2024年初中物理讲义专题练习9全册（人教版）18.3 测量小灯泡的电功率（考点解读）（解析版）

\o"10.3物体的浮沉条件及应用"18.3\o"18.3测量小灯泡的电功率"测量小灯泡的电功率（考点解读）（解析版）1、电功率的测量（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。

（2）测量电功率的方法：①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。

（3）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。

（4）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。2、探究小灯泡的电功率实验（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；（2）实验原理：；（3）实验方法：伏安法。（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；步骤=5\*GB3⑤整理实验器材。（6）实验分析和结论：①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；

②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；

③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。（7）实验中滑动变阻器的作用：

①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）

②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）实验中电路故障分析故障现象故障原因灯泡不亮闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数①滑动变阻器接成定值电阻②电源电压太低闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏②接线柱接触不良③连接导线断裂闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良②电流表和电压表的位置互换了电表问题电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了电流表与电压表的指针偏转角度很小①电表的量程都选择过大②电源电压过低电表的指针超过最大刻度①量程选择过小②电路中出现短路滑动变阻器问题滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压电源电压过低闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置【考点1电功率的测量】【典例1-1】（2022秋•邻水县期末）在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试过程中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到小灯泡的额定电压值，其原因可能是（）A．滑动变阻器的总电阻太大 B．电压表的量程太大了 C．电源电压太低 D．小灯泡的灯丝断了【答案】C【分析】电路连接正确，不是连接故障问题，而是器材的规格问题，从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑。【解答】解：A、变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，此时灯泡两端电压等于电源电压，因此该选项不合题意。B、电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，不合题意；C、如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，符合题意；D、如果灯泡灯丝断开，则灯泡不会发光，故D不符合题意。故选：C。【典例1-2】（2022秋•成武县期末）“测量小灯泡电功率”的实验原理是P＝UI；由原理可知：需要测出的物理量是电压和电流。现有“220V100W”的电灯泡一只，将它接在电压为“110V”的电路中，实际功率为25W，消耗1kW•h的电能可供它连续工作40h。【答案】P＝UI；电压；25；40。【分析】根据P＝UI分析；已知灯泡的额定电压和额定功率，根据R＝求出通过灯泡的电阻；已知灯泡的电阻和实际电压，利用P＝求出灯泡的实际功率；已知灯泡消耗的电能和灯泡的额定功率，直接利用t＝即可求出灯泡工作的时间。【解答】解：实验中用电压表测量出灯泡两端的电压，用电流表测量出通过灯泡的电流，根据P＝UI可以求出灯泡的功率，所以实验原理是P＝UI；灯泡的电阻为R＝＝＝484Ω；当把灯泡接在电压为110V的电路中，灯泡的实际功率为P实＝＝＝25W；消耗1kW•h的电能可供灯泡连续工作t＝＝＝40h。故答案为：P＝UI；电压；25；40。【变式1-1】（2022秋•海口期末）在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应主要观察（）A．电流表的示数 B．电压表的示数 C．灯泡的发光情况 D．变阻器滑片的位置【答案】B【分析】本题考查“测定小灯泡额定功率”的实验，重点对操作步骤的考查，关键在于理解额定功率的概念。【解答】解：额定功率是指用电器在额定电压下的功率，“测定小灯泡额定功率”正确的操作步骤应该是移动滑片时，同时观察电压表的示数，直到等于小灯泡的额定电压，记下此时电流表的示数，然后根据P＝UI计算出小灯泡的额定功率。故选：B。【变式1-2】（2022秋•武侯区期末）某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法正确的是（）A．闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到A端 B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了 C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率 D．通过实验可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡发光越暗【答案】C【分析】（1）连接电路时开关应断开；闭合开关前，滑片处于最大阻值处；（2）小灯泡不发光，可能是电路断路；（3）小灯泡正常发光时的功率为额定功率；（4）小灯泡的实际功率越大，小灯泡发光越亮。【解答】解：A、闭合开关前，滑片处于最大阻值处，即B端，故A错误；B、闭合开关后，小灯泡不发光，也可能是电路中的其它地方断开了，造成电路中没有电流，故B错误；C、小灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可得出小灯泡的额定功率，故C正确；D、通过实验可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡发光越亮。故选：C。【变式1-3】（2023•承德模拟）小华同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压为4.5V、7.5V和9V中的一个，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样，小灯泡标有“4.5V”字样，小灯泡的额定功率小于1.5W。他按图连接好电路，先将变阻器的滑片移至A端（选填“A”或“B”），然后闭合开关s，再移动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，变阻器的滑片P恰好在中点上（即连入电路的电阻为10Ω）。小华所用的电源电压为7.5V，小灯泡的额定功率为1.35W。【答案】A；7.5；1.35【分析】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的阻值要调至最大；（2）由功率的变形公式I＝求出灯泡正常发光时的电流值；根据灯泡正常发光时滑动变阻器电压大约值、灯泡的电压，由串联电路的特点求出，电源电压大约为多少，然后根据题目所给的电源，确定电源电压值；（3）由串联电路的特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出电路电流，最后由公式P＝UI求出灯泡的额定功率；【解答】解：（1）闭合开关前，应先将变阻器的滑片移至阻值最大处，即A端；（2）小灯泡正常工作时的电流约为I＝＝≈0.33A；小灯泡正常发光时，电路中的电流约为I＝0.33A，由题意知，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝10Ω，则滑动变阻器两端电压约为U滑＝IR滑＝0.33A×10Ω＝3.3V；电源电压约为U＝UL+U滑＝4.5V+3.3V＝7.8V；由于灯泡的额定功率小于1.5V，灯泡正常发光时的电流小于0.33A，这电源电压要小于7.8V；灯泡正常发光时，滑动变阻器两端有一定的电压，则电源电压要大于4.5V，由此可知，电源电压应为7.5V；（3）源电压为7.5V，灯泡正常发光时的电压UL＝4.5V，则灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压：U滑＝U﹣UL＝7.5V﹣4.5V＝3V，电路中的电流I＝＝＝0.3A，则灯泡的额定功率：PL＝ULI＝4.5V×0.3A＝1.35W。