【重點(diǎn)難點(diǎn)提示】
測(cè)量小燈泡的電功率的方法和原理：根據(jù)P=IU，要測(cè)量小燈泡的電功率，需要測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流I和小燈泡兩端的電壓U，這就需要電流表和小燈泡串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端．要測(cè)量小燈泡在不同電壓下的電功率，就需要滑動(dòng)變阻器和小燈泡串聯(lián)，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，改變小燈泡兩端的電壓和小燈泡中的電流．實(shí)驗(yàn)電路圖如圖7-19所示．
【重點(diǎn)難點(diǎn)解析】
用電壓表和電流表測(cè)量小燈泡的電功率
根據(jù)電功率的公式P=IU，測(cè)出小燈泡的電流和電壓，就可以計(jì)算得出小燈泡的功率．在額定電壓下測(cè)出的功率就是額定功率．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器改變小燈泡兩端的電壓，使它略高于或略低于額定電壓，測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流值，就可以計(jì)算出小燈泡不在額定電壓下的功率．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，自己設(shè)計(jì)出電路，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．然后按電路圖選擇實(shí)驗(yàn)器材并將器材連接成電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
(1)使小燈泡在額定電壓下發(fā)光，測(cè)出小燈泡中的電流，算出小燈泡的功率．
(2)使小燈泡上的電壓約為額定電壓的1．2倍，觀察小燈泡的發(fā)光情況，測(cè)出小燈泡中的電流，算出小燈泡的功率．
(3)使小燈泡上的電壓低于額定電壓，觀察小燈泡的發(fā)光情況，測(cè)出小燈泡中的電流，算出小燈泡的功率．
設(shè)計(jì)如下的表格，把三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫在表格里．
分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(1)小燈泡的發(fā)光情況由實(shí)際功率決定，功率越大，燈泡越亮；(2)燈泡實(shí)際消耗的功率隨著加在它兩端的電壓而改變．電壓越大，功率越大；(3)燈泡兩端實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；低于額定電壓時(shí)，燈泡比正常發(fā)光時(shí)暗；高于額定電壓時(shí)，燈泡比正常發(fā)光時(shí)更亮．(4)燈泡的實(shí)際功率可以等于額定功率，也可以不等于額定功率．
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行回顧和分析，思考在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還有沒(méi)有不合理的地方，操作中有沒(méi)有什么失誤，測(cè)量結(jié)果有哪些誤差，并和同學(xué)進(jìn)行交流．最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告．
【典型熱點(diǎn)考題】
例1某小組同學(xué)探究小燈泡發(fā)光時(shí)的亮度與哪些因素有關(guān)．他們用九只不同規(guī)格的燈泡分別接入電路，使它們都正常發(fā)光，并用電壓表和電流表分別測(cè)得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和電流．該小組的同學(xué)仔細(xì)觀察燈泡的亮暗程度，把九只燈泡分成三組，每組的亮暗程度相同，且第—組最亮，第二組其次，第三組最暗．實(shí)驗(yàn)中記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)分別如表—、表二、表三所示．
(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4、2與5、3與6的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)論是：__________________．
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)_________________________的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)通過(guò)燈泡的電流相等時(shí)，燈泡兩端的電壓越大，燈泡越亮．
(3)請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，并歸納得出結(jié)論．
(a)分析比較表—、表二或表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可初步得出________________________________________________；
(b)分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，可初步得出：__________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________.
