小莫同学做“测量小灯泡电功率实验中.所用电源电压恒为4V．小灯泡的螺旋套上标有“2.5V 字样.其额定功率小于1W.滑动变阻器的规格是“10Ω 1A (1)在实验前检查仪器时.发现电流表的指针如图1所示.则他接下来的操作是对电流表进行调零.使指针指在零刻度线上,(2)请你根据图2电路图用笔画线代替导线.将图3中未完成的电路连接好．要求:滑动变阻器的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

16．小莫同学做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4V．小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样，其额定功率小于1W，滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”

（1）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图1所示，则他接下来的操作是对电流表进行调零，使指针指在零刻度线上；
（2）请你根据图2电路图用笔画线代替导线，将图3中未完成的电路连接好．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变大，导线不能交叉；
（3）连接电路后闭合开关，发现电压表和电流表均无示数，灯泡不亮，移动滑片时电压表和电流表仍然没有示数，灯泡不亮．电路的故障可能是D；
A．灯泡短路 B．滑动变阻器短路 C．灯泡断路 D．滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片到某一位置时，电压表示数如图4所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向右（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2.5V，此时电流示数如图5所示，那么灯泡的额定功率是0.75W；
（5）小莫能用小灯泡来研究电流与电压的关系吗？不能；理由是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（6）为了研究电流和电阻的关系，小莫找到几个定值电阻，阻值分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，他用5Ω的电阻替换电路中的小灯泡，移动滑片使电压表示数为2.5V，记录电流表示数，又换上10Ω的电阻，移动滑片，最终电流表的示数为0.25A；
（7）当小莫用20Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到2.5V，聪明的小莫想到了解决办法，他将其中一个定值电阻串联接入电路后，既可以用20Ω的电阻完成实验，又可以用30Ω的电阻完成实验，他选择的定值电阻是10Ω．

分析（1）由图1知，电流表指针没有指在电流表的零刻度线上，使用前应对电流表调零；
根据题意确定滑动变阻器的接法，然后连接实物电路图．
（2）灯泡不亮，则可能是电路断路或灯泡的实际功率太小或灯泡短路；电压表读数为零，说明灯泡短路；
（3）由灯泡灯泡的额定电压可知电压表的量程并读出其大小，为使电压增加为2.5V，电阻的分压特点可知滑动变阻器接入电路电阻的变化，进一步确定滑片的移动方向．
根据电流表的量程和分度值读出灯泡的额定电流，利用P=UI求出额定功率．
（4）在研究电流与电压的关系时，要控制电阻的阻值不变，改变电阻两端的电压，分析电流和电压的关系；而灯丝的电阻随着温度变化；
（5）根据I=$\frac{U}{R}$得出电流表的示数；
（6）由于滑动变阻器的阻值太小，电压表的示数始终达不到2.5V，故应串联一个电阻．

解答解：（1）由图1可知，电流表指针没有指在零刻度线上，应对电流表进行机械调零，使电流表指针指在零刻度线上；
滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变大，滑动变阻器应接左下接线柱，根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

（2）若小灯泡两端短路，则移动滑片时灯泡不亮，电压表并联在灯泡两端；则电压表示数为零，
若是A，灯泡短路，则电路是通路，现象应是电流表有示数，而不是电流表没有示数．若电流表，电压表都没示数，则变阻器断路时，电路不是闭合回路，无电流，两表无示数
若滑动变阻器短路，灯泡断路、电压表并联在灯泡两端；则电压表示数不为零，故D符合题意；
（3）由图可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，由图4可知，灯泡两端的电压为2.8V，
为测额定功率，灯两端电压应为2.5V，根据串联电路电阻的分压特点可知滑动变阻器分得的电压较小，应增大滑动变阻器两端电压，所以应向右移动滑片，直到电压表示数为2.5V为止．
当灯泡两端的电压为2.5V时，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，由图5可知，通过灯泡的电流为0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）这个实验不能用来研究电流与电压的关系，因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，而电流与电压关系的实验中，要控制电阻值大小不变．
（5）探究电流与电阻的关系，需保证电压一定，当电压U=2.5V，R=10Ω时，根据I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
（6）当小莫用20Ω的电阻进行实验时，发现电压表的示数始终不能调到2.5V，说明滑动变阻器的最大阻值偏小，所以应该跟电路串联一个电阻R₂；
①此时再用20Ω的电阻完成实验，电路中的电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{20Ω}$=0.125A，
滑动变阻器和电阻R₂分得的电压U′=4V-2.5V=1.5V，
则滑动变阻器和电阻R₂的总电阻：R_滑+R₂=$\frac{U′}{I}$=$\frac{1.5V}{0.125A}$=12Ω，则串联定值电阻的阻值最多为12Ω；
②用30Ω的电阻完成实验时，此时电路中的电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{30Ω}$=$\frac{1}{12}$A，
R_滑+R_串=$\frac{U-{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V-2.5V}{\frac{1}{12}A}$=18Ω，所以串联定值电阻的最小阻值为：R_串=18Ω-R_滑=18Ω-10Ω=8Ω；
所以，串联定值电阻的范围为8Ω～12Ω，结合题中的定值电阻可知，只能选择10Ω的电阻串联在电路中．
故答案为：（1）对电流表进行调零，使指针指在零刻度线上；（2）见上图；（3）D；（4）右；0.75；（5）不能；灯丝的电阻随温度的升高而增大；（6）0.25；（7）10．

