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电学探究专题
1．测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，其故障原因是　 　。
（2）排除故障后，小明得到多组电压表、电流表的数据，作出如图丙所示的I﹣U图象，由图可知，小灯泡的额定功率为　 　W；若小灯泡两端的电压调为额定电压的一半，则测得的实际功率　 　 额定功率的。（填“大于”或“小于”或“等于”）
（3）小红继续进行实验，她又跟老师要了一个单刀双掷开关，一个阻值合适且已知的定值电阻R0，加上原有的实验器材，重新设计了如图丁所示的电路，你觉得按照小红的方案，该实验能否测出小灯泡的额定功率？　 　 。（填“能”或者“不能”）
2．小科在“探究电功率与电流关系”的实验中，连接了如图甲的电路，其中电源电压保持6V不变，R为定值电阻。
（1）实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断电路故障是　 　；
（3）替换了问题器材后，小科移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R电功率（曲线A）和电路总功率（曲线B）随电流变化图像（如图丙），分析可知小科用的定值电阻阻值为　 　Ω；请根据图丙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据：　 　。
3．项目化学习小组以“校园直饮水机结构探秘”为主题，开展项目化实践活动。
（1）【项目一】加热原理：现用电热片、接入图甲电路模拟电热开水器的电路。已知电热片、的阻值为或，但因铭牌不清无法确定，项目化小组同学利用图甲确认电热片阻值大小。已知电源电压恒为，变温油墨纸片温度升高到一定值时红色会褪去。将红色油墨纸片同时放在、上面，闭合开关S，发现上的油墨纸片红色先褪去，则的阻值为　 　；
（2）图甲能模拟电热开水器保温和加热两档功能。根据（1）实验，图甲电路加热功率为少　 　？
（3）【项目二】热交换器设计
项目化小组的同学想到将电热开水器中的开水变成温开水，需要冷却放热。若将冷却放出的热量利用起来，用于提高进电热开水器前水的温度，可以节约电能。于是小组同学设计如图乙所示的方案。
该方案用波纹管比直管冷却效果更佳的原因是　 　。
（4）【项目三】节能效果
校园直饮水机采用上述热交换的方式，使进水管的常温自来水从变成的热水，再通电加热至。要得到的开水，相较于将的自来水直接烧开，可节约电能多少　 　？[不计热量损失，]
4． 某灯泡上标有“7 * 0.5 A”的字样，其中额定电压值不清，估计在7.0~7.9V 之间，因为灯泡的电阻会随温度的升高而增大，要测定小灯泡的额定功率，必须测出其额定电压。现有实验仪器：一只电压恒定的电源(电压值未知)、一只电流表、一只标有“20 Ω 5 A”的滑动变阻器 R、一只阻值为10 Ω的定值电阻 R0。开关和导线若干。某项目化小组反复讨论后，设计了图甲所示的电路图，并开展实验。
（1）滑片位于最左端时，闭合 S 和 S1，电流表示数如图乙所示，为　 　A，电源电压为U。
（2）　 　，移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。
（3）当小灯泡正常发光时，保持滑动变阻器的滑片 P 不动，闭合开关S 和 S1、断开 S2，读出电流表示数为0.6A，求出此时滑动变阻器接入电路的阻值R。
（4）小组同学通过计算得出灯泡的额定功率为　 　W。
5．小科在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用实验器材有：电压恒为3 V的电源一个，小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图3-ZM-5甲所示是小科连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）电路连接正确，接通开关，调节发现电压表示数为2 V；接下来应该如何操作 　 　。
（3）小科根据记录的多组Ⅰ、U数据，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）小科根据小灯泡的 I-U图像，分析出小灯泡的电阻在增大，你认为原因是　 　。
6．宾宾同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关，发现两电表指针于图2所示位置，电路中存在的故障是：　 　；
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关时，电流表的示数为。②再闭合开关后，电流表的示数为。
③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。
（4）在图1中滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是　 　。
7．小宁用图甲所示电路来测定小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关，小灯泡不亮，电流表示数小，接下来的操作是___________；
A．更换小灯泡 B．检查电压表是否断路
C．检查开关是否接触不良 D．向右移动滑动变阻器滑片
（2）小宁进行了六次实验，记录实验数据，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像，如图乙①曲线所示；随后小宁根据串联电路的分压规律，又画出了滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系曲线②，根据记录的数据和图像可知：①小灯泡的额定功率为　 　W；
②请你评价曲线②是否正确，并说说你的理由　
8．探究小灯泡的电功率。
（1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想： “小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是　 ；
（2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作：
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大；
②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来应将滑动变阻器滑片向　 　（左/右）移，直至电压表示数为2.8伏；
③电压表示数为2.8伏时，电流表示数0.3安，根据P=UI算出小灯泡的额定功率为　 　W，断开开关，电流表指针如图丁所示，灯泡额定功率真实值　 　（“大于” “小于”“等于”） 计算值。
9．空气质量指数（简称AQI）指天空的污染程度，是环境监测的重要指标，表格的空气质量等级是按照空气质量指数划分的。
空气质量指数 0-50 51-100 101-150 151-200 201-300 >300
空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
某兴趣小组用定值电阻，气敏电阻R、电压表等器材，自制了一个空气质量监测仪，其工作原理电路图如图甲所示，其中，AQI通过电压表显示，气敏电阻阻值R与AQI的关系如图乙所示。已知电源电压恒为8V；电压表量程为0~3V，定值电阻。求：
（1）已知某次测量时得到气敏电阻为20Ω，则当时的空气质量等级为　 　。
（2）当电压表示数为2.5V时，电路的总功率为多少　 　？
（3）更换定值电阻可以改变监测仪的测量范围，若使电压表的指针指在最大刻度时，则更换后的定值电阻通电100s消耗的电能为多少　 　？
10．在测量小灯泡电功率的实验中，小科准备了以下器材：电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、正常发光时的电阻约为10Ω，滑动变阻器最大阻值为20Ω。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整。要求：导线不可交叉；当滑动变阻器的滑片向左移动时，灯泡变亮。
（2）正确连接如图电路后，闭合开关发现灯泡不亮，电压表、电流表均有示数。接下来应该____。
A．检查滑动变阻器是否断路 B．检查小灯泡是否短路
C．将滑动变阻器换成最大阻值为5欧 D．移动滑动变阻器的滑片P
（3）小科多次移动滑片P，记下电压表和电流表示数，并绘制成图乙所示的I-U关系图像，根据图像可知小灯泡的额定功率是　 　W。
（4）当滑片P到某一位置时，电压表示数为2.2V，小科计算此时小灯泡的实际电功率： 请分析他的做法是否正确：　 　。

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