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3.为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5 V”字样的小灯泡电阻约为$10\ \Omega$,电源电压为$6\ \mathrm{V}$,可供选用的滑动变阻器有“$10\ \Omega\ 1\ \mathrm{A}$”的$R_1$和“$20\ \Omega\ 1\ \mathrm{A}$”的$R_2$。
3题图
(1)该实验的原理是
(2)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是
(3)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(4)正确连接电路后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是
A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了
D.滑动变阻器短路
(5)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“$0∼15\ \mathrm{V}$”测量范围的刻度线看出指针停在$10\ \mathrm{V}$处,此时发现小灯泡亮度较
(6)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是
3题图
(1)该实验的原理是
$P=UI$
。(2)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是
$R_2$
(选填“$R_1$”或“$R_2$”)。(3)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器滑片向右移动时,灯泡变亮)
(4)正确连接电路后,闭合开关,他们发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表指针明显偏转,你认为造成这一现象的原因可能是
C
。(填字母)A.电流表断路
B.小灯泡短路
C.小灯泡灯丝断了
D.滑动变阻器短路
(5)排除故障后,当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从“$0∼15\ \mathrm{V}$”测量范围的刻度线看出指针停在$10\ \mathrm{V}$处,此时发现小灯泡亮度较
暗
;若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向右
(选填“左”或“右”)移,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是0.65
$\mathrm{W}$。(6)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,你认为其主要原因是
小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,小灯泡的温度越高,因小灯泡的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻越大,由欧姆定律,小灯泡两端的电压与电流的比值在不同亮度下不一样
。答案
3. (1) $P=UI$
(2) $R_2$
(3) 如答图所示
(4) C
(5) 暗 右 0.65
(6) 小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮,小灯泡的温度越高,因小灯泡的电阻随温度的升高而变大,故灯丝的电阻越大,由欧姆定律,小灯泡两端的电压与电流的比值在不同亮度下不一样
解析
【分析】
本题是测量小灯泡额定功率的实验题，需结合实验原理、串联电路规律、电路故障分析、电表读数及灯丝电阻特性等知识逐步解题：
1. 测量小灯泡额定功率的核心原理是电功率公式$P=UI$；
2. 选择滑动变阻器时，需根据串联分压规律计算所需滑动变阻器的最小阻值，确定合适规格；
3. 连接电路时，根据“滑片右移灯泡变亮（电阻变小）”的要求，确定滑动变阻器的接线柱；
4. 故障分析：电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端与电源连通，据此判断故障；
5. 电表读数时注意量程对应，计算实际电压后，根据额定电压调整滑动变阻器滑片，结合电流表读数计算额定功率；
6. 小灯泡灯丝电阻随温度变化，故电压与电流的比值（电阻）会随亮度改变。
【解析】
(1) 测量小灯泡额定功率的实验原理是电功率公式：$P=UI$；
