在测定小灯泡的额定功率的实验中．小灯泡的额定电压为2.5V．-优题课

某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中，小灯泡标有“ $3.8 V$ ”，滑动变阻器标有“ $12 Ω 1.5 A$ ”，电源电压 $6 V$ 。

（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。

（2）小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。小明连线过程中肯定出现的错误是　　。

还可能出现了以下错误中的　　（填字母序号）。

$A$ ．电压表串联在了电路中

$B$ ．电流表并联在了小灯泡两端

$C$ ．连接滑动变阻器时，用了 $C$ 、 $D$ 两个接线柱

$D$ ．连接滑动变阻器时，用了 $A$ 、 $B$ 两个接线柱

（3）小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示数接近　　 $V$ 。

（4）更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。

实验次数	1	2	3	4
电压 $U / V$	2.0	3.0	3.8	4.2
电流 $I / A$	0.33	0.34	0.40	0.42
小灯泡亮度	不亮	较暗	正常	较亮
小灯泡电阻	6.0	8.8	9.5	10.0

由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为　　 $W$ 。

从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而　　。

（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于 $2 V$ ．经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较　　的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较　　的电源。

某学校研学团队来到“海上碑”研学基地开展活动，配备以下物品：弹簧测力计、几瓶纯净水、保温瓶自备热水、细线、小刀、锤子等。已知 $g = 10 N / kg$ ，常温时 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ．他们采集了一小块岩石样本，进行如下探究：

（1）用细线系住小石块悬挂在弹簧测力计下，静止时示数如图，为　　 $N$ 。

（2）把纯净水瓶切掉上半部分，把小石块慢慢浸没在水中，未碰触瓶底，弹簧测力计的示数为 $0.7 N$ ．则小石块受到的浮力　　 $N$ ．可得小石块的体积　　 $c m^{3}$ 。

（3）计算得出小石块的密度为 $ρ_{石} =$ 　　 $kg / m^{3}$ 。

（4）已知海水的密度为 $1.03 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，若把石块浸没在海水中，弹簧测力计的示数　　 $0.7 N$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）测量过程中，如果利用的是保温杯中的热水，计算时仍取 $ρ_{水} = 1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，测得小石块密度与真实值相比应　　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

实验探究

（1）探究电流与电压和电阻的关系

器材与电路

①实验器材：阻值为 $5 Ω$ 、 $10 Ω$ 、 $15 Ω$ 的定值

电阻各一个， $20 Ω 2 A$ 的滑动变阻器，电流表电路电压表、开关各一个，干电池三节，导线若干。

请设计电路，并在方框中画出实验电路图。

过程与结论

②探究电流与电压的关系

实验数据如表，分析得出结论：在电阻一定时，　　。

	次数	1	2	3	4
电压 $U / V$	1.6	2.0	2.5	3.0
电流 $I / A$	0.16	0.20	0.25	0.30

③探究电流与电阻的关系

如果用三节干电池做电源，将 $5 Ω$ 的电阻接入电路中，调节滑动变阻器，使电压表示数为 $1.8 V$ ，读出电流表示数；分别更换 $10 Ω$ 、 $15 Ω$ 的电阻重复实验，需要控制电阻两端电压　　。实验中发现，当接入 $15 Ω$ 的电阻时，调节滑动变阻器无法使电压表示数 $1.8 V$ ．下列给出解决方案的是　　（只有一个选项正确，填写对应字母）

$a$ ．换用最大阻值较小的变阻器 $b$ 。降低电源电压 $c$ 。减小需要控制的电压值

（2）测量小灯泡的电功率

电路与步骤

①测量额定电压为 $2.5 V$ 小灯泡电功率的电路如图甲，请连接完整。

②实验步骤如下：

$a$ ．调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压与等于额定电压，

观察小灯泡的亮度，这时它的实际功率等于它的　　；

$b$ ．调节滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它的实际功率；

$c$ ．调节滑片，使小灯泡两端电压为 $3.0 V$ ，电流表表盘示数如图乙，算出它的实际功率是　　。

表格

③请根据上述实验步骤，设计出数据记录表格。

基础问答、作图和计算

（1）射箭运动员用力拉满弓，从能量转化的角度分析，这是为了让弓具有更大的　　，可以更多地转化为箭的　　，将箭射得更远。

（2）如图，物体 $A$ 、 $B$ 在力 $F$ 作用下，以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动。请画出物体 $B$ 在水平方向上的受力示意图。

（3）我国“蛟龙号”载人潜水器下潜至 $7 km$ 深的海水中，若海水的密度取 $1.0 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ，潜水器受到水的压强大小约是　　。

实验探究

（1）探究重力与质量的关系

①某同学用质量已知的钩码进行实验，根据测得的数据作出的 $G - m$ 关系图象是一条过原点的直线 $a$ 由此得出结论：物体受到的重力与它的质量成　　比。

②他又正确测量了一个木块的质量和重力，并在同一坐标系中正确描点得到点 $A$ ，如图所示。点 $A$ 不在直线 $a$ 上的主要原因是　　。

（2）探究阻力对物体运动的影响

如图所示，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，小车在水平面上由于受到阻力，滑行一段距离后停止；去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，运动的小车所受到的阻力减小，滑行的距离增大。

进一步推理：如果运动的小车受到的阻力为零，它将　　。通过上述实验和推理可得：力不是维持物体运动状态的原因，而是　　物体运动状态的原因。

（3）测量滑轮组的机械效率

实验装置和数据记录表如下：

次数	钩码重力 $G / N$	钩码上升的高度 $h / m$	绳端拉力 $F / N$	绳端移动的距离 $s / m$	机械效率 $η$
1	2.0	0.10	0.9	0.30	$74.1 %$
2	2.0	0.15	0.9	0.45	$74.1 %$
3	2.0	0.20	0.9	0.60	$74.1 %$
4	4.0	0.20	1.6	0.60

①第4次实验测得的机械效率为　　。

②分析表中数据可得：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率　　；提升不同的物体，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越　　。