专题29 测量小灯泡电功率的实验题【有答案】

专题29测量小灯泡电功率的实验题抓住考点学抓住考点学测量小灯泡电功率实验需要掌握的基础知识［实验目的］测量小灯泡在不同状态下的电功率。［实验要求］分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率。［实验原理］根据公式，测出灯泡和，就可以计算出小灯泡的电功率。［实验电路图］根据实验的目的和原理设计实验电路图，并按电路图连接实物。［实验器材］小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。实验数据（记录）表格：小灯泡的额定电压是实验次数发光情况电流（A）电压（V）电功率（W）123［实验步骤］1．按电路图连接实物电路。2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。5．断开开关，整理实验器材。［注意事项］1．按电路图连接实物电路时注意：（1）连接过程中开关应始终处于断开状态。（2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。（3）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。2．合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。［实验结论］由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。根据考点考根据考点考【例题1】小军做测量小灯泡电功率的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V．（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．（2）丙图中阴影部分面积表示的物理量是_______．（3）实验时闭合开关，小军发现小灯泡不发光，且电流表有示数，而电压表无示数，则电路的故障可能是___．（4）故障排除后，闭合开关，小军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_______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所示，则小灯泡的额定电功率是______W．这时小灯泡正常发光20s，产生的焦耳热为________J.【答案】（1）如图所示（2）灯两端电压（3）小灯泡短路（4）右0.75。15J【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V＜3V，所以选择电压表的量程为0～3V读数精度高，且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡串联。具体做法是将灯泡右接线柱与滑动变阻器的A接线柱相连，再与电压表的“3”接线柱相连，如图所示。（2）由图可知：横坐标表示通过电阻的电流，纵坐标表示该电阻的阻值．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，应该为定值电阻两端的电压值。（3）由实验现象，开关闭合后，灯泡不亮，电流表有示数，说明电路没有断路；电压表无示数，说明与电压表并联的灯泡短路。因此只能是灯泡处出现短路。（4）要测灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压为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．Q=Pt=0.75W×20s=15J【例题2】（2019四川达州）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω1A”）、导线若干。（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是。（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为W．从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比（选填“变大”、“变小或“不变”）。（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ωg、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是（选填字母：A.20Ω1AB.50Ω0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为Ω。（5）下课前老师布置一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝（用字母R0、I1、I2表示）。【答案】（1）如解析所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10；（5）。【解析】（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，如下所示：（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；从图象知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，由欧姆定律，灯的电阻为：R1＝＝＝5Ω，同理，灯正常发光时的电阻为10Ω，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比（灯的电阻）变大；（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω0.5A，选B；若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：I＝＝＝0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定＝＝＝10Ω；（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：U＝I1（Rx+R0）在②中，为R0的简单电路，由欧姆定律：U＝I2R0，因电源电压不变，故：U＝I1（Rx+R0）＝I2R0，Rx的表达式：Rx＝。【例题3】（2020辽宁阜新）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。(1)以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）______(2)闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是______；(3)问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W；(4)第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是______；(5)第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1=______A；②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额=______。