(2) 小灯泡额定电压$U_L=2.5\ \mathrm{V}$，电阻约$R_L=10\ \Omega$，则额定电流约$I_L=\frac{U_L}{R_L}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.25\ \mathrm{A}$；电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，滑动变阻器需分担的电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U_L=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$，所需滑动变阻器的最小阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I_L}=\frac{3.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=14\ \Omega$，故应选最大阻值20Ω的$R_2$；
(3) 要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮，说明接入电路的电阻变小，因此滑动变阻器应接右下接线柱，补充导线连接滑动变阻器右下接线柱与电路对应位置（如答图所示）；
(4) 闭合开关后，电流表无示数说明电路断路，电压表指针明显偏转说明电压表两端与电源连通，故障为小灯泡断路，故选C；
(5) 电压表用0~3V量程，误按0~15V读数，指针在10V处对应实际电压$U_{\mathrm{实}}=\frac{10\ \mathrm{V}}{5}=2\ \mathrm{V}＜2.5\ \mathrm{V}$，故灯泡亮度较暗；要使灯泡正常发光，需增大灯泡电压，减小滑动变阻器电阻，滑片应向右移；电流表用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.26A，额定功率$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{额}}I=2.5\ \mathrm{V}×0.26\ \mathrm{A}=0.65\ \mathrm{W}$；
(6) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而变大，不同亮度下实际功率不同，灯丝温度不同，电阻不同，故小灯泡两端电压与电流的比值（即电阻）不一样。
【答案】
(1) $P=UI$
(2) $R_2$
(3) 如答图所示
(4) C
(5) 暗；右；0.65
(6) 小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，小灯泡的温度越高，因小灯泡的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻越大，由欧姆定律，小灯泡两端的电压与电流的比值在不同亮度下不一样
【知识点】
测量小灯泡额定功率、滑动变阻器的选择、电路故障分析
【点评】
本题综合考查测量小灯泡额定功率的实验，涵盖实验原理、器材选择、电路连接、故障分析、电表读数及电阻特性等核心知识点，需熟练掌握串联电路规律和实验操作要点，注意电表量程的对应与读数方法，理解灯丝电阻随温度变化的特性是解题关键。
【难度系数】
0.5
本题是测量小灯泡额定功率的实验题，需结合实验原理、串联电路规律、电路故障分析、电表读数及灯丝电阻特性等知识逐步解题：
1. 测量小灯泡额定功率的核心原理是电功率公式$P=UI$；
2. 选择滑动变阻器时，需根据串联分压规律计算所需滑动变阻器的最小阻值，确定合适规格；
3. 连接电路时，根据“滑片右移灯泡变亮（电阻变小）”的要求，确定滑动变阻器的接线柱；
4. 故障分析：电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表两端与电源连通，据此判断故障；
5. 电表读数时注意量程对应，计算实际电压后，根据额定电压调整滑动变阻器滑片，结合电流表读数计算额定功率；
6. 小灯泡灯丝电阻随温度变化，故电压与电流的比值（电阻）会随亮度改变。
【解析】
(1) 测量小灯泡额定功率的实验原理是电功率公式：$P=UI$；
(2) 小灯泡额定电压$U_L=2.5\ \mathrm{V}$，电阻约$R_L=10\ \Omega$，则额定电流约$I_L=\frac{U_L}{R_L}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.25\ \mathrm{A}$；电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，滑动变阻器需分担的电压$U_{\mathrm{滑}}=U-U_L=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$，所需滑动变阻器的最小阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I_L}=\frac{3.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=14\ \Omega$，故应选最大阻值20Ω的$R_2$；
