专题提升十 功和能的综合应用
1．[2016·绥化]生活中能量转化的实例很多。下列描述中，错误的是 ( B )
A．摩擦生热是把机械能转化为内能
B．摩擦起电是把电能转化为机械能
C．电动机带动水泵把水送到高处是把电能转化为机械能
D．燃料燃烧放热是把化学能转化为内能
2．[2016·广西改编]在荡秋千时(不计能量损失)，下列说法正确的是 ( D )
A．经过最低点时，动能最小
B．到达最高点时，机械能最大
C．整个过程动能与重力势能之和变小
D．在向下摆的过程中，重力势能转化为动能
【解析】 荡秋千时，当人向最低点做下落运动时，其质量不变，速度变快，故动能变大，即到达最低点速度最大，动能最大；不计能量损失，人和秋千运动过程中机械能一定；在向下摆动过程中，动能增大，重力势能减小，此过程重力势能转化为动能。
3．在排球运动中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有 ( C )
A．抛球与腾空 B．腾空与击球
C．击球与抛球 D．落地与腾空
4．[2016·宁波]如图所示，干路上的电流I恒为1A不变，滑动变阻器规格为“15Ω 1A”，小灯泡L上标有“6V 3W”字样。忽略温度对小灯泡阻值的影响，则
( C )
图Z10－12
A．小灯泡L正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω
B．当滑片P移到最左端时，通过小灯泡的电流为1A
C．在滑片P向左移动过程中，并联电路两端电压会减小
D．在滑片P向左移动过程中，并联电路消耗的总功率会增大
【解析】 电源的电压U＝UL＝6V，由P＝UI可得，通过灯泡的电流：IL＝＝＝0.5A，所以通过滑动变阻器的电流：I滑＝I－IL＝1A－0.5A＝0.5A，则滑动变阻器接入电路中的阻值：R滑＝＝＝12Ω；当滑片P移到最左端时，滑动变阻器接入电路中的电阻为零，会造成灯泡短路，则通过小灯泡的电流为0；在滑片P向左移动过程中，并联部分的总电阻变小，因干路上的电流I恒为1A不变，所以并联电路两端电压会减小；由P＝UI可知，并联电路消耗的总功率减小。
5．[2016·宁夏]“测量小灯泡的电功率”的电路如图所示，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源为三节干电池。
图Z10－13
(1)用笔画线表示导线，根据电路图(图甲)将实物图(图丙)连接起来。
【答案】 (1)如答图所示。
第5(1)题答图
(2)正确连好电路后，闭合开关S，灯L不发光，电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是__小灯泡断路__。
(3)排除故障后进行实验，测得三组实验数据，请你分析实验记录数据和现象，回答问题：
次数
物理量
1
2
3
电压U
2.0
3.8
4.5
电流I
0.26
0.32
亮度
逐渐增大
电功率P(W)
①当电压表示数为3.8V时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡灯丝的电流为__0.3__A。小灯泡消耗的电功率是__1.14__W；
②请写出此实验记录表格设计存在的不足之处：__电压、电流没有带单位__；
③经多次测量和计算比较，我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值，而是变化的，其可能的原因是__灯丝的电阻随温度的升高而增大__。
6．[2016·杭州]如图为某型号玩具电动机的工作电路图，电动机铭牌上标有“6V 6W，线圈电阻2Ω”字样，当开关闭合的瞬间，电动机尚未转动，此时通过电动机的电流称为启动电流。为了保护电动机，启动电流不得超过2A，求：
(1)启动时，变阻箱R的阻值至少多大？
(2)当电动机启动后，再次调节变阻箱R，使电动机进入正常工作状态，此时R消耗的电功率为多大？
图Z10－14
解：(1)启动时，电动机尚未转动，没有对外输出机械能，此时的电路为纯电阻电路，线圈电阻和变阻箱串联，
电路总电阻：R＝＝＝6Ω，
变阻箱电阻：R变＝R－R线＝6Ω－2Ω＝4Ω。
(2)电动机正常工作，电路中电流：I′＝＝＝1A，
变阻箱两端电压：U变＝U－U额＝12V－6V＝6V，
变阻箱消耗电功率：P′＝U变I′＝6V×1A＝6W。
专题提升十 功和能的综合应用
1．[2016·北京]在下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是 ( D )
A．热水倒入茶杯，茶杯的温度升高
B．将冰冻食物放在水中解冻，水变凉
C．刚煮熟的鸡蛋放在冷水中，鸡蛋的温度降低
D．寒冷的冬天，双手互搓，手的温度升高
2．[2016·长春]如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以下说法正确的是 ( D )
A．小球从A点摆动到B点的过程中动能转化为重力势
能
B．小球摆动到最低点B时动能为零
C．小球摆动到C点时重力势能最小
D．小球在整个过程中的机械能守恒
【解析】 小球从A点摆动到B点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，此过程中重力势能转化为动能；小球摆动到最低点时速度最大，所以动能最大；小球摆动到C点时，高度最大，所以重力势能最大；不考虑空气阻力，小球往复摆动过程中动能和重力势能相互转化，但总能量(机械能)保持不变，也就是机械能守恒。
3．[2017·预测]如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则 ( D )
A．从最高点运动到最低点的过程中，一部分重力势能转化为动能
