第16讲等效法求小灯泡额定功率-2023年中考物理重点核心知识点专题讲练

第讲小灯泡额定功率的六种考法（解析版）伏安法测小灯泡额定功率：原理：P额=U额I额实物图③电路图两种基本模型：若没有电流表只有电压表类型若已知额定电压U额若已知额定电流I额解决方法串联一个已知阻值为R0的电阻电路图实验流程闭合开关S；调节滑动变阻器滑片，使电压表V1的实数为U额；记录此时V2的示数U0；闭合开关S；调节滑动变阻器滑片，使电压表V2的实数为I额R0；记录此时V1的示数结论P额=UP额=U总结因为电路为串联电路，此时电流处处相等，电压表V1的实数为U额时，此时电路的电流为I额，我们可以用U0R0因为电路为串联电路，此时电流处处相等，电压表V2的实数为I额R0时，此时电路的电流为I额，我们可以用U若没有电压表只有电流表类型若已知额定电压U额若已知额定电流I额解决方法并联一个已知阻值为R0的电阻电路图实验流程闭合开关S；调节滑动变阻器滑片，使电压表A1的实数为U额R0；记录此时A2的示数1.闭合开关S；2.调节滑动变阻器滑片，使电流表A2的实数为I额；记录此时A1的示数I1结论P额=UP额=I总结因为电路为并联电路，此时小灯泡和R0两端的电压相等，若小灯泡两端电压为U额时，R0两端电压也为U额,此时对应的电流A1表示为U额R0因为电路为并联电路，此时小灯泡和R0两端的电压相等，若通过小灯泡的电流为I额时，小灯泡正常工作，此时通过R0的电流为I1,小灯泡和R0两端的电压都为考法一：无电流表，已知I额（2022•天津模拟节选）同学小阳认为不用电流表也可以测量已知额定电流为I额的另一个小灯泡L2的额定功率。于是他找来了一个已知阻值为R0的电阻，设计了如图丙所示的电路图（图中电压表未画出）。请你帮他补全实验内容：①将电压表并联在（选填“R0”、“L2”或“R1”）两端，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为，此时灯泡L2正常发光，然后断开开关S，拆下电压表；②再将电压表并联在（选填“R0”、“L2”或“R1”）两端，闭合开关S，滑动变阻器的滑片（选填“左移”、“不动”或“右移”），读出电压表的示数为U；③小灯泡L2额定功率的表达式P额＝（用字母表示）。【解题策略】让小灯泡正常发光→计算出定值电阻两端电压，让电表的示数等于这个数值，确保小灯泡正常发光→滑动变阻器滑片位置不变，目的是使小灯泡一直正常发光→此时小灯泡两端电压就是额定电压【答案】①R0；I额R0；②L2；不动；③UI额①将电压表并联在R0两端，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为I额R0时，此时灯泡L2正常发光，然后断开开关S，拆下电压表；②再将电压表并联L2两端，闭合开关S，滑动变阻器的滑片不动，此时的灯泡是正常发光的，读出电压表的示数为U，该电压为小灯泡的额定电压；③小灯泡L2额定功率的表达式P额＝UI额。考法二：无电流表，已知U额（2022•天津模拟节选改）同学小阳认为不用电流表也可以测量已知额定电流为U额的另一个小灯泡L2的额定功率。于是他找来了一个已知阻值为R0的电阻，设计了如图丙所示的电路图（图中电压表未画出）。请你帮他补全实验内容：①将电压表并联在（选填“R0”、“L2”或“R1”）两端，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为，此时灯泡L2正常发光，然后断开开关S，拆下电压表；②再将电压表并联在（选填“R0”、“L2”或“R1”）两端，闭合开关S，滑动变阻器的滑片（选填“左移”、“不动”或“右移”），读出电压表的示数为U；③小灯泡L2额定功率的表达式P额＝（用字母表示）。【解题策略】令电压表实数为U额，此时小灯泡正常发光→滑动变阻器滑片位置不变，目的是使小灯泡一直正常发光→测量出定值电阻两端电压，能计算出电路的电流，就是小灯泡的额定电流→通过公式计算额定功率【答案】①L2；②U额；③R0；不动；④P额＝U①将电压表并联在L2两端，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为U额时，此时灯泡L2正常发光，然后断开开关S，拆下电压表；②再将电压表并联R0两端，闭合开关S，滑动变阻器的滑片不动，此时的灯泡是正常发光的，计算出定值通过定值电阻的电流为UR0，该电流为小灯泡的额定③小灯泡L2额定功率的表达式P额＝UU考法三：无电压表，已知U额（本溪•中考节选）丽丽认为不用电压表也可以测量小灯泡的额定功率，于是她找来额定电压为U额的小灯泡，利用已知阻值的电阻R1设计了如图丙的电路图。请帮她补全她的实验内容：

①将电流表接在点，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为；

②将电流表接在点，闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电流表的示数为I；

③小灯泡额定功率的表达式P额=（用字母表示）。【解题策略】令小灯泡正常发光→R1和L并联，R1两端的电压为U额，此时电流表示数为U额R1【答案】①a；U额R1；②b；④P额＝①将电流表接在a点，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为：Ia=U额R1；

②将电流表接在b点，闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电流表的示数为I；

③灯泡的额定功率P=U考法四：无电压表，已知I额（本溪•中考节选改）丽丽认为不用电压表也可以测量小灯泡的额定功率，于是她找来额定电压为I额的小灯泡，利用已知阻值的电阻R1设计了如图丙的电路图。请帮她补全她的实验内容：

①将电流表接在点，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为；

②将电流表接在点，闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电流表的示数为I；

③小灯泡额定功率的表达式P额=（用字母表示）。【解题策略】令小灯泡正常发光→R1和L并联，R1两端的电压为U额，此时电流表示数为U额R1【答案】①b；I额；②a；④P额＝IR1I额①将电流表接在a点，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为：Ia=U额R1；

②将电流表接在b点，闭合开关S，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电流表的示数为I；

③灯泡的额定功率P=IR1考法五：有双滑动变阻器，等效替代法测量电功率（2022•息县模拟节选）完成上述实验后，他们又找来了两个开关和一个最大阻值为R的滑动变阻器设计了不用电流表测量额定电压为U额的小灯泡额定功率的电路，如图丙所示。请你据操作步骤写出小灯泡额定功率的表达式。①只闭合S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为；②只闭合S和S2，，使电压表的示数为V；③保持滑片位置不动，将R1的滑片调至最右端，记录电压表的示数U1，再将R1的滑片调至最左端，记录电压表的示数U2；则小灯泡额定功率P额＝（用已知量和测量量的符号表示）。