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8.【答案】A
【解析】【解答】解:滑动变阻器在实验中首先起到保护电路的作用,所以D正确,不符合题意; 通过改变滑动变阻器的电阻,还可以改变电路中的电流及灯泡两端的电压,所以BC正确,不符合题意; 灯泡的额定功率是不变的,其实际功率随着实际电压的改变而改变,所以A错误,符合题意. 故选A.
【分析】在“伏安法测电功率”的实验中,滑动变阻器的基本作用是保护电路,主要作用是改变灯泡的电压、电流,从而改变其实际功率;
一个用电器的额定功率是不变的,其实际功率随实际电压的改变而改变. 二、多选题 9.【答案】A,C
【解析】【解答】解:A、如果灯丝烧断,则电路中没有电流,但电压表接在电源两端,故符合条件,A对. B、若电流表烧坏了,但电压表也被断路,没有示数,B错.
C、两表互换了位置,由于电压表电阻很大,故电流表中没有示数,但电压表相当于接在电源两端,有较明显的示数,C对.
D、滑片接触不良,则电流将时断时续,但电流表电压表应均有示数,D错. 故选A、C.
【分析】电路故障会有多种可能,故可由选项结合现象进行分析. 10.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、可以通过移动滑动变阻器,使定值电阻两端的电压等于灯泡的额定电压,但当将灯泡接入电路中时,灯泡两端的电压会发生变化,此时的电流不一定等于灯泡的额定电流,无法测量额定功率;
B、将开关与2相连,可以使灯泡两端的电压等于额定电压,然后将S2与1相连,通过电压表的示数及串分压的知识,求出此时滑动变阻器的阻值,然后求出灯泡正常发光时电路中的电流,便为灯泡的额定电流,可求出小灯泡的额定功率;
C、定值电阻R与灯泡串联流过它们的电流相等,开关处于2的位置时,电压表测量的是灯泡的两端电压,调节滑动变阻器使电压表示数等于灯泡的额定电压UL;再将单刀双掷开关打到1时,电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U;则小灯泡的电流为I=故该选项能测出灯泡的额定功率;
, 小灯泡的额定功率表达式是P=
,
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D、不论怎样闭合、断开各开关,都不能确定灯泡是否正常发光,故不能测出灯泡的额定功率;测出灯泡两端的电压,S2闭合S3断开时,电流表把灯泡短路,灯泡不发光;S2断开S3闭合时,电流表把电阻短路;两个都闭合或断开时,电流表均无示数.测不出灯泡的额定功率. 故选AD.
【分析】小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积,小灯泡的额定电压UL已知,关键是测出额定电流.可以不考虑S1和滑动变电阻的作用,假设都是闭合状态,分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系,看哪一个电路图能测量出灯泡的额定功率. 三、填空题
11.【答案】a ;3 ;1
【解析】【解答】解:(1)电源总功率PU与电流I成正比,图象是一条倾斜的直线, 由图象可知,电源总功率PU随电流I变化的关系图线是a; (2)由图象可知,电源功率PU=9W,电流I=3A,电源电压U=
=
=3V;
(3)由图象可知,定值电阻R0的功率P0=9W时,电路电流I=3A, 电阻阻值R0=
=
=1Ω;
故答案为:a; 3; 1.
【分析】(1)电源电压U不变,由P=UI可知,电功率P与I成正比,P﹣I图象是一条倾斜的直线; (2)由图象找出电源功率与所对应的电流,由电功率的变形公式求出电源电压;
(3)由图象找出定值电阻R0的功率与对应的电流,然后由电功率公式P=I2R的变形公式求出电阻阻值;
12.【答案】0—3V;R1;;右;灯泡处断路;灯泡处短路;左;0.625;灯
丝电阻与温度有关,温度越高,电阻越大
【解析】【解答】(1)小灯泡的额定电压为2.5V,要测它的额定功率,只需让它在额定电压下发光,所以电压表的量程选0—3V;小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压
,
, 所以滑动变阻器选择R1;
,
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(2)滑动变阻器连入电路时,接线柱应一上一下,按电路图应把左下角接线柱接入;由(1)的分析得知电压表选择0—3V量程,所以依电路图顺次连接即可;
(3)开关闭合前,滑片处于阻值最大位置,即最右端;小灯泡不亮,电流表无示数,是断路故障,电压表有示数,说明有电流从电源正极→开关→电压表→电流表→滑动变阻器→电源负极,这一回路都完好,则是小灯泡断路;电压表的示数变为零,电流表的示数增大,可能是小灯泡短路,此时电压表也被短路,所以示数为0,而电路中电阻减小,所以电流增大;
(4)要测小灯泡的额定功率,电压表的示数应增大为2.5V,这时要向左移动滑片,使滑动变阻器接入电路的阻值减小,则电路中的电流增大,根据公式
, 可知小灯泡两端电压增大;
(5)从丙图可以看出,当U=2.5V时,I=0.25A,所以小灯泡的额定功率是
;通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,是因为灯丝的电阻不是
定值,它随温度的升高而增大。 【分析】伏安法测小灯泡的功率 四、解答题
13.【答案】解:(1)两灯泡串联,如图所示:
(2)将L1和L2串联在电路中,R1>R2 , 灯泡L1却比L2亮,此时灯泡电阻越小,消耗的电功率越小,所以,小刚的说法“灯泡电阻越小,消耗的电功率越大”是错误的. 答:电路图如图所示;如上所述.
【解析】【分析】根据串联电路各处的电流相等和P=IR可知电阻越大,电功率越大,灯泡越亮,据此设计电路图和说明小刚的结论错误的原因. 五、实验探究题
2
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14.【答案】(1)解:如图所示:
(2)表中设计了平均电功率;1;额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W;小于 (3)4;D
【解析】【解答】解:(1)滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,说明变阻器连入电路中的电阻,
故应将变阻器滑片以左电阻连入电路增大,如图所示: ;(2)小灯泡
的电压不同,对应的电功率不同,电功率不是一定值,取平均值没有意义,所以,这个表格设计不合理的地方是表中设计了平均电功率;
Ⅱ由表中数据知,当电压为2.5V时,对应的电流为0.4A,
灯的功率P=UI=2.5V×0.4A=1W>0.8W,额定电压下小灯泡消耗的功率大,小明认为该小灯泡不合格,他判断的理由是额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W; 根据据P=
,在额定电压不变的情况 下,电功率变大,是因为灯丝的电阻变小导致的,又根据影响电
阻大小的因素,在钨丝的粗细是一定的情况下,灯丝的电阻变小是因为钨丝的长度变小所致,故这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 小于合格产品小灯泡钨丝的长度;(3)当电阻阻值是2Ω时,电流表示数为1A,根据欧姆定律,易知此时电阻的电压为2V,因探究电流与电阻的关系时,应保持电阻的电压不变,所以,要使电流表示数是0.5A,应将2Ω的电阻更换为阻值R′=
=
=4Ω的电阻;
因灯丝的电阻随温度(电流)的变化而变化,不是一个定值,即电压与对应的电流不成正比,所以电阻随电流的变化应为一曲线,在上面的四个选项,只有D正确,
故答案为:(1)如上图所示;(2)①表中设计了平均电功率;②1;额定电压下小灯泡消耗的功率大于额定功率0.8W;③小于;(3)4;D.
【分析】(1)由滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗,确定变阻器接线柱的接法;(2)①小灯泡的
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