确连接后,闭合开关,调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙,则通过小灯泡的电流是0.28A,小灯泡的额定功率为0.7W.
(4)丽丽认为不用电压表也可以测量小灯泡的额定功率,于是她找来额定电压为U的小灯泡,利用已知阻值的电阻R1设计了如图丙的电路图.请帮她补全她的实验内容:
①将电流表接在a点,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为$\frac{{U}_{额}}{{R}_{1}}$;
②将电流表接在b点,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电流表的示数为I;
③小灯泡额定功率的表达式P=UI(用字母表示).
(5)丽丽还想探究导体中的电流跟导体电阻的关系,她利用电压为6V的电源,10Ω,20Ω和40Ω的定值电阻和“40Ω 1A”的滑动变阻器,设计了如图丁的电路图,分别把三个定值电阻单独接入电路进行了三次实验.实验中她是控制定值电阻两端的电压不低于3V,才完成了实验.

分析 (1)灯泡短路,灯泡将不发光;
(2)根据电流与电源电压,由R=$\frac{U}{I}$计算出滑动变阻器的最大电阻值;
(3)要使小灯泡正常发光,小灯泡两端的电压应等于额定电压;根据图乙读出电流表的示数,由P=UI计算出小灯泡的电功率;
(4)R1与灯泡并联,R1两端的电压等于灯泡的额定电压时,灯泡会正常发光,根据其分析即可;
(5)当定值电阻的值为40Ω时,滑动变阻器所需的阻值最大,变阻器阻值最大时,定值电阻两端的电压即为其最小电压.

解答 解:(1)由图知,灯泡被短路,所以没有电流通过小灯泡,小灯泡不发光;
正确电路如图所示:

(2)由于电路中只有滑动变阻器,所以其最大阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω;
(3)灯泡的额定电压为2.5V,所以调节变阻器,当电压表的示数为2.5V时,灯泡正常发光;由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.28A;则灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.28A=0.7W;
(4)①将电流表接在a点,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为:Ia=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{1}}$;
②将电流表接在b点,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片不动,读出电流表的示数为I;
③灯泡的额定功率P=UI;
(5)当电阻为40Ω,变阻器的阻值为40Ω,此时电阻两端的电压最小;
此时电路中电流:I=$\frac{U}{R+{R}_{滑}}$=$\frac{6V}{40Ω+40Ω}$=$\frac{3}{40}$A,
最小电压:U最小=IR=$\frac{3}{40}$A×40Ω=3V,由于变阻器的阻值已到最大,所以不能使电阻两端的电压更小.
故答案为:(1)不发光;见上图;(2)20;(3)2.5;0.28;  0.7;(4)a;  $\frac{{U}_{额}}{{R}_{1}}$;  b; UI;(5)3.

点评 本题是测量灯泡额定功率的实验,考查了额定功率的测量方法及其滑动变阻器在实验中的应用,(5)是该题的难点,能够分析出定值电阻和变阻器的阻值最大时,所得的电压是最小电压,是关键.

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13.在“测定小灯泡的电功率”实验中,选用如下器材:2节干电池、额定电压为2.4V的小灯泡(额定功率小于1W)、电流表、电压表、滑动变阻器(20Ω  1A)、开关和导线.如图甲所示是小明没有连接完整的电路.

(1)请你用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(2)正确连接电路后闭合开关,发现电压表有示数,电流表示数几乎为零,灯泡不发光,导致这一现象的原因可能是灯泡断路.
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(4)根据(1)问中连接好的电路,排除(2)问中故障,移动变阻器滑片,能否实现灯泡两端电压从零连续变化到2.4V?答:不能(选填“能”或“不能”),其理由是灯泡有电阻.

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20.在测量小灯泡电功率的实验中,小明同学选取了一个标有“3.8V”、额定功率约为1W的小灯泡和必要的实验器材,连接的电路如图甲所示.
(1)请指出图中的两处错误:①电流表正负接线柱接反;;②将滑动变阻器的下面的两个接线柱连入了电路.
(2)改正错误后,闭合开关,如果发现灯泡发出特别耀眼的光,且此时电流表和电压表都有示数,出现该现象的原因可能是变阻器的滑片没调到最大阻值处.
(3)故障排除后,移动变阻器的滑片,小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,此时的电流为0.32A,小灯泡的额定功率为1.216(或1.22)W.

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10.小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时,所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2.5V的小灯泡(小灯泡的额定功率小于1W)、滑动变阻器(50Ω 1A)、以及符合实验要求的电表、开关和导线.如图甲是小亮同学没有连接完整的电路.

(1)本实验的实验原理是P=UI.
(2)请你用笔画线代替导线,将图甲所示的电路连接完整.
(3)小亮同学连好电路后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,则故障可能是灯泡断路(写出一种即可).
(4)小亮同学排除故障后闭合开关,移动滑动变阻器滑片P,同时眼睛应注视B(选填序号).
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(5)小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向B端移动(选填“A”或“B”).当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是0.5W,此时小灯泡的电阻是12.5Ω.该实验中滑动变阻器除了保护电路外,还有调节小灯泡两端电压等于额定电压的作用.
(6)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为如图丙所示,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能够大于25Ω.

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(3)由于季节变化,气温明显降低,为了维护消费者、经营者的利益,汽油的价格应升高(填:“升高”、“降低”或“不变”).
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