B．从最低点运动到最高点的过程中，一部分动能转化为重力势能
C．左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D．左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
【解析】 小球从最高点运动到最低点的过程中，质量不变，高度降到最低，重力势能最小，速度达到最大，动能最大，所以不计空气阻力时，重力势能全部转化为动能；小球从最低点运动到最高点的过程中，质量不变，高度升高到最高，重力势能最大，速度最小，动能最小，所以不计空气阻力时，动能全部转化为重力势能。
4．[2016·锦州]如图所示，是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为 ( C )
图Z10－3
A．120J B．100J C．90J D．80J
【解析】 小球由A到B的过程中，弹跳的高度大于由B到C过程中的高度，弹跳的越高克服空气阻力做功越多，机械能损失越多，小球由A到B的过程中机械能减少了20J，由B到C的过程中机械能的损失应小于20J，其机械能可能为90J。
5．[2016·哈尔滨]如图，用撬棒撬起石块并保持平衡，下列说法正确的是 ( B )
A．动力对撬棒的转动效果小于阻力对撬棒的转动效
果
B．手在A点竖直向下施力时，撬棒是个省力杠杆
C．手在A点向不同方向施力时，力的大小都相等
D．手分别在A、B两点沿竖直向下方向施力时，在B
点比在A点费力
6．如图所示，用测力计将长杆一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上) ( B )
图Z10－5
A．(F1＋F2)/2 B．F1＋F2
C．F1/F2 D．F1×F2
【解析】 设长杆的重心距离B处为l，则在A点时：F1AB＝Gl……①，在B点时：F2AB＝G(AB－l)……②，由①和②相加得：(F1＋F2)AB＝G·AB，所以F1＋F2＝G。
7．实验中绘出了小灯泡的电流与电压关系的U－I图像如图所示，则下列选项中有关此小灯泡功率P与 U2或P与I2的图像可能正确的是 ( D )
图Z10－6
【解析】 在P－I2图像中图像上某点与原点连线的斜率为电阻R，电阻R又随温度的升高而增大；在P－U2图像中图像上某点与原点连线的斜率为电阻倒数1/R，随温度的升高R增大而1/R应减小。
8．[2016·齐齐哈尔改编]如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S后，滑片P从最右端滑到最左端的过程中，小灯泡的I－U关系图像如图乙所示，下列说法中不正确的是 ( D )
图Z10－7
A．电源电压为12V
B．滑动变阻器的最大阻值为9Ω
C．该电路总功率变化范围为12～24W
D．小灯泡的额定功率为12W
9．[2016·绵阳]如图所示，甲用90N的拉力，乙用50N的推力，在30s内共同使一辆小车从一个倾角为30°长为60m的斜坡底端匀速运动到顶端。甲、乙二人对小车做功__8400__J，甲对小车做功的功率为__180__W。
图Z10－8
10．[2016·金华]简单机械在我们的生活中应用广泛，请回答下列有关简单机械的问题：
图Z10－9
(1)如图甲，物体处于静止状态，物体的重力是__4.8__N(不计摩擦及滑轮和绳子的自重)。
(2)如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在__B__点(选填“A”或“B”)。
11．小华骑自行车下坡时，想到从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢？回家后她找来了小车、秒表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示。首先对影响小车下滑快慢的因素作出以下猜想。
图Z10－10
猜想一：与小车的质量有关；
猜想二：与斜面的高度有关；
猜想三：与斜面的长度有关。
(1)根据所学知识，断定猜想二是正确的，依据是__动能是由重力势能转化而来的__。
(2)为了验证猜想一，小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码，分别从斜面的顶端由静止释放，测出下滑的时间。小华测量的结果如下表，她怀疑第三次测量错误，于是重新测量并进行了修正。你认为小华第三次测量时间偏小的原因，除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外，还有一种在操作上存在的问题可能是__小车没有从静止释放__；经过对修正后的数据分析，猜想一是__错误__(选填“正确”或“错误”)的。
实验次数
1
2
3
4
小车内放置钩码的质量m(g)
0
50
100
150
时间t(s)
2.5
2.5
2.0
2.5
(3)为了验证猜想三，小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放，测出下滑的时间。她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出猜想三是正确的。请对小华这一探究作出评价，指出她存在的两个主要问题：
①__改变长度时，没有控制高度一定__；
②__路程不同，不能只通过时间比较运动快慢__。
(4)接着小华又作出“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为她__不需__(选填“需”或“不需”)要对这一猜想进行探究。如需要，说出方案，如不需要，说出原因：__斜面的高度、长度和倾角之间有一定的定量关系__。
