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13.在一次测量小灯泡额定功率的实验中,所用电源由两节新干电池串联组成,小灯泡上标有“2.5V”字样(小灯泡额定功率约为0.6W).小刚连接了如图26甲所示的电路.

(1)同组的小明发现该电路连接存在问题,如果闭合图甲所示电路的开关,则电压表的示数约为3V,电流表的示数约为0A.
(2)小明主张拆了以后重新连接,可是时间来不及了,小刚在图甲电路中只改变了某根导线一端的接点位置,而后电路就能测量小灯泡的额定功率了.请在需要改动的导线上打“×”,并画出正确的接线.
(3)待改接好电路后,小刚同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的图象.根据图象信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.75 W,该图象不是直线,主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(4)实验过程中,若电流表烧坏,老师另给了一只电阻箱,小明利用电阻箱和余下部分器材设计了如图丙所示的电路,也测出了小灯泡的额定功率.小明的实验方法如下:
①根据电路图连接实物电路;
②只闭合开关S1、S3,调节滑动变阻器,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光;
③断开S3,闭合S2,调节电阻箱,达到步骤②中同样的效果,读出相应的数值.
④根据有关公式,计算出灯泡的额定功率.

分析 (1)图示电路,电压表串联在电路中,电压表电阻很大,可认为电路断路,电压表测电源电压,电路电流为零,电流表无示数,灯泡不发光;
(2)根据电压表并联在灯泡两端,电流表串联在电路中,修改电路;
(3)从图丙中读出灯泡两端电压为2.5V时对应的电流值,然后根据P=UI求出灯泡的额定功率;灯丝的电阻随温度的变化而变化;
(4)将灯与变阻器串联接入电路中,首先移动变阻器的滑片P,使电压表示数为灯的额定电压2.5V,灯正常发光;在没有电流表的情况下,要测灯的额定功率,根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$,求出灯正常发光时的电阻大小即可,为求出灯正常发光时的电阻大小,根据等效替代法,再将电阻箱与变阻器串联接入电路,通过调节电阻箱旋钮,使电压表示数保持不变,则此时电阻箱连入电路的阻值R0即为灯正常发光时的电阻大小.

解答 解:(1)图示电路电压表串联在电路里,电路断路,电压表测电源电压1.5V×3=4.5V,电流表示数为0,此时小灯泡不发光;
(2)将灯泡与滑动变阻器相连的线去掉改接在电压表负极,电路图如图示:

(3)根据图乙可知,当灯泡两端电压为额定电压2.5V时,通过的小灯泡的电流为0.3A,故灯泡的额定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
因为灯丝的电阻与温度有关,灯丝的电阻随温度的升高而增大,因此电压和电流的图象为曲线.
(4)在上面分析的基础上,实验方案如下:①闭合开关S1,S3,移动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V;
③利用测量出的物理量及已知量,则小灯泡额定功率的表达式P=$\frac{(2.5V)^{2}}{R}$.
故答案为:(1)3;  0;(2)如上图;(3)0.75; 灯丝的电阻随温度的升高而增大(4)②电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光;③电阻箱.

点评 本题 测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率,考查电路的连接、故障的分析、操作过程、额定功率的计算,决定灯亮度的因素、等效替代法及在没有电压表情况下设计实验方案测额定功率的能力,有一定难度.

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(1)如图甲、乙,先用弹簧测力计吊着石块,弹簧测力计的示数为l.6N,然后让石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为1.1N.则石块受到水的浮力为0.5N,石块的密度为3.2×103kg/m3
(2)如图丙,用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面,随着石块露出水面的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数也越来越大,则石块受到水的浮力越来越小(选填“大”或“小”).说明浮力的大小与石块排开的水的体积有关.
(3)通过比较图乙和图丁,可以探究浮力大小跟液体密度是否有关.

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滑轮个数重物重/N重物上升
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距离/m
所用时间/s
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两个动滑轮
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试求:
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(2)由图丁可知,水的沸点是98℃,这说明当时水面上方的气压小于(选填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压;小明猜想GH段不是根据实验的测量数据画出来的,是因为水沸腾时温度保持不变
(3)子晨将水加热至沸腾的时间明显较长,最有可能的原因是水的质量较大.

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18.如图所示,一束平行于主光轴的光线射向凹透镜,请画出它的折射光线.

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C.把画片放在距离透镜20cm处,可以得到一个倒立、缩小的实像
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