【解题策略】令小灯泡正常发光→调节R0滑片使电压表的示数仍为U额，此时小灯泡和R0等效，即电阻相同，R0=RL→将R1的滑片调至最左端，记录电压表的示数U2即为电源电压；将R1的滑片调至最右端，记录电压表的示数U1，即R0两端电压→U2U1即为R1两端的电压，且的最大阻值R已知→此时R0，R1串联，求出此时的电流R1即为R0的电流→求出此时R0的电阻即为小灯泡正常发光时的电阻→计算额定功率【答案】①U额；②保持R1的滑片位置不动，调节R0的滑片；U额；③U额①只闭合S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为U额；②只闭合S和S2，保持R1的滑片位置不动，调节R0滑片使电压表的示数仍为U额；③保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片调至最右端，记录电压表的示数U1；再将R1的滑片调至最左端，记录电压表的示数U2；在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光；在②中，利用等效替代的方法，因通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，即2.5V，此时R1＝RL；在③中，将R1的滑片P调至最左端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U2即为电源电压；再将R1的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U1，即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：U2小灯泡正常发光时的电阻：RL＝R0＝U1根据P＝，可知小灯泡的额定电功率为：P额＝＝U额2（考法六：以滑动变阻器为媒介求额定功率（2022•日照模拟节选）小明在继续实验时发现电流表突然损坏，于是又找来了一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图戊所示的电路，已知电源电压为U且保持不变，也可以测出另一额定电压为U额的小灯泡的额定功率，请将步骤补充完整：①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为；②只闭合，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1；③小灯泡的额定功率P＝（用U、U1、U额、R0表示）。【解题策略】已知小灯泡的U额，缺少此时对应的电流，即I额，串联电路电流处处相等，所以我们要先求出此时滑动变阻器的电流。而此时滑动变阻器的电压已知，为U-U额，我们需要求出滑动变阻器此时的电阻。闭合S、S1后，R0滑动变阻器串联，此时电流相等，为U1R0。滑动变阻器两端的电压为【答案】①U额；②S、S1；③U额①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为U额；②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1；③在步骤②中，R0和滑动变阻器串联，电压表测R0两端电压，根据串联电路电压规律和分压原理有：＝，可得滑动变阻器的电阻为：R＝（U-在步骤①中，灯泡和变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，当灯泡两端电压为U额时，灯泡正常发光，由于滑动变阻器的电阻不变，根据串联电路电压规律，变阻器两端电压为U滑＝U﹣U额，此时通过灯泡的电流为：I额＝I滑＝＝＝，则小灯泡的额定功率为：P＝U额I额＝U额1．（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（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V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向（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W；（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ΔR1ΔR2（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（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＝。（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。解析：（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。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V。（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V；要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向（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W。（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，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；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。【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＝。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＝＝＝＝。3．（2022•陕西模拟）一只小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电流约为0.3A。小雨同学想测量这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：一个电压表、一个电流表、一个开关，电压为6V的电源，滑动变阻器，导线若干。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。（2）电路闭合开关前滑片P应移至（选填“最左端”、“最右端”）（3）确认电路无误后，进行了三次测量，测量数据如下表，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时电流为A；小灯泡的额定功率为W。电压U/V12.52.8电流I/A0.180.28（4）利用所给器材，该实验装置（选填“能”或“不能”）用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系。（5）完成上述实验后，小雨用了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如下图所示的电路，他测出了灯泡的额定功率，请完成下列实验步骤：①闭合开关S1，将S2拨到触点（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为V；②再将开关S2拨到触点（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；③灯泡额定功率的表达式为P额＝（用已知量和测量量表示）。【答案】：（1）如图所示；（2）最左端；（3）0.26A；0.65W；（4）不能；（5）2；2.5；1；。解：（1）灯泡正常发光时的电流为0.3A，所以电流表选择0～0.6A的量程，开关、灯泡、电流表串联接入电路，如图所示：；（2）为保护电路，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，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的最左端；（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时电流为0.26A，小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.26A＝0.65W；（4）验证欧姆定律中的电流与电压的关系时要控制电阻大小不变，而灯丝电阻随温度的升高而变大，故该实验装置不能用来验证欧姆定律中的电流与电压的关系；（5）①首先使灯泡两端的电压为2.5V，使其正常发光，所以闭合开关Sl，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；②再测定值电阻两端的电压，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，则定值电阻两端的电压为U﹣2.5V；③电路中的电流：I＝＝，则灯泡额定功率：P＝UI＝2.5V×＝。