（用U额、I1、I2表示）【答案】(1)(2)没有将电流表的指针调零（电流表的指针没有调零）(3)0.5(4)灯丝电阻随着温度的升高而增大(5)0.25U额(I2-I1)【解析】(1)滑片向左移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，变阻器连入电路的电阻变小，滑动变阻器接左下接线柱，如下图所示：(2)闭合开关前电流表的指针指在零刻度线的左侧，说明电流表使用前没有将指针调零。(3)由图丙可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W(4)由欧姆定律可知电压表和电流表示数的比值等于灯泡的阻值，因为灯丝电阻随着温度的升高而增大，所以电压表与电流表示数的比值变大。(5)①先闭合开关S、S1，断开S2，电阻R2和灯泡并联，由并联电路电压的规律可知灯泡两端的电压等于电阻R2两端的电压，调节滑动变阻器，使R0两端的电压等于灯泡的额定电压，即电流表的示数为I1==0.25A②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，电阻R2和灯泡并联，电流表测量干路中的电流，通过灯泡的电流I额=I2-I1灯泡的额定功率P额=U额I额=U额(I2-I1)结合考点练结合考点练1.【实验名称】测量小灯泡的电功率。【实验器材】小灯泡（2.5V），电压恒为3V的电源，电压表（0-3V、0-15V），电流表（0-0.6A、0-3A），标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器，开关，导线。【实验原理】______________.【实验电路图】如图甲所示。AASV甲【实验操作步骤】小明按照实验电路图正确连接电路。（2）小明闭合开关，发现电压表、电流表示数如图乙所示，这时小灯泡的实际功率为________W.乙（3）乙图的电流表表盘中指针左侧附近与右侧附近的0的真实值分别为____、_____.（4）小明不知道怎样才能测量出小灯泡的额定功率，请你告诉他具体方法。你的办法是：_________.【实验表格】实验记录电压情况电压U/V电流I/A灯泡亮度（正常或变亮或变暗）功率P/W低于额定电压A额定电压B(5)实验表格中A位置填写_________.【反思与拓展】(6)实验中，在小灯泡正常发光的情况下，电流表示数为0.5A，这时滑动变阻器接入电路的电阻为_____Ω.【答案】P=UI（2）0.392（3）0.2（4）闭合开关，调节滑动变阻器，使得电压表示数为2.5V时，读出电流表的示数I,根据P=UI计算出这时小灯泡的电功率。这个电功率就是小灯泡的额定功率。(5)变暗、正常。(6)1【解析】测量小灯泡的电功率的实验原理就是电功率公式P=UI.用电压表测出灯泡两端电压，用电流表测出流经灯泡的电流，根据这个公式就能计算小灯泡的电功率。电压表、电流表示数分别为U=1.4VI=0.28A，这时小灯泡的实际功率为P=UI=1.4V×0.28A=0.392W.（3）乙图的电流表使用的量程是0——0.6A，大刻度等分三等份，每一等份为0.2A，所以指针左侧附近与右侧附近的0的真实值分别为0.2、0.4.（4）测量小灯泡的额定功率必须让小灯泡两端电压为额定电压，即U=2.5V，这个电压的获得可以通过调节滑动变阻器，改变电路中的电流。(5)实验表格中A位置是小灯泡在低于额定电压下工作的，亮度没有小灯泡在额定电压下工作时亮。(6)本实验中，在小灯泡正常发光的情况下，也就是它的两端电压为额定电压2.5V，由于电源电压为3V，滑动变阻器与小灯泡串联，所以滑动变阻器两端电压为3V-2.5V=0.5V，电流表示数为0.5A，等于流经滑动变阻器的电流，根据欧姆定律I=U/R，这时滑动变阻器接入电路的电阻为0.5V/0.5A=1Ω.2．小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。（1）为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到动变阻器的（“A”或“B”）端。（2）闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，I1=A；（3）将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R1=Ω，测量小灯泡电阻的方法是等效替代法；（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1=W；【答案】（1）B；（2）0.2；（3）5；（4）0.2。【解析】（1）为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端。（2）闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，I1=0.2A；（3）将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R1=5Ω，测量小灯泡电阻的方法是等效替代法；（4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1=I12RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W；3.在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。甲乙丙（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮）。（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最_________（填“左”或“右”）端。（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表有示数，则电路故障原因是_____________。（4）故障排除后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为_______W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向_____（填“左”或“右”）端移动。完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的功率．请完成下列实验步骤：=1\*GB3①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U1；=2\*GB3②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；=3\*GB3③灯泡实际功率表达式为_________（用测得量表示）。【答案】（1）见下图（2）左（3）小灯泡断路（4）0.48右。U1（U－U1）/R0++－【解析】（1）电压表要并联接在灯泡两端，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V，使用“—、3”两个接线柱，也就是使用“0——3”量程读数准确度高。