在学校科技节上，甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器

更新 2022-09-03
科目物理
题型实验题
难度中等
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在学校科技节上，甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路，同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况。老师提供的器材有：“2.5V”和“3.8V”两种规格的灯泡(灯丝电阻随温度的升高而增大)、滑动变阻器，电流表和电压表、开关、导线若干、电源(电压相等且保持不变)。
两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数都发生变化，当两组电路的灯泡都正常发光时，恰好电压表示数均为3.8V，电流表示数均为0.3A，并且甲组的灯泡比乙组的暗。

(1)请将甲组同学设计的电路图补充完整(如图)。
(2)两组同学所使用的电源电压是________V。
(3)调节滑动变阻器的滑片，使两组电路中小灯泡两端的电压均为2.5V时，________(选填“甲组”或“乙组”)灯较亮。
(4)乙组同学在研究灯泡电功率变化情况时，想通过测量来比较以下两种情况灯泡电功率的大小关系：
①灯泡实际电压为额定电压一半时的电功率P₁；
②灯泡实际电流为额定电流一半时的电功率P₂。
老师告诉他们不用测量也可以比较，同学们经过分析得出P₁与P₂之间正确的关系是P₁________P₂。

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测量某种液体密度的主要实验步骤如下：

（1）用调节好的天平测量烧杯和液体的总质量，当天平再次平衡时，如图甲所示，烧杯和液体的总质量为　　 $g$ 。

（2）将烧杯中的部分液体倒入量筒中，如图所示，量筒中液体的体积为　　 $c m^{3}$ 。

（3）用天平测出烧杯和杯内剩余液体的总质量为 $74 g$ 。

（4）计算出液体的密度为　　 $g / c m^{3}$ 。

题型：未知
难度：未知

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热敏电阻用来测量温度的变化，灵敏度较高。某实验小组利用热敏电阻将一电流表改装为温度计，实验电路如图所示。实验室提供的实验器材有：电流表（量程为 $0.6 A)$ ，学生电源输出电压恒为 $24 V)$ ，滑动变阻器 $R_{1}$ （最大阻值为 $10 Ω)$ ，滑动变阻器 $R_{2}$ （最大阻值为 $50 Ω)$ ，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻 $R_{T}$ ，导线若干。已知该热敏电阻的阻值与摄氏温度 $t$ 的关系为 $R_{T} = 2 t - 10 (Ω)$ ，实验步骤如下：

$a$ ．按照电路图连接好实验器材；

$b$ ．为不烧坏电流表，将滑动变阻器的滑片 $P$ 调节到 $a$ 端；然后将单刀双掷开关掷于 $c$ 端，调节滑片 $P$ ，使电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片 $P$ 位置不变；

$c$ ．将单刀双掷开关掷于 $d$ 端，根据热敏电阻的阻值随温度变化的关系，计算出电流表刻度盘各个电流值对应的温度值，重新标注刻度盘，改装成温度计；

$d$ ．在容器中倒入适量的热水，随着热水温度的下降，读出对应的温度值。

（1）根据实验要求，电路中的滑动变阻器应选　　（选填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ” $)$ 。

（2）该温度计能够测量的温度不能低于　　 $^{°} C$ ；当电流表示数为 $0.24 A$ 时，对应的温度值为　　 $^{°} C$ ；热水温度 $t$ 与电流 $I$ 之间的函数关系式为 $t =$ 　　 $^{°} C$ 。

（3）改装后的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的　　（选填“左”或“右” $)$ 侧。

题型：未知
难度：未知

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小敏同学参加研学旅行时，在湖边捡到一块漂亮的小石块，她用家中常见物品与刻度尺巧妙地测出了小石块的密度，她的测量方案如下：

①用细绳将一直杆悬挂，调节至水平位置平衡，记下细绳在直杆上的结点位置 $O$ ；

②将一重物悬于结点 $O$ 左侧的 $A$ 点，小石块悬于结点 $O$ 的右侧，调整小石块的位置，如图所示，当小石块悬于 $B$ 点时，直杆在水平位置平衡；

③用刻度尺测量 $OA$ 的长度为 $L_{1}$ ， $OB$ 的长度为 $L_{2}$ ；

④保持重物的悬点位置 $A$ 不变，将结点 $O$ 右侧的小石块浸没在盛水的杯中（且未与杯底、杯壁接触），调整小石块的悬点位置，当小石块悬于 $C$ 点时，直杆在水平位置平衡；

⑤用刻度尺测量 $OC$ 的长度为 $L_{3}$ 。

请根据她的测量方案回答以下问题

（1）实验中三次调节了直杆在水平位置平衡。其中，第一次调节水平平衡是　　，第二次调节水平平衡是　　；（选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$

$a$ ．消除直杆自重的影响 $b$ ．便于测量力臂

（2）实验中长度　　（选填“ $L_{1}$ ”、“ $L_{2}$ ”或“ $L_{3}$ ” $)$ 的测量是多余的；

（3） $C$ 点应该在 $B$ 点的　　（选填“左”或“右” $)$ 侧；

（4）小石块密度的表达式为 $ρ =$ 　　（选用字母 $ρ_{水}$ 、 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 表示）。

题型：未知
难度：未知

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某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $2.5 V$ 。

（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“ $\times$ ”，并补画出正确的那根导线。

（2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。故障原因可能是　　（填“电流表”、“滑动变阻器”或“小灯泡” $)$ 断路。

（3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$ ，此时小灯泡的电阻是　　（结果保留两位小数） $Ω$ 。

（4）继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，这段时间内，若小灯泡电阻变化量的绝对值是△ $R_{1}$ ，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△ $R_{2}$ ，则△ $R_{1}$ 和△ $R_{2}$ 大小关系正确的是　　（填字母标号）。

$A$ ．△ $R_{1} >$ △ $R_{2}$ $B$ ．△ $R_{1} =$ △ $R_{2}$ $C$ ．△ $R_{1} <$ △ $R_{2}$ $D$ ．无法比较

题型：未知
难度：未知

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某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。

（1）实验时应将电流表、导线 $ab$ 串联起来组成　　回路。

（2）该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是　　（填字母标号）。

$A$ ．导线 $ab$ 在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体

$B$ ．导线在磁场中静止，但不用单根导线 $ab$ ，而用匝数很多的线圈

$C$ ．蹄形磁体静止，导线 $ab$ 从图中所示位置水平向左或水平向右运动

$D$ ．蹄形磁体静止，导线 $ab$ 从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动

$E$ ．蹄形磁体静止，导线 $ab$ 从图中所示位置斜向上或斜向下运动

（3）如图所示的实验装置中，将电流表换成　　进行触接，还可以探究电动机的工作原理。

题型：未知
难度：未知

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