4．（2022•鄂尔多斯）物理实验小组利用图甲所示器材来测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压2.5V，电源电压值为3V。（1）图甲中缺少一根导线，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整。（2）电路连接正确后，滑动变阻器的滑片P从阻值最大处开始移动，逐渐改变小灯泡两端的电压，利用测得的数据绘制出灯泡的I﹣U图像，如图乙。由图像可知，小灯泡的额定功率为W，该电路所选的滑动变阻器为。A.10Ω1.5AB.15Ω1AC.25Ω0.5AD.30Ω0.5A（3）同学们观察图像，发现通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，其原因可能是。（4）为了测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率，同组的小玲设计了如图丙所示的电路（R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器），实验操作如下：①闭合开关S和S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为时小灯泡恰好正常发光。②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，记下电流表示数I，则小灯泡L的额定功率P额＝。（均用U0、R0和I表示）【答案】（1）见答案图；（2）0.75；C；（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（4）①；②U0×（I﹣）。解：（1）图甲中，电压表应该并联在灯泡的两端，因为小灯泡的额定电压2.5V，所以电压表可选0～3V量程，如下图所示：；（2）由图象乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；电路连接正确后，滑动变阻器的滑片P从阻值最大处开始移动，由图象乙可知，当灯泡两端的电压为0.5V时，电路中的电流为0.1A，由串联分压可知，此时变阻器两端的电压为：U滑＝U源﹣U1＝3V﹣0.5V＝2.5V，则变阻器此时的阻值为：R滑＝＝＝25Ω，即为了实验能顺利进行，滑动变阻器的最大阻值应等于25Ω，故选C；（3）由图象可知，通过小灯泡的电流与其两端的电压不成正比，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大；（4）实验步骤：①闭合开关S和S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为时小灯泡恰好正常发光；②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，记下电流表示数I；在步骤①中，灯泡L与定值电阻R0并联后再与滑动变阻器串联，所以灯泡与定值电阻两端电压相同；移动滑动变阻器滑片P，当灯泡两端的电压为额定电压U0时，R0两端的电压也为U0，根据欧姆定律可知当电流表的示数为时，小灯泡恰好正常发光；在步骤②中，灯泡L与定值电阻R0仍并联，电流表测灯泡L与定值电阻R0的总电流，因电路的连接方式不变，各电阻的大小和通过的电流不变，此时灯泡仍正常发光，根据并联电路电流规律，通过灯泡的电流I额＝I﹣，则小灯泡L的额定功率P额＝U额I额＝U0×（I﹣）。5．（2022•辽宁）电学实验课上，老师提供了“20Ω1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。（1）探究电流与电阻关系①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确。②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于V。③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为A。④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成。（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验。①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2。②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A。③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动的滑片，直至电流表的示数为0.5A。④，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A。⑤小灯泡的额定功率P额＝W。【答案】：（1）①见答案图；②1.5；③左；0.4；④左；反比；（2）①见答案图；③R2；④R2滑片位置不动；⑤1.75解：（1）①原电路图中，变阻器没有接入电路，电压表并联在定值电阻和变阻器两端是错误的；变阻器应串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：；②研究电流与电阻的关系，要控制电压表示数不变，变阻器与定值电阻串联，设电压表示数为UV，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U源﹣UV＝3V﹣UV，根据分压原理有：＝，即＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因电压表示数UV为定值，由①式知，方程左边为一定值，故右边也为一定值，故当定值电阻取最大时，变阻器连入电路中的电阻最大，由①式得：＝，解得电压表的示数：U＝1.5V，即为完成实验，电压表的最小电压为1.5V；③为了保护电路，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；闭合开关，移动滑片，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0.4A；④实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，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，要增大变阻器两端的电压，由分压原理，要增大变阻器电阻阻值，故应把变阻器滑片向左调节；经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；（2）实验步骤：①为了完成实验，在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2，如下图所示：；②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A；③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动R2的滑片，直至电流表的示数为0.5A；④R2滑片位置不动，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A；⑤在步骤②中，R1与R2串联，且R2的阻值为0，电路为只有R1的简单电路，此时R1的阻值最大，电流表测串联电路电流为0.3A，根据欧姆定律，电源电压为：U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V；在步骤③中，R2与灯泡串联，电流表测串联电路电流；向左移动R2的滑片，使电流表的示数为0.5A，此时灯泡正常发光；在步骤④中，R1与R2串联，电流表测串联电路电流；保持R2滑片位置不动，R1的阻值最大，此时电流表示数为0.24A，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：R总1＝＝＝25Ω，根据电阻的串联，R2＝R总1﹣R1＝25Ω﹣20Ω＝5Ω；当灯泡正常发光时，根据欧姆定律，电路中的总电阻为：R总2＝＝＝12Ω，灯泡正常发光时的电阻为：RL＝R总2﹣R2＝12Ω﹣5Ω＝7Ω，小灯泡的额定功率为：P额＝I额2RL＝（0.5A）2×7Ω＝1.75W。