12．[2016·张家界]李明做测量小灯泡电功率的实验，所用小灯泡的额定电压为2.5V。
图Z10－11
(1)请用笔画线代替导线，将如图甲所示的实验电路连接完整。
【答案】 (1)如答图所示。
第12(1)题答图
(2)丙图中阴影部分面积表示的物理量是__电压__。
(3)实验时闭合开关，李明发现小灯泡不发光，且电流表无示数，而电压表有示数，则电路的故障可能是__小灯泡断路__。
(4)故障排除后，闭合开关，李明发现电压表的示数为2V，若想测量小灯泡的额定电功率，应再调节滑动变阻器的滑片P，使P向__右__移动(选填“左”或“右”)，当电压表的示数为2.5V时，对应电流表的示数如图乙为__0.3__A，则小灯泡的额定电功率是__0.75__W。
【解析】 横坐标表示通过小灯泡的电流，纵坐标表示小灯泡的阻值。由U＝IR得阴影部分面积表示的物理量为电流和电阻的乘积，应该为小灯泡两端的电压值；要测小灯泡的额定功率，应使小灯泡两端的电压为2.5V，根据欧姆定律可知应增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片应向右移动；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，灯泡的额定电流为0.3A；灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。
13．已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空气阻力与速度大小的二次方的比值相同。现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为 ( D )
A．m1∶m2 B.∶
C.∶ D.∶
【解析】 已知雨滴下落时都做匀速直线运动，所以受的重力和空气阻力是一对平衡力，即f＝mg＝kv2；再根据公式P＝ Fv来分析求解。
14．[2016·武汉]如图所示的电路，灯泡上标有“2.5V 0.25A”，电流表和电压表的量程分别为0～0.6A和0～3V。
①断开S1和S3，闭合S2，将滑片移到阻值最大处时，滑动变阻器接入电路的阻值为R2，R2消耗的功率为0.162W，电压表和电流表的示数分别为U1和I1；
②断开S2，闭合S1和S3时，电压表和电流表的示数分别为U2和I2；
③断开S3，闭合S1和S2，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值为R2时，电流表的示数I3＝2I1。
已知U1∶U2＝9∶5，I1∶I2＝3∶5，假设灯泡电阻和电源电压不变，则下列数据错误的是 ( B )
图Z10－12
A．R1＝20Ω
B．在③中，为了保证电路安全，滑动变阻器的阻值变化范围为4～20Ω
C．在③中，电路消耗的总功率为0.81W
D．电源电压为4.5V
【解析】 ①断开S1和S3，闭合S2，将滑片移到阻值最大处时；等效电路如图甲所示；②断开S2，闭合S1和S3，等效电路如图乙所示；③断开S3，闭合S1和S2，移动滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值为R2时，等效电路如图丙所示；
(1)灯泡的电阻：RL＝＝＝10Ω，
因电压一定时，电流与电阻成反比，所以由甲、乙两图可得：＝＝＝，
整理可得：20Ω＋2R1＝3R2……①
由甲、丙两图可得：
＝＝＝＝，
整理可得：R1＝10Ω＋0.5R2……②
解得R1＝R2＝20Ω；
(2)甲图中电路中的电流：I1＝＝＝0.09A，
电源的电压：U＝I1(RL＋R1＋R2)＝0.09A×(10Ω＋20Ω＋20Ω)＝4.5V；
(3)丙图中，电路中的电流：I3＝2I1＝2×0.09A＝0.18A，
电路消耗的总功率：P丙＝UI3＝4.5V×0.18A＝0.81W；
(4)丙图中，灯泡正常发光时的电压为2.5V，此时通过灯泡的电流为0.25A，且电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流I大＝0.25A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，滑动变阻器两端的电压：U2＝U－UL＝4.5V－2.5V＝2V，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2＝＝＝8Ω，所以滑动变阻器的阻值变化范围为8～20Ω。
15．[2016·海南]如图甲所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，R2为滑动变阻器，其规格能够满足电路要求。电流表A、A1的表盘均如图乙所示，电源电压为12V，且保持不变。闭合开关S，在保持电路元件正常使用的情况下，求：
图Z10－13
(1)电流表A1的示数。
(2)电路中的最大电功率为多少？此时通过R2的电流I2是多少？
(3)若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，电流表A的示数变化的最大值ΔI是多少？
(4)联系家庭电路，并结合以上计算结果，类比说一说对合理使用家用电器的启示。
【答案】 (1)0.6A (2)36W 2.4A (3)2A (4)使用家用电器时注意额定功率，不能使干路电流超过规定值
【解析】 (1)电流表A1的示数I1＝＝＝0.6A；
(2)由图乙可知：电路中的最大电流为电流表A使用3A的量程时，则电路中的最大电流为3A，最大功率P＝UI＝12V×3A＝36W；I2＝I－I1＝3A－0.6A＝2.4A；
