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4. (★★★)小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻,小灯泡的额定电压为 2.5 V,实验电路如图 13.2 - 16 甲所示。实验中,当电压表的示数为 2.0 V 时,电流表的示数如图 13.2 - 16 乙所示。根据实验过程及电压表的示数为 2.0 V 的现象,下列说法正确的是【
A.为使小灯泡正常发光,需将滑动头 $ P $ 向左移动
B.滑动头 $ P $ 向右移动,电流表的示数变小
C.小灯泡正常发光时的电阻为 $ 5 \Omega $
D.此时小灯泡的实际功率为 1 W
B
】A.为使小灯泡正常发光,需将滑动头 $ P $ 向左移动
B.滑动头 $ P $ 向右移动,电流表的示数变小
C.小灯泡正常发光时的电阻为 $ 5 \Omega $
D.此时小灯泡的实际功率为 1 W
答案
B
解析
由题知，小灯泡额定电压2.5V，当前电压表示数2.0V（小于额定电压）。
A项：要使灯泡正常发光需增大其两端电压，应减小滑动变阻器电阻。因滑动变阻器接线方式未知，无法确定滑片向左移动是否减小电阻，A错误。
B项：滑动头P向右移动，滑动变阻器接入电阻增大，总电阻增大，由I=U/R知电流变小，电流表示数变小，B正确。
C项：正常发光时电阻需用额定电压与额定电流计算，题中未给出额定电流，且灯泡电阻随温度变化，无法确定为5Ω，C错误。
D项：图乙电流表接0~0.6A量程，分度值0.02A，指针示数为0.44A（假设指针在0.4A后第2小格），实际功率P=UI=2V×0.44A=0.88W≠1W，D错误。
A项：要使灯泡正常发光需增大其两端电压，应减小滑动变阻器电阻。因滑动变阻器接线方式未知，无法确定滑片向左移动是否减小电阻，A错误。
B项：滑动头P向右移动，滑动变阻器接入电阻增大，总电阻增大，由I=U/R知电流变小，电流表示数变小，B正确。
C项：正常发光时电阻需用额定电压与额定电流计算，题中未给出额定电流，且灯泡电阻随温度变化，无法确定为5Ω，C错误。
D项：图乙电流表接0~0.6A量程，分度值0.02A，指针示数为0.44A（假设指针在0.4A后第2小格），实际功率P=UI=2V×0.44A=0.88W≠1W，D错误。
5. (★★★)利用如图 13.2 - 17 甲所示的电路图“测量小灯泡的电功率”,小灯泡上标有“2 V”字样,电源电压恒为 3 V,如图 13.2 - 17 乙所示是根据实验数据绘制的 $ U - I $ 图像,下列说法错误的是【
A.该实验的原理是 $ P = UI $
B.小灯泡正常发光时的电功率为 0.6 W
C.小灯泡正常发光时的电阻约为 $ 6.67 \Omega $
D.利用该电路图可以进行“电流与电压关系”的实验探究
D
】A.该实验的原理是 $ P = UI $
B.小灯泡正常发光时的电功率为 0.6 W
C.小灯泡正常发光时的电阻约为 $ 6.67 \Omega $
D.利用该电路图可以进行“电流与电压关系”的实验探究
答案
D
解析
A.测量小灯泡电功率的原理是P=UI，A正确；B.小灯泡正常发光电压为2V，由乙图U-I图像知此时电流I=0.3A，P=UI=2V×0.3A=0.6W，B正确；C.正常发光时电阻R=U/I=2V/0.3A≈6.67Ω，C正确；D.探究“电流与电压关系”需控制电阻不变，小灯泡电阻随温度变化，故不能进行，D错误。
6. (★★★)如图 13.2 - 18 甲所示,电源电压为 8 V 且保持不变,小灯泡上标有“6 V 6 W”字样,小灯泡的电流随电压的变化曲线如图 13.2 - 18 乙所示。当电流表的示数为 0.5 A 时,滑动变阻器接入电路的电阻为
]
12
$ \Omega $；小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为2
W。]
答案
12；2
解析
当电流表示数为0.5A时，由图乙知小灯泡两端电压$U_{L}=2V$。串联电路总电压$U=8V$，滑动变阻器电压$U_{R}=U - U_{L}=8V - 2V=6V$，滑动变阻器电阻$R=\frac{U_{R}}{I}=\frac{6V}{0.5A}=12\Omega$。
小灯泡正常发光时，电压$U_{L额}=6V$，由图乙知此时电流$I=1A$（额定电流$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{6W}{6V}=1A$）。滑动变阻器电压$U_{R}=U - U_{L额}=8V - 6V=2V$，电功率$P_{R}=U_{R}I=2V×1A=2W$。