(2003年，上海)
分析與解答：根據(jù)實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)可以得出九只規(guī)格不同的燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻和功率．第一組三只燈泡的電阻依次是3Ω、12Ω和48Ω，功率都是12W；第二組三只燈泡的電阻分別是6Ω、24Ω和96Ω，功率均是6W；第三組三只燈泡的電阻分別是3Ω、12Ω和48Ω，功率都是3W．
(1)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與4、2與5、3與6的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，燈泡兩端電壓相同，燈泡的電流、電阻、電功率和亮度均不同，歸納可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)燈泡兩端的電壓相等時(shí)，通過(guò)燈泡的電流越大，燈泡的功率越大，燈泡越亮．
(2)分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4與7、5與8、6與9的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，通過(guò)燈泡中的電流相同，燈泡兩端的電壓、電阻和電功率都不同，歸納可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)通過(guò)燈泡的電流相等時(shí)，燈泡兩端的電壓越大，燈泡的功率越大，燈泡越亮．
(3)進(jìn)—步綜合分析表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象，歸納可得出如下結(jié)論．
(a)燈泡兩端的電壓與通過(guò)燈泡的電流的乘積相等，即燈泡的功率相等，燈泡的亮度相同；
(b)燈泡兩端的電壓與通過(guò)燈泡的電流的乘積越大，即燈泡的功率越大，燈泡越亮，小燈泡發(fā)光時(shí)的亮度是由燈泡兩端電壓和通過(guò)燈泡電流的乘積，即燈泡的功率決定的．
點(diǎn)評(píng)：本題是—道探究實(shí)驗(yàn)題，考查分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力．根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象，探究燈泡發(fā)光時(shí)的亮度跟哪些因素有關(guān)，可猜想：①只與電壓有關(guān)；②只與電流有關(guān)；③與電阻()有關(guān)；④與功率(P=IU)有關(guān)．通過(guò)分析比較，歸納得出上述哪種猜想正確，即得出初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
例2在“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中：電路如22頁(yè)圖7-19所示，小燈泡的額定電壓為2．5V，電阻約為10Ω，電源為兩節(jié)干電池．
(1)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖7-20甲中的元件連成符合這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的電路(連線不能交叉)．
(2)正確連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈L不發(fā)光，故障的原因可能是()
(A)電流表處有開(kāi)路(B)電壓表正負(fù)接線柱處開(kāi)路
(C)小燈泡L短路(D)小燈泡L的燈絲斷了
(3)排除故障后，當(dāng)小燈泡L正常發(fā)光時(shí)，電流表指針位置如圖7-20乙所示，則小燈泡L的額定功率為_(kāi)___W．
(2003年，遼寧)
分析與解答：(1)在連接電路之前要確定電壓表和電流表所使用的量程．選擇電壓表的量程時(shí)，以燈泡的額定電壓為依據(jù)．本題中，小燈泡的額定電壓為2．5V，為提高讀數(shù)的準(zhǔn)確性，電壓表選擇使用0～3V量程，把標(biāo)有“—”和“3”的兩個(gè)接線柱連入電路．選擇電流表的量程時(shí)，以電路中可能出現(xiàn)的最大電流值(滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為零時(shí)的電流)為依據(jù)．本題中給出的電源是兩節(jié)干電池，必須組成串聯(lián)電池組使用，電源電壓為3V，電路中可能出現(xiàn)的最大電流，電流表選擇使用0～0．6A的量程，把標(biāo)有“-”和“0．6”的兩個(gè)接線柱接入電路中．連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，可先把電池組、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、小燈泡和電流表連接成串聯(lián)電路，最后把電壓表并聯(lián)接在小燈泡兩端．
(2)正確連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，燈L不亮，說(shuō)明燈泡中沒(méi)有電流通過(guò)，燈泡電路出現(xiàn)了開(kāi)路或短路．
(3)由于電流表使用的是0～0．6A量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)，兩端電壓等于額定電壓，U=2．5V，燈泡中的電流等于電流表的示數(shù)，I=0．26A，燈泡的額定功率等于此時(shí)的實(shí)際功率，P=IU=0．26A×2．5V=0．65W．
由以上分析可得：(1)連成的符合實(shí)驗(yàn)要求的電路如圖7-21所示；(2)閉合開(kāi)關(guān)S燈L不發(fā)光的故障原因可能有A、C、D；(3)燈泡L的額定功率為0.65W．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道典型的實(shí)驗(yàn)綜合題，它把電流表和電壓表的量程選擇、實(shí)驗(yàn)電路的連接、實(shí)驗(yàn)電路故障的分析判斷、電流表示數(shù)的讀取、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理綜合在一起，考查動(dòng)手操作和綜合分析問(wèn)題的能力．解題的關(guān)鍵是親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，理解實(shí)驗(yàn)原理，并能分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．解題時(shí)要特別注意小燈泡正常發(fā)光，就意味著小燈泡兩端電壓等于額定電壓，此時(shí)燈實(shí)際消耗的功率等于它的額定功率．
例3實(shí)驗(yàn)探究：
[提出問(wèn)題]
給你額定電壓為6V的小燈泡—只，你能測(cè)出它發(fā)光時(shí)的電功率嗎?