(3) 要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮，说明接入电路的电阻变小，因此滑动变阻器应接右下接线柱，补充导线连接滑动变阻器右下接线柱与电路对应位置（如答图所示）；
(4) 闭合开关后，电流表无示数说明电路断路，电压表指针明显偏转说明电压表两端与电源连通，故障为小灯泡断路，故选C；
(5) 电压表用0~3V量程，误按0~15V读数，指针在10V处对应实际电压$U_{\mathrm{实}}=\frac{10\ \mathrm{V}}{5}=2\ \mathrm{V}＜2.5\ \mathrm{V}$，故灯泡亮度较暗；要使灯泡正常发光，需增大灯泡电压，减小滑动变阻器电阻，滑片应向右移；电流表用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.26A，额定功率$P_{\mathrm{额}}=U_{\mathrm{额}}I=2.5\ \mathrm{V}×0.26\ \mathrm{A}=0.65\ \mathrm{W}$；
(6) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而变大，不同亮度下实际功率不同，灯丝温度不同，电阻不同，故小灯泡两端电压与电流的比值（即电阻）不一样。
【答案】
(1) $P=UI$
(2) $R_2$
(3) 如答图所示
(4) C
(5) 暗；右；0.65
(6) 小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，小灯泡的温度越高，因小灯泡的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻越大，由欧姆定律，小灯泡两端的电压与电流的比值在不同亮度下不一样
【知识点】
测量小灯泡额定功率、滑动变阻器的选择、电路故障分析
【点评】
本题综合考查测量小灯泡额定功率的实验，涵盖实验原理、器材选择、电路连接、故障分析、电表读数及电阻特性等核心知识点，需熟练掌握串联电路规律和实验操作要点，注意电表量程的对应与读数方法，理解灯丝电阻随温度变化的特性是解题关键。
【难度系数】
0.5
·预习点○ 为家庭节约用电提建议
1. 调查家中的用电情况。
2. 了解用电器的耗电情况。
3. 提出节约用电的建议。
1. 调查家中的用电情况。
2. 了解用电器的耗电情况。
3. 提出节约用电的建议。
答案
1. 可记录家中所有用电器的日常使用时长、近3个月的电费账单总用电量、不同时段的用电情况等相关信息，完成数据汇总。
2. 查看各用电器铭牌标注的额定功率，结合日常使用时长计算对应耗电量，也可借助智能电表单独统计不同电器的实际耗电占比。
3. 节约用电建议：①养成人走断电的习惯，随手关闭不用的灯具、电器；②长期不使用的电器拔掉电源插头，避免待机耗电；③夏季空调制冷温度设置不低于26℃，冬季制热温度不高于20℃；④优先选购能效等级为1级的节能型家电，替换老旧高耗电电器。
4. 连续记录1个月采纳节电建议后的家庭用电量，和之前同期的用电数据做对比，统计实际减少的用电量，评估节电方案的实际效果，对效果不佳的建议进行调整优化。
2. 查看各用电器铭牌标注的额定功率，结合日常使用时长计算对应耗电量，也可借助智能电表单独统计不同电器的实际耗电占比。
3. 节约用电建议：①养成人走断电的习惯，随手关闭不用的灯具、电器；②长期不使用的电器拔掉电源插头，避免待机耗电；③夏季空调制冷温度设置不低于26℃，冬季制热温度不高于20℃；④优先选购能效等级为1级的节能型家电，替换老旧高耗电电器。
4. 连续记录1个月采纳节电建议后的家庭用电量，和之前同期的用电数据做对比，统计实际减少的用电量，评估节电方案的实际效果，对效果不佳的建议进行调整优化。
解析
【分析】
本次预习任务围绕家庭节约用电展开，解题思路需分步骤推进：首先明确要完成家庭用电情况的调查，接着了解各用电器的耗电情况，再结合实际提出具体的节约用电建议，最后通过对比数据评估建议的实际效果，确保任务完整落地。
【解析】
1. 调查家中用电情况：记录家中所有用电器的日常使用时长、近3个月电费账单的总用电量、不同时段的用电情况等相关信息，完成数据汇总。
2. 了解用电器耗电情况：查看各用电器铭牌标注的额定功率，结合日常使用时长计算对应耗电量；也可借助智能电表单独统计不同电器的实际耗电占比。
3. 提出节约用电建议：①养成人走断电的习惯，随手关闭不用的灯具、电器；②长期不使用的电器拔掉电源插头，避免待机耗电；③夏季空调制冷温度设置不低于26℃，冬季制热温度不高于20℃；④优先选购能效等级为1级的节能型家电，替换老旧高耗电电器。
4. 评估节电效果：连续记录1个月采纳节电建议后的家庭用电量，和之前同期的用电数据做对比，统计实际减少的用电量，评估节电方案的实际效果，对效果不佳的建议进行调整优化。
【答案】
1. 可记录家中所有用电器的日常使用时长、近3个月的电费账单总用电量、不同时段的用电情况等相关信息，完成数据汇总。
2. 查看各用电器铭牌标注的额定功率，结合日常使用时长计算对应耗电量，也可借助智能电表单独统计不同电器的实际耗电占比。