故答案为：A；7.5；1.35。【考点2探究小灯泡的电功率实验】【典例2-1】（2022秋•潍坊期末）在“伏安法”测量小灯泡电功率的实验中，某同学连接好电路闭合开关，当变阻器连入电路的电阻变大时，电压表示数也随着变大；反之，随着变小。这是因为（）A．电压表与滑动变阻器并联 B．小灯泡被短路了 C．滑动变阻器接错了接线柱 D．电压表的正、负接线柱接错了【答案】A【分析】在调节滑动变阻器时，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，当滑动变阻器连接电路中的电阻变小时，灯泡逐渐变亮（电路中电流变大），而电压表的示数变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。【解答】解：滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。故选：A。【典例2-2】（2022•射阳县校级一模）在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V。小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整；（2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端；（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；（4）小明移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W；（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1＞ΔR2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；（6）另一名同学发现不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：①闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R的滑片P使电流表示数为I额；②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片保持不动（选填“左移”、“右移”或“保持不动”），记下此时电流表的示数为I；③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝（I﹣I额）R0I额。（用I额、R0、I表示）【答案】（1）如上图所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）＞；（6）②保持不动；③（I﹣I额）R0I额。【分析】（1）根据欧姆定律算出灯泡的额定电流确定电流表量程；（2）为了保护电路，闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处；（3）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定变阻器滑片移动方向；（4）根据图象信息找到灯泡额定电压对应的额定电流，根据P＝UI算出灯泡的额定功率；（5）通过对滑动变阻器的电阻、灯泡的电阻和总电阻变化情况分析得出结论；（6）要测灯的额定功率，应先使灯正常发光，先使灯与电流表串联后再与定值电阻并联，通过移动变阻器滑片，使电流表示数为额定电流；保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与R并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律求出通过定值电阻的电流，由欧姆定律求出灯的额定电压，根据P＝UI写出灯的额定功率的表达式。【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，灯泡的额定电流约为I＝＝＝0.25A，故电流表应选小量程与灯泡串联接入电路中，如下图所示：；（2）为了保护电路，闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即A端；（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，故应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应将图中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V；（4）由图象信息可知，当灯泡两端电压为2.5V时对应的额定电流为0.2A，小灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电路中的电流增大，电路中的总电阻减小，灯泡的电阻受温度影响增大，由电路的总电阻R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小，故ΔR1＞ΔR2；（6）实验步骤：①闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R的滑片P使电流表示数为I额；②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片保持不动，记下此时电流表的示数为I；③在①中，灯泡与定值电阻并联，电流表测灯泡的电流，调节滑动变阻器R的滑片P使电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；在②中，灯泡与定值电阻并联，电流表测干路电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R0的电流为：I0＝I﹣I额，由欧姆定律的变形公式，定值电阻R0的电压为：U0＝I0R0＝（I﹣I额）R0，根据并联电路电压的规律，灯泡两端的电压等于定值电阻的电压，即U额＝U0＝（I﹣I额）R0，所以灯泡的额定电压功率为：P额＝U额I额＝（I﹣I额）R0I额。故答案为：（1）如上图所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）＞；（6）②保持不动；③（I﹣I额）R0I额。【典例2-3】（2023•曲江区校级模拟）小李用如图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，小灯泡上标有“1.5V”的字样，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω，2A”。（1）用笔画线代替导线，连接完整图甲所示的实物电路；（2）连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关，却发现灯泡不发光，电流表示数为0，电压表指针明显偏转，可能发生的故障是C（选填下面的字母）；A.滑动变阻器处断路B.灯座处短路C.小灯泡的灯丝断了D.开关接触不良（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P至某处时，电压表的示数如图乙所示，其读数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率。改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，制得如图丙所示的I﹣U图像，小灯泡的额定功率为0.225W。（4）小李还想探究“电流与电阻的关系”，于是将小灯泡分别更换为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻，然后进行了如下实验：次数1234I/A0.60.30.20.15R/Ω5101520①小李同学控制定值电阻两端的电压为3V不变，记录的数据如表所示，根据此表可得的实验结论是当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②实验中，若将电阻更换成25Ω的定值电阻，滑动变阻器应该往左（选填“左”或“右”）移动。【答案】（1）见解答图；（2）C；（3）2.2；0.225；（4）①当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②左。