7. (★★★)小军同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,电源电压恒为 6 V,小灯泡的额定电压为 2.5 V(灯丝电阻约为 $ 12 \Omega $)。
(1) 在图 13.2 - 19 甲的虚线框中画出相应的电路图。
(2) 为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用______(填字母)。
A. “10 Ω 5 A”的滑动变阻器
B. “50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器
(3) 闭合开关后,移动滑动变阻器的滑动头,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是______。
(4) 根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图 13.2 - 19 乙所示。分析图像可知：小灯泡的额定功率为______ W。
(5) 完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为 $ U_{额} $ 的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经坏了。于是,他又找来了两个开关和一个定值电阻,设计了如图 13.2 - 19 丙所示的电路。已知电源电压恒为 $ U $,定值电阻的阻值为 $ R_0 $,请你完成下面的实验步骤：
①闭合开关 $ S $、$ S_1 $,断开开关 $ S_2 $,移动滑动变阻器的滑动头使电压表的示数为______；
②闭合开关 $ S $、$ S_2 $,断开开关 $ S_1 $,保持滑动变阻器的滑动头位置不变,读出电压表的示数为 $ U_1 $；
③小灯泡的额定功率 $ P_{额} = \quad $。
(1) 在图 13.2 - 19 甲的虚线框中画出相应的电路图。
(1) 电路图如下：[虚线框内包含：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端]
(2) 为了能够顺利完成该实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用______(填字母)。
A. “10 Ω 5 A”的滑动变阻器
B. “50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器
(2) B
(3) 闭合开关后,移动滑动变阻器的滑动头,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数。若电路只有一处故障,则故障原因是______。
(3) 小灯泡断路
(4) 根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图 13.2 - 19 乙所示。分析图像可知：小灯泡的额定功率为______ W。
(4) 0.625
(5) 完成上面实验后,小军同学又想测量额定电压为 $ U_{额} $ 的小灯泡的额定功率,但发现电流表已经坏了。于是,他又找来了两个开关和一个定值电阻,设计了如图 13.2 - 19 丙所示的电路。已知电源电压恒为 $ U $,定值电阻的阻值为 $ R_0 $,请你完成下面的实验步骤：
①闭合开关 $ S $、$ S_1 $,断开开关 $ S_2 $,移动滑动变阻器的滑动头使电压表的示数为______；
②闭合开关 $ S $、$ S_2 $,断开开关 $ S_1 $,保持滑动变阻器的滑动头位置不变,读出电压表的示数为 $ U_1 $；
③小灯泡的额定功率 $ P_{额} = \quad $。
(5) ① $ U_{额} $ ③ $ P_{额} = U_{额} × \frac{U_1 - U_{额}}{R_0} $
答案
(1) 电路图如下：
[虚线框内包含：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端]
(2) B
(3) 小灯泡断路
(4) 0.625
(5)
① $ U_{额} $
③ $ P_{额} = U_{额} × \frac{U_1 - U_{额}}{R_0} $
[虚线框内包含：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端]
(2) B
(3) 小灯泡断路
(4) 0.625
(5)
① $ U_{额} $
③ $ P_{额} = U_{额} × \frac{U_1 - U_{额}}{R_0} $
