【正文】 有額定電流I額的小燈泡和兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)已知阻值為R0的定值電阻，他想：能否在不用電流表的情況下測(cè)定小燈泡的額定功率呢？通過與同學(xué)討論，他設(shè)計(jì)出了如圖丙所示的電路圖，并完成了小燈泡額定功率的測(cè)量．具體操作是：①閉合開關(guān)_____，斷開開關(guān)_____，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為_____；②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，斷開開關(guān)_____，閉合開關(guān)_____，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U；③小燈泡的額定功率P額＝_____（用已知量和所測(cè)物理量符號(hào)表示結(jié)果）．【答案】增大 10 不可靠 只測(cè)了一組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，誤差較大 S、S1 S2 I額R0 S1 S、S2 （U﹣I額R0）I額 【解析】【分析】（1）判斷將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變化，由分壓原理，確定變阻器的電壓變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，判斷電壓表示數(shù)的變化；根據(jù)電表小量程讀數(shù)，由歐姆定律，求電阻大?。簽樘岣邷y(cè)量的準(zhǔn)確度，要多次測(cè)量取平均值．（2）當(dāng)通過燈的電流為I額時(shí)，燈正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律和歐姆定律，定值電阻的電壓為I額R0，故應(yīng)閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，使電壓表測(cè)定值電阻的電壓，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為I額R0，燈正常發(fā)光；保持滑片的位置不變，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，使電壓表測(cè)定值電阻與燈串聯(lián)的總電壓U，因電路的連接關(guān)系沒有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出燈的額定電壓，根據(jù)P額＝ULI額求燈的額定功率．【詳解】（1）將滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，變阻器的電壓變小，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電壓表示數(shù)將增大；當(dāng)P滑到某一位置時(shí)，兩表讀數(shù)如圖乙所示，圖中電壓表選用小量程，示數(shù)為2V；電流表選用小量程，由歐姆定律，得電阻大?。海蛑粶y(cè)了一組數(shù)據(jù)，誤差較大，這個(gè)結(jié)果不可靠；（2）當(dāng)通過燈的電流為I額時(shí)，燈正常發(fā)光，在圖丙中，閉合S、S1，斷開S2時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，由歐姆定律，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為I額R0，燈正常發(fā)光；保持滑片的位置不變，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，此時(shí)電路的連接關(guān)系沒有變化，各電阻的大小和電壓保持不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，此時(shí)燈的電壓為UL＝U﹣I額R0，則小燈泡的額定功率：P額定＝ULI額＝（U﹣I額R0）I額．9．閱讀下列材料，并回答問題。5．溫州地區(qū)常受臺(tái)風(fēng)侵襲，為測(cè)量風(fēng)速，小明設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易風(fēng)速儀，其工作原理如圖甲所示．裝有擋風(fēng)板和滑片P的輕質(zhì)滑塊與輕質(zhì)彈簧套在滑桿MN上，彈簧左端固定，右端與滑塊相連．，均勻電阻絲AB長(zhǎng)為20cm，阻值為10，電源電壓U0恒為6V，保護(hù)電阻R0為14，電壓表量程0～3V．彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度改變量x的關(guān)系如圖乙所示．無風(fēng)時(shí)，滑片P在A處，有風(fēng)時(shí)，滑塊移動(dòng)，穩(wěn)定后讀出電壓表示數(shù)，計(jì)算并查閱下表數(shù)據(jù)可知風(fēng)速及風(fēng)級(jí)．風(fēng)級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)五級(jí)六級(jí)風(fēng)速v（m/s）～～～～～～風(fēng)壓p（pa）～～～18～3940～72～119表中風(fēng)壓p是指與風(fēng)向垂直的受風(fēng)面上單位面積增加的壓力（即單位面積受到的風(fēng)力）．測(cè)量時(shí)保證風(fēng)垂直吹在擋風(fēng)板上，不計(jì)一切摩擦阻力．（1）在滑片P左移的過程中，電路的總電阻______．（選填“變大”、“不變”或“變小”）（2）當(dāng)電壓表示數(shù)U為2V時(shí)，風(fēng)速儀所測(cè)的風(fēng)為幾級(jí)______？