[制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]
①根據(jù)電功率公式，要測(cè)電功率需測(cè)出電壓U和電流I；②設(shè)計(jì)如圖7-22甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選擇圖7-22乙所示的儀器和器材(用筆畫線進(jìn)行連接)；③為比較不同電壓下燈泡工作的功率，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行三次．
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)]
通過(guò)實(shí)驗(yàn)(步驟略)，得到如下數(shù)據(jù)：
[交流與合作]
請(qǐng)你討論下列問(wèn)題以便同其他同學(xué)交流：
(1)完成上面數(shù)據(jù)表的填寫；
(2)寫出計(jì)算燈泡額定功率的計(jì)算過(guò)程．
(2003年，安順)
分析與解答：1．按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路要按照一定順序進(jìn)行．可以從電池組的正極開(kāi)始，依次連接開(kāi)關(guān)S、電流表A、燈泡L、滑動(dòng)變阻器，最后連到電池組負(fù)極．然后把電壓表并聯(lián)接在燈泡L兩端．連接電路時(shí)要注意，電流必須從電表的正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出；滑動(dòng)變阻器取金屬桿兩端的一個(gè)接線柱和電阻絲兩端的一個(gè)接線柱連入電路．(電路連接讀者在圖7-22乙上自行完成)
2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)和電功率公式可計(jì)算得出，時(shí)，時(shí)，時(shí)，．
3．由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)知，當(dāng)燈泡兩端電壓等于額定電額時(shí)，燈泡中的電流I=0．50A，燈泡的額定功率
點(diǎn)評(píng)：本題是一道科學(xué)探究試題．題目圍繞“提出問(wèn)題”、“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”、“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”、“交流與合作”等科學(xué)探究的環(huán)節(jié)對(duì)物理研究方法進(jìn)行考查．把科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和考查放在同等重要的地位．試題突出科學(xué)探究和科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，體現(xiàn)研究過(guò)程和方法．顯現(xiàn)了今后中考物理命題的方向和趨勢(shì)．
例4按圖7-23所示電路對(duì)額定電壓為3．8V的小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄在表中，同時(shí)記錄了小燈泡亮度變化情況．
請(qǐng)你仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答以下問(wèn)題：
(1)小燈泡的額定功率是_________W；
(2)小燈泡亮度變化規(guī)律是____________；
(3)除了表格中列出的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象外，你還能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是_________________________
