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    12．小明欲测量一只小灯泡的额定功率．器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干．

    （1）如图甲所示是小明开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确．请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的接法．
    （2）电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是D
    A．检查灯泡是否断路       B．检查灯泡是否短路
    C．检查开关接触是否良好   D．移动滑动变阻器滑片
    （3）正确操作后，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示为0.3A，小灯泡的额定功率为0.75W．
    （4）小明还想换一种方法测定该小灯泡的额定功率，于是向老师要了一个R0=10Ω的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助原有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，实验步骤如下：
    步骤一：闭合S1，S2与接线柱a接通，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；
    步骤二：再将S2与接线柱b接通，保持滑动变阻器的滑片位置不变，此时电压表的示数为3V；
    步骤三：断开S1、S2，整理器材．
    根据实验数据，计算出小灯泡的额定功率为多少？

    分析 （1）原电路图中，电流表与灯并联了；
    （2）发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，电路电流太小，应调节滑动变阻器，减小电路电阻，使电路电流变大，观察灯是否能发光．
    （3）认清电流表小量程分度值读数，根据额=U额I求灯的额定功率；
    （4）由丙图可知：闭合S1，S2与接线柱a接通，利用电压表等于2.5V，可求得滑动变阻器两端电压，再将S2与接线柱b接通，保持滑动变阻器的滑片位置不变，此时电压表的示数为3V，可知此时定值电阻两端的电压与接入的部分的滑动变阻器的阻值相同，便可求出电路中的电流，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．

    解答 解：（1）灯应与电压表并联，电流表串联在电路中，故连接灯的左接线柱与电源负极的连线有误，将上面错误的导线
    连接电源负极的线改接在变阻器金属杆的左接线柱即可，如右所示：
    （2）电流表、电压表均有示数，说明电路不存在断路，灯泡不发光，可能是电路电流太小，电路总电阻太大，接下来的操作是：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选D；
    （3）电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；
    （4）闭合S1，S2与接线柱a接通，电压表的示数为2.5V，由于电源电压为6V，则滑动变阻器两端电压Ux=6V-2.5=3.5V，
    再将S2与接线柱b接通，保持滑动变阻器的滑片位置不变，此时电压表的示数为3V，则滑动变阻器接入电路的电阻与定值电阻相同，即Rx=10Ω，
    小灯泡的额定电流${I_额}={I_x}=\frac{U_x}{R_x}=\frac{3.5}{10}$A=0.35A．
    小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5×0.35W=0.875W．
    故答案为：（1）见上图；（2）D；
    （3）0.3；0.75；
    （4）小灯泡的额定功率为0.875W．

    点评 本题测量小灯泡的额定电功率，考查电路的连接、故障的分析与判断、等效替代法及设计实验方案的能力，综合性较强，属于压轴题．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    9．在探究“杠杆的平衡条件”实验中．
    （1）将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，如图所示，这时应将左端的平衡螺母向右（填“左”或“右”）端调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，且便于从杆上直接读出力臂．
    （2）记录实验数据的表格如下，请将表格空白处补充完整．
    次数动力F1（N）①
    动力臂l1（m）    		②
    阻力F2（N）    		阻力臂l2（m）
    120.110.2

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    3．当汽车突然起动时，由于乘客具有惯性，他会向跟车行相反的方向倾倒（选填“相同”或“相反”）；行驶的汽车突然向左拐弯时，车上的乘客会向右倾倒．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    20．小明按图所示电路图做“测量灯泡的电功率”的实验．实验室可提供下列器材：
    A．电流表
    B．电压表
    C．滑动变阻器R（阻值0～20Ω）
    D．电阻为6Ω的待测灯泡L（电阻不随温度变化）
    E．电源E（电压4.5V并保持不变）
    F．开关S及导线若干
    （1）根据电路图和实验室提供的器材，可判断出：实验时通过灯泡的最小电流为0.173A；加在灯泡两端的最大电压为4.5V；
    （2）若小明所选电压表的量程为0～3V、电流表的量程为0～0.6A，实验要求测量时通过灯泡的电流至少为电流表满刻度的三分之一，则测出的灯泡的功率范围只能是0.24W-1.5W．
    （3）小明按电路图连接好电路后进行实验，由于电路中某一处有故障，当闭合开关时电压表无示数，为查出电路故障，小明进一步观察并检查电路．当检查到电源、开关、电压表、电流表、导线及其连接都完好时，小明结合前面的现察，就可判断出电路的故障：如果小明观察到电流表无示数，则故障是滑动变阻器断路；如果小明观察到电流表有示数，则故障是灯泡短路．
    （4）排除故障后，小明继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是错误（正确/错误）的．
    次数电压U/V电流I/A电功率P/W平均值P/W
    1
    2
    3

