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专题11 伏安法和特殊方法测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验，是电功率一章的最后一节内容，是前面内容的一个升华，知识性综合性，是各省市中考中最常考的电学实验。伏安法测电功率主要考查电路的连接、电路故障、电流表的读数及电功率的计算，特殊方法测电功率侧重考查电路的设计、实验步骤及表达式的书写等。
一、伏安法测量小灯泡的电功率：
1.实验原理：P=UI。
2.电路的设计：用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，为了多次测量，还需要滑动变阻器，还要用到组成电路必备的元件：电源、开关、导线，所以电路图如下：
3.实验过程和记录表格：
连接电路，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数分别等于小灯泡的额定电压、实际电压为额定电压的1.2倍、实际电压为额定电压的0.8倍，并记下电压表和电流表的示数，观察小灯泡的亮度，将数据和观察到的灯泡的亮暗情况填入下表：
U/V I/A P/W 小灯泡的亮度
1
2
3
4. 实验结论：
（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；当U实〉U额时，P实〉P额，用电器容易烧坏；当U实（2）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。
（3）小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮。
例题1、（2021山西中考真题）“圆梦”学习小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为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（导线不得交叉，其他接法合理即可）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表指针不动。但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是______ 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，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______W。
（4）小组的同学在实验中又测出了几组数据，请你帮他们设计一个实验记录表。
【答案】（1）见解析 （1）开关接触不良 （3）0.7 （4）表格见解析。
【解析】（1）伏安法测小灯泡的功率实验中，滑动变阻器应“一上一下”接入电路，故连线如下图所示：
；
（2）闭合开关，发现电流表指针不动，说明电路存在断路的情况，其中用手按住开关后接通，说明可能是开关闭合时接触不良。
（3）电流表选小量程，分度值为0.02 A，电流表的示数为0.28 A，则小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（4）根据需要，需记录小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流，计算小灯泡的电功率，并观察灯泡的亮暗情况，所以设计的实验表格如下：
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡发光情况
【点拨】（1）随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻会越来越大，所以小灯泡的I—U图像是一条曲线，原因是：温度对小灯泡的电阻有影响。
（2）本实验中多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值，所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
（3）在开始进行实验时，小的票可能不亮，可能的原因之一是滑动变阻器连入电路中的阻值太大，小灯泡的实际功率太小，不足以使小灯泡发光。
（4）小灯泡两端的电压无法达到调到额定电压的原因：电源电压过低或滑动变阻器的阻值太小。
对点练：（2021山东烟台）为了测量小灯泡的电功率及观察小灯泡的亮度变化情况，某小组选用了一只额定电压为3.8V的小灯泡，他们准备进行三次测量，加在小灯泡两端的电压分别为3.8V、4.5V和3V，连接的实物电路图如图所示。
（1）开始实验后，闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡的亮度______（选填“变亮”、“变暗”或“不变”），电流表的示数_______，电压表的示数______（后两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小组成员根据观察到的现象检查发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，用笔画线代替导线画出正确的连线；
（3）正确连接电路后开始实验，实验所测数据如下表所示，则小灯泡的额定功率为______W；
电压表示数（V） 电流表示数（A） 小灯泡的实际功率（W） 小灯泡的发光情况
3.8 0.40 正常发光
4.5 0.42 1.89 校亮
3.0 0.38 1.14 较暗
（4）根据上表的实验数据以及小灯泡的发光情况，你有什么发现 _______
。
二、特殊方法测小灯泡的电功率——缺少电流表（伏阻法）
只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，使通过小灯泡的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。
电路设计 实验步骤 表达式
已知U额、R0 （1）闭合S、S1，移动滑片，使电压表示数为U额； （2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数U1。
已知I额、R0 （1） 闭合S、S1，移动滑片，使电压表的读数I额R0； （2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。
已知U额、R0 （1）闭合S，调节R2的滑片到最左端，调节R1的阻值使电压表的示数为U额； （2）保持R1的位置不变，将R2的滑片调到最右端，读出电压表的示数U。
例题2　（2021山东德州节选）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，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】。