(3)若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，由于R1支路的电流不变，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，则I2最小＝＝＝0.4A，所以，电流表A的最小示数I最小＝I1＋I2最小＝0.6A＋0.4A＝1A，由于电流表A的量程为0～3A，所以最大示数I最大＝3A，ΔI＝I最大－I最小＝3A－1A＝2A；
(4)由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，当支路电阻越小，干路电流越大，所以为保护电路，使用家用电器时注意额定功率，不能使干路电流超过规定值。
16．[2016·武汉]如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。
图Z10－14
(1)当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用。如图乙是轮胎与接触面的平面图，请在图乙中画出轮胎对接触面压力的示意图。
(2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强p＝10MPa，水雾喷出的速度v≥10m/s，若喷孔的总面积S＝5×10－5m2，则水枪的功率至少为多少瓦？(不计大气压强)
(3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能。当列车在平直轨道上制动减速时，电能W1与内能W2之比为9∶16，如图丙是机械能的变化量ΔW与速度变化量Δv的关系图像。若列车从72km/h开始减速，转化的电能可供总功率为1000W的照明灯正当发光1h，则列车的速度将会减小到多少千米/时？
【答案】 (1)如答图所示。
解：(2)水对喷孔的压力：F压＝pS＝1×107Pa×5×10－5m2＝500N，
水枪的功率：P＝＝＝Fv＝500N×10m/s＝5000W。
(3)转化的电能W1＝Pt＝1kW×1h＝1kW·h，
由＝可得，转化的内能W2＝kW·h，
则减小的机械能：ΔW＝1kW·h＋kW·h＝kW·h＝×3.6×106J＝1×107J，
由图像丙可知，列车减小的速度Δv＝10m/s＝10×3.6km/h＝36km/h，
v＝72km/h－36km/h＝36km/h。
课件38张PPT。专题提升十 功和能的综合应用1．能的转化和守恒定律(理解)
(1)方向性：能的转化和转移有一定的方向性。
(2)守恒性：能的转化和转移过程中能的总量保持不变。
(3)常见的各种形式的能：太阳能、电能、内能、机械能、化学能等。
2．能的转化的量度——功(理解)
(1)功：能转化的定量表示。机械功的分析计算需注意力和方向的一致性；电流做功就表示电能转化为其他形式的能。(2)简单机械：使用机械可以省力或可以省距离，但不能省功，反而需要多做额外功。
(3)杠杆：分析杠杆问题的核心是杠杆平衡条件。
(4)滑轮与滑轮组：分析滑轮与滑轮组的关键是分析力的方向及力的大小。
(5)斜面：光滑的斜面不计摩擦，不计额外功。使用斜面可以省力，但需费距离。
3．电能
(1)电流做功的实质：电能转化为其他形式的能。
(2)比较灯的亮度：比较灯的实际功率。两盏灯采用串联或并联的不同连接方式，功率的大小关系不同。
①串联电路中：电功率与电阻成正比；
②并联电路中：电功率与电阻成反比。
(3)测额定功率：灯在额定电压下工作时的功率。不能利用不同电压下工作时的多次功率的平均值来测定额定功率。类型之一 理解能的转化和守恒
[2015·福州]如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球
( )D 图Z10－1
A．受到的弹力始终不变
B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变
D．在b点时重力等于弹力【解析】 在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力。开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大，随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，小球速度不再增大；小球再向下运动，弹力大于重力，小球速度减小。由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大。
【点悟】 在能的转化或转移中，能的总量保持不变，但不一定机械能总量守恒。类型之二 理解功和能的分析与计算
[2016·呼和浩特]近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步。对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为m，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定(不计空气阻力)。
(1)该汽车匀速爬上倾角为30°的斜坡时，汽车的动能____ ____，重力势能________，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若斜坡长为L，爬坡速度为v1，求汽车爬坡所用时间。不变增大增大(3)如果该汽车以v2的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为P，行驶t2时间内，消耗的电能为E，求在这个过程中，摩擦力大小及汽车的效率。