6．（2022•通辽）如图所示，甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1（10Ω1A）和R2（30Ω0.5A）的滑动变阻器各一个，导线若干。（1）连接电路时，滑动变阻器应选（选填“R1”或“R2”）。（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是。（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向端移动（选填“A”或“B”）。通过实验绘制出小灯泡的U﹣I图象，如图乙所示，小灯泡的额定功率为W。（4）乙同学设计了如图丙所示电路，来测量另一只小灯泡的额定功率（已知灯泡的额定电压为U额），R0阻值已知。①断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为（用字母表示），此时灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；③小灯泡额定功率的表达式P额＝（用字母U额、I、R0表示）。【答案】：（1）R2；（2）小灯泡短路；（3）B；0.625；（4）①；③U额×（I﹣）。解析：（1）灯泡正常发光时电路电流约为I'＝＝＝0.25A；此时滑动变阻器两端的电压U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值为R滑＝＝＝14Ω＞10Ω，因此应选规格为“30Ω0.5A”的R2滑动变阻器；（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的支路短路，即电路故障原因是小灯泡短路；（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P至某位置时，电压表的示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，若想测量小灯泡的额定功率，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，故变阻器滑片应向B端移动；由U﹣I图象可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，小灯泡额定功率为：P＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；（4）实验步骤：①断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为，此时灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；③在步骤①中，灯泡L与电阻R0并联，电流表测通过R0的电流，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为，根据并联电路电压特点和欧姆定律可知，灯的电压为U额，灯正常发光；在步骤②中，灯泡L与电阻R0仍并联，电流表测通过灯泡和电阻R0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，灯的额定电流为：I额＝I﹣，灯的额定功率的表达式：P额＝U额I额＝U额×（I﹣）。7．（2022•沈阳）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所选小灯泡的额定电压为2.5V。（1）如图甲是测量小灯泡的电功率的电路图。正确连接电路，闭合开关后，电压表和电流表都没有示数，电路故障可能是；A.滑动变阻器短路B.电流表断路C.电压表断路（2）排除故障后，实验中，电压表的示数为2V，小雨为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向（选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡额定功率为W；（3）小雨的电流表坏了，老师给他一个已知最大阻值为R0的滑动变阻器、一个阻值未知的定值电阻R1、电压保持不变的电源、若干开关和导线，小雨重新设计了如图乙所示的电路图，按电路图连接电路，并正确测出小灯泡的额定功率P额。具体实验步骤如下：①断开开关S2，闭合开关S1和S3，调节滑动变阻器的滑片P至a端，电压表的示数为U1；再将滑片P调至b端，电压表示数为U2，则R1＝；（用U1、U2和R0表示）②断开开关S1和S3，闭合开关S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U1﹣U额；（U额为已知量，表示小灯泡的额定电压）③不改变滑动变阻器的滑片P的位置，断开开关S2和S3，闭合开关S1，电压表示数为U3，则P额＝。（用U额、U1、U2、U3和R0表示）【答案】：（1）B；（2）左；0.75；（3）①R0；③。解析：（1）如图所示，L与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测L两端的电压；闭合开关后，A、若滑动变阻器短路，电压表测电源电压，电压表有示数，电流表有示数，故A不符合题意；B、若电流表断路，则整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故B符合题意；C、若电压表断路，电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关构成通路，电流表有示数，故C不符合题意；故选B；（2）电压表的示数为2V，小于灯泡的额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，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中的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向左移动，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.3A，则灯泡的额定功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；（3）①断开开关S2，闭合开关S1和S3，调节滑动变阻器的滑片P至a端时，灯泡L被短路，此时只有R1接入的简单电路，电压表测电源电压，即电源电压为U＝U1；再将滑片P调至b端，此时R1与R0串联接入电路，电压表测R1两端的电压为U2，则滑动变阻器R0两端的电压为：U0＝U﹣U2＝U1﹣U2则电路中的电流为：I＝I0＝＝，所以R1的阻值为：R1＝＝＝R0；②断开开关S1和S3，闭合开关S2时，灯泡L、R1、R0串联接入电路，电压表测R1和R0的总电压，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为U1﹣U额，恰好等于电源电压减灯泡的额定电压，说明此时灯泡正常发光；③不改变滑动变阻器的滑片P的位置，断开开关S2和S3，闭合开关S1时，灯泡L、R1、R0仍串联接入电路，电压表测R1两端的电压为U3；由于电路结构不变，电路中电阻不变，电流不变，此时灯泡仍正常发光，电路中的电流为：I'＝＝＝，则灯泡的额定功率为：P额＝U额I'＝U额×＝。8．（2022•阜新）做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额＝2.5V，灯丝电阻阻值不变）。（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了两个接线柱。