_____________________________________________________________________.
(2003年，安徽)
分析與解答：小燈泡的額定電壓為3．8V，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，當(dāng)小燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)，通過(guò)的電流為0．3lA，小燈泡的額定功率為；從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可以看出，隨著小燈泡兩端電壓的增大，燈泡中的電流也增大，燈泡耗電的電功率由逐漸增大為、、、，燈泡發(fā)光的亮度逐漸增加．同時(shí)，由歐姆定律可以計(jì)算出五次實(shí)驗(yàn)時(shí)燈泡的電阻依次是：很明顯，燈泡的電阻是變化的，并且電阻隨燈絲中電流的增大而增大．
由以上分析可得：(1)燈的額定功率是1．18W；(2)燈泡的功率越大，燈泡的亮度越大；(3)燈絲的電阻是變化的．
點(diǎn)評(píng)：本題考查分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象、歸納總結(jié)得出物理規(guī)律的能力．解題過(guò)程中，要善于運(yùn)用歐姆定律和電功率公式計(jì)算得出小燈泡發(fā)光時(shí)的電阻、電功率，結(jié)合小燈泡發(fā)光的亮度，概括總結(jié)得出燈泡亮度和電功率的關(guān)系及燈絲電阻和電功率的關(guān)系．
例5在“伏安法測(cè)電阻”和“測(cè)小燈泡功率”(小燈泡的額定電壓為2．5V)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中：
(1)都需要測(cè)出三組電壓值和電流值，前者的目的是________________；后者的目的是_____________________．
(2)下表是小明“測(cè)小燈泡功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)，由此可知小燈泡的額定功率________________W．
(3)同學(xué)們?cè)诮涣鲗?shí)驗(yàn)體會(huì)時(shí)，有的同學(xué)提出：可以根據(jù)小明的測(cè)量數(shù)據(jù)，在非額定電壓條件下求出小燈泡的電阻，再由公式，求出小燈泡的額定功率，請(qǐng)用這種方法根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)算出(要求有必要的計(jì)算過(guò)程)．將和進(jìn)行比較．并分析說(shuō)明產(chǎn)生這種差異的根本原因．
(2003年，哈爾濱)
分析與解答：(1)用電壓表和電流表測(cè)小燈泡的電阻和電功率，測(cè)量電路和方法完全相同，前者利用計(jì)算燈泡的電阻，后者利用計(jì)算燈泡的功率．測(cè)量過(guò)程中都要測(cè)出三組電壓值和電流值，前者的目的是進(jìn)行多次測(cè)量，求電阻的平均值，減小測(cè)量的誤差；后者的目的是測(cè)小燈泡在額定電壓下的額定功率和不在額定電壓下的實(shí)際功率，并加以比較，尋求小燈泡的發(fā)光亮度和實(shí)際功率及實(shí)際電壓的關(guān)系．
(2)小燈泡的額定電壓為2．5V，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知道，燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0．22A，小燈泡的額定功率．
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，時(shí)，，此時(shí)燈泡的電阻.小燈泡的額定功率.．原因是燈絲的電阻受溫度的影響，電壓高時(shí)，燈絲溫度高，測(cè)得的電阻偏大，由可知計(jì)算出的值偏?。?/span>
若選擇、計(jì)算電阻，由計(jì)算出的值將偏大．讀者可自行分析產(chǎn)生差異的原因．
點(diǎn)評(píng)：本題考查分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、歸納總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力．通過(guò)解題，加深對(duì)用電壓表、電流表測(cè)燈泡電阻和電功率實(shí)驗(yàn)的相同之處和不同之處的理解和掌握，同時(shí)探究發(fā)現(xiàn)燈泡燈絲的電阻是隨溫度升高(或?qū)嶋H電功率的增大)而增大的．通常我們解題認(rèn)為燈絲電阻恒定不變，只是為了簡(jiǎn)化解決主要問(wèn)題而采取的—種近似．
例6在—次測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，老師給出了下列器材：額定電壓為的小燈泡、電源(電壓未知)、一個(gè)阻值為R的電阻、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一只電流表、一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線，如圖7-24．實(shí)驗(yàn)時(shí)不能忽略燈絲的電阻隨溫度而發(fā)生的變化．
(1)小張同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖7-24，請(qǐng)你根據(jù)電路圖用筆畫線連接未完成的實(shí)物連線．
(2)寫出用以上實(shí)驗(yàn)電路測(cè)定小燈泡額定功率的主要步驟和需要測(cè)量的物理量(物理量用字母表示)．