[2016·泰州]小华利用电能表和手表估测规格为“220V 1100W”电水壶的实际功率，电能表表盘如图所示。
(1)这种电水壶正常工作时，内部电热丝的电阻是多大？图Z10－2(2)在此电水壶中加水，将其接入电路并工作，输出电能表的指示灯在3min内闪烁80次，则：①电路在3min内消耗的电能是多大？②电路的实际电功率是多大？
(3)①上一问算出的电路实际电功率________电水壶额定功率(选填“大于”“等于”或“小于”)。②造成此大小关系的原因是________________________________。
大于家庭电路中其他用电器仍在工作【答案】 (1)44Ω (2)①0.1kW·h ②2000W
【点悟】 功和功率的计算，包括电能和电功率的计算，是考查的重点，要规范解题。 [2015·河南]在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图甲所示。放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力变化的关系如图乙所示。已知电源电压为12V，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装置启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能。(g取10N/kg) 图Z10－3
(1)当物品随传送带匀速运动时，物品________(选填“受”或“不受”)摩擦力。不受(2)当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R0的阻值为多少？
(3)当压敏电阻的电功率最大时，电路中的电流为多少？此时在检测区上物品的质量是多少？
(4)电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 (2)20Ω (3)4kg增大类型之三 探究机械能大小的影响因素
[2016·济宁]小希用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。
图Z10－4
(1)本实验运用了物理研究方法中的转换法：用__________ __________来表示小球动能的大小。
(2)小希通过实验探究，发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质木块被推动的距离量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能(如表所示)，结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是________。
速度(3)如图为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释：
①对机动车限定最高行驶速度：_______________ __________________。
②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：____ _____________________________。图Z10－5(4)用图Z10－4中的实验装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是______(请从以下三个选项中选择)。
A．倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的钢球质量一定时，速度越快动能越大速度相同时，质量越大动能越大B【点悟】 动能大小的影响因素：质量大小、运动速度大小。在描述探究结论时，需注意结论的前提条件。类型之四 测量灯的额定功率
[2016·南京]在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定功率为2.5V。
图Z10－6
(1)如图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图(不完整)。请用笔画线代替导线将实物电路图连接完整。【答案】 (1)如答图所示。
例5(1)答图
(2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于______(选填“A”或“B”)端。
(3)连接好电路后，闭合开关，小明发现移动滑动变阻器滑片P，小灯泡不发光，电压表的示数为零。进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好。针对电路中出现的小灯泡不发光的故障现象，他提出了如下猜想：①小灯泡短路；②小灯泡的灯丝断了；③滑动变阻器断路。根据故障现象，猜想______(填序号，下同)是错误的。如果观察到电流表有示数，则猜想______是正确的。
(4)排除故障，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，此时应将滑片P向______(选填“A”或B②①A“B”)端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率。
(5)小华打算增加一个阻值为10Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过图中操作(开关S接“a”、“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率。图丙、丁是她设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是______(填字母)。