（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为W。（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R＝25Ω，正确操作步骤如下：①只闭合开关S和，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1＝A；②闭合开关S和，断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；③小灯泡的额定电功率表达式为P额＝。（用物理量符号表示）【答案】：（1）下面；（2）0.75；（3）①S2；0.1；②S1；S2；③U额（I2﹣I1）。解析：（1）连接好电路，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路；若小灯泡较暗，说明电路的电流较小，电路的电阻较大，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，说明变阻器没有了“变阻”的作用，造成这一现象的原因可能是：滑动变阻器接了下面的两个接线柱；（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，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；（3）实验步骤：①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1＝0.1A；②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；③在步骤①中，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律可得，定值电阻的电压为：U＝I1R＝0.1A×25Ω＝2.5V，根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；在步骤②中，电流表测R与灯并联的总电流，由于电路连接关系没有改变，各电阻的电压和电阻大小不变，故通过灯的电流不变，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：IL＝I2﹣I1，小灯泡额定功率表达式为：P额＝U额IL＝U额（I2﹣I1）。9．（2022•荆州）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V。（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，小灯泡不发光，原因是：。（2）三次实验记录如下表，在完成第1次实验后，要测量小灯泡的额定功率，则需将滑动变阻器的滑片向（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为W。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡亮暗情况11.40.200.28较暗22.5正常发光32.80.300.84很亮（3）实验小组根据三次实验数据分别算出对应的阻值，取三次阻值的平均值作为小灯泡的电阻值，他们的做法是（选填“正确”或“错误”）的，理由是：。（4）另一组的同学设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率。电源电压未知但恒定不变，小灯泡的额定电压为U额，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大阻值为R0，实验步骤如下：①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额；②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额；③保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，则小灯泡的额定功率P额＝。（用U额、U1、U2、R0表示）【答案】：（1）滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）B；0.7；（3）错误；由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义；（4）。解析：（1）所有元件均完好，正确连接电路，将滑动变阻器的阻值调到最大，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小，其原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；（2）灯在额定电压下正常发光，由表中数据可知第1次实验中，灯泡两端的电压为1.4V，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B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.28A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W；（3）由于不同电压下小灯泡的电阻值不同，取平均值没有意义，故他们的做法是错误的；（4）①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的阻值，使电压表的示数为U额，此时灯泡正常发光；②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持R1的阻值不变，调节R2的阻值，使电压表的示数为U额，由于R1的阻值不变，当R2两端的电压等于灯泡正常发光时的电压U额时，根据等效替代法可知，R2连入电路中的电阻大小等于小灯泡灯正常发光时的电阻RL的大小；③接保持R2的阻值不变，将R1的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1，再将R1的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2，在③中，将R1的滑片P调至最右端，R1连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U2即为电源电压，再将R1的滑片P调至最左端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U1，即为R2的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律有：＝，解得：R2＝，因此灯泡的电阻：RL＝R2＝，小灯泡额定功率的表达式为：P额＝＝＝＝。10．（2022•绥化）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。（1）实验原理是。（2）图甲中有一根导线多余导致电路错误，请在这根导线上打“×”（3）改正电路错误后，在闭合开关前，应将图甲中滑动变阻器的滑片调至端。（选填“A”或“B”）（4）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（5）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为W。（6）小华用如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0。实验步骤如下：①只闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为U额；②只闭合开关S、S2，调节R1，使电压表的示数仍为U额；③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝。（用U额、R0、U1、U2表示）【答案】：（1）P＝UI；（2）如图所示；（3）B；（4）C；（5）0.75；（6）。