（寫出計(jì)算過程）（3）小明想在風(fēng)速儀的電壓表上直接標(biāo)出風(fēng)速，查閱資料后獲知該擋風(fēng)板所受的風(fēng)力與風(fēng)速的平方成正比．經(jīng)計(jì)算，他畫出了風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的關(guān)系曲線，如圖丙所示．后因保護(hù)電阻R0損壞，他將其換成了阻值為5的電阻，請(qǐng)你在圖丙坐標(biāo)系中大致畫出更換電阻后的風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的關(guān)系曲線，并在曲線上標(biāo)出所能測(cè)量的最大風(fēng)速的對(duì)應(yīng)點(diǎn)Q．（___________）【答案】不變 五級(jí) 【解析】【分析】【詳解】（1）因電壓表接在滑片上且電壓表在電路中相當(dāng)于斷路，所以，電流要流經(jīng)全部電阻絲，在滑片P左移的過程中，始終是全部電阻絲與電阻R0串聯(lián)，所以電路的總電阻不變；（2）由圖知，電壓表測(cè)滑片以右電阻絲的電壓，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律和歐姆定律可得，電路中的電流為：當(dāng)電壓表示數(shù)U為2V時(shí)，由歐姆定律可得，AP段電阻絲的阻值：因均勻電阻絲AB長(zhǎng)為20cm，阻值為10Ω，故AP段電阻絲的長(zhǎng)度：，由圖乙知，此時(shí)彈簧的彈力F=14N，此時(shí)風(fēng)對(duì)擋風(fēng)板的壓強(qiáng)（風(fēng)壓）為：；由表知，此時(shí)風(fēng)力為五級(jí)；（3）由圖丙可知，風(fēng)速最大時(shí)，由歐姆定律可得，AP段電阻絲的最大電阻為：，因均勻電阻絲AB長(zhǎng)為20cm，阻值為10Ω，故彈簧的壓縮長(zhǎng)度為20cm，由圖乙知，此時(shí)彈力；若換成了阻值為5的電阻，電路中的電流：因電壓表量程為03V，故電壓表最大示數(shù)為3V，由歐姆定律可得，AP的最大電阻為：此時(shí)AP段電阻絲的長(zhǎng)度：，彈簧彈力F與彈簧長(zhǎng)度改變量x的關(guān)系為過原點(diǎn)的直線，由圖乙可知F與x的關(guān)系為，則當(dāng)L′AP=15cm，彈簧的彈力；因該擋風(fēng)板所受的風(fēng)力與風(fēng)速的平方成正比，故有，解得此時(shí)的最大風(fēng)速：v=，即：U=3V時(shí)，v=，可在圖象中描出Q點(diǎn)，此時(shí)風(fēng)速v與電壓表示數(shù)U的大致關(guān)系曲線，如下面過Q點(diǎn)的曲線所示：6．小玉在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，利用電壓恒為6V的電源設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路．（1）小玉將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端后，閉合開關(guān)S，電壓表的指針_____（選填“幾乎不動(dòng)”或“偏轉(zhuǎn)很大”）．電流表的示數(shù)如圖乙所示為_____A，則滑動(dòng)變阻器最大電阻為_____Ω．請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的一條導(dǎo)線上畫“”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確．（___）（2）小玉分別把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四個(gè)定值電阻接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，為了完成這四次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)控制定值電阻兩端電壓至少為_____V．（3），利用原有電路，測(cè)量小燈泡的電阻．實(shí)驗(yàn)時(shí)，她調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，為使小燈泡正常發(fā)光，她應(yīng)該向_____（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片．依據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，小玉繪制出如圖丙所示的圖象，她發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，說明小燈泡燈絲的電阻隨_____的變化而改變．根據(jù)丙圖還可以求出小燈泡的額定功率_____W．（4）完成上面實(shí)驗(yàn)后，小玉又想測(cè)量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率，利用一個(gè)電壓未知的電源和阻值為R0的定值電阻，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路．請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟．①閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接a接線柱，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為_____；②閉合開關(guān)S1，開關(guān)S2接b接線柱，滑動(dòng)變阻器的滑片_____（選填“向左移動(dòng)”、“向右移動(dòng)或“保持不動(dòng)”），讀出電壓表示數(shù)為U1；再將開關(guān)S2接c接線柱，讀出電壓表的示數(shù)為U2；③小燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝_____．