点评本题考查了电流表量程的选择和连接以及读数、电压表的读数、滑动变阻器的连接和使用、电路故障的判断等，这些知识点是伏安法测功率中最常见的内容，也是常考的内容．

练习册系列答案

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科目：初中物理 来源： 题型：计算题

4．

2014年8月16日，在俄罗斯举行了首届坦克两项国际竞赛，我国选手驾驶我国自主研制的坦克获得优异成绩．如图所示，若我国参赛的坦克质量为5.0×10⁴kg，每条履带着地面积为2.5m²，水平匀速行驶时所受阻力为自身重力的0.1倍（人重忽略不计）．比赛时，它以72km/h的速度水平匀速行驶0.5h到达终点．（g取10N/kg）求：
（1）比赛时，坦克通过的路程为多少；
（2）坦克在水平地面上静止时对地面的压强；
（3）坦克牵引力所做功的功率．

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科目：初中物理 来源： 题型：解答题

7．用图中的器材做“测定小灯泡的电阻”的实验时，所用小灯泡的额定电压为4.5V，电源两端电压6V保持不变．

（1）用笔画线完成图甲所示的实验电路的连接．
（2）某同学在连接好电路后闭合开关，却发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电表示数都不变，而且灯泡的亮度比较暗．出现该现象的原因是滑动变阻器同时接下面两个接线柱A、B．
（3）纠正错误后某同学调节变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，通过小灯泡的电流为0.32A，小灯泡正常发光时的电阻约为14Ω（保留整数）．
（4）某同学移动滑片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图象．该图象不是直线，主要原因是灯丝电阻随温度升高而增大．

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科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

4．一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小组想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：
电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω　　1A”、“50Ω　　0.5A”和的滑动变阻器，导线若干，电源一只（电压为12V）．

（1）小组设计了如图a所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为50Ω 0.5A的滑动变阻器．
（2）图b已连接了部分电路，请你根据图a所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整，使滑片向左移动时灯变亮．
（3）小组正确选择了滑动变阻器，将图b的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V．具体原因是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路．若灯不亮，电流表示数为0而电压表有示数，可能故障是小灯泡灯丝断了．
（4）小组排除故障后，继续实验．在实验过程中，眼睛应注意观察电压表，当电压表示数是6V时，表明灯正常发光，记下此时电流表的示数．
（5）小组又通过实验测得小灯泡电流随电压变化曲线如图c．由图可知，小灯泡的额定功率是1.8　W，此时灯泡的电阻是20Ω；当通过灯的电流是0.25A时，灯泡消耗的实际功率为0.75W．

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科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

11．小明到常州灯泡厂参观，看到车间正在生产标有“4.5V 2.8W”字样的灯泡．技术员告诉小明，实际生产出的灯泡在4.5V额定电压下工作时，电功率不会都恰好是2.8W，只要在2.8W士0.2W的范围内，就是合格产品．技术员随机抽取一只灯泡，请小明检测是否合格．