解析：（1）伏安法测小灯泡电功率的原理为：P＝UI；（2）滑动变阻器应采用“一上一下”的方式串联则电路中，如图所示：；（3）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B端；（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，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，选C；（5）图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.3A＝0.75W；（6）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压U额，此时小灯泡正常发光；②利用等效替代的方法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压U额，此时R1＝RL；③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：＝，解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①小灯泡额定功率的表达式：P额＝＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②得：P额＝。11．（2022•齐齐哈尔）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）。（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是。（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V。（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如表），你认为她这样处理数据是（选填“合理”或“不合理”）的，理由是。实验序号电压U/V电流I/A功率P/W平均功率P/W12.00.260.520.7122.50.280.7033.00.300.90（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω2A”、R2“20Ω1A”、R3“100Ω0.1A”，小琪选择的是（选填“R1”、“R2”或“R3”）完成了上述实验。（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻Rx的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：①当开关S、S2闭合，S1断开时，电流表示数为I1；②当开关闭合，断开时，电流表示数为I2；③未知电阻的阻值Rx＝（用已知量和测量量的符号表示）。【答案】：（1）如图所示；（2）小灯泡断路；（3）2.2；A；（4）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）R2；（6）S、S1；S2；。解析：（1）向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，即滑动变阻器接入阻值变小，所以应接左下接线柱，如图所示；；（2）电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，可能为小灯泡断路；（3）电压表量程为0～3V，分度值为0.1V，读数为2.2V；还未达到2.5V，所以滑动变阻器向A滑，阻值减小，电流变大，小灯泡两端电压会达到2.5V；（4）计算小灯泡的平均电功率是不合理的，因为小灯泡在不同实际电压下的实际功率不同，求平均值没意义；（5）灯泡正常发光时电压为2.5V，电源电压为4.5V，变阻器分得的电压：U变＝4.5V﹣2.5V＝2V；此时滑动变阻器阻值Rp＝＝≈7.1Ω；再结合电流表的量程，故选R2；（6）实验电路图如图丙所示，操作思路为两电阻并联，当开关S、S2闭合，S1断开时，先测干路电流I1；然后单独测R0的电流，所以开关S、S1闭合，S2断开时，电流表测的是R0的电流为I2；并联电路中，各支路电压相等，所以Rx两端的电压Ux＝U0＝I2R0；通过Rx的电流Ix＝I1﹣I2；根据欧姆定律可得Rx＝＝。12．（2022•自贡）张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电源电压恒为3V。（1）连接电路时，开关应处于状态，滑动变阻器的滑片应滑到（选填“左”或“右”）端；（2）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数为0，电流表有示数，产生这一现象的原因是；A.小灯泡短路B.小灯泡断路C.滑动变阻器短路D.滑动变阻器断路（3）排除故障后，继续进行实验，张华移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为W，图像是曲线的主要原因是；（4）李英同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻R0，用图丙所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下：她闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；然后保持不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式P＝（用已知和所测量的物理量符号表示）。【答案】：（1）断开；右；（2）A；（3）0.625；小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）滑片位置；U额•。解析：（1）为了保护电路，连接电路时开关应断开，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右端；（2）电流表有示数，说明电路不是断路，小灯泡始终不发光且电压表的示数为0，可能是与电压表并联的支路短路，因此故障可能是与电压表并联的小灯泡短路了，故选A；（3）由图乙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图像可知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；由图乙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P＝UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额，此时电压表测灯的电压，灯正常发光；然后保持滑片位置不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，此时电压表测灯与R0两端的总电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U0＝U﹣U额；由欧姆定律和串联电路的电流特点可知，通过小灯泡的电流：IL＝I0＝＝，则小灯泡的额定功率：P额＝ULIL＝U额•。13．（2022•十堰）如图是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。（1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳则将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障，（选填“小明”或“小芳”）排除故障的操作是正确的。（3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯丝电流与其两端电压关系的图象如图乙。根据图象可得小灯泡的额定功率为W。研究发现，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比，原因是：。