(3)本實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定功率的表達(dá)式P=_______________．
(4)若在給出的器材中只將其中的一只電流表改為—只電壓表，請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)—個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，測(cè)量小燈泡的額定功率(將實(shí)驗(yàn)電路圖畫在下面的方框內(nèi)，不需要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟)．
(2003年，重慶)
分析與解答：(1)根據(jù)電路圖連接未完成的實(shí)物連線如圖7-25所示．(連接電路時(shí)，要注意單刀雙擲開(kāi)關(guān)有三個(gè)接線柱，動(dòng)觸片和燈泡相連接，兩個(gè)靜觸片分別和電流表的正負(fù)接線柱相連接)
(2)由電路圖(圖7-24)可以看出，單刀雙擲開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片接觸點(diǎn)1時(shí)，燈泡L和電阻R并聯(lián)，電流表測(cè)R中的電流；開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸片接觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡L和電阻R仍然并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流．由于只有電流表而沒(méi)有電壓表，燈泡兩端的電壓測(cè)量問(wèn)題需要轉(zhuǎn)化為電流測(cè)量問(wèn)題，然后利用歐姆定律計(jì)算出燈泡兩端電壓．
利用圖7-24所示電路測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)步驟是：①計(jì)算出R兩端電壓等于燈泡L的額定電壓時(shí)，通過(guò)它的電流；②S擲向接線柱1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表示數(shù)為(此時(shí)燈泡L兩端電壓為)；③保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，S擲向接線柱2，讀出電流表示數(shù)I．(燈泡L和電阻R并聯(lián)電路的干路電流)
(3)小燈泡的額定功率.
(4)若將圖7-24所示器材中的電流表改換為電壓表，要測(cè)量燈泡L的額定功率，電壓可用電壓表直接測(cè)量，電流就需要進(jìn)行間接測(cè)量．可將燈泡L和電阻R串聯(lián)，測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同的電壓值，最后計(jì)算出燈泡的額定功率．可以測(cè)量出小燈泡的額定功率的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖7-26所示．(實(shí)驗(yàn)步驟和燈泡額定功率的表達(dá)式讀者自己分析、設(shè)計(jì)和寫出)
點(diǎn)評(píng)：本題考查綜合運(yùn)用歐姆定律、電功率公式、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點(diǎn)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．解題時(shí)要能靈活運(yùn)用轉(zhuǎn)化的物理思想方法將電壓的測(cè)量轉(zhuǎn)化為電流的測(cè)量或把電流的測(cè)量轉(zhuǎn)化為電壓的測(cè)量，借此達(dá)到測(cè)量小燈泡額定功率的目的．
【易錯(cuò)例題分析】
例圖7-27是測(cè)定額定電壓為2．5V小燈泡額定功率的實(shí)物連接圖．
(1)請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫出電路圖
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中某一時(shí)刻電壓表示數(shù)如圖7-28甲所示，為了測(cè)得小燈泡的額定功率．閉合開(kāi)關(guān)后，應(yīng)把圖7-27中的滑動(dòng)變阻器滑片P向_______(填“左”或“右”)移動(dòng)，直至電壓表示數(shù)為2．5V為止，這時(shí)電流表示數(shù)如圖7-28所示，為_(kāi)______A，則此時(shí)燈泡的額定功率是_____________W．
(3)若電源電壓為6V，滑動(dòng)變阻器有“10Ω1．5A”和“20Ω1A”兩種規(guī)格，那么實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用規(guī)格為_(kāi)_________的滑動(dòng)變阻器．
(2003年，福州)
錯(cuò)解一：由圖7-27和圖7-28甲知，滑動(dòng)變阻器連入電路的是AP段電阻絲，電路連通時(shí)，電壓表示數(shù)為1．2V，要使電壓表示數(shù)增大為2．5V，變阻器連入電路的電阻必須增大，因?yàn)榇?lián)電路中，電阻越大，兩端的電壓也越大，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向右移動(dòng)．
錯(cuò)解二：由圖7-28乙知，燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)，燈泡中的電流，即電流表示數(shù)為0．22A，燈泡的額定功率.