3. 节约用电建议：①养成人走断电的习惯，随手关闭不用的灯具、电器；②长期不使用的电器拔掉电源插头，避免待机耗电；③夏季空调制冷温度设置不低于26℃，冬季制热温度不高于20℃；④优先选购能效等级为1级的节能型家电，替换老旧高耗电电器。
4. 连续记录1个月采纳节电建议后的家庭用电量，和之前同期的用电数据做对比，统计实际减少的用电量，评估节电方案的实际效果，对效果不佳的建议进行调整优化。
【知识点】
家庭用电调查、节约用电方法
【点评】
本题为贴近生活的实践类预习任务，将电学相关知识与日常生活结合，引导学生通过调查、分析提出解决方案，培养实践能力与节能意识，内容易操作，贴合学生生活实际。
【难度系数】
0.8
本次预习任务围绕家庭节约用电展开，解题思路需分步骤推进：首先明确要完成家庭用电情况的调查，接着了解各用电器的耗电情况，再结合实际提出具体的节约用电建议，最后通过对比数据评估建议的实际效果，确保任务完整落地。
【解析】
1. 调查家中用电情况：记录家中所有用电器的日常使用时长、近3个月电费账单的总用电量、不同时段的用电情况等相关信息，完成数据汇总。
2. 了解用电器耗电情况：查看各用电器铭牌标注的额定功率，结合日常使用时长计算对应耗电量；也可借助智能电表单独统计不同电器的实际耗电占比。
3. 提出节约用电建议：①养成人走断电的习惯，随手关闭不用的灯具、电器；②长期不使用的电器拔掉电源插头，避免待机耗电；③夏季空调制冷温度设置不低于26℃，冬季制热温度不高于20℃；④优先选购能效等级为1级的节能型家电，替换老旧高耗电电器。
4. 评估节电效果：连续记录1个月采纳节电建议后的家庭用电量，和之前同期的用电数据做对比，统计实际减少的用电量，评估节电方案的实际效果，对效果不佳的建议进行调整优化。
【答案】
1. 可记录家中所有用电器的日常使用时长、近3个月的电费账单总用电量、不同时段的用电情况等相关信息，完成数据汇总。
2. 查看各用电器铭牌标注的额定功率，结合日常使用时长计算对应耗电量，也可借助智能电表单独统计不同电器的实际耗电占比。
3. 节约用电建议：①养成人走断电的习惯，随手关闭不用的灯具、电器；②长期不使用的电器拔掉电源插头，避免待机耗电；③夏季空调制冷温度设置不低于26℃，冬季制热温度不高于20℃；④优先选购能效等级为1级的节能型家电，替换老旧高耗电电器。
4. 连续记录1个月采纳节电建议后的家庭用电量，和之前同期的用电数据做对比，统计实际减少的用电量，评估节电方案的实际效果，对效果不佳的建议进行调整优化。
【知识点】
家庭用电调查、节约用电方法
【点评】
本题为贴近生活的实践类预习任务，将电学相关知识与日常生活结合，引导学生通过调查、分析提出解决方案，培养实践能力与节能意识，内容易操作，贴合学生生活实际。
【难度系数】
0.8
下表对不同用电器列出了其中一种省电方法和相应的省电原理,请你补充完整 （
A.将灯泡换成功率小一些的;减少用电时间
B.将白炽灯换成节能灯;提高发光效率
C.将白炽灯换成节能灯;减少工作时间
D.光线不暗时尽量不开;提高发光效率
B
）。A.将灯泡换成功率小一些的;减少用电时间
B.将白炽灯换成节能灯;提高发光效率
C.将白炽灯换成节能灯;减少工作时间
D.光线不暗时尽量不开;提高发光效率
答案
B
解析
【分析】
本题考查生活中电灯的省电方法及原理，解题思路是：明确电灯省电的核心是在满足照明需求的前提下，减少电能浪费，本质是提高电能转化为光能的效率，而非单纯降低功率或减少使用时间，据此分析各选项的合理性。
【解析】
判断电灯的省电方法和原理是否正确，需结合实际用电需求：
选项A：换功率小的灯泡，若无法满足照明需求，不是合理的省电方法，不符合实际，错误；
选项B：将白炽灯换成节能灯，节能灯发光效率远高于白炽灯，相同照明效果下消耗电能更少，原理是提高发光效率，正确；
选项C：换节能灯是通过提高电能利用率省电，而非减少工作时间，错误；
选项D：“光线不暗时尽量不开”是减少用电时间，并非针对电灯本身的省电原理，不符合题意，错误。
【答案】
B
【知识点】
电能利用、节能原理
【点评】
本题结合生活实际考查用电常识，需理解省电的核心是提高能量转化效率，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查生活中电灯的省电方法及原理，解题思路是：明确电灯省电的核心是在满足照明需求的前提下，减少电能浪费，本质是提高电能转化为光能的效率，而非单纯降低功率或减少使用时间，据此分析各选项的合理性。
【解析】
判断电灯的省电方法和原理是否正确，需结合实际用电需求：
选项A：换功率小的灯泡，若无法满足照明需求，不是合理的省电方法，不符合实际，错误；
选项B：将白炽灯换成节能灯，节能灯发光效率远高于白炽灯，相同照明效果下消耗电能更少，原理是提高发光效率，正确；
选项C：换节能灯是通过提高电能利用率省电，而非减少工作时间，错误；
选项D：“光线不暗时尽量不开”是减少用电时间，并非针对电灯本身的省电原理，不符合题意，错误。
【答案】
B
【知识点】
电能利用、节能原理
【点评】
本题结合生活实际考查用电常识，需理解省电的核心是提高能量转化效率，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