【分析】（1）已知灯泡额定电压和电阻，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，然后确定电流表量程，将电流表串联在电路中；（2）连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关，却发现灯泡不发光，电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表指针明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；（3）根据电压表选用量程确定分度值读数；根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡额定功率；（4）①根据电流与电阻的乘积为一定值，分析得出结论；②根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压不变，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑动变阻器滑片移动的方向。【解答】解：（1）已知灯泡额定电压1.5V，电阻10Ω，则灯泡正常发光时的电流约为：I'＝＝＝0.15A，故电流表选用小量程与灯泡串联在电路中，如下图所示：；（2）连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关，却发现灯泡不发光，电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表指针明显偏转，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可能发生的故障是小灯泡的灯丝断了，故选：C；（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P至某处时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V；由图丙可知，当灯泡两端电压为1.5V时，通过灯泡的额定电流为0.15A，则灯泡的额定功率为：PL＝ULIL＝1.5V×0.15A＝0.225W；（4）①由表中数据可知，电流与电阻的乘积UV＝IR＝0.6A×5Ω＝……＝0.15A×20Ω＝3V，为一定值，故可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②实验中，若将电阻更换成25Ω的定值电阻，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向左滑动。故答案为：（1）见解答图；（2）C；（3）2.2；0.225；（4）①当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；②左。【变式2-1】（2023•高新区一模）某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率，已知小灯泡额定电压为2.5V。若此实验中只有一只电表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加一个阻值为25Ω的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图甲、图乙是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是（）A．两种方案都能 B．两种方案都不能 C．甲方案能，乙方案不能 D．甲方案不能，乙方案能【答案】B【分析】开关分别接“a”、“b”各一次，根据电路图，确定能否使小灯泡正常发光，若不能，则无法测量小灯泡的额定功率。【解答】解：由甲图可知，单刀双掷开关接a时，定值电阻R0和滑动变阻器串联接入电路，此时可调整滑动变阻器使R0上的电压等于2.5V，但当单刀双掷开关接b时，因小灯泡电阻与定值电阻R0不一定相等，此时不能保证小灯泡两端电压为2.5V，故甲图方案不能测量小灯泡的额定功率；由乙图可知R0和小灯泡、滑动变阻器串联接入电路，单刀双掷开关接a时电压表测量定值电阻R0的电压，单刀双掷开关接b时电压表测量定值电阻R0和小灯泡两端的总电压，实验中无法通过观察电压表来调整滑动变阻器使小灯泡两端电压为2.5V，故乙实验无法测量小灯泡额定功率。故选：B。【变式2-2】（2022•葫芦岛模拟）小昊同学利用如图甲所示的器材，测量小灯泡的电功率。实验中电源电压恒定不变。灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω），滑动变阻器的规格为（10Ω1A）。（1）小昊连接了如图甲所示电路，经检查，发现其中一根导线连接有误，请在该导线上打“×”，并用笔画线代替导线连接正确的电路。（2）为了顺利完成实验，现有电压为4.5V和6V两种可供选择，则应选择电源电压为4.5V。（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为2.2V；要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向左（选填“左”或“右”）端移动。（4）小昊按正确的实验步骤进行操作，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.625W。（5）完成上面实验后，小昊设计了如图丁所示的电路，测量小灯泡的额定功率，已知灯泡的额定电压为U0（低于电源电压），滑动变阻器R2的最大阻值为R0。请帮他将实验过程补充完整：①只闭合开关S，S1，将滑动变阻器R1的滑片调到最右端，再将R2的滑片调到最左端，读出电压表示数U1，即电源电压；②将滑动变阻器R1的滑片调到最左端，再调节变阻器R2滑片的位置，直到电压表示数为U0时，灯泡正常发光；③再闭合开关S2，保持变阻器R2的滑片不动，调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为U0；④再保持变阻器R1的滑片不动，再将变阻器R2的滑片调到最右端，电压表数为U2；⑤小灯泡的额定功率的表达式为P额＝。【答案】（1）如上图所示；（2）4.5；（3）2.2；左；（4）0.625；（5）①左；②电压表示数为U0时；③U0；P额＝。【分析】（1）在测量小灯泡的电功率实验中，小灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电压表应与小灯泡并联，电流表测量电路中的电流，据此分析；（2）求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后选择电源；（3）确定电压表的量程和分度值读出电压表的示数；若灯泡两端的电压低于额定电压，则需减小滑动变阻器的阻值，减少变阻器的分压作用；若灯泡两端的电压高于额定电压，则需增大变阻器的阻值增加其分压作用；（4）从图像中查得额定电压下的额定电流，根据P＝UI计算额定功率；（5）如图丁所示的实验方案的原理是利用等效替代法求得灯泡的电阻，根据公式P＝求得灯泡额定功率的表达式。【解答】解：（1）在测量小灯泡的电功率实验中，小灯泡与滑动变阻器串联接入电路中，电压表应与小灯泡并联，电流表测量电路中的电流，由图可知，小灯泡和电压表被短路，如下图所示：；（2）灯泡正常发光时的电流约为I＝＝＝0.25A，根据串联电路特点和欧姆定律可知，此时滑动变阻器两端的最大电压U滑＝IR滑最大＝0.25A×10Ω＝2.5V，电源最大电压U＝UL+U滑最大＝2.5V+2.5V＝5V＜6V，要顺利完成实验，应选择4.5V的电源；（3）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，应减少变阻器的分压，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向左端移动，使电压表的示数为2.5V；（4）从图像得知，灯泡在2.5V下的电流为0.25A，灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.25A＝0.625W；（5）①只闭合开关S、S1，将滑动变阻器R1的滑片调到最右端，再将R2的滑片调到最左端，灯泡和R1串联，此时电压表测灯泡和R1两端电压，读出电压表示数U1，即电源电压；②将滑动变阻器R1的滑片调到最左端，灯泡和R2串联，电压表测灯泡两端的电压，再调节变阻器R2滑片的位置，直到电压表示数为U0时，灯泡正常发光；③再闭合开关S2，保持变阻器R2的滑片不动，R1与R2串联，调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为U0，根据串联分压原理可知，此时R1的电阻和灯泡正常发光的阻值相等，即RL＝R1；④再保持变阻器R1的滑片不动，再将变阻器R2的滑片调到最右端，此时R2的阻值为R0，电压表数为U2，根据串联电路的特点和欧姆定律可知：＝，即R1＝；根据公式P＝可知，小灯泡额定功率的表达式为：P额＝＝＝＝。故答案为：（1）如上图所示；（2）4.5；（3）2.2；左；（4）0.625；（5）①左；②电压表示数为U0时；③U0；P额＝。【变式2-3】（2023•南溪区模拟）小敏同学按如图所示电路做“测量小灯泡额定功率”的实验。所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小灯泡、恒为6V的电源、标有“50Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）。电压表（量程为0～3V、0～15V）。