錯(cuò)解三：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用“10Ω1．5A”的滑動(dòng)變阻器，因?yàn)樵撟冏杵髟试S通過(guò)的最大電流值比較大．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)因電路中電流過(guò)大而損壞．
警示：在做用電壓表和電流表測(cè)小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)時(shí)：①實(shí)驗(yàn)器材的選擇不但要考慮器材的作用，還必須考慮器材的規(guī)格能否滿足實(shí)驗(yàn)中對(duì)電流、電壓、電阻以及電功率的要求；②讀取電表示數(shù)時(shí)，要先根據(jù)連入電路的接線柱確定使用的量程，再根據(jù)量程確定刻度盤上的分度值，最后根據(jù)指針位置讀數(shù)；③實(shí)驗(yàn)電路中用來(lái)調(diào)節(jié)燈泡電壓和電流的是滑動(dòng)變阻器，調(diào)節(jié)前要弄清變阻器連入電路的是哪一段電阻絲，滑片向左或向右移動(dòng)時(shí)電燈中的電流或電壓是增大還是減小，最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定滑片的移動(dòng)方向．
正解：(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖7-29所示；(2)要使電壓表示數(shù)為2．5V，變阻器的滑片P應(yīng)向左移動(dòng)；電壓表示數(shù)為2．5V時(shí)，電流表的示數(shù)為0．24A，燈泡的額定功率；(3)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=0．24A，此時(shí)變阻器兩端電壓，變阻器連入電路的電阻．要使燈泡在實(shí)驗(yàn)中不致被燒壞，變阻器連入電路的電阻不得小于14．6Ω，即變阻器的最大電阻值必須大于14．6Ω．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用規(guī)格為“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇器材、讀取電表示數(shù)和分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力．用電壓表和電流表測(cè)量燈泡的功率是一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)明確該實(shí)驗(yàn)的原理，會(huì)設(shè)計(jì)和連接實(shí)驗(yàn)電路，能根據(jù)歐姆定律和電功率公式通過(guò)計(jì)算和分析選擇實(shí)驗(yàn)器材，理解各元件(特別是滑動(dòng)變阻器)的作用，能收集、整理和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并歸納總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)．提高綜合運(yùn)用知識(shí)的能力．
【同步達(dá)綱練習(xí)】
1．在“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中(小燈泡標(biāo)有“3．8V”字樣，燈泡的電阻約為12Ω)：
(1)在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該是______的．
(2)某同學(xué)在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)還有導(dǎo)線未接上，如圖7-30a所示．請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖中電路連接好，閉合開(kāi)關(guān)后，要求變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)燈泡變亮(請(qǐng)勿更改原有導(dǎo)線，且所有導(dǎo)線不得交叉)．
(3)正確連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表的示數(shù)為_(kāi)_______時(shí)，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的指針位置如圖7-30b所示，其示數(shù)為_(kāi)_______，則小燈泡的額定功率是_________．
(2003年，南京)
2．在做“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，已知實(shí)驗(yàn)用小燈泡的額定電壓為2．5V，額定功率約為1W，某同學(xué)想較準(zhǔn)確地測(cè)出小燈泡的額定功率，連接了如圖7-31a所示的實(shí)驗(yàn)電路．
(1)該同學(xué)正要閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師又幫他檢查了一下電路，發(fā)現(xiàn)電路中有三處錯(cuò)誤或不妥．請(qǐng)把它們找出來(lái)，并填寫在下面的橫線上．
①__________________________________________________________________
②__________________________________________________________________
③__________________________________________________________________
