《2025年奔跑吧少年九年级科学全一册浙教版》

变式训练2-2 (2024秋·嘉兴市平湖市期末)探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验,所用电源电压保持3伏不变,小灯泡的额定电压为2.5伏。

(1)如图甲所示为连接的部分电路,请将其补充完整,要求当滑动变阻器的滑片向右移动时,电压表示数增加。
(2)将滑动变阻器的滑片从阻值最大处慢慢向最小处移动过程中,小组同学记录了多组电压表和电流表数据,描绘出如图乙所示的$I-U$图像。
①通过图像可知小灯泡电阻随着电流的增大而______(填“增大”“不变”或“减小”)。
②若图中的阴影部分面积表示电压为2.0伏时小灯泡消耗的实际功率大小,请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。

答案：

(1)见解图　
(2)①增大　②见解图
　

(1)水箱内装有一定量的水,水温从20$^{\circ}C$加热至沸腾,需要吸收$1.344×10^{5}$焦的热量,不计热损失,以最大发热功率加热,需要的时间为336秒。
(2)求$R_{1}$的阻值。
S旋转至1、2时，电路断开;S旋转至2、3时，两电阻串联，总电阻较大，总功率较小，处于低挡;S旋转至3、4时，电路为$R_{1}$的简单电路，总电阻较小，总功率较大，处于高挡;根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac{U^{2}}{P}=\frac{(220伏)^{2}}{400瓦}=121$欧。
(3)水沸腾后改用低挡进行加热,请计算低挡时的发热功率。
低挡时的发热功率$P'=\frac{U^{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{(220伏)^{2}}{121欧+121欧}=200$瓦。

答案：
(1)336
(2)S旋转至1、2时，电路断开;S旋转至2、3时，两电阻串联，总电阻较大，总功率较小，处于低挡;S旋转至3、4时，电路为$R_{1}$的简单电路，总电阻较小，总功率较大，处于高挡;根据$P=\frac{U^{2}}{R}$可知$R_{1}$的阻值$R_{1}=\frac{U^{2}}{P}=\frac{(220伏)^{2}}{400瓦}=121$欧。
(3)低挡时的发热功率$P'=\frac{U^{2}}{R_{1}+R_{2}}=\frac{(220伏)^{2}}{121欧+121欧}=200$瓦。