（1）连接电路时，开关应处于断开状态；图甲中导线a端应与电压表上标有数字“15”（选填“3”或“15”）的接线柱相连。（2）正确连接电路闭合开关之后，小敏同学移动滑片P到某一点时，发现电压表的示数为2V。若他想要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P往A（选填“A”或“B”）端移动。（3）小敏同学根据实验数据绘制成图乙所示的灯泡U﹣I关系图像。根据图像信息，可计算出小灯泡正常发光时的电功率是1.14W；通过图像还可以发现，小灯泡的电阻并不是一个定值，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大（选填“增大”或“减小”）。（4）小敏同学分别测量了小灯泡在2.5V、3.8V、4.5V三个电压下的电功率，他觉得，可以将这三个电功率取平均值作为此小灯泡的额定功率值，以减小实验误差。此做法不合理（选填“合理”或“不合理”）。（5）小翔同学与小敏同学进行了讨论，觉得小敏的实验设计在测量小灯泡的额定功率时，他所用电压表难以精准的指示出3.8V。小翔认为应该将电压表并联到滑动变阻器两端，且让电压表的示数为2.2V，通过计算便可更准确的测出小灯泡的额定功率。（6）小敏对（5）中小翔的做法进行了误差分析。如果考虑电压表分流或电流表分压的话，小翔方案中小灯泡额定功率的测量值小于（选填“大于”或“小于”）小灯泡额定功率的真实值。【答案】（1）断开；15；（2）A；（3）1.14；增大；（4）不合理；（5）2.2；（6）小于。【分析】（1）为保护电路，连接电路时开关应断开；根据小灯泡的额定电压确定电压表选用小量程与灯并联；（2）比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；（3）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；灯丝的电阻随温度升高而增大；（4）灯泡在不同电压下功率不同，求平均值没有意义；（5）根据串联电路电压规律分析回答；（6）电流表与灯串联，电流表测量的电流是准确的，根据串联电路电压的规律和P＝UI分析回答。【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；灯泡的额定电压3.8V，所以电压表应选用0～15V量程与灯泡并联，故导线a端应与电压表上标有数字“15”的接线柱相连；（2）正确连接电路闭合开关之后，小敏同学移动滑片P到某一点时，发现电压表的示数为2V，若他想要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将图甲中滑片P往A端移动；（3）由图乙可知，当灯泡两端电压为3.8V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝3.8V×0.3A＝1.14W；由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度升高而增大；（4）灯泡在不同电压下功率不同，求平均值没有意义，故此做法不合理；（5）将电压表并联到滑动变阻器两端，当灯泡正常发光时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑＝U﹣UL＝6V﹣3.8V＝2.2V，即让电压表的示数为2.2V，通过计算便可更准确的测出小灯泡的额定功率；（6）对于（5）中小翔的做法，因为电流表串联在电路中会分得很小的电压，所以，当电压表的示数为2.2V时，灯泡两端的电压小于额定电压3.8V，通过灯泡的电流也小于其额定电流，根据P＝UI可知，小翔方案中小灯泡额定功率的测量值小于小灯泡额定功率的真实值。故答案为：（1）断开；15；（2）A；（3）1.14；增大；（4）不合理；（5）2.2；（6）小于。【变式2-4】（2023•汨罗市模拟）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。（1）在如图甲中，用笔画线代替导线，将电路连接完整。（2）为了保证电路的安全，连接电路时，开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到最右（选填“左”或“右”）端。（3）电路安装并调试好后开始实验，在调节滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，直至小灯泡正常发光，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W。（4）若在实验过程中，不慎将电压表和电流表互换了位置，则小灯泡出现的现象是不亮（选填“不亮”“很亮”“正常发光”或“烧毁”）。【答案】（1）见解答图；（2）断开；右；（3）电压表；0.75；（4）不亮。【分析】（1）根据小灯泡的额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；（2）为了保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处；（3）小灯泡在额定电压下的功率为额定功率；根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P＝UI求额定功率；（4）电压表内阻很大，串联接入电路，电路电流极小，可以认为电路断路。【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；变阻器上下各选一个接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：（2）为了保护电路，连接电路时，开关必须处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，即最右端；（3）小灯泡在额定电压下的功率为额定功率，在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（4）实验中不慎将电压表和电流表互换了位置，电压表串联接入电路，电路电阻很大，电流很小，几乎为零，灯泡实际功率很小，故灯泡不亮。故答案为：（1）见解答图；（2）断开；右；（3）电压表；0.75；（4）不亮。一、选择题。1．（2022秋•嘉祥县校级期末）在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，小红所观察和记录的结果如表所示。分析实验记录，她得出了以下结论，其中正确的是（）小灯泡两端的电压U/V0.51.01.522.53通过小灯泡的电流I/A0.120.160.190.230.250.28小灯泡的亮度暗→亮正常发光过亮①小灯泡的额定功率为0.625W②小灯泡的实际功率越大，亮度越大③小灯泡的电阻随随灯丝温度的升高而增大④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时，能正常发光A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确【答案】D【分析】①由表中数据可知，灯泡正常发光时的电流，由P＝UI计算灯泡的额定功率；②由表中数据，根据P＝UI结合灯泡的亮度判断；③由表中数据，根据欧姆定律计算不同电压下灯泡电阻，可知灯泡电阻与电压关系；④串联电路电流处处相等，根据灯泡电压和对应电流值，计算定值电阻两端电压，并且满足总电压为3V，从而判断灯泡是否能正常发光。【解答】解：①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光，由表中数据知，此时通过灯泡的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W，故①正确；②由表中数据知，灯泡两端电压越大，通过的电流也越大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故②正确；③由欧姆定律可得，第一次实验时灯泡电阻分别为：R1＝≈4.17Ω；同理可知：R2＝6.25Ω，R3≈7.89Ω，R4≈8.70Ω，R5＝10Ω，R6≈10.71Ω，所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大，故③正确；④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端，由表中数据知，当灯泡电压2.5V，对应电流为0.25A；此时定值电阻两端电压：UR＝IR＝0.25A×2Ω＝0.5V，恰好满足电源电压：U＝UL+UR＝0.5V+2.5V＝3V，所以灯泡能正常发光，故④正确。故选：D。2．（2023•高新区一模）如图所示为某电能表的表盘，小明利用该电能表检测一只标识为“220V，10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了四种测量方案，你认为最可行的是（）A．测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用时间t B．测量出电能表显示消耗1W电能所用时间t C．测量出1min时间内电能表表盘转过的圈数n D．