所以标3的接线柱与灯座右侧接线柱连接。滑动变阻器的滑片向右移动时小灯变亮，说明滑动变阻器接入电路的电阻变小，这时可以知道滑动变阻器的下面接线柱与灯泡左侧接线柱连接。（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻要保持最大，滑片应调至最左端。（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，说明电路有断路存在或者灯泡被短路。电流表无示数，说明电路处于断路，电压表有示数，说明灯泡断路。（4）P=UI=1.5V×0.32A=0.48W若使小灯泡正常发光，电路电流要增大，就得让滑动变阻器的电阻减小，这样将滑片向右移动。=1\*GB3①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为U1；只要求出这时流经灯泡电流即可；=2\*GB3②再将开关S2拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；这个示数等于灯泡两端电压U1加上R0的两端电压U2=U-U1,灯泡电流等于流经R0的电流。I1=（U-U1）/R0；灯泡实际功率的表达式可求。4.在做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师在实验室只给小明提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。（1）请你将甲电路图补充完整，达到能测量小灯泡功率的目的。（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值最大处的位置。（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为V，此时电压表V2的示数如图乙所示，其读数是V。（4）小灯泡的额定功率为W。（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A2的示数为A时，再读出电流表A1的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。【答案】（1）如图所示；（3）2.5；2.4；（4）0.6；（5）0.25．【解析】（1）流经灯泡的电流IL=UL/R，流经定值电阻的电流I0=U0/R0串联电路电流相等，有UL/R=U0/R0，所以R=ULR0/U0在没有电流表的情况下，利用电压表和定值电阻代替电流表的作用，采用分压电路，电压表V2并联在定值电阻两端，电路如图所示：（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V1的示数为UL=2.5V。电压表V2量程为0～3V，分度值为0.1V，此时示数为U2=2.4V。此时电路中的电流为I=IL=I2===0.24A；（4）小灯泡的额定电功率为：PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W；（5）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压，根据并联电压相等，则定值电阻两端电压等于2.5V，又知R0=10Ω，故电流表A2的示数为I2===0.25A．5．（2019北京）某同学测量额定电压为2.5V的小灯泡L在不同电压下的电阻。（1）他连接了如图1所示的实验电路，其中有一个元件与导线连接有误，这个元件是：。（2）改正（1）中的错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，进行多次测量，测量的数据如表所示。电压U/V2.12.5电流I/A40.260.28请完成下列问题：①小灯泡L正常发光时的电阻RL＝Ω．（结果保一位小数）②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，如图2所示。闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8V，则电流表的示数为A。【答案】（1）变阻器；（2）①8.9；②0.18。【解析】（1）变阻器应按一下一上接入电路中，原电路中将金属杆连入电路中是错误的；（2）①灯在额定电压下正常发光，由表中数据，小灯泡L正常发光时的电阻：RL＝＝≈8.9Ω；②若将与上述小灯泡L规格完全相同的两个小灯泡串联接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为1.8V，因两灯的电阻相等，由分压强原理，每个灯的电压为：0.5×1.8V＝0.9V，由表中数据，电流表的示数为0.18A。6.（2020湖北咸宁）有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验。

(1)他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是____(选填字母)；A.拧紧开关两端的接线柱B.拧紧小灯泡和它两端的接线柱(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是____(填公式)，图甲中____(填仪器名称)的量程选择不合理；(3)排除故障后，正确连接电路｡使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为____V，小灯泡的额定功率为____W；(4)小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只己知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为____；②保持滑动变阻器滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；③则小灯泡的额定功率表达式P额=___(用字母表示)｡【答案】(1)B(2)P=UI电流表(3)2.41.2(4)I1I12R0【解析】(1)闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路；电压表示数接近于电源电压，说明电压表与电源正负极之间是接通的，所以故障是灯泡断路，因此应拧紧小灯泡和它两端的接线柱，检查是否是由此引起的断路，故选B。(2)伏安法测小灯泡额定功率的实验原理是P=UI。小灯泡的额定电流为0.5A，电流表应选小量程，图甲中电流表的选择大量程，故电流表的量程选择不合理。(3)图乙所示电压表选择小量程，分度值为0.1V，示数为2.4V，即小灯泡额定电压为2.4V，小灯泡的额定功率P=U额I额=2.4V0.5A=1.2W小灯泡的额定功率为1.2W。(4)①闭合开关S1，开关S2连接b，滑动变阻器与灯泡串联，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1，此时小灯泡正常发光。