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    4．同一型号的两个灯泡串联在电路中会一样亮吗？小明在进行电学实验时发现了有趣的现象．实验时，小明将两个型号为“12V 25W”的灯泡L1和L2接到12V电源上，组成如图甲所示的电路并进行如下操作：
    ①首先，他闭合开关S2，发现两个灯泡一起亮，亮度相同；
    ②接着，他再闭合开关S1，发现灯泡L1因短路而熄灭，灯泡L2变得更亮；
    ③等到L1熄灭一段时间后，他又断开S1，发现L2的亮度逐渐减弱，而L1逐渐亮起来，过了一会儿两个灯泡达到一样的亮度．
    为什么步骤③中会出现这种有趣的
    现象呢？小明猜想可能是
    A．灯泡两端电压变化后，造成灯丝电阻变化所致
    B．灯泡的实际功率变化后，造成灯丝温度变化所致
    为了检验自己的猜想是否正确，小明取其中一个灯泡，重新设计电路，将开关闭合后，调节滑动变阻器，测得了灯泡两端的电压和灯泡中的电流，实验数据如下表所示．
    次数123456789
    U/V012468101112
    I/A00.710.941.271.551.801.952.032.08
    （1）小明很快排除了猜想A，因为导体的电阻只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关．
    （2）分析表中数据，计算出第五次和第八次灯丝的电阻分别是3.87Ω、5.42Ω，
    （3）在操作③这个步骤中，为何开关S1刚断开时，L1较暗而L2较亮？请作出合理的解释．
    （4）在操作③这个步骤中，当两个灯泡亮度相同后，电路消耗的总功率是多少？
    （5）乙、丙两个电路均可用来测量灯泡的电流和电压值，小明为了证实自己的猜想，实验时采用的应是乙、丙中乙电路．

    分析 （1）电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与电流和电压的大小无关．
    （2）根据公式I=$\frac{U}{I}$求出电阻的大小；
    （3）灯丝的温度的高低影响着导体电阻的大小，从两灯泡的温度变化到其阻值的变化即可确定两灯泡的亮度为何发生如此的变化．
    （4）通过两灯泡的亮度相同，在前面分析的基础上，得到了两灯泡的阻值相等，可以确定每个灯泡两端的电压，再结合表中对应电压下的电流，算出灯泡的功率．进而求出总功率．
    （5）分析电路数据的特点与电路的特点，两者能够对应起来即可．

    解答 解：（1）大量实验表明，导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度；且在一般情况下，绝大多数导体的温度越高，其阻值就越大．
    （2）第五次的电阻为：${R}_{5}=\frac{{U}_{5}}{{I}_{5}}=\frac{6V}{1.55A}≈3.87Ω$；第八次的电阻为：${R}_{8}=\frac{{U}_{8}}{{I}_{8}}=\frac{11V}{2.03A}≈5.42Ω$；
    （3）在操作③这个步骤中，由于灯L2一直处于通电状态，温度较高，相应的电阻也较大．当开关S1断开时，灯L1与灯L2串联在电路中，开始时L1的即时电阻比L2的电阻小，故L2分得的电压相应也要大，根据公式P=UI，可以确定，此时的L2的功率大于L1的功率，所以此时亮灯的亮度不同：灯L2与灯L1要亮；随着通电时间的增加，最终两灯电阻相等，亮度也说就相等了．
    （4）当两灯亮度相同时，它们的阻值相等，通过它们的电流相等，利用欧姆定律可以确定两个灯泡两端的电压相等，即每个灯泡两端的电压为6V．结合上表中的数据，当灯泡两端的电压为6V时，灯丝的电流为1.55A．此时每个灯泡的功率：P=UI=6V×1.55A=9.3W．总功率为两者之和即18.6W．
    （5）由表格数据可知，当电压表示数为0时，电流表示数也为0．若是乙图，滑片移到左端时，灯泡短路，电压表和电流表示数都为0，且灯泡电压越大电流也越大；若是丙图，滑片移动中，电流表和电压表示数均不会为0．故小明实验采用的是乙电路．
    故答案为：（1）材料、长度、横截面积和温度；
    （2）3.87Ω；5.42Ω；
    （3）在操作③这个步骤中，由于灯L2一直处于通电状态，温度较高，相应的电阻也较大，当开关S1断开时，灯L1与灯L2串联在电路中，开始时L1的即时电阻比L2的电阻小，故L2分得的电压相应也要大，随着通电时间的增加，最终两灯电阻相等，亮度也说就相等了；
    （4）18.6W；（5）乙．

    点评 此题的最难解决的是第三问，难在求灯泡功率时，找不到两灯泡此时的电流是多少．其原因是忽略了上面的表格中给出的实验数据．因此，认真审题是关键，特别是对这种题干较长，信息较繁琐的题目，审题尤为重要．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    14．小华分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦．针对这一现象，小明得出了以下4个结论：①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率其中正确的结论共有几个？（　　）
    A．1个B．2个C．3个D．4个

