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    15．某班同学在“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：三节新干电池，电流表（0-0.6A、0-3A）、电压表（0-3V、0-15V）、“50Ω、1A”和“30Ω、1.5A”两种规格的滑动变阻器，额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、开关各一个，导线若干．
    （1）如图所示是某组同学连接的实验电路，可以更改其中的一根导线就将其改正确．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（导线不能交叉）．
    （2）电路连接正确后，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转．逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大．该电路故障可能是小灯泡短路．
    （3）排除故障后该小组正确操作实验，测量数据如表所示
    12345678
    发光情况明亮亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭
    电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1
    电流I/A0.280.260.300.240.200.190.160.05
    分析实验数据可知：
    ①小灯泡的额定功率为0.7W．
    ②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是小灯泡的实际功率太小．
    ③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是1Ω（选填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）．
    （4）为了顺利完成实验，小明在实验中应选用规格为50Ω、1A的滑动变阻器．

    分析 （1）实验中应将电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出；
    （2）常见电路故障有短路与断路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
    （3）①由表中实验数据求出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率；
    ②如果灯泡实际功率如果太小，将不足以引起灯泡发光；
    ③灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，根据表中实验数据求出灯泡电阻阻值，然后答题．
    （4）由欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，由串联电路特点求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此选择滑动变阻器规格．

    解答 解：（1）应将电压表与灯泡并联，且电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如图所示：

    （2）闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；电流表指针偏转，说明电路不存在断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的灯泡短路．
    （3）①由表中实验数据可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.28A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
    ②由表中实验数据可知，7、8两次实验，灯泡电压与电流很小，灯泡实际功率很小，由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光，所以灯泡熄灭．
    ③由表中第8组实验数据可知，此时灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.1V}{0.05A}$=2Ω，灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，小灯泡在断电一段时间后，灯丝温度降低，灯泡电阻阻值减小，则灯泡电阻可能是1Ω．
    （4）灯泡正常发光时的电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，此时滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，
    因为I=$\frac{U}{R}$，所以滑动变阻器接入电路的阻值R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，因此应选规格为50Ω、1A的滑动变阻器．
    故答案为：
    （1）见上图；（2）小灯泡短路；
    （3）0.7；小灯泡的实际功率太小；1Ω；
    （4）50Ω、1A．

    点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、求灯泡额定功率、求灯泡电阻阻值；解题时要注意，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，随温度降低而减小．

    练习册系列答案
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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．下面是婷婷同学设计的探究“光的反射定律”和“平面镜成像特点”的实验过程．
    入射角15°30°60°
    反射角15°30°60°
    （1）如图所示，为了探究“光的反射定律”，晓婷将一张白纸B放在水平桌面上，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着B（选填“A”或“B”）照射，并记录下了反射角和入射角的度数如上表．通过表格中的数据可得到的结论是光反射时，反射角等于入射角．
    （2）为了探究“平面镜成像特点”她将平面镜换成了透明的玻璃板，并取来了两个完全相同的蜡烛．在实验过程中，随着蜡烛的燃烧变短，蜡烛的像与用来找像的蜡烛部分重合（选填“完全重合”或“部分重合”）．此时所成的像与物大小相同（选填“相同”或“不相同”）．

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    6．利用矿泉水瓶能探究许多物理学中的规律，如在瓶中装入水，把手放在瓶后可以观察到手的放大的像-----放大镜的原理．请你再写出三个有关的现象及其对应的物理知识．用力捏瓶，瓶变瘪---力改变物体的形状；推瓶，瓶运动---力改变物体的运动状态；把瓶仍出去---物体具有惯性．

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    3．科学家的每次重大发现，都有力推动了人类文明进程．发现了电流周围存在磁场之后，极大地激发了科学家们探索电和磁之间联系的兴趣：既然电能生磁，那么反过来磁能生电吗？经过十年不懈的努力，终于得以实现．第一个利用磁场获得电流的科学家是（　　）
    A．奥斯特B．爱因斯坦C．法拉第D．爱迪生

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    10．如图所示的器具，属于省力杠杆的是（　　）
    A．B．C．D．

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    20．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6Ⅴ，小灯泡额定电压为2.5Ⅴ（灯丝电阻约为12Ω）．

    （1）为能顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用B．
    A．“15Ω  0.5A”的滑动变阻器    B．“20Ω  0.5A”的滑动变阻器
    （2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整．
    （3）连接电路时，开关应断开（填“闭合”或“断开”）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到A端（填“A”或“B”）．
    （4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向B端移动（填“A”或“B”）．
    （5）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示．分析图象可知：该小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω；额定功率为0.5W．

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    7．下列探究过程中，与研究电流跟电压、电阻关系实验所用方法不相同的是（　　）
    A．探究动能大小与哪些因素有关
    B．探究影响通电螺线管磁性强弱的因素
    C．探究压力的作用效果
    D．探究电磁感应

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    4．在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻大约为10Ω．

    （1）实验电路图如图1所示，请在图中的圆圈内正确填上电流表和电压表的符号．
    （2）用笔画线代替导线把图2所示的电路补充完整．
    （3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至B端（选填“A”或“B”）；闭合开关后，发现灯泡不发光，电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，则产生此故障的原因可能是灯泡处断路．
    （4）排除故障后，闭合开关并调节滑片使灯泡正常发光，这时电流表的示数为0.24A，该小灯泡的额定功率为0.6W．

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    5．阅读下面的短文，回答问题
                                     半导体制冷
    半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料，甲图是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接，下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，铜片B会向空气放出热量，反之，改变直流电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体，这时，铜片B会从空气吸收热量，铜片A会向空气放出热量．半导体中有可以自由移动的电荷．通电时，电荷移动的方向与电流方向相反．由于电荷在不同的材料中具有不同的能量，当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量；从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量．从铜片上吸收（放出）热量的多少可用公式Q=π•I表示．其中，I为电流的大小，π称为“帕尔帖系数”．吸收热量时π为正值，放出热量π为负值，π的绝对值不变．
    请回答下列问题：
    （1）如甲图，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A置于电冰箱箱内，铜片B置于电冰箱箱外（前两空选填“箱内”或“箱外”），这就是半导体电冰箱的工作原理．
    （2）如甲图，电荷在P型半导体低于（选填“高于”或“低于”）N型半导体中的能量．
    （3）若将甲图中电源换成交流电源，此时电冰箱不能（选填“能”或“不能”）正常制冷．
    （4）给半导体制冷器提供乙图所示的交流电，当电流为正值时，表示电流方向与甲图直流电方向相同，当电流为负值时，表示电流方向与乙图直流电方向相反，在丙图上作出铜片B处的Q-t图象．

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