②③保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，滑动变阻器与电阻箱串联，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；当电流表示数为I1时，此时电阻箱连入电路的电阻与①中电流为I1时灯丝电阻相同；灯丝中电流为I1时阻值一定为R0，则小灯泡的额定功率P额=I12R07．（2020湖南衡阳）在“测量小灯泡的电功率”实验中，同学们设计了如图甲所示的电路、其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”，电流表和电压表都是学生实验用普通电表且已选择好合适量程。（1）连接电路时，开关应断开，并将滑片移至滑动变限器的最端（选填“左”或“右”）。（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，电路（选填“有”或“没有”）故障。（3）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向（选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1。（4）他们想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，则U2I2U1I1（选填“＞”、“＜”或“＝”）。【答案】（1）左；（2）没有；（3）右；（4）＜。【解析】（1）连接电路时，开关应断开，并将滑片移至滑动变限器的阻值最大处，即最左端；（2）闭合开关后，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，变阻器连入电路的电阻较大，电路没有故障。（3）灯在额定电压下正常发光，如图乙中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压，小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1；（4）发光二极管将电能转换成光能的效率更高，功率相同时，发光二极管更亮，故移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，根据P＝UI，则U2I2＜U1I1.8.（2020福建）“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡（U额为3.8V）定值电阻R0（阻值为10Ω）、开关及若干导线。(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整（）；(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______（选填“A”或“B”）端；(3)正确连接电路后，闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是______或______；(4)排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表A2示数为______A时小灯泡正常发光，电流表A1的示数如图丙，该示数为______A，则小灯泡的额定功率为______W。【答案】(1)(2)A(3)小灯泡处断路R0处短路(4)0.380.70（或0.7）1.216【解析】(1)由图甲知，灯泡与R0并联，电压相等，灯泡额定电压为3.8V，灯泡正常发光时，通过电流表A2的电流I2===0.38A0.6A故电流表A2的量程选“0∼0.6A”，对照图甲连接如下：(2)闭合开关前，滑片滑到阻值最大处，阻值最大处在A端。(3)闭合开关，发现灯不亮，可能是电路断路或并联部分出现短路，两电流表有示数且相同，说明是小灯泡处断路或R0处短路。(4)定值电阻与灯泡并联，它们两端的电压相等，当并联电压等于灯泡的额定电压UL=3.8V时，灯泡正常发光，由(1)知，此时电流表A2的示数为0.38A，由图丙知，电流表A1的量程是03A，最小分度值是0.1A，电流表A1读数I1=0.7A，流过灯泡的电流IL=I1−I2=0.7A−0.38A=0.32A灯泡的额定功率P=ULIL=3.8V×0.32A=1.216W9.（2020牡丹江鸡西）测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．（1）连接电路时开关应_______,电流表的量程应选0-______A．（2）用笔画线代替导线，连接完整如图a所示的实物电路_____．（3）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于_____（选填“A”或“B”）端．（4）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是_______________（写出一种即可）．（5）排除故障后，闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图b所示，其读数为______V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向________（选填“A”或“B”）移动．（6）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图c所示的I–U图像．由图像可知，小灯泡两端电压是1.5V时，其电阻是___Ω，额定功率是___W．【答案】(1)断开0.6(2)(3)A(4)小灯泡灯丝断或接触不良(5)2.2B(6)100.5【解析】(1)为了保护电路，连接电路时开关应断开；由灯泡正常发光的电流约为I＝=0.25A所以电流表应使用0−0.6A量程；(2)小灯泡电功率的实验中，电流表应与灯泡串联，电路连接如图所示：(3)为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于最大值A端；滑动变阻器在实验中的主要作用是调节灯泡两端电压；(4)灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，灯泡断路时，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压，电压表示数等于电源电压；(5)电压表使用0∼3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2.2V.要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V；(6)由图象可知，当灯泡两端电压为1.5V时，对应电流为0.15A，可得此时灯泡电阻由图象可知，当灯泡两端电压为2.5V，即灯正常发光时通过的电流I＝0.2A，所以小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V0.2A＝0.5W10.（2020长春）如图甲所示是测量额定电压为6V某电阻元件电功率的电路。(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整______；(2)闭合开关，调节滑动变阻器，直到电阻元件正常工作，记录实验数据并绘制I-U图像如图乙所示。