(2)電路改正后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡兩端電壓為2．5V，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖7-31b所示，該電流為_(kāi)______A．小燈泡的額定功率為_(kāi)______W．
(2003年，南通)
3．幾位同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)．
(1)請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
(2)在連接電路中，開(kāi)關(guān)應(yīng)_______，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到______________處；
(3)小榮同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的電壓表量程是0～3V，但刻度模糊不清，無(wú)法直接讀出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，卻能從0～15V檔的刻度線看出指針停在11．5V處，則加在電壓表兩端的實(shí)際電壓為_(kāi)______V；
(4)平平同學(xué)連接好實(shí)驗(yàn)電路，檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，電壓表指針幾乎不動(dòng)，該故障的原因是()
(A)燈泡燈絲斷了(B)電流表接線短路
(C)電源接觸不良(D)燈座接線短路
(2003年，江西)
4．圖7-32所示的電路圖，在我們的物理學(xué)習(xí)中多次使用．請(qǐng)根據(jù)此圖，選擇一個(gè)做過(guò)的實(shí)驗(yàn)或者進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)．具體要求：
(1)如果選擇做過(guò)的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)寫出實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)式．
(2)如果選擇創(chuàng)新設(shè)計(jì)，應(yīng)寫出設(shè)計(jì)名稱(自定)和設(shè)計(jì)意圖．
(2003年，陜西)
5．如圖7-33甲所示是某同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)所連接的實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，而兩表均有讀數(shù)．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片也仍舊如此，沒(méi)有變化．
實(shí)驗(yàn)中小燈泡上標(biāo)有“2．5V0．3A”字樣，滑動(dòng)變阻器的銘牌如圖7-33乙所示，實(shí)驗(yàn)前檢查所有的實(shí)驗(yàn)器材都是完好的，但實(shí)驗(yàn)電路中有—處連接錯(cuò)誤，請(qǐng)指出是什么錯(cuò)誤?____________________________________________________________________________
小燈泡為什么不亮呢?說(shuō)明你的理由．__________________________________________
_______________________________________________________________________________
在下邊方框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖．
(2003年，杭州)
6．如圖7-34a所示，是小強(qiáng)測(cè)量一只標(biāo)有“2．5V”字樣小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路．但尚未連接完．(小燈泡電阻約為10Ω)
(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線幫他完成電路連接(畫線不許交叉)
(2)連接電路時(shí)，應(yīng)注意：開(kāi)關(guān)要________；變阻器的滑片要移到________
(3)電路連接準(zhǔn)確無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P使小燈泡正常發(fā)光．此時(shí)，電流表示數(shù)如同7-34b所示，則小燈泡的額定功率為_(kāi)_____________W．
(4)另—小組在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，連完電路，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)，他們應(yīng)采取的糾正方法是________．
(2003年，黑龍江)
7．小明同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，選取了—個(gè)標(biāo)有“2．5V”的小燈泡和必要的器材，用導(dǎo)線把實(shí)驗(yàn)器材連接起來(lái)，如圖7-35所示．
(1)在開(kāi)始測(cè)量前，請(qǐng)你幫小明檢查實(shí)驗(yàn)器材連接圖，如有錯(cuò)誤，在圖上錯(cuò)誤的連線上打“Ⅹ”，再用筆畫線畫出正確的連線(要求改動(dòng)的連線最少)．
(2)經(jīng)檢查改正連線后，小明連續(xù)進(jìn)行了4次測(cè)量，并把測(cè)量得到的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象填寫在下面表格里．
請(qǐng)你和小明分析上表中的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，可得到：