【答案】（1）幾乎不動(dòng)； ； 30； ； （2）； （3）左； 溫度； ； （4）①U額； ②保持不動(dòng)； ③U額 【解析】【分析】（1）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)；根據(jù)歐姆定律算出電阻；實(shí)物連接圖中找錯(cuò)誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用上考慮：從電流表、電壓表的量程、連接方式、正負(fù)接線柱的接入方法上考慮．從滑動(dòng)變阻器接線柱的選擇考慮；（2）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理求解；（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動(dòng)的方向；由圖象找出燈泡電流隨電壓變化的關(guān)系，然后由歐姆定律判斷燈泡電阻隨電壓增大如何變化，從溫度對(duì)電阻的影響分析原因．根據(jù)圖丙電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；（4）要測(cè)量小燈泡的額定功率，首先移動(dòng)變阻器的滑片，使燈泡兩端的電壓等于U額，燈正常發(fā)光，保持滑片的位置不動(dòng)；通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，用電壓表測(cè)出燈與滑動(dòng)變阻器的電壓為U1，用電壓表測(cè)出燈與滑動(dòng)變阻器的電壓、定值電阻兩端的電壓為U2，因在開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程中，電路的連接沒有改變，滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，各用電器的電阻、電壓不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出定值電阻的電壓，由歐姆定律，求出通過定值電阻的電流，即燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)P=UI寫出燈泡的額定電功率的表達(dá)式．【詳解】（1）由圖甲知道，定值電阻只接了一邊，電壓表沒有被接入電路，所以，閉合開關(guān)S，電壓表的指針幾乎不動(dòng)，示數(shù)為零；由圖乙知道，所以，；此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，接入的電阻最大，由歐姆定律知道，滑動(dòng)變阻器的最大電阻是：；根據(jù)題意將電阻串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電阻的兩端，電路改正如下：（2）根據(jù)題意知道，變阻器與定值電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻的電壓，設(shè)電壓表示數(shù)為UV ，由串聯(lián)分壓規(guī)律知道，因?yàn)橐骄侩娏髋c電阻的關(guān)系，所以UV要保持不變，即的比值保持不變；所以，當(dāng)定值電阻取最大時(shí)，變阻器連入電路中的電阻也最大，此時(shí)滿足，解得UV=，；（3）用小燈泡替換定值電阻后，由于電壓表的示數(shù)為2V，所以應(yīng)增大燈的電壓，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，應(yīng)減小變阻器的電壓，即應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，所以，滑片向左移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；由圖乙知道，隨燈泡電壓增大，通過燈泡的電流增大，由歐姆定律知道燈泡的電阻變大；由P=UI知道燈泡實(shí)際功率增大，燈泡溫度升高，由此說明燈泡電阻隨燈泡溫度升高而增大；由圖丙知道，所以燈泡的額定功率是：PL =UL IL ==；（4）根據(jù)題意結(jié)合電路圖，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①閉合開關(guān)S1 ，開關(guān)S2 接a接線柱，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為U額 ；②閉合開關(guān)S1 ，開關(guān)S2 接b接線柱，滑動(dòng)變阻器的滑片保持不動(dòng)，讀出電壓表示數(shù)為U1 ；再將開關(guān)S2 接c接線柱，讀出電壓表的示數(shù)為U2；③在開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程中，電路的連接沒有改變，滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，各用電器的電阻、電壓不變，燈仍正常發(fā)光，在第2次操作中，用電壓表測(cè)出燈與滑動(dòng)變阻器的電壓為U1，用電壓表測(cè)出燈與滑動(dòng)變阻器的電壓、定值電阻兩端的電壓為U2，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，R0 的電壓是：UR0 =U2 U1，由歐姆定律知道，通過定值電阻的電流是：，由串聯(lián)電路電流的規(guī)律即為燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，所以燈泡額定功率是．7．在探究“通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓恒為10 V．