由图像可知，电阻元件的额定功率为______W；(3)分析图像发现，通过电阻元件的电流与其两端的电压不成正比，原因是______；(4)若在调节滑动变阻器的过程中，突然电流表示数变为零，电压表示数接近电源电压，分析可知______发生了断路。【答案】(1)(2)1.8(3)电阻元件受温度影响不是定值(4)电阻元件【解析】(1)滑动变阻器在电路中应遵循“一上一下”的接法(2)由图像可知，该元件正常工作时的电流为0.3A，其额定功率(3)分析图像发现，通过电阻元件的电流与其两端的电压不成正比，原因是“电阻元件受温度影响，其阻值不是定值”。(4)若在调节滑动变阻器的过程中，突然电流表示数变为零，电压表示数接近电源电压，其原因极有可能是“电阻元件断路”，此时电压表被串联进入电路，造成电路中电阻过大，电流表示数几乎为零；又根据串联电路的分压原理可知，电压表其示数接近电源电压。11.在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的功率”的实验中：甲乙（1）请你用笔画线代替导线，把图甲电路补充完整．（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于______（选填“A”或“B”）．闭合开关后，发现灯都不亮，且无论怎样移动滑片P，电流表示数始终为0，电压表示数约为3V，则电路中出现故障的原因是______．（3）排除故障后，移动滑片，记下几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是______W。小灯泡的发光亮度是由灯泡的______决定的．（4）结合图乙的信息思考：______（选填“能”或“不能”）利用图甲电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”，因为：．【答案】（1）（2）B；灯泡断路（3）0.625；实际功率（4）不能；灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值【解析】（1）将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，电压表可选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：（2）小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路发生了断路，电压表有示数，说明与电压表并联的灯泡发生了断路．（3）由图乙所示图象可知，灯泡额定电压对应的电流为0.25A，小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．（4）探究电流与电压的关系应控制电阻阻值不变，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值，因此不能采用图甲电路探究电流与电压的关系．12.小明同学在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，使用的电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“10Ω1Α”。 甲乙（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数变大）。（2）小明连好电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数。他取下灯泡，电压表和电流表的示数均不变，其故障原因可能是：_。（3）故障排除后，开始实验，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是W。（4）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，他仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑，灯丝变细，消耗的实际功率变的缘故（选填“大”或“小”）。（5）小明通过实验数据，比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。（6）小明将灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻继续探究“电流与电阻关系”，他调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V，读出电流表的示数。他接着进行正确的操作，将10Ω的电阻接入电路，为读取正确的电流值，他应将滑动变阻器的滑片向移（选填“左”或“右”），当电压表示数为2V时，停止调节，读出电流表示数。按照小明的实验设计，为了能完成实验，所选定值电阻的最大值为_Ω。【答案】（1）如图所示。（2）小灯泡开路（3）0.55；（4）小；（5）大于；（6）左；20【解析】（1）由于滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数变大，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，故应接下方的右接线柱。由于小灯泡额定电压为2.5V，故电压表的量程应选“0~3V”，则应将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接。（2）灯泡不亮，则可能电路开路，也可能灯泡被短路；电流表几乎无示数，则可能电路开路，也可能电流表被短路；电压表示数较大，则可能电压表与电源两极连接完好，测电源电压；又因为取下灯泡，电压表与电流表示数均不变；所以电路故障是灯泡开路。（3）由图乙可知，电流表所选量程是0～0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.22A；小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.22A=0.55W。（4）一个规格型号完全相同的旧灯泡由于使用时间很久，钨丝发生升华现象而变细，灯丝电阻变大；在电压一定时，由P=U2/R可知，消耗的功率变小，故实际功率变小。（5）由P=U2/R可知，灯泡实际电压是额定电压一半时，灯泡电阻减小，它的实际功率P1＞P额；由P=I2R可知，灯泡实际电流等于额定电流一半时，灯泡电阻减小，实际功率P2＜P额；因此，P1＞P2。（6）定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，根据串联“分压”的特点，定值电阻两端电压变大；为了保持定值电阻两端的电压不变，则需增大滑动变阻器两端电压，即增大滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向左移动，直到电压表的示数为2V。由于定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器两端电压=3V﹣2V=1V；如果接入电路的定值电阻阻值太大时，滑动变阻器所分得的电压小于1V，将无法继续进行实验；因此，当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流I=/R大=1V/10Ω=0.1A，此时接入电路的定值电阻阻值也最大，为R=UR/I=2V/0.1A=20Ω13.