A．小燈泡的額定功率是________W；
B．小燈泡逐漸變亮，表明燈絲溫度逐漸________；
C．小燈泡逐漸變亮，表明燈絲的電阻逐漸_________；
D．由此可知，燈絲的電阻是隨溫度升高而__________．
(2003年，玉林)
8．如果利用一段足夠長(zhǎng)的電阻絲(這根電阻絲每厘米長(zhǎng)的電阻為0．5Ω)來(lái)安裝一只調(diào)光小電燈，你準(zhǔn)備怎么做?提供的燈泡為“6V3．6W”，電源電壓為9V，要求：
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使燈泡既能正常發(fā)光，又能起調(diào)光作用．(通過(guò)計(jì)算加以說(shuō)明，并畫出電路圖)
(2)說(shuō)說(shuō)你的具體制作方案．(在制作過(guò)程中，需要的其他器材可以自行選用)
(3)如果將這樣的調(diào)光方式用到家庭照明電路中，能否真正起到節(jié)能作用?請(qǐng)說(shuō)說(shuō)你的想法．
(2003年，貴陽(yáng))
參考答案
【同步達(dá)綱練習(xí)】
1．(1)斷開(kāi)；(2)略；(3)3．8V，0．32A，1．216W
2．(1)①測(cè)量前電流表的指針沒(méi)有調(diào)整使之對(duì)準(zhǔn)零刻度線；②電壓表的量程選擇使用錯(cuò)誤(應(yīng)選擇0～3V量程)；③開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有處在使連入電路電阻最大的位置；(2)0．36，0．9
3．(1)略；(2)斷開(kāi)，使連入電路的電阻為最大；(3)2．3；(4)D
4．(1)(一)實(shí)驗(yàn)名稱：測(cè)量電阻器的電阻；實(shí)驗(yàn)步驟；①按照電路圖連接電路；②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電阻器兩端的電壓；③記錄三組對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值；④根據(jù)每組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出電阻，最后求出平均值；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)式：.(二)實(shí)驗(yàn)名稱：測(cè)定電阻器的電功率；實(shí)驗(yàn)步驟：①按照電路圖連接電路；②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電阻器兩端的電壓；③分別記錄電壓表和電流表的示數(shù)；④計(jì)算出電功率；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)式：P=IU(三)實(shí)驗(yàn)名稱：探究電阻上的電流跟電壓的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)步驟：①按照電路圖連接電路；②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓成整數(shù)倍地變化；③讀出每次電阻兩端的電壓值和通過(guò)電阻的電流值；④把每組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在設(shè)計(jì)的表格中，分析歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)式：電阻R一定時(shí)，．(2)創(chuàng)新設(shè)計(jì)名稱：探究電阻中的電流跟電阻的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)步驟：①按照電路圖連接電路；②換用不同的定值電阻、、；③閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持定值電阻兩端的電壓不變；④把對(duì)應(yīng)于不同阻值的電流值記錄在設(shè)計(jì)的表格中，分析歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá)式：電壓一定時(shí)，
5．滑動(dòng)變阻器把電阻絲兩端的接線柱接入電路，移動(dòng)滑片不能改變電路的電阻和電流；小燈泡和變阻器串聯(lián)接入電路．燈泡的電阻約為，由得，，燈泡的電功率，不足以使小燈泡發(fā)光；電路圖略
6．(1)略；(2)斷開(kāi)，D端；(3)0．7；(4)立即斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將連接電流表正負(fù)接線柱的導(dǎo)線對(duì)調(diào)位置
7．(1)略；(2)A．1．00；B．升高；C．增大；D．增大
8．(1)燈泡正常工作電流，分壓電阻R兩端電壓，電阻絲的長(zhǎng)度．要使電路中的燈泡既正常發(fā)光，又能起調(diào)光作用，串聯(lián)的電阻絲長(zhǎng)度l′必須大于10cm；(2)制作方法：將電阻絲截下適當(dāng)長(zhǎng)(大于10cm)的一段后，將電阻絲的一端用導(dǎo)線和燈泡相連接．并將從這一端開(kāi)始的10cm長(zhǎng)用絕緣膠布纏緊并加以固定，最后在剩下的電阻線上用銅線纏繞幾圈，做成可以在電阻線上滑動(dòng)的銅線環(huán)，并將銅線環(huán)用軟導(dǎo)線按電路圖和電源相連，再接入開(kāi)關(guān)，燈泡，組成閉合電路；(3)不能，因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)調(diào)光用的電阻絲時(shí)，有電能轉(zhuǎn)化成熱損失掉
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