（1）实验器材如图甲所示，电源电压为6V左右，应选用滑动变阻器的规格为C．
A.10Ω 0.3A B.10Ω 0.5A C.10Ω 1A D.50Ω 0.5A
（2）请用笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时灯泡变亮．
（3）开关S闭合前，滑片P应移至B（选填“A”或“B”）端．
（4）实际连接电路时，小明把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关S后会造成D
A．电流表烧坏 B．电压表烧坏 C．灯泡烧坏 D．灯泡不亮
（5）排除故障后，移动滑片P，灯泡由暗变亮，此过程中小明记录了三组电压表、电流表示数．请根据图乙所示，将第③组的示数填入表格．

序号	电压表示数U/V	电流表示数I/A
①	1.5	0.3
②	3.0	0.5
③

（6）灯泡在4.5V电压下，电功率是2.7 W，该产品合格（选填“合格”或“不合格”）．
（7）此实验还可得出，流经灯泡的电流变大、温度变高，电阻变大（选填“变小”“不变”或“变大”）．

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科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

1．同学们在“测定小灯泡电功率”的实验中，电源用三节新干电池，小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻阻值约为10Ω．

（1）请用笔画线代替导线，将如图甲的实物电路连接完整．
（2）小明同学正确连接电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是灯泡断路（写出一种即可）．
（3）小亮同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数为（如图乙所示）2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向B（填“A”或“B”）端移动．
（4）小光同学根据实验数据画出如图丙所示的I-U图象，计算出小灯泡的额定功率是0.75W．

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科目：初中物理 来源： 题型：解答题

8．

预计到2018年，宁夏高铁将会通行，它的运行给人们带来许多便捷．如图所示的是我国自行研制的动车组．
（1）动车组的车头设计成“子弹”形，其目的是减小空气阻力．
（2）动车组采用了“再生制动”技术，在车速从200km/h减小到90km/h的过程中不采用机械刹车，而是关闭电源，由于动车组具有惯性仍将继续行驶，带动电机逆向发电，把动车组的机械能转化为电能输入电网．

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科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

5．回顾实验和探究：（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究串联电路的电压规律

表格

	L₁两端电压U₁/V	L₂两端电压U₂/V	电源两端电压U/V
第一次测量	1.6	1.2	2.8
第二次测量	2.0	0.8	2.8

完成如表所缺项

结论

串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和．

装置图

（2）探究“电流与电压和电阻的关系”的实验
根据电路图将实物电路连接好

步骤

①按照电路图连接实物
②在ab间分别接入5Ω、10Ω和20Ω的电阻，移动滑片P，测量并记下几组电压值和电流值，填入表一、表二、表三
③分析表格和图象，得出结论

表格

表一 R₁=5Ω

U/V	2	4	6
I/A	0.4	0.8	1.2

表二 R₂=10Ω

U/V	2	4	6
I/A	0.2	0.4	0.6

表三 R₃=20Ω

U/V	2	4	6
I/A	0.1	0.2	03

在坐标中画出
表二中数据的I-U图象

结论

①定值电阻上的电流跟它两端的电压成正比，且比值是个定值，等于电阻值
②分析图象中R₂的图象可得出：在电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压成正比．
分析表一、表二和表三中最后一列数据可得出：在电压一定时，导体中电流与导体的电阻成反比．

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科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

6．归纳式探究：
科学家研究发现：由于导体中的电流发生变化时，会产生电磁感应现象，叫做导体的自感现象．自感是导体阻碍电流变化的一种属性．当导体中的电流增大时，导体中的自感电流会阻碍导体中的电流增大；这一现象与惯性现象类似，都表现为对运动状态的阻碍，所以自感现象又叫做电磁惯性现象．

（1）如图1所示电路，当滑动变阻器的滑片向B端移动时，线圈中的自感电流方向是N→M．（选填“M→N”或“N→M”）
（2）对于铁材料线圈而言，其影响自感系数的因素如表数据：

线圈长度L/m	线圈匝数N	线圈横截面积S/m2	线圈自感系数A/H
0.1	5	0.01	825
0.3	5	0.01	275
0.3	10	0.01	1100
0.3	20	0.1	44000

①线圈自感系数A=k×$\frac{{N}^{2}S}{L}$．比例系数k=330．
②对于一个材料确定，匝数、横截面积确定的线圈而言，其自感系数与线圈长度的关系以用图2图象中的图线b来表示．

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