【解析】步骤①中闭合开关S，S1，断开S2，小灯泡、滑动变阻器、定值电阻R0串联，电压表测小灯泡两端电压，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，此时小灯泡正常发光；
步骤②中闭合开关S，断开S1，再闭合S2，小灯泡、滑动变阻器、定值电阻R0串联，电压表测小灯泡与定值电阻R0两端电压，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。此时小灯泡依然正常发光，根据串联分压可得到定值电阻R0两端电压U0=U-U额
此时电路电流就小灯泡正常发光时的电流，则小灯泡的额定功率。
【点拨】由于题目中只给出了电压表，所以应设法测量出小灯泡正常工作时的电流，而定值
电阻的阻值己知，若能测量出它两端的电压，就能求出它的电流，这时如果小灯泡和定值电
阻串联，则小灯泡的电流就是定值电阻的电流。因此我们设计构造串联电路，间接测小灯泡正常发光时的电流，便可以测量小灯泡的额定功率。
对点练：（2021辽宁鞍山节选）在“测量小灯泡电功率”的实验后，某同学设计了如图所示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，小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最________（填“左”或“右”）端，此时电压表的示数为7V。
③小灯泡的额定功率P额＝________W。
三、特殊方法测小灯泡的电功率——缺少电压表（安阻法）
只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，使小灯泡两端的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。
电路设计 实验步骤 表达式
已知 U额 （1）闭合S、S1，移动滑片，使电流表的示数为； （2）断开S2，闭合S1，读出电流表的示数I1。
已知I额、R0 （1）闭合S、S2，移动滑片，使电压表的读数I额； （2）断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。
　　　已知I额 （1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额； （2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱，当电流表示数为I额时，读出电阻箱连入电路中的电阻R。
已知I额、U （1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额； （2）保持滑片P位置不变，再闭合S2，读出电流表示数I。
例题3　（2021四川眉山节选）为测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
（1）断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为_______时，小灯泡恰好正常发光；
（2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I；
（3）推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝_______（用物理量U0、R0和I表示）。
【答案】 。
【解析】断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，定值电阻和灯泡并联，此时电流表测量定值电阻的电流，为了测量小灯泡的额定电压，故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表，为了测量额定功率，故需要灯泡为额定电压，故此时的电流为，故此时的电流为；保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I，此时灯泡和定值电阻仍然并联，电流表测干路电流，那么通过灯泡的额定电流为，故小灯泡的额定功率为。
【点拨】由于题目中只给出了电流表，所以应设法测量出小灯泡的额定电压，而定值电阻的阻值己知，若能测量出通过它的电流，就能求出它两端的电压，这时如果小灯泡和定值电
阻并联，则小灯泡的两端的电压就等于定值电阻两端的电压。因此我们设计构造并联电路，间接测小灯泡两端的电压，便可以测量小灯泡的额定功率。
对点练：（2021广西玉林节选）在“测量一个小灯泡电功率”的实验中，若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表，并设计了如图所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：
（1）闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I1；
（2）闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额；
（3）保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S1，断开S2，记下电流表的示数为I2；
（4）小灯泡额定功率的表达式为P额=___________（用I额、I1、I2和R0等符号表示）
四、等效法测电功率
通过构造电路，使灯泡电阻与电阻箱或滑动变阻器的电阻相等，求出电阻箱或滑动变阻器的电阻，间接求出小灯泡的电阻，然后用公式P=I额2RL或计算小灯泡的额定电功率。
例题4 （2021内蒙古通辽）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，另一组的同学设计了图所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0，请你将实验步骤补充完整。
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，________，使电压表示数仍为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，记下电压表的示数U2，则小灯泡额定功率表达式P额＝______（用U额、R0、U1、U2表示）。
【答案】调节R1 。
【解析】①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，灯正常光；
②保持变阻器R2的滑片位置不动，只闭合R1所在支路，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，根据等效法，此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小，即R1=RL；
③为求出此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻，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，小灯泡额定功率的表达式。