测量出电能表转盘转过1圈所用时间t【答案】D【分析】（1）已知节能灯的额定功率，根据P＝求出消耗1kW•h电能所用时间进行判断；（2）电能表是测电能的仪器，据此分析；（3）2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表1min转盘转n转消耗的电能，再利用P＝求该节能灯的实际电功率；（4）2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表转盘转过1圈消耗的电能，再利用P＝求该节能灯工作时间进行判断。【解答】解：A、节能灯的额定功率为10W，消耗1kW•h电能所用时间为：t＝＝＝100h，因消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作，故A不符合题意；B、电能表是测电能的仪器，不能显示消耗的电功率，故B不符合题意；C、2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，则节能灯1min消耗的电能：W＝kW•h，节能灯的实际电功率：P＝＝＝0.03nkW＝30nW，因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，无法测量，故C不符合题意；D、节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，电能表转盘转一圈消耗的电能为：W＝kW•h，节能灯需要工作的时间：t＝＝＝0.05h＝180s，比较容易测量，故D符合题意。故选：D。3．（2022•江岸区校级模拟）为了测量一只额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图所示的电路，实验中电源电压3V保持不变，闭合开关，调节滑动变阻器，得到的实验数据如下表。下列说法正确的是（）实验次数12345发光情况熄灭微光暗较暗明亮电压U/V0.511.52.02.5电流1/A0.100.140.160.240.28A．多次实验的目的是减小误差 B．第4次实验数据是错误的 C．实验完毕断开开关，小灯泡的电阻可能是“1.2Ω” D．第1、2两次实验，滑动变阻器接入电路电阻的改变量ΔR1小于小灯泡的电阻改变量ΔR2【答案】C【分析】（1）多次实验的目的：一是求平均值来减小误差；二是寻找普遍规律；（2）根据实验数据分析回答；（3）根据表中数据和欧姆定律求出灯泡不发光时的电阻，由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，据此判断；（4）根据欧姆定律分别计算通过电路的电流由0.10A变为0.14A，滑动变阻器的电阻变化量和灯泡的电阻变化量，比较即可。【解答】解：A、在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了寻找普遍规律，故A错误；B、由表中数据可知，灯泡两端的电压增大时，通过灯泡的电流也增大，由P＝UI可知灯泡的实际功率增大，灯丝温度升高，由灯丝电阻与温度的关系可知，灯丝电阻增大；根据表中数据，由公式R＝计算可知，这5次实验中灯丝电阻分别约为5Ω、7Ω、9.4Ω、8.3Ω、8.9Ω，分析可知，第3次实验数据中电压不是最高，工作温度也不是最高，所以其阻值不应该是最大的，所以第3次实验数据错误，则第4次实验数据是正确的，故B错误；C、由表中数据可知，灯泡不亮时，电压为0.5V，电流为0.1A，此时灯泡的电阻为：R1＝＝＝5Ω，由于灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，当作完实验并断开开关一段时间后，灯泡的电阻应该小于灯泡不亮时的电阻5Ω，但不能为0，故灯泡的电阻可能是1.2Ω，故C正确；D、当灯泡两端的电压为0.5V时，通过电路的电流约为0.10A，滑动变阻器两端的电压为：UH1＝U﹣UL1＝3V﹣0.5V＝2.5V，滑动变阻器此时接入电路的电阻：RH1＝＝＝25Ω，此时灯泡的电阻为：R1＝＝＝5Ω；当灯泡两端的电压为1V时，通过电路的电流约为0.14A，滑动变阻器两端的电压为：UH＝U﹣UL2＝3V﹣1V＝2V，此时滑动变阻器接入电路的电阻：RH2＝＝≈14.3Ω，此时灯泡的电阻为：R2＝＝≈7.1Ω；通过电路的电流由0.1A变为0.14A，滑动变阻器的电阻由25Ω变为14.3Ω，电阻变化量为25Ω﹣14.3Ω＝10.7Ω；灯泡的电阻由5Ω变为7.1Ω，电阻的变化量为7.1Ω﹣5Ω＝2.1Ω，故小灯泡电阻的变化量ΔR2小于滑动变阻器电阻的变化量ΔR1，故D错误。故选：C。二、填空题。4．（2022•田家庵区校级自主招生）如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的实验电路，器材有：6V电源一个，额定电压为5V的小灯泡（电阻约15Ω）一个，电流表和电压表各一个，滑动变阻器A“50Ω2A”和滑动变阻器B“10Ω1A”各一个，开关一个，导线若干。（1）实验中为了测量更多的数据应选用的滑动变阻器是B（选填“A”或“B”）；（2）如图乙所示是通过灯泡的电流跟两端电压的关系，小灯泡的额定功率为1.5W；（3）由图像可知，当灯泡两端的电压较小时，其阻值随电压增大几乎不变（填“增大”或“减小”或“几乎不变”）；电压较大时其阻值随电压增大而增大（填“增大”或“减小”或“几乎不变”）。【答案】（1）B；（2）1.5；（3）几乎不变；增大。【分析】（1）根据小灯泡的额定电压为5V，电阻大约为15Ω，由欧姆定律求灯的额定电流，根据串联电路电压的规律，求灯正常发光时滑动变阻器分得的电压，由欧姆定律，求滑动变阻器连入电路中的电阻，确定滑动变阻器选用的规格；（2）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P＝UI求出灯泡的额定功率；（3）根据图乙分析回答。【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为5V，电阻大约为15Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：I'＝＝＝A；根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，滑动变阻器分得的电压为：U滑＝6V﹣5V＝1V，由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑＝＝＝3Ω＜10Ω，滑动变阻器A的阻值太大，操作不方便，故选用“10Ω1A”的滑动变阻器B；（2）由图乙可知，当灯泡两端电压为5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝5V×0.3A＝1.5W；（3）由图乙可知，当灯泡两端的电压小于2V时，其图线为过原点的斜线，说明电流与电压成正比，即灯泡的电阻不变，故当灯泡两端的电压较小时，其阻值随电压增大而几乎不变；当灯泡两端的电压大于2V时，其图线为曲线，且电压的变化量大于电流的变化量，根据欧姆定律可知，灯泡的电阻增大，故电压较大时其阻值随电压增大而增大。故答案为：（1）B；（2）1.5；（3）几乎不变；增大。5．（2022•江都区二模）小华要测量额定电压为5V的小灯泡的电功率，可用的器材有：一个电压表和一个电流表（只有0～0.6A量程可用）、电源两端的电压恒定。（1）按图甲所示电路图正确连接好电路，规范操作，闭合开关，记录电压表、电流表示数，调节滑动变阻器并记录多组数据。当电流表示数为0.6A时，电压表示数低于5V。根据数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图乙所示，图像中电流与电压不成正比的原因是灯丝电阻随温度变化而变化。（2）为测量小灯泡的额定功率，小华拆除电流表后接通电路，调节滑动变阻器直到电压表示数为5V；保持滑片位置不变，断开开关，将电压表接入AB间电路，闭合开关，电压表示数为5.4V，此时小灯泡亮度比正常发光时暗（填“亮”或“暗”）；将滑动变阻器的滑片移到最左端，电压表示数变为7.2V，则小灯泡的额定功率为4W。【答案】（1）灯丝电阻随温度变化而变化；（2）暗；4。【分析】（1）灯丝电阻随着温度的升高而升高；（2）灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，主要看灯泡实际电压与额定电压的关系。由图象可知，当电压表示数为1.8V时，电路的电流最小，所以此时滑动变阻器全部接入电路，由题干可知，当取下电压表放在AB两点间时，由于电压表相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的方式发生了变化，由左端接入变成了全部接入电路，当滑动变阻器全部接入电路时，滑动变阻器两边的电压为7.2V，根据串联电路电压的规律算出电源电压；由R＝算出滑动变阻器最大电阻；小灯泡的额定电压5V，当小灯泡正常发光时，取下电压表放在AB两点间，电压表示数5.4V，全部滑动变阻器电压7.2V，此时说明滑片位于总阻值处，说明小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是总阻值的，壶串联电路电压的规律算出滑动变阻器两端电压，由欧姆定律算出此时电路中的电流，根据P＝UI算出小灯泡额定功率。