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    7．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω．他们所设计的实验电路图如图甲所示．
    （1）在连接电路时，开关应处于断开状态，电流表的量程应选0～0.6A．应该选用的滑动变阻器是R2（选填“R1”或“R2”）．

    （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于左（选填“左”或“右”）端．
    （3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表指针偏转，电流表示数为零，产生故障的原因可能是灯泡断路．
    （4）小明排除故障后闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
    （5）小丽同学移动滑片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0.5W．
    （6）在完整记录了实验数据之后，实验小组的同学对数据进行了进一步的分析，求出了每一次测量状态时小灯泡的电阻值，他们发现了随着灯泡两端的电压增大，灯泡的电阻变大，（选填“变大”、“变小”或“不变”），关于电阻变化的特点，最合理的解释是灯泡电阻随温度的变化而变化．
    实验次数1234567
    U/V0.801.201.602.002.402.503.00
    I/A0.200.290.370.440.510.57

    分析 （1）在连接电路时，开关应断开；根据灯泡正常发光电流确定电流表量程；由灯泡正常工作，根据串联电路特点和欧姆定律计算变阻器连入阻值，从而确定变阻器规格；
    （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最大值处；
    （3）电路故障可能是断路或短路，根据电路故障现象确定故障原因；
    （4）读出电压表示数，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，由电路特点分析；
    （5）由I-U图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率；
    （6）根据P=UI可知灯泡的功率变化和温度的变化，再根据欧姆定律求出表格中数据对应的电阻，从而得出电阻的变化规律，从而得出灯泡电阻与温度的关系．

    解答 解：
    （1）为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态；
    灯泡正常工作电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表应使用0-0.6A量程；
    根据串联电路特点和欧姆定律可得，灯泡正常工作，变阻器连入阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.25A}$≈14Ω，所以应选择滑动变阻器B；
    （2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最大值左端；
    （3）灯泡不亮，可能是由灯泡断路，或灯泡短路，或灯泡之外断路造成的；
    电流表示数为零，说明电路存在断路；电压表指针偏转角度较大，说明电压表与电源两极间是通路，综合分析可知，电路故障可能是灯泡断路；
    （4）电压表使用0～3V量程，分度值0.1V，图乙所示此时灯泡电压为2V，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向右端移动，使电压表的示数为2.5V为止；
    （5）图丙所示的I-U图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.2A，
    灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
    （6）由P=UI可知灯泡两端的电压和电流在增大，电功率也在逐渐变大，温度升高；
    根据表格中数据，由欧姆定律可知对应的电阻依次为：4Ω、4.1Ω、4.3Ω、4.5Ω、4.7Ω、4.8Ω、5.2Ω，所以灯泡的电阻随温度的升高而变大．
    故答案为：（1）断开；0.6；R2 ；（2）左；（3）灯泡断路；（4）2； 右；（5）0.5；（6）变大；灯泡电阻随温度的变化而变化．

    点评 本题考查了电压表量程的选择和正确的使用、滑动变阻器的正确使用、欧姆定律的应用、电流表的读数、分析总结实验规律等知识点，考查的知识点较多，要求学生有较强的能力，试题难度较大．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    满载排水量Gm（t）

    67500

    最大功率Pm（kW）

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    动力提供（燃料）

    重油

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    最大舰宽dm（m）

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    发动机效率η（%）

    25

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    A. 1.8V，7.2V

    B. 1.8V，9V

    C. 7.2V，1.8V

    D. 9V，1.8V

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    （1）实验开始，当开关闭合，变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变大，电压表示数不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．
    （2）同组的小红发现连线中有一处不符合实验要求，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验．请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线．
    （3）电路连接正确后，小明他们正常进行实验并将实验数据记录在表格中．若第二次测量时电流表的示数如图乙所示，则此时电路电流为0.42A，可得小灯泡的额定功率为1.596W．分析表中数据，请写出你还能得出的一个结论：通过灯泡的电流随电压的增大而增大（或灯的实际功率随电压的增大而增大；或灯丝电阻随电压的增大而增大）．
    实验次数123
    电压/V3.03.84.5
    电流/A0.360.45
    （4）如果电压表的0～15V量程损坏，只有0～3V量程能正常使用，实验室里也没有其他电压表可供更换，要求利用现有器材测出小灯泡的额定功率．请在如图丙虚线框中画出你设计的电路图．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    12．如图所示，是灯泡L1与L2在不同的电压下与通过的电流的关系曲线．由图象可知，灯丝的电阻是变化的（选填“不变”、“变化”）．若电源电压为6V，L1与L2串联时，L1消耗的功率是1.6W．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    19．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5伏，电阻大约为10欧，有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω  2A”的滑动变阻器，电源电压为6伏．
    （1）本实验中应该选择规格为50Ω 2A的滑动变阻器；图中已有部分电路联好，请用笔画线代替导线将电路连接完整．
    实验次数V表示数/VA表示数/
    12.00.17
    22.50.20
    33.0
    （2）排除故障后正常实验，在实验过程中多次测量的目的是得出具有普遍性的结论．
    （3）小江同学在实验记录时漏记了表中的一处电流（电压3V时电流），于是就随机的补了一个数据0.25，你认为该数据是否合理，理由是不合理，灯丝的电阻随温度的升高而增大，第3次实验求出的电阻却小于第2次的电阻．

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