小华同学用电池组(电压为3V)、电压表、电流表和滑动变阻器等-优题课

小华同学用电池组(电压为3V)、电压表、电流表和滑动变阻器等实验器材，测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率．
(1)如图所示是小华连接的实物连接图，其中有连接错误，请在错误连线上打“×”，并用笔画线代替导线画上正确的连线．

(2)电路错误改正后，小华闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，且电压表有示数、电流表示数始终为零．造成这种故障的原因是___________.
(3)排除故障后，小华通过实验得到的实验数据如下表．请你帮助小华计算、分析实验数据．

实验序号	1	2	3	4	5	6
小灯泡两端的电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
通过小灯泡的电流I/A	0.08	0.10	0.14	0.18	0.20	0.22
小灯泡消耗的功率P/W	0.04	0.10	0.21	0.36		0.616
小灯泡的发光亮度	不发光	很暗	较暗	较亮	正常发光	很亮

①小灯泡L的额定功率为_____W.
②小灯泡消耗的功率与其发光亮度之间的关系是______________________________.
③小华通过表中的数据，求出了灯泡在不同发光状态下的电阻值，发现这几个电阻值相差较大．其主要原因是__________________________________.

科目物理题型实验题难度中等

知识点：电功率的测量实验

小红在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中，往嵌入螺线管的硬纸板上均匀撒上铁屑，通电后　　（填写操作方法）硬纸板，铁屑的排列如图所示，由此可以判断通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场分布相似。她还将电池的正负极对调，这样操作是为了研究　　的方向和电流方向是否有关。人们很形象地用“蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与 $N$ 极位置关系，物理学上通常用　　来判断通电螺线管的极性。

在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时：

（1）小明用的装置（如图甲），他测出的水温将　　（选填“偏高”，“偏低”或“无影响” $)$ 。

（2）小红和小华选用相同的实验装置，每隔2分钟记录一次温度的数据，并描绘出了温度随时间变化的图象（如图乙）根据图象可知当水温达到沸点后继续加热，水的温度　　（选填“升高”、“不变”或“降低” $)$ 这两位同学的图象存在差异，请说出一条可能的原因　　。

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压 $6 V$ 恒定不变，小灯泡的额定电压为 $2.5 V$ （电阻约为 $8 Ω)$ 。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。

（2）闭合开关前，应将滑片移到　端（选填“ $A$ ”或“ $B$ ” $)$ 。

（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了。小芳敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是　　。

$A$ ．开关短路

$B$ ．灯泡短路

$C$ ．电压表断路

$D$ ．灯泡接触不良

（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为　　 $V$ 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$ 。

（5）现有规格为“ $10 Ω 2 A$ ”、“ $20 Ω 1 A$ ”和“ $50 Ω 0.2 A$ ”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择　　接入电路。

（6）小芳利用图甲装置　　（选填“能”或“不能“ $)$ 做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。

小明实验小组做“测量滑轮组的机械效率”的实验，实验装置如图甲、乙所示。

（1）按照甲图装置实验，小明应竖直向上　　拉动弹簧测力计，使钩码从 $A$ 处升高到 $A'$ 处。由图可知拉力为　　 $N$ ，钩码上升的高度为　　 $cm$ 。

（2）小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在表中。

实验次数	钩码重力 $G / N$	钩码上升高度 $h / m$	拉力 $F / N$	绳端移动的距离 $s / m$	机械效率 $η$
1	2.0	0.02		0.04	$83 %$
2	4.0	0.03	2.2	0.06

①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法（要求向下拉绳子的自由端使钩码升高）。

②由表格数据可知，第一次实验时的拉力是　　 $N$ （结果精确到 $0.1 N)$ ；第二次实验时滑轮组的机械效率是　　（结果精确到 $1 %)$ 。

③由两次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　　（选填“高”或“低” $)$ 。

小丽同学在探究“弹簧弹力大小与形变量关系”时，发现同一根弹簧的弹力大小 $F$ 与形变量△ $x$ 的比值 $k$ 恒定。现小丽有两根原长相等的弹簧1和2，已知 $k_{1} : k_{2} = 1 : 2$ ，当在两根弹簧下分别挂同一物体静止时，弹簧1和2伸长量分别为△ $x_{1}$ 和△ $x_{2}$ ，则△ $x_{1}$ ：△ $x_{2} =$ 　　。小丽通过查阅资料知道弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} k$ △ $x^{2}$ ，此时弹簧1和2弹性势能分别为 $E_{p 1}$ 和 $E_{p 2}$ ，则 $E_{p 1} : E_{p 2} =$ 　　。小丽将弹簧1和2并联悬挂一物体静止时如图甲，两弹簧弹性势能之和为 $E_{p甲}$ ．将弹簧1和2串联悬挂同一物体静止时如图乙两弹簧弹性势能之和 $E_{p乙}$ ，则 $E_{p甲} : E_{p乙} =$ 　　。（已知如图甲情况下悬挂重物时弹簧1和2伸长量相同，整个实验中弹簧所受重力不计，且均处于弹性限度范围内。 $)$