【解答】解：（1）从图中的曲线可以判断出，通过小灯泡的电流与它两端电压不成比，其原因是灯丝的电阻不是固定的，它随着温度的升高而增大；（2）当电压表示数为5V时，滑动变阻器一部分接入电路，当电压表代替导线接入电路时，由于电压表相当于断路，所以此时滑动变阻器全部阻值接入电路，接入电路的总电阻变大，根据串联分压原则，滑动变阻器两边的电压变大，所以小灯泡两端的电压减小，小于5V，小于正常发光时的电压，所以亮度变暗；由图象可知，当电压表示数为1.8V时，电路的电流最小，所以此时滑动变阻器全部接入电路，由题干可知，当取下电压表放在AB两点间时，由于电压表相当于断路，所以滑动变阻器接入电路的方式发生了变化，由左端接入变成了全部接入电路，当滑动变阻器全部接入电路时，滑动变阻器两边的电压为7.2V，所以电源电压为9V。由R＝可知滑动变阻器最大电阻为：Rmax＝＝＝20Ω，小灯泡的额定电压5V，当小灯泡正常发光时，取下电压表放在AB两点间，电压表示数5.4V，全部滑动变阻器电压7.2V，此时说明滑片位于总阻值处，说明小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是总阻值的，也就是5Ω。此时滑动变阻器两端电压4V，干路电流为：I＝＝＝0.8A，小灯泡额定功率为：P额＝U额I＝5V×0.8A＝4W。故答案为：（1）灯丝电阻随温度变化而变化；（2）暗；4。6．（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为2.3V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向右移动。【答案】2.3；右。【分析】灯在额定电压下正常发光，根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。故答案为：2.3；右。7．（2022春•江阴市期中）如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。（1）该电能表示数为1469.5kW•h。（2）小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：方案一：测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t；方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t。①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：P＝30n（单位：W）。（用数字和n表示）②比较三种方案，最可行的是方案三。【答案】（1）1469.5；（2）①30n；三。【分析】（1）电能表示数的最后一位是小数位，电能表单位是kW•h，根据图示可读出电能表示数。（2）2000r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，据此求电能表1min转n转消耗的电能，再利用P＝求该节能灯的实际电功率；比较三种方案的优缺点，得出结论。【解答】解：（1）电能表单位是kW•h，最后一位是小数位，由图知电能表的示数是1469.5kW•h。（2）①方案二：2000r/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，则节能灯1min消耗的电能：W＝kW•h，节能灯的实际电功率：P＝＝＝0.03nkW＝30nW；②节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，电能表转盘转一圈消耗的电能为：W＝kW•h，节能灯需要工作的时间：t＝＝＝0.05h＝180s；由以上分析可知：方案一：因节能灯功率较小，根据t＝可知，测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作；方案二：因节能灯功率较小，小灯泡工作1min“电能表转动不到一圈，无法测量；方案三：电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作180s，比较容易测量。比较可知，方案三容易操作，实验误差较小，最可行。故答案为：（1）1469.5；（2）①30n；三。三、实验探究题。8．（2023•广陵区二模）某电学实验小组设计了以下机组实验：（1）实验一：利用如图1电路来探究电流与电阻的关系，实验中控制电压表示数为U0不变。①开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于图中最右（填“左”或“右”）端。②闭合开关，调节电阻箱R，进行多次实验，得到I与关系如图2所示，U0＝2V。（2）实验二：将图1中电阻箱换成标有“2.5V”字样的小灯泡，实验得到图3所示I﹣U图象，则小灯泡的额定功率为1.25W；当通过小灯泡的电流为0.4A时，小灯泡的电阻为2.5Ω。（3）实验三：利用图4所示电路再次测量实验二所测小灯泡的额定功率，已知电源电压恒为10V，定值电阻R0＝5Ω。调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为0.5A时，读出电流表A1的示数，即可算出小灯泡的额定功率。为了确保实验安全，滑动变阻器应选R1“10Ω1.2A”和R2“50Ω0.8A”两种规格中的R1（填“R1”或“R2”）。【答案】（1）①右；②2；（2）1.25；2.5；（3）0.5；R1。【分析】（1）①为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处；②根据U0＝IR计算得到U0的值；（2）根据图3知，找出额定电压下的电流，根据P＝UI算出小灯泡的额定功率；由图像找出当通过小灯泡的电流为0.4A时的电压，根据欧姆定律算出小灯泡的电阻；（3）分析电路连接及电流表测量的电流，根据并联电路电压的特点和欧姆定律得出灯正常发光时，电流表A2的示数；选择合适的滑动变阻器，再保证电路安全下，从电压着手，分别计算出对应的电压，再进行选择。【解答】解：（1）①为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，即最右端；②由I与关系图线知，当电流为0.1A时，为0.05，则R＝20Ω，则电压U0＝IR＝0.1A×20Ω＝2V；（2）灯泡的额定电压为2.5V，根据图3可知道对应的电流I＝0.5A，则灯的电阻R＝＝＝5Ω；灯的额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；（3）R0＝5Ω定值电阻与灯并联，A2测通过R0的电流；A1测通过灯的电流，根据并联电路电压的规律，灯正常发光时，定值电阻两端的电压也为2.5V，则通过R0的电流I0＝＝＝0.5A；为了确保实验安全，已知电压电源为10V，灯和定值电阻两端的电压为2.5V，此时干路的电流I＝IL额+I0＝0.5A+0.5A＝1A＞0.8A；故R1更适合。故答案为：（1）①右；②2；（2）1.25；2.5；（3）0.5；R1。9．（2023•麒麟区校级二模）初三9班的同学分组测量标有“3.8V”字样的小灯泡的额定功率，电源电压恒为6V。（1）倩倩所在小组连接了如图甲所示的不完整电路，请用笔画线代替导线帮她补充完整（连线时导线不能交叉）。（2）连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应位于B（选填“A”或“B”）端；（3）若闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表都有示数，接下来应该是C。（填字母）A.更换小灯泡B.检查电路是否有故障C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光（4）实验时，移动滑片P到某位置，电压表示数为2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动。当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是1.14W。（5）雯雯所在小组在实验操作中，发现电流表损坏不能使用，老师指导他们利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，按照如下操作，也测出了小灯泡的额定功率：①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3.8V；②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；③小灯泡的额定功率P额＝U额×。（用U、U额和R0表示）【答案】（1）见解答图；（2）断开；B；（3）C；（4）A；1.14；（5）3.8；U额×。【分析】（1）实验中，根据灯泡额定电压选择电压表量程与灯泡并联；（2）为了保护电路，连接电路时，应断开开关；滑动变阻器滑片应处于最大值处；（3）电路连接完整后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡不发光，则电路中的电流过小，由此分析解答；（4）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；读出灯泡正常发光时的电流，根据P＝UI求出功率；（5）利用电压表和一定值电阻测量小灯泡功率，先用电压表测量小灯泡的电压，然后测量小灯泡和电阻电阻的电压，此过程中要保持滑动变阻器的滑片位置不变，则定值电阻两端的电压等于两次电压之差，根据欧姆定律计算得到电路中的电流；再根据功率公式表示出小灯泡的功率。