（4）在测量小灯泡电功率拓展实验过程中，电流表坏了，他们找来一只阻值合适的定值电阻R0，设计了如图丙电路图，操作步骤如下：①断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额；②，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U；则小灯泡额定功表达式P额＝（用U额、U和R0表示）。【答案】：（1）如图所示；（2）小芳；（3）0.625；小灯泡的阻值和温度有关；（4）保持滑动变阻器的滑片位置不变；。解析：（1）小灯泡额定电压为2.5V，电阻为10Ω左右。故小灯泡的额定电流大约为0.25A，电流表量程选0～0.6A，电流表和小灯泡串联接入电路，如图所示；；（2）电流表指针几乎不动说明电路中存在断路，电压表示数接近3V说明可能是小灯泡断路，所以小芳的排除故障操作是正确的；（3）小灯泡额定电压为2.5V，由乙图可知电流为0.25A，小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；小灯泡的电阻随着温度的变化而变化，所以不是一定值，通过灯丝的电流与其两端电压不成正比；（4）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U额，然后测量小灯泡和电阻电阻的电压U，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＝。14．（2022•河南）在测量额定电压为2.5V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1的电路连接完整。（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于（选填“左”或“右”）端。（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率。（4）继续移动滑片，电压表示数如图2所示，为V，此时电流表示数为0.24A，小灯泡的实际功率为W。为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W12.50.2620.2432.80.28（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率。（6）完成上述实验后，某小组设计了图3所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选Ω的。【答案】（1）如图所示；（2）左；（3）2.5；（4）2.2；0.528；灯泡的亮度；（5）越大；（6）5。解析：（1）滑动变阻器与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选0～3V的量程，滑动变阻器采用“一上一下”的原则接线，如图所示：；（2）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，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的左端；（3）灯在额定电压下正常发光，因此闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；（4）因为电压表选用小量程，由图2可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2.2V，灯泡的实际功率：P实＝U实I实＝2.2V×0.24A＝0.528W；研究小灯泡发光情况与电功率的关系时需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率，因此表中还需要增加记录的内容为灯泡的亮度；（5）由表中数据可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，由P＝UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，说明小灯泡两端的电压越高，它的实际功率越大；（6）电源为3节新干电池组成，电源电压为4.5V，灯泡正常发光时电流为I＝0.26A，由串联电路的电压特点可知，定值电阻和滑动变阻器两端的总电压：U'＝U﹣U额＝4.5V﹣2.5V＝2V，由欧姆定律可知，定值电阻和滑动变阻器的总电阻：R'＝＝≈7.7Ω＜10Ω，因此定值电阻R0应选5Ω，此时定值电阻R0两端的电压：U0＝IR0＝0.26A×5Ω＝1.3V，故R0＝5Ω能满足测量要求。15．（2022•遂宁）小志同学在“测量小灯泡电功率”实验中，用到的器材有：新干电池两节、小灯泡（标有0.3A）1只、电流表1只、电压表1只、滑动变阻器1只、开关1支，导线若干。（1）请用笔画线代替导线，在图甲中将实验电路连接完整。（要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小）（2）连接好电路，闭合开关，发现灯不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，造成这一现象的原因可能是（选填序号）。①小灯泡短路；②小灯泡开路；③滑动变阻器短路；④滑动变阻器开路。（3）排除故障，进行实验，当电流表的示数如图乙时，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向（选填“A”或“B”）端移动，当电流表示数达到0.3A时，电压表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为W。（4）小刚用相同的器材进行该实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率。主要的操作步骤如下：①把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；②保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；③计算得出小灯泡的额定功率P额＝（用R0、I额、I表示）。【答案】：（1）见解析；（2）②；（3）A；0.75；（4）I额（I﹣I额）R0。解析：（1）因为新干电池两节，所以电压表应选择0～3V的量程并联在小灯泡两端，滑动变阻器的接线柱要“一上一下”接入电路，因为要求滑动变阻器的滑片向右移动时电流表的示数变小，电路中的电阻变大，由I＝可知，电流变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：；（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，与电压表并联的开路，故选②；（3）电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.14A；灯泡的额定电流为0.3A，要使灯在额定电压下正常发光，需要增大电路中的电流，根据欧姆定律可知，需要减小电路中的总电阻，所以应使变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片向A移动，直到电流表示数为0.3A；此时电压表指针位置如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.5V，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（4）根据题意可知，干路中的的电流为I，通过灯泡的电流即灯泡的额定电流为I额；根据并联电路的电流规律可知，通过定值电阻的电流为：I'＝I﹣I额；定值电阻两端的电压为：U0＝I'R0＝（I﹣I额）R0；根据并联电路的电压规律可知，灯泡的额定电压为：U额＝U0＝（I﹣I额）R0；灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝I额（I﹣I额）R0。16．（2021•鞍山）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”。