《2025年亮点给力大试卷九年级物理上册苏科版》

28. 新趋势 综合实践 (8分)根据下列学科实践活动,回答问题.
自制定值电阻改装家用灯泡
小明家里灯泡坏了,他在网上购买了一个与原来灯泡外形相似的灯泡,如图甲所示.
【设计与制作】
(1)若将此灯泡直接接入家庭电路中,灯泡会烧坏.为了解决这个问题,可以给灯泡______(选填"串"或"并")联一个______Ω的定值电阻.
(2)小明想自制这个定值电阻,他找到一卷电阻丝,规格如图乙所示.已知定值电阻的阻值和其长度成正比,则需截取______cm的电阻丝,并将其绕制在______(选填"陶瓷"或"铜")管上完成制作,如图丙所示.
【检验与测试】
(3)完成电阻的制作后,小明想通过测量验证该电阻是否达到他算得的阻值.他利用电源(3 V)、滑动变阻器(0~10Ω)、电流表(0~0.6 A)、电压表(0~3 V)、开关及导线若干设计了方案1,如图丁所示.
①小明发现方案1无法进行,原因是______;
②小明又找来电阻箱(0~999.9Ω),设计了方案2和方案3,如图戊所示.为了使测量结果更准确,他选择了方案______;要快捷地测出Rₓ的阻值,他接下来进行的操作是______.
(4)小明用两根带有鳄鱼夹的导线,将制作好的电阻与灯泡一起接入家庭电路.闭合开关,发现自制电阻立刻烧断.
【反思与评价】
(5)小华认为小明利用自制定值电阻改装家用灯泡的整个过程存在很多安全隐患,请你从安全用电的角度提出一点建议:______.

答案：
(1)串 165.6
(2)80 陶瓷
(3)① 定值电阻阻值太大,电流太小,电流表测量不准确 ② 2 调节电阻箱使两电压表有适当示数
(5)操作过程中需要佩戴绝缘手套(或家庭电路中不能随意搭接)(合理即可) 解析:
(1)家庭电路中电源电压为220 V,灯泡的额定电压为36 V,为了使灯泡能在额定电压下工作,可以串联一个电阻 R 分压;灯泡在额定电压下的电阻$R_{L}=\frac{U_{L}^{2}}{P_{L}}=\frac{(36\ V)^{2}}{40\ W}=32.4\ \Omega$,由串联分压可得$\frac{U_{L}}{U-U_{L}}=\frac{R_{L}}{R_{串}}$,则可以给灯泡串联的电阻$R_{串}=\frac{U-U_{L}}{U_{L}}R_{L}=\frac{220\ V-36\ V}{36\ V}×32.4\ \Omega=165.6\ \Omega$.
(2)截取的电阻丝的长度$L=\frac{165.6\ \Omega}{207\ \Omega/m}=0.8\ m=80\ cm$;为了防止管子对电阻丝电阻的影响,应选用绝缘体陶瓷管制作.
(3)① 做成的电阻阻值应在165.6 Ω左右,按照方案1,电路中的最大电流约为$I_{大}=\frac{U}{R_{x}}=\frac{3\ V}{165.6\ \Omega}\approx0.018\ A＜0.02\ A$,即小于电流表的最小分度值,无法准确读取电流,故方案1无法进行实验.② 方案2根据电阻箱的阻值和两电压表的示数,由串联分压求出$R_{x}$的阻值;方案3用等效替代法,闭合开关 S,分别将$R_{x}$和电阻箱接入电路,滑动变阻器滑片不变,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数相同,此时电阻箱的阻值和$R_{x}$的阻值相等,由于电阻箱的分度值较大,测量误差较大,故应选择方案2.接下来的操作是闭合开关,调节电阻箱的阻值,使两电压表有适当示数.
(5)小明利用自制定值电阻改装家用灯泡的整个过程存在很多安全隐患,电阻丝应加外绝缘层,以免人接触触电;直接把电阻丝缠绕在陶瓷管上,导线相邻两圈可能接触,相当于电阻丝长度变小,横截面积变大,电阻很小,通电后电流过高,很容易烧断电阻丝或引起火灾,更不能分得相应的电压.因此为了用电安全,操作过程中需要佩戴绝缘手套,不能在家庭电路中不能随意搭接.