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    4．如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，小灯泡L标有“4V 1.6W”字样，R1=20?，滑动变阻器 R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为 0-3V．只闭合开关S2时，电压表的示数为2V，则
    （1）R1消耗的电功率是多少？
    （2）在不损坏各电路元件的情况下，若闭合所有开关，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为 3：1，若只闭合开关S3，小灯泡L消耗的电功率变化范围是多少？

    分析 （1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小灯泡的阻值，只闭合开关S2时，L与R1串联，电压表测L两端的电压，根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出电路中的电流，根据P=I2R求出R1消耗的电功率；
    （2）根据电阻的串联和欧姆定律求出电源的电压；闭合所有开关时，R1与R2并联，电流表测R2支路的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时其消耗的电功率最小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$表示出滑动变阻器R2消耗的电功率；比较滑动变阻器允许通过的最大电流和电流表的量程确定通过滑动变阻器的最大电流，根据P=UI求出滑动变阻器R2消耗的最大功率，利用滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1求出滑动变阻器的最大阻值；只闭合开关S3时，L与R2串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，灯泡的额定电压大于电压表的量程，根据欧姆定律求出电压表的示数最大时电路中的电流，然后与电流表的量程相比较确定电路中的最大电流，根据P=I2R求出小灯泡L消耗的最大电功率；当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时L消耗的电功率最小，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的最小电流，根据P=I2R求出小灯泡L消耗的电功率，然后得出答案．

    解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小灯泡的阻值：
    RL=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（4V）^{2}}{1.6W}$=10Ω，
    只闭合开关S2时，L与R1串联，电压表测L两端的电压，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，电路中的电流：
    I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2V}{10Ω}$=0.2A，
    R1消耗的电功率：
    P1=I2R1=（0.2A）2×20Ω=0.8W；
    （2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电源的电压：
    U=I（RL+R1）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V，
    闭合所有开关时，R1与R2并联，电流表测通过R2的电流，
    当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，其消耗的电功率最小，
    因并联电路中各支路两端的电压相等，
    所以，滑动变阻器R2消耗的最大功率：
    P2小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$，
    因滑动变阻器R2允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0～0.6A，
    所以，通过滑动变阻器的最大电流I2大=0.6A，
    则滑动变阻器R3消耗的最大功率：
    P2大=UI2大，
    因滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为3：1，
    所以，$\frac{{P}_{2大}}{{P}_{2小}}$=$\frac{U{I}_{2大}}{\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}}$=$\frac{3}{1}$，
    则R2=$\frac{3U}{{I}_{2大}}$=$\frac{3×6V}{0.6A}$=30Ω，
    只闭合开关S3时，RL于R2串联，电压表测RL两端的电压，
    当电压表的示数U1″=3V时，电路中的电流：
    I1=$\frac{{U}_{1}″}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
    因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，
    所以，电路中的最大电流为0.3A，
    则小灯泡R1消耗的最大电功率：
    P1大=I12R1=（0.3A）2×10Ω=0.9W，
    当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，R1消耗的电功率最小，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，电路中的最小电流：
    I2=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{10Ω+30Ω}$=0.15A，
    小灯泡R1消耗的电功率：
    P1小=I22R1=（0.15A）2×10Ω=0.225W，
    所以，小灯泡R1消耗的电功率变化范围是0.225W～0.9W．
    答：（1）只闭合开关S2时，R2消耗的电功率是0.8W；
    （2）只闭合开关S3，小灯泡消耗的电功率变化范围是0.225W～0.9W．

    点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断．

    练习册系列答案
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    14．PM2.5 是指大气中悬浮着的直径小于或等于2.5μm的固体小颗粒物，是形成雾霾的原因之一．下列各项，按照空间尺度的数量级由大到小排列的是（　　）
    A．PM2.5、原子、夸克B．夸克、原子、PM2.5C．原子、PM2.5、夸克D．PM2.5、夸克、原子

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    15．探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验，装置如图所示．
    （1）小雨同学用弹簧测力计拉着木块A在水平桌面上匀速直线运动的目的是使拉力等于摩擦力．
    （2）小芳看了小雨的实验后将完全相同的A、B按照图乙所示拉动测力计匀速向右运动，则测力计示数F2＞F1，由此得出结论：在接触面相同的情况下，压力越大，摩擦力越大．
    （3）小金同学看后突发奇想将A、B两物体按图丙所示拉动测力计匀速向右运动，发现测力计示数F3≠F1，于是小金由此得出：滑动摩擦力大小与接触面积大小有关．这一结论是错误的的．理由是没有控制压力不变．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成．电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反．对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定满载质量是900kg．某次电梯满载上升时的v-t图象如图乙所示．不计钢丝绳重力和一切摩擦．电梯匀速上升的高度；（g=10N/kg） 

    （1）电梯匀速上升的高度是多少？
    （2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    19．如图所示，电源电压不变，闭合电键S1，电压表和电流表读数分别为U1和I1，再闭合 S2，电压表和电流表读数为U2和I2，则U1大于U2，I1小于I2（均选填“大于”、“小 于”、“等于”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    9．如图所示的机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（　　）
    A．
    羊角锤    		B．
    镊子    		C．
    瓶起子    		D．
     独轮车

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    16．如图甲所示是利用伏安法测量小灯泡L电阻的实验电路，已知小灯泡L的额定电压为2.5V，滑动变阻器的最大阻值为20欧．
    （1）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整（要求：闭合开关后，变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮）

    （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于B（选填“A”或“B”）端．
    （3）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是0.26A．这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．换相同规格的灯泡，重测的数据如图1所示，并汇出I-U图象如图丙中的A图线．
    （4）依据表中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？说出你的理由：不同意，灯丝的电阻受温度影响，不是一个定值，取平均值没有意义．（作出判断并说出理由）
    电压/V0.52.01.52.02.53.0
    电流/A0.100.160.200.230.250.27
    电阻/Ω5.06.37.58.710.011.1
    平均/Ω8.1
    （5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做该实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的I-U图象如图丙中的B图线．你认为错误可能是电压表接在了滑动变阻器的两端．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    13．在测定小灯泡电功率的实验中，已知电源电压3V，灯泡上标有“2.5V”的字样，请思考：
    （1）该实验的原理是P=UI．
    （2）小明连接了如图1所示的实验电路，检查后发现有一根导线连接有错误．请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线（只能移动一根导线）．

    （3）电路改正后，调好变阻器滑片，闭合开关，小明发现灯泡不亮，电流表的示数为零，电压表有示数，取下灯泡，两表的示数仍不变，则其故障可能是灯丝断了或灯泡接触不良．
    （4）故障排除后，小明闭合开关，调节滑动变阻器，电压表示数为2V，为了使小灯泡正常发光，又需将滑片向左移动（选填“左”或“右”）．
    （5）小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡正常发光的电流为0.26A，额定功率为0.65W．
    （6）实验中，小明还发现灯泡的电阻变化较大，这是因为灯丝电阻随温度发生了变化（或灯丝电阻受到了温度的影响）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    6．如图甲是汽车油量表的原理图，油量表是由电流表改装而成的．当油箱里的油面降低时，浮标下降，金属杆的指针上升，变阻器R连入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，油量表的示数变大（以上三空均选填“大”或“小”），R′的作用是保护电路．
    若用另一种电表代替它做油量表，乙图已画出部分电路，请在乙图中完成电路的设计．要求：当油箱中的油用完时（此时滑杆指针指向变阻器R的上端点），油量表示数为零．

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