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    7．在测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率的实验中，电源电压未知．

    （1）如图甲是实验电路，请你用笔画线代替导线将电路补充完整，并使滑动变阻器连入电路的阻值最大（导线不允许交叉）．
    （2）实验过程中的某时刻，电压表的示数如图乙所示，为了测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向左（选填“左”或“右”）端滑动．灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示，则灯泡的额定功率为1.14W．
    （3）为了考察同学们的能力，老师拿来了一个额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡、一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丁所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整．
    ①闭合开关SS1，断开其它开关，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为0.2R；
    ②闭合开关SS2，断开其它开关，同时保持滑动变阻器的滑片不动（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”或“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；
    ③灯泡额定功率的表达式为：P=（U-0.2R）×0.2．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．小华要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率．
    （1）请你用笔画线代替导线，把如图甲所示的实物电路连接好．（要求闭合开关后，变阻器滑片向右滑动时灯泡变暗）．

    （2）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，则灯泡的额定功率为0.5W．
    在初中学习阶段，我们通常把电流表的电阻近似看作0，把电压表看作断路，这是一种理想模型．实际上，电流表也有一定的阻值，电压表中也有较小的电流，因此，我们用以上方法测出的额定功率比真实值偏大．
    （3）没有电压表，小华找了一个阻值为10Ω的定值电阻R，设计了如图丙所示的电路图也测出了小灯泡的额定功率．简述实验过程中需测量的物理量并用相应字母表示．
    a．只闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.25A时，小灯泡正常发光．
    b．只闭合开关S1和S3，读出电流表示数I．
    c．P额=2.5V（I-0.25A）（用已知量和测量量表示）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    4．在测量小灯泡的额定电功率实验中，用两节新干电池做电源，小灯泡的额定电压为2.5V．

    （1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是将电流表指针调零．
    （2）移动滑片P使小灯泡正常发光，电流表示数如图丙所示时，则小灯泡的额定功率为0.55 W．
    （3）在另一实验小组，小翔测量时，电压表坏了，老师告诉他已经没有电压表可换，而给他一个已知阻值为R0的定值电阻和若干开关、导线．
    ①请你帮他在图丁的方框内重新设计一个电路图．
    ②简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示：
    （a）调节滑动变阻器使通过R0的电流为$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$，；
    （b）保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，用电流表测出灯泡和电阻并联的总电流I；
    （c）则小灯泡的额定功率P=2.5V×（I-$\frac{2.5V}{{R}_{0}}$）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    1．如图为我国首辆“玉兔号”月球车．登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2．求：
    （1）月球车受到的重力；
    （2）月球车对水平地面的压强；
    （3）月球车在测试过程中的功率．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    2．某校科技小组的同学们用PTC元件（即半导体陶瓷材料）制作了一个电加热保温杯．常温下的凉开水放在杯内可加热至60℃，并利用这种元件的特性设定保温温度为60℃．已知所用的PTC元件的阻值RT随温度的变化关系如图甲，使用时PTC元件如图乙接入家庭电路中．请回答下列问题：
    （1）当温度为60℃时，电路中的电流是22mA，通电1min，PTC元件消耗的电能是290.4J．
    （2）PTC元件的最大电功率是24.2W．
    （3）保温杯可以利用PTC元件的特性进行保温的原理是：当温度达到60℃时，PTC元件发热功率等于散热功率（即在相同时间内产生的热量与散失的热量相等），温度保持不变．从图甲可以看出，①当它的温度高于60℃时，PTC元件的电阻Rr增大，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知PTC元件发热功率变小，发热功率小于散热功率，温度下降；②当温度低于60℃时，PTC元件的电阻Rr减小，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知PTC元件发热功率变大，发热功率大于散热功率，温度上升．因此保温杯中的水可以保持在60℃左右．

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