用如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器R0的规格是“20Ω1A”，电源电压恒为6V．①连接不完整的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉，滑片向右移，灯光变亮）②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至（选填“A”或“B”）端，才能闭合开关；③电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是A．更换小灯泡B．检查电路是否断路C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光④当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是W⑤小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节滑片要使灯正常发光过程中，电压表的示数很难准确显示3.8V，可能因此造成一定的测量误差．她认为可以在小华第③步实验的基础上，对电路稍作改动，能提高测量数据的精确度．请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：a．断开开关，；b．闭合开关，，并读出此时电流表的示数；c．计算出灯的额定功率． 【答案】①见下图；②A；③C；④1.14；⑤a．电压表换用“﹣”“3”两接线柱并从灯泡两端换接到滑动变阻器两端；b．调节滑动变阻器至电压表的示数为2.2V．【解析】（1））①变阻器要选择右下方接线柱，这样滑片向右滑动时，接入电路的电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，如图所示．②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至A端即阻值的最大处；③电压表内阻很大相当于断路，若电压表与电流表位置接反了，由于电压表串联在电路中，故电路中电流会非常小，接近于零，电压表相当于测电源电压，因此，只有电压表有示数，灯不亮．故C符合题意．④读图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.3A．则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．⑤由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程．因为电源电压为6V，则变阻器两端电压为6V﹣3.8V=2.2V时，此时小灯泡恰好正常好光．因此，补充的步骤为：a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）；b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数；c．计算出灯的额定功率．14.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω1A”、“50Ω2A”的滑动变阻器，电源电压为9V．（1）本实验中应该选择规格为的滑动变阻器；（2）图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；（3）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是．正确连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近9V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是；（4）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为W．在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比（填“变大”、“变小”或“不变”），导致这一结果的原因是；（5）整理器材时发现滑动变阻器的PA部分比PB部分热，原因是．【答案】（1）“50Ω2A”（2）如图所示（3）调零灯丝断了（4）0.5变大灯丝的电阻随温度的升高而变大（5）PA部分有电流通过，电流热效应。【解析】（1）根据串分压的知识，若滑动变阻器的电阻最大为10Ω，与灯泡的电阻相等，则小灯泡两端的电压最小为4.5V，而其额定电压为2.5V，所以不能选择“10Ω1A”的滑动变阻器，应选择“50Ω2A”的滑动变阻器．（2）根据电流表与灯泡串联、电压表与小灯泡并联，可以连接电路实物图（3）没有调0.灯丝断了，电路短路，电路没有电流。电压表示数等于电源电压。（4）在图像中找到额定电压为2.5V时，对应的电流为0.2A，结合电功率计算公式可以得到小灯泡的额定功率为0.5W。结合图像可以计算当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比，发现这个比值变大。原因就是灯丝的电阻随温度的升高而变大（5）PA部分有电流通过，电流热效应。15.在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值40Ω．（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；（2）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是（选填“小灯泡断路”、“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）；（3）某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向（选填“A”或“B”）端移动滑片，同时视线应注意观察（选填“电流表”或“电压表”）示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是W；（4）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于Ω．【答案】（1）如图所示。（2）小灯泡断路（3）A；电压表；0.6．（4）25．【解析】（1）根据电路图连接实物，特别注意电流表、电压表量程的选择和正负接线柱的接法，注意滑动变阻器的接法要一上一下．（2）灯泡不亮说明某处断路或灯短路，电压表有示数，电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的，说明灯泡断路，电流表无示数说明是某处断路或电流表短路．（3）根据串分压的知识进行分析，在串联电路中，电阻越大分得的电压越多．在进行电流表的读数时，注意量程和分度值．将电压值和电流值代入公式P=UI计算出额定功率．（4）根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．16.某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R