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17. 标有“6 V 1.5 W”字样的小灯泡，通过它的电流随其两端电压变化的关系如图 13 - 5 所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在 12 V 的电源两端，每个灯泡的电阻及实际功率为()
A.$24\ \Omega$ 0.67 W
B.$20\ \Omega$ 0.8 W
C.$24\ \Omega$ 0.96 W
D.$20\ \Omega$ 0.67 W
A.$24\ \Omega$ 0.67 W
B.$20\ \Omega$ 0.8 W
C.$24\ \Omega$ 0.96 W
D.$20\ \Omega$ 0.67 W
答案
B
解析
【解析】
三只相同的灯泡串联，根据串联电路的电压规律，每个灯泡两端的电压：
$ U = \frac{12\ \mathrm{V}}{3} = 4\ \mathrm{V} $
由题图可知，当灯泡两端电压为$ 4\ \mathrm{V} $时，通过的电流$ I = 0.2\ \mathrm{A} $。
此时灯泡的电阻：
$ R = \frac{U}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega $
灯泡的实际功率：
$ P = UI = 4\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} = 0.8\ \mathrm{W} $
因此选B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的特点、欧姆定律与电功率的综合应用，关键是从图像中获取对应电压下的电流值，注意灯泡的电阻随温度变化，不能用额定值计算其电阻。
【难度系数】
0.6
三只相同的灯泡串联，根据串联电路的电压规律，每个灯泡两端的电压：
$ U = \frac{12\ \mathrm{V}}{3} = 4\ \mathrm{V} $
由题图可知，当灯泡两端电压为$ 4\ \mathrm{V} $时，通过的电流$ I = 0.2\ \mathrm{A} $。
此时灯泡的电阻：
$ R = \frac{U}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega $
灯泡的实际功率：
$ P = UI = 4\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} = 0.8\ \mathrm{W} $
因此选B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题考查串联电路的特点、欧姆定律与电功率的综合应用，关键是从图像中获取对应电压下的电流值，注意灯泡的电阻随温度变化，不能用额定值计算其电阻。
【难度系数】
0.6
18. 如图 13 - 6 所示，在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 4.5 V，小灯泡的额定电压为 2.5 V，小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\ \Omega$。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。
(2)连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则故障原因可能是。
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的 $I - U$ 关系图像，根据图像信息：①可计算出小灯泡的额定功率是W；②小灯泡的实际功率随实际电压的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)；③发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。
(2)连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则故障原因可能是。
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图乙所示的 $I - U$ 关系图像，根据图像信息：①可计算出小灯泡的额定功率是W；②小灯泡的实际功率随实际电压的增大而(选填“增大”“减小”或“不变”)；③发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是。
答案
小灯泡短路
0.5
增大
温度变化
解析
【解析】
(1) 要使滑动变阻器滑片向左移动时连入电路的电阻变大，需将滑动变阻器的右下接线柱（B接线柱）与开关的右侧接线柱用导线连接，连线不得交叉。
(2) 电流表有示数说明电路为通路，小灯泡不发光且电压表无示数，说明小灯泡短路，此时电压表被短路，无示数，电路仍导通。
(3) ①由图乙可知，小灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A，根据$P=UI$，可得额定功率$P=2.5\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{W}$；
②从$I-U$图像可知，实际电压增大时，通过灯泡的电流也增大，由$P=UI$可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；