图Z10－7BA．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．丙方案能，丁方案不能
D．丙方案不能，丁方案能
【解析】 (1)小灯泡的额定功率为2.5V＜3V，电压表选用小量程，注意电表正负接线柱和滑动变阻器接线柱的接法，如答图所示。(2)由图可知应将滑片置于B端。(3)①连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，如果小灯泡短路，小灯泡不发光，相当于一根导线，电压表示数为0，电流表有示数；②如果小灯泡的灯丝断了，则电压表与电路中其他元件串联，因电压表内阻很大，根据欧姆定律和分压原理，电流表示数接近0，电压表示数接近电源电压，小灯泡分得的电压很小，不发光；③如果滑动变阻器断路，则电压表、电流表均无示数，小灯泡不发光；所以，猜想②是错误的；如果观察到电流表有示数，则猜想①是正确的。(4)电压表示数为1.4V，所以，应增加灯两端的电压减小滑动变阻器的电压，根据分压原理，就要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，应将滑片P向A端移到合适位置，读出电流表示数，即可算出小灯泡的额定功率。(5)图丙中，无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，丙方案不能测定小灯泡的额定电功率；丁方案中，R0、小灯泡、滑动变阻器三者串联，S接a时，电压表测定值电阻的电压，S接b时测灯和定值电阻的总电压，都无法确定小灯泡是否正常发光，丁方案不能测定小灯泡的额定电功率。所以两种方案都不能测出小灯泡的额定功率。
同学们用如图所示的电路复习电学实验。有两个额定电流相同、额定电压分别为2.5V和3.8V的灯泡L1和L2。
图Z10－8
(1)连接电路后，开关闭合，灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，若电路中有一处故障，这个故障可能是__________ __。灯泡短路(2)排除故障后，甲组同学用灯泡L1进行“研究小灯泡的电阻”的实验，收集的信息如表，请写出分析信息得出结论的过程。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________。由表格数据计算得R1＝U1/I1＝1.0V/0.20A＝5Ω，R2＝U2/I2＝1.5V/0.25A＝6Ω，R3＝U3/I3＝2.5V/0.30A＝8.3Ω，可知电阻变大；由灯变亮可知灯丝温度升高。结论：灯丝电阻随温度升高而增大[或：P1＝U1I1＝1.0V×0.2A＝0.2W；P2＝U2I2＝1.5V× 0.25A＝0.375W；P3＝U3I3＝2.5V×0.3A＝0.75W；灯泡亮度由灯泡实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮](3)乙组同学想用该电路，通过更换L1、L2的方法，探究“在电压相同时，电功率与电流的关系”，他们能否完成实验目的？若能，请说出实验思路；若不能，请说明原因。____________ _____________________________________________________________________________________________________。能完成，分别接入L1、L2，调节滑片使电压表示数相同，比较L1、L2的亮度和所对应的电流关系得出电功率与电流的关系【解析】 (1)灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表有示数，说明电路不存在断路，电压表没有示数，说明与电压表并联的灯泡短路。(2)由表中实验数据可知，电阻随电压与电流的增大而增大，由P＝UI可知，灯泡实际功率增大，灯泡亮度增加，由此可知，灯泡亮度由灯泡实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮。(3)探究“在电压相同时，电功率与电流的关系”，应控制电压相同而电阻阻值不同，两灯泡电阻不同，可以完成该实验，分别把两灯泡并联接入电路，控制灯泡两端电压相等，测出通过灯泡的电流，由P＝UI求出灯泡功率，然后比较功率大小，得出结论。
电路分析不合理致错
[2015·雅安]小灯泡L的额定电压为3V，它的I－U图像如图甲所示。把小灯泡接入如图乙所示的电路中，先将滑动变阻器的滑片P移至B端，闭合开关S，电压表示数为1.5V；再将滑片P向左移动直到电压表示数为3V。已知电源电压恒定，滑动变阻器的铭牌标有“10Ω 2A”。下列说法中错误的是 ( )
图Z10－9
A．电源电压为4.5V
B．小灯泡的额定功率为1.5W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率为1.25W
D．小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值为3Ω
【错解】 D
【正解】 C1．[2016·新疆]如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑片P向下移动时，则 ( )
A．电压表的示数变大，灯变暗
B．电流表的示数变小，灯变暗
C．电压表的示数不变，总功率变大
D．电流表的示数变大，总功率变小
B图Z10－102．[2015·雅安]如图甲所示电路中，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像。则该滑动变阻器的最大值是______Ω，电源电压是______V。图Z10－115012