（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；（2）改正错误后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向（选填“左”或“右”）滑动；（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为W；（4）测量小灯泡的电功率（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是；（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ΔR2，则ΔR1ΔR2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；（6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤：①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为V时，灯泡正常发光；②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；③小灯泡的额定功率为P额＝W。【答案】（1）电压表；如上所示；（2）左；（3）0.625；（4）不需要；灯泡在不同电压下的功率不同；（5）＞；（6）①6；②左；③0.9。解析：（1）观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误，电压表串联在电路中，所以闭合开关后，导致电压表测量电源电压，电压表有示数，由于电压表相当于开路，则电流表的没有示数；要测灯的额定功率，应将电压表并联在灯泡两端，如下图：（2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，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，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；（3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为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）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是灯泡在不同电压下的功率不同；（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，灯泡两端电压增大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小，由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，由于灯泡电阻受温度的影响，则灯泡的电阻会变大，根据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；（6）根据上面的分析，具体步骤：①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V，根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V；由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R的电压为：UR＝U＝U′＝9V﹣7V＝2V，由分压原理可得：＝，所以变阻器滑片右边电阻的阻值：R右＝×R＝×10Ω＝20Ω；故在①中，灯的额定电流为：IL＝＝＝0.3A，则小灯泡的额定功率：P额＝ULIL＝3V×0.3A＝0.9W。17．（2021•德州）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，连线不得交叉。（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是。（填字母序号）A.电流表内部断路了B.灯座内部出现了短路C.灯泡的灯丝断了（3）排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为A，小灯泡的额定功率为W。（4）该实验装置不能完成的实验是。（填字母序号）A.探究串联电路中的电流规律B.探究串联电路中的电压规律C.探究电流与电压的关系（5）另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用，老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻，同学们设计了如图丙所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率，已知电源电压不变，实验步骤如下：①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额；②闭合开关S，断开S1，再闭合S2，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U；③小灯泡额定功率的表达式P额＝。（用U额、U、R0表示）【答案】：（1）见答案；（2）B；（3）0.3；0.75；（4）C；（5）U额×。解析：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，电阻变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：（2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；B．若灯座内部出现了短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，符合题意；C．若灯泡的灯丝断了，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意；故选：B；（3）由图乙可知，当电压表的示数为2.5V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（4）A.将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；B.用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；C.探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；故选：C；（5）实验步骤：①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片P使电压表读数为U额，此时小灯泡正常发光；②不改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关S、S2，断开S1，记录电压表此时读数为U；③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U0＝U﹣U额，由欧姆定律可得，灯泡的额定电流：IL＝I0＝，所以小灯泡额定功率的表达式：P额＝U额IL＝U额×。18．（2021•朝阳）利用图中所示的电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整。要求导线不得交叉，滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电流变大。（2）连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不会发光，两电表示数均无变化。产生这一故障的原因可能是。（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为A，小灯泡的额定功率为W。（4）继续移动滑动变阻器的滑片，记下了多组电压值和电流值，如图丙所示