③灯丝电阻随温度升高而增大，故影响灯泡电阻变化的主要因素是温度变化。
【答案】
(1) 连接滑动变阻器B接线柱与开关右侧接线柱（图略）
(2) 小灯泡短路
(3) ①0.5；②增大；③温度变化
【知识点】
测量小灯泡电功率、电路故障分析、电阻与温度关系
【点评】
本题围绕测量小灯泡电功率实验展开，涵盖电路连接、故障判断、功率计算及电阻影响因素，需结合实验原理与图像信息综合分析。
【难度系数】
0.6
(1) 要使滑动变阻器滑片向左移动时连入电路的电阻变大，需将滑动变阻器的右下接线柱（B接线柱）与开关的右侧接线柱用导线连接，连线不得交叉。
(2) 电流表有示数说明电路为通路，小灯泡不发光且电压表无示数，说明小灯泡短路，此时电压表被短路，无示数，电路仍导通。
(3) ①由图乙可知，小灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.2A，根据$P=UI$，可得额定功率$P=2.5\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{W}$；
②从$I-U$图像可知，实际电压增大时，通过灯泡的电流也增大，由$P=UI$可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；
③灯丝电阻随温度升高而增大，故影响灯泡电阻变化的主要因素是温度变化。
【答案】
(1) 连接滑动变阻器B接线柱与开关右侧接线柱（图略）
(2) 小灯泡短路
(3) ①0.5；②增大；③温度变化
【知识点】
测量小灯泡电功率、电路故障分析、电阻与温度关系
【点评】
本题围绕测量小灯泡电功率实验展开，涵盖电路连接、故障判断、功率计算及电阻影响因素，需结合实验原理与图像信息综合分析。
【难度系数】
0.6
19. 为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，大伟采用了如图 13 - 7 所示的实验装置，其中 $R_1 ＞ R_2$。
(1)实验中，$R_1$、$R_2$ 采用连接方式使通过它们的电流相等。
(2)在通电时间相同时，两个烧瓶内煤油上升较高的是(选填“甲”或“乙”)瓶。由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越
(3)该实验中主要采用了研究方法。
在研究以下两个问题时，方法与此相同的是()
A. 在研究物体受到几个力时，引入合力的概念
B. 探究电流与电压的关系时，要保持电阻一定
C. 在研究磁场时，用磁感线来形象地描述磁场
(1)实验中，$R_1$、$R_2$ 采用连接方式使通过它们的电流相等。
(2)在通电时间相同时，两个烧瓶内煤油上升较高的是(选填“甲”或“乙”)瓶。由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越
(3)该实验中主要采用了研究方法。
在研究以下两个问题时，方法与此相同的是()
A. 在研究物体受到几个力时，引入合力的概念
B. 探究电流与电压的关系时，要保持电阻一定
C. 在研究磁场时，用磁感线来形象地描述磁场
答案
串联
甲
多
控制变量法
B
甲
多
控制变量法
B
解析
【解析】
(1) 串联电路中电流处处相等，为使通过$R_1$、$R_2$的电流相等，$R_1$、$R_2$采用串联连接方式。
(2) 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流$I$和通电时间$t$相同时，电阻$R$越大，电流产生的热量$Q$越多。因为$R_1＞R_2$，所以甲瓶中电阻$R_1$产生的热量更多，煤油上升较高。由此可知，在通电时间相同、电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
(3) 本实验控制电流和通电时间相同，探究电流产生的热量与电阻的关系，采用了控制变量法。
A选项采用等效替代法，B选项探究电流与电压的关系时保持电阻一定，采用控制变量法，C选项采用模型法，故选B。
【答案】
(1) 串联
(2) 甲；多
(3) 控制变量法；B
【知识点】
焦耳定律；串联电路电流规律；控制变量法
【点评】
本题考查电流产生热量与电阻关系的实验探究，重点考查控制变量法的应用及焦耳定律的理解，需掌握串联电路电流特点及焦耳定律的应用。
【难度系数】
0.6
(1) 串联电路中电流处处相等，为使通过$R_1$、$R_2$的电流相等，$R_1$、$R_2$采用串联连接方式。
(2) 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流$I$和通电时间$t$相同时，电阻$R$越大，电流产生的热量$Q$越多。因为$R_1＞R_2$，所以甲瓶中电阻$R_1$产生的热量更多，煤油上升较高。由此可知，在通电时间相同、电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
(3) 本实验控制电流和通电时间相同，探究电流产生的热量与电阻的关系，采用了控制变量法。
A选项采用等效替代法，B选项探究电流与电压的关系时保持电阻一定，采用控制变量法，C选项采用模型法，故选B。
【答案】
(1) 串联
(2) 甲；多
(3) 控制变量法；B
【知识点】
焦耳定律；串联电路电流规律；控制变量法
【点评】
本题考查电流产生热量与电阻关系的实验探究，重点考查控制变量法的应用及焦耳定律的理解，需掌握串联电路电流特点及焦耳定律的应用。
【难度系数】
0.6