【解答】解：（1）灯泡的额定电压3.8V，所以电压表应选用0～15V量程与灯泡并联，实物电路连接如图所示：（2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最大值B端；（3）电路连接完整后，闭合开关，电流表有示数，说明电路为通路，发现小灯泡不发光，说明电路中的电流过小，接下来的操作应该是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故C符合题意；（4）灯在额定电压下正常发光，示数2.5V小于灯的额定电压3.8V，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A移动，直到电压表示数等于额定电压；当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流0.3A，则小灯泡的额定功率是：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；（5）①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U额＝3.8V；②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数为U，则定值电阻两端的电压U0＝U﹣U额，通过电阻的电流I0＝；小灯泡额定功表达式P额＝U额I0＝U额×＝U额×。故答案为：（1）见解答图；（2）断开；B；（3）C；（4）A；1.14；（5）3.8；U额×。10．（2023•海州区校级三模）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源是新干电池两节，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。（1）电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于N端（选填“M”或“N”）；（2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表有示数且示数接近3V，则电路故障原因可能是滑动变阻器断路；（3）小明移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了4组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图像，如图乙所示。当电压表示数为0.5V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的功率为0.625W；（4）同组的小丽通过计算指出曲线上所标出的五个点中，E点并不是实验直接测得的数据，她的理由是E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。【答案】（1）N；（2）滑动变阻器断路；（3）0.5；0.625；（4）E；E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。【分析】（1）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处；（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的支路开路了；（3）由图甲可知，电压表测滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点求出小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，由图丙中的图象得出额定电压下的电流，根据P＝UI可求出灯泡的额定功率；（4）根据欧姆定律求出五个点中滑动变阻器接入电路的电阻，结合滑动变阻器的最大阻值分析不是实验直接测得的数据。【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的N端；（2）电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，与电压表并联的滑动变阻器开路了；（3）由图甲可知，电压表测滑动变阻器两端的电压，由串联电路的电压特点可知，小灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压：U滑＝3V﹣2.5V＝0.5V，由图乙可知，此时通过小灯泡的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；（4）由串联电路的电压特点可知，五个点中滑动变阻器两端的电压分别为：UA＝0.5V，UB＝1V，UC＝1.5V，UD＝2V，UE＝2.5V，对应的电流分别为：IA＝0.25A，IB＝0.23A，IC＝0.2A，ID＝0.15A，IE＝0.1A，由欧姆定律可知，五个点中滑动变阻器接入电路的电阻：RA＝＝＝2Ω；同理RB≈4.3Ω；RC＝7.5Ω；RD≈13.3Ω；RE＝25Ω；则五个点中E点滑动变阻器接入电路的电阻RE＝25Ω＞20Ω，超过了滑动变阻器的最大阻值，因此E点并不是实验直接测得的数据。故答案为：（1）N；（2）滑动变阻器断路；（3）0.5；0.625；（4）E；E点滑动变阻器接入电路的电阻25Ω大于滑动变阻器的最大阻值20Ω。11．（2023•渌口区一模）如图甲所示为测量小灯泡L功率的电路图，小灯泡L的额定电压为2.5V，电源电压恒为3V。实验中：（1）在连接电路时，开关S应处于断开状态；（2）连接完电路后，闭合开关S，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表示数始终为零，电压表示数始终为3V。假定电路中只有一处故障，则产生这一现象的原因可能是B；A．灯泡短路B．灯泡断路C．滑动变阻器短路D．滑动变阻器断路（3）排除故障后，继续实验，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.6W；（4）如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V，应该把滑动变阻器的滑片向左滑动（填“左”、“右”）；（5）根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像，如图丙所示。当电压表示数增大时，灯丝温度会发生变化，灯丝电阻将A。A．变大B．变小C．不变D．无法确定【答案】（1）断开；（2）B；（3）0.6；（4）左；（5）A。【分析】（1）为了保护电路，在连接电路时，开关S应处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应放在阻值最大处；（2）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI计算小灯泡的额定功率；（4）灯两端电压要小于灯泡额定电压，应调节滑动变阻器，增大滑动变阻器两端的电压，根据电路图确定滑片的移动方向；（5）灯丝的电阻随温度升高而变大。【解答】解：（1）为了保护电路，在连接电路时，开关S应处于断开状态；（2）闭合开关，电流表没有示数，说明电路存在断路，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻断路，故选：B；（3）当电压表的示数为2.5V时，如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时通过小灯泡的电流为0.24A，小灯泡的额定功率；P＝ULIL＝2.5V×0.24A＝0.6W；（4）如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V，应该把滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，灯泡两端电压变小；（5）当电压表的示数增大时，通过灯的电流也变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯的温度升高，灯丝的电阻变大，故选：A。故答案为：（1）断开；（2）B；（3）0.6；（4）左；（5）A。12．（2023•科尔沁区模拟）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5V的小灯泡，开关、电压为6V的电源和滑动变阻器等。