已有的5個(gè)定值電阻的阻值分別為20 Ω、30 Ω、40 Ω、50 Ω、60 Ω. (1)根據(jù)圖甲所示電路，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整_________ ．(導(dǎo)線不交叉) (2)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移至最_______(填“左”或“右”)端．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針無偏轉(zhuǎn)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，原因可能是電阻R________(填“短路”或“斷路”)．(3)在實(shí)驗(yàn)中，先接入電阻值為20 Ω的電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P至某一位置時(shí)，觀察到電流表、電壓表指針位置如圖丙所示，則電流表示數(shù)為_______A，電壓表示數(shù)為_______V，接下來用30 Ω的電阻代替20 Ω的電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P從上一位置向_______(填“左”或“右”)滑動(dòng)．(4)為了完成實(shí)驗(yàn)探究，依次將剩下的3個(gè)定值電阻分別接入圖乙的電路中，替換前一次接入的定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變器的滑片P至合適位置，再讀出電流表的示數(shù)，計(jì)算出每次接入的定值電阻R的倒數(shù)，以電阻的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，電流I為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并作出I173。[5]為了具有普遍性，我們應(yīng)該更換阻值不同的定值電阻，多次實(shí)驗(yàn)。[3]根據(jù)讀數(shù)，圖像如下圖所示。【答案】 滑動(dòng)變阻器是否在最大阻值處 電流與電壓成正比 更換阻值不同的定值電阻進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 2V 【解析】【分析】【詳解】(1)[1]滑動(dòng)變阻器遵循“一上一下”連接原則，并且根據(jù)電路圖，滑片向左移動(dòng)，滑變電阻變小，滑變右上已經(jīng)連接，所以應(yīng)該連接左下接線柱，導(dǎo)線另一端可以連接到定值電阻右側(cè)，或者電壓表3V接線柱上；如下圖所示。為了控制電壓不變，每次更換定值電阻后需要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使定值電阻兩端的電壓達(dá)到相同的值。測(cè)第6組數(shù)據(jù)時(shí)，電流表的示數(shù)如圖3所示。實(shí)驗(yàn)中電源電壓恒為3V，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω。(3)[4]將10Ω的電阻替換5Ω的電阻，而滑片的位置保持不變，據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)知，定值電阻的阻值變大，其兩端的電壓將變大。[2]由圖乙知，試觸時(shí)，電流表的指針反向偏轉(zhuǎn)了，這是電流表正負(fù)接線柱接反了。(1)閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于______（選填“a”或“b”）端；試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)到如圖乙所示位置，說明電流表正、負(fù)接線柱______；(2)排除故障后，小華將5Ω的電阻接入電路中，移動(dòng)滑片P到某一位置，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，電路中的電流為_______A；(3)小華將10Ω的電阻替換5Ω的電阻接入電路中，閉合開關(guān)后，若不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)會(huì)______（選填“變大”、“不變”或“變小”）； (4)小華依次把四個(gè)備選電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)為2V不變，那么滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化范圍是______Ω。[5]寫出待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式Rx=R【點(diǎn)評(píng)】本題的難點(diǎn)較多，一是電流表量程的選取，二是故障原因的判斷，三是沒有電壓表測(cè)電阻的方法：根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等這一特點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，著重體現(xiàn)了等效替代法在實(shí)驗(yàn)中的具體應(yīng)用。(2)[2]由于電源電壓為3V，而電阻Rx的阻值大約為幾百歐，根據(jù)歐姆定律電路中的電流太小。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)有電壓表，沒有電流表，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即：連接好電路圖后，用電壓表測(cè)出待測(cè)電阻兩端電壓