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    15．小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样．
    物理量
    次数    		电压
    I/V    		电流
    I/A    		实际电功率
    P/W    		小灯泡
    亮度
    10.50.120.06不亮
    21.50.200.30稍亮
    32.50.30正常
    42.80.320.90更亮
    （1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．
    （2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最右端（选填“左”或“右”）．
    （3）小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中，在第1次实验中小灯泡不亮，能否判断为电路出现断路不能，依据是电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮的原因是：变阻器接入阻值太大，灯的实际功率太小．
    （4）分析表格中信息，可知小灯泡的额定功率为0.75W，实验得出的结论是：小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    12．综合实验（可以配图说明）：
    小雨要验证“太阳能电池板产生电压与太阳光照射角度的关系”，请完成设计方案．
     器材 太阳能电池板一块、量角器、导线若干、开关、电压表．
     实验步骤①将电压表并联到太阳能电池两极，使电池板与阳光角度为30°，闭合开关，记录电压表示数；
    ②使电池板与阳光角度分别为60°、90°，重复上述实验，分析数据，得出结论    		 数据记录表格
    角度/°306090
    电压/V

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    19．探究影响保温瓶中水温下降的快慢的因素
    保温瓶是家中厨房常用的器具．我们有没有发现保温瓶中装水越少，过一夜后，瓶中的水温就低．另外，冬天保温瓶中的水温度降低得更快．下面我们将按科学探究的基本过程来探究影响保温瓶中水温下降快慢的因素．
    （1）提出问题：保温瓶中水温下降快慢与什么因素有关？
    （2）建立假设
    猜测1：保温瓶中水量的多少可能是影响的一个因素．
    猜测2：保温瓶中水的温度与环境温度差是一个影响因素；
    （3）实验检验：
    实验1实验2
    实验目的检验保温瓶中水温下降的快慢是否与保温瓶中水量的多少有关
    条件控制

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    9．控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用．
    （1）下面四个研究实例中，采取控制变量法的是C（填写选项前的字母）．
    A．用水流的形成类比电流的形成
    B．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
    C．研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变
    D．利用光线来研究光的直线传播现象
    （2）在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：
    猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关．
    猜想2：浮力的大小与液体的密度有关．
    猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关．
    同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的．
    对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究．
    ①甲同学的实验探究如下：
    实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等．
    分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关．
    结论：猜想3是错误的．
    ②乙同学的实验探究如下：
    实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等．
    分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关．
    结论：猜想3是错误的．
    对甲乙两同学的实验，你认为甲同学（甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是：研究与重力的关系却控制了重力不变，根据他的实验和他的分析思路还可得出；浮力的大小和液体密度有关的结论，这个结论是正确（正确/错误）的．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    16．自去年全国人大高票审议通过酒驾入刑以来，无论是温州还是全省，曾经几近疯狂的酒驾行为得到了有效地遏制，但有人还是抱着侥幸心理触碰酒驾这根高压线，导致酒驾事故时有发生，给他人和自己造成巨大伤害．于是交警部门指出：严查酒驾一刻也不能松！为什么要严查酒驾？小敏猜想：
    ①可能是饮酒后人的反应能力下降；
    ②可能是饮酒后人对红、绿灯颜色的辨别能力下降；
    你的猜想，可能是饮酒后人神志不清．
    为了验证猜想①，小敏对一些成年人进行了饮酒前后反应能力的测试，具体操作如下（如图）：
    A．小敏将直尺一端拿住，0刻度朝下，让被测试者将拇指和食指放在直尺0刻度附近；
    B．小敏突然松开直尺，被测试者迅速将直尺夹住，记录被测试者夹住直尺处的刻度值；
    C．被测试者重复上述实验3次，计算平均值填入表中．
    参与人ABCDEFGHIJK
    饮啤酒数/杯22446688101010杯以上
    饮酒后反应/厘米18151915222224252628无法完成测试
    饮酒前反应/厘米1413141213141312121313
    （1）小敏对参与人饮酒前进行测试的目的是便于对比．
    （2）表中数据说明，饮酒后人的反应能力下降．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    13．小明用图甲电路研究“串联电路中滑动变阻器的电功率大小与其电阻大小的关系”

    （1）请根据图甲中的电路图，用笔画线代替导线完成图乙中的电路连接．
    （2）在实验过程中，小明选用12伏的稳定电源，连接好电路后，闭合开关，从B往A移动滑片，测得数据如表：
    实验次数12345
    电流表示数/安0.300.340.40.480.60
    电压表示数/伏6.05.14.02.40
    滑动变阻器R1的阻值/欧20151050
    请在坐标图中画出滑动变阻器的电功率P1随其阻值R1变化的曲线．
    （3）实验后，他查阅资料得知：串联电路中滑动变阻器消耗的功率随着滑动变阻器阻值的增大先增大后减小，当R0=R1时，滑动变阻器的电功率最大，请分析小明的实验结果与资料不吻合的原因：滑动变阻器的最大阻值没超过电阻R0的阻值．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    14．“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”，这是民间流传的一个故事，现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和一只水桶，请你帮他们想出一个办法来，使甲、乙、丙三个小和尚共抬一桶水且各自承受的压力相同．要求画出简要示意图，并画出水桶的悬挂位置和三个力的力臂．

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