（1）“测量小灯泡的电功率”的实验原理是P＝UI；（2）根据图1连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最右端（选填“左”或“右”）；（3）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了断路（选填“短路”或“断路”）；（4）排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，对应电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定电功率是0.75W；（5）小明完成上述实验后，想测量一个额定电压为U0的小灯泡的额定功率，在连接电路时发现电流表的接线柱松动无法使用，于是他找到了一个最大阻值为R0的滑动变阻器R2，利用原有的滑动变阻器R1、电压表等设计了如图3所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。请你帮助他完善测量过程；（考虑小灯泡电阻会随通过温度的变化而变化）①电路连好后，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P移到左端，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为U0；②保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，滑动变阻器R2的滑片移到最右端（补充变阻器R2滑片的调节情况），读出电压表的示数U；③小灯泡的额定功率P额＝。（用U0、U、R0表示）【答案】（1）P＝UI；（2）右；（3）断路；（4）0.75；（5）移到最右端；。【分析】（1）用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，利用P＝UI就可以计算出灯泡的电功率；（2）为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器阻值应调至最大；（3）电流表无示数，可能是电路发生了断路；电压表有示数，说明电压表到电源两极之间没有断路，据此分析；（4）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出该小灯泡的额定功率；（5）要测灯泡的额定功率，应先使灯正常发光，在没有电流表的情况下，电压表与定值电阻应起到电流表的测量作用，故将灯与最大阻值为R0的滑动变阻器R2串联后再与变阻器R1串联；将R2的滑片滑到最左端，此时R2接入电路的阻值为0，电压表与灯泡并联，测量的是灯泡两端的电压，调节R1的滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压时小灯泡正常发光；保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，将变阻器R2的滑片移到最右端，由于电压表接在变阻器R2的滑片上，因此R2的滑片移动过程中，电路中的总电阻不变，由欧姆定律可知，电路中的电流不变，灯仍正常发光，此时电压表测灯泡和滑动变阻器R2两端的总电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器R2两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据P＝UI求出灯泡的额定功率。【解答】解：（1）根据公式P＝UI可知，用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，就可以计算出灯泡的电功率。（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大，即应将滑片移至最右端。（3）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，可能是电路发生了断路；电压表有示数，说明电压表到电源两极之间没有断路，则电路故障可能是小灯泡发生了断路。（4）由图2可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，读数为0.3A，则小灯泡的额定电功率是P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。（5）①电路连好后，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P移到左端，电压表测量小灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为额定电压U0；②保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，电压表测量小灯泡和R2两端的电压，读出电压表的示数U；③根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压为U2＝U﹣U0，根据欧姆定律及串联电路电流特点可知，小灯泡的额定电流I额＝I2＝，小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝故答案为：（1）P＝UI；（2）右；（3）断路；（4）0.75；（5）移到最右端；。13．（2023•民权县一模）在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。（1）请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整，使滑片向右移动时小灯泡变亮。（2）小刚正确连接电路并规范地操作，闭合开关时他发现：灯泡L不发光，电流表和电压表均有较小的示数，下一步的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光。（3）解决问题后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为1.7V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数恰好为2.5V，并记下此时电流表的示数。（4）移动滑片P，记录下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.625W。（5）细心的小刚发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，其原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大。（6）通过分析图丙，小刚得出小灯泡的“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”的大小关系为P1＞P2（选填“＞”“＜”或“＝”）。（7）小组同学增加了一个阻值刚好合适的定值电阻R0，只利用一个电表，也测量出了该小灯泡的额定电功率，以下电路图中能快速完成测量的是B。【答案】（1）见解答图；（2）移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光；（3）1.7；右；（4）0.625；（5）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（6）＞；（7）B。【分析】（1）在本实验中滑动变阻器应串联在电路中，由题滑片向右移动时灯泡变亮，说明向右移动滑片电路中的总电阻减小，即滑动变阻器接入电路的电阻变小，据此分析滑动变阻器应接入电路的电阻是哪部分；（2）连好电路后，闭合开关，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，据此分析；（3）根据电压表选用小量程确定分度值读出示数，与灯泡的额定电压比较，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；（4）灯泡在额定电压下正常发光，由图丙中的图象得出额定电压下的电流，根据P＝UI可求出灯泡的额定功率；（5）导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料、温度有关，灯丝电阻受温度影响比较大；（6）如果灯泡电阻不随温度变化，则灯泡电压为其额定电压一半时的电流等于额定电流的一半，其实际功率等于额定功率的四分之一；实际上灯泡电阻随温度升高而增大，所以灯泡实际电压为额定电压一半时的电流大于额定电流的一半，此时灯泡实际功率大于额定功率的四分之一；如果灯泡电阻不随温度变化而变化，电流等于额定电流一半时，灯泡实际功率等于额定功率的四分之一，实际上灯泡温度越低，灯泡电阻越小，通过灯泡电流为其额定电流一半时，灯泡电阻小于灯泡正常发光时的电阻，则灯泡实际功率小于额定功率的四分之一；（7）在没有电流表的情况下，测灯的额定功率，应先使灯正常发光，定值电阻和电压表应起到电流表测量电流的作用，据此分析。【解答】解：（1）因为在本实验中滑动变阻器应串联在电路中，由题滑片向右移动时灯泡变亮，说明向右移动滑片电路中的总电阻减小，即滑动变阻器接入电路的电阻变小，据此分析滑动变阻器应接入电路的电阻是右下部分，电路连接如下图所示：（2）连好电路后，闭合开关，但电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光；（3）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.7V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小