【点拨】本题中，之所以能用R1代替RL，就是因为当R2滑片不动时，小灯泡和R1分别与R2串联，当电压表示数相等时，小灯泡的阻值和R1的阻值相等，即为等效。在等效法中，常常使小灯泡正常发光，利用滑动变阻器或电阻箱间接测出小灯泡的电阻，但是效果一定要相等，效果相等常常表现在电流表或电压表示数相同，然后利用P额=I额2RL或计算出额定电功率。
对点练：（2021江苏泰州）小华利用电源（电压恒定且未知）、电流表、电阻箱（0999.9Ω）、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干，设计了如图所示电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案：
①闭合开关S1，将开关S2拨至1，调节电阻箱R1，使______，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R；
②仍闭合开关S1，将开关S2拨至2，只调节R2，使电流表示数为I额；
③在步骤②的基础上，将R1阻值调为0，R2的滑片______（填滑动变阻器滑片的位置变化情况），并读出电流表示数为I；
④则小灯泡额定功率的表达式为：P=______（用已知量和所测物理量的符号表示）；
⑤实验后小华发现，电路中只需将______和______互换位置，可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
1、（2021山东威海）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。
（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想______是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想______是正确的。（两空均选填“①”“②”或“③”）
（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是：______、______。（填字母代号）
A．换最大阻值较小的滑动变阻器 B．串联定值电阻C．减少电池个数D．增加电池个数
2、（2021湖北黄冈）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）图甲是某小组连接的电路，其中有一根多余的导线，导致电路连接错误，请在这根导线上打“×”；
（2）拆除多余的导线后，正确操作，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ______W；
（3）图丙是根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流I与其两端电压U的关系图像，分析图像可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻为 ______Ω；当小灯泡两端电压升高时，其电阻的变化情况是 ______（选填正确选项前的字母）。
A．保持不变　　　　　　B．逐渐减小　　　　C．逐渐增大
3、（2020辽宁营口节选）小辉同学准备测小灯泡的额定功率，检查实验器材时，发现缺少电压表，滑动变阻器均标有“20Ω 2A”字样，小灯泡的额定电流是0.25A，于是他利用现有的实验器材，设计了如图所示的电路图。请你帮助小辉完成实验：
①闭合开关S1，开关S2接b，R2阻值调到最大处，R1阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A；
②将R1阻值调到最大，闭合开关S1，开关S2接a，__ ____，小灯泡正常发光；
③保持R1接入电路的阻值不变，闭合开关S1，开关S2接b，R2滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为0.2A，则小灯泡额定功率P额=___ ___W。
4、(2021黑龙江齐齐哈尔)小君同学想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，利用电源、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、开关和导线，设计了如图所示的电路。已知电源电压恒为U（U>U额），请你完成下面的实验步骤：
（1）闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______ ；
（2）闭合开关______，断开开关______（填写S、S1、S2），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
（3）小灯泡额定功率的表达式为P额=______。
5、（2021江苏建邺二模节选）小明利用实验室提供的器材：学生电源、三个定值电阻（R1=5Ω、R2=15Ω、R3=25Ω）、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R4和最大阻值为999Ω的电阻箱R5等。小华利用R4、R5及R1、R2、R3中的某一个定值电阻，设计图所示的电路测出了小灯泡L的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，电阻约为8Ω。
①闭合开关S、S1，调节电阻箱R5的示数为0，调节滑动变阻器R4的滑片P，使电压表示数为U额；
②闭合开关S、S2，保持___________不变，调节___________，使电压表示数为U额，读出此时电阻箱R5的示数为R′；
③根据以上测量可知：图中选用定值电阻为___________（选填“R1”、“R2”或“R3”）；小灯泡L的额定功率P额=___________（用字母表示）。
6、（2020四川雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）；
（2）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_____W；
实验次数物理量 1 2 3 4 5
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而____（选填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”“额定电压”或“实际电压”）决定。
（4）完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“015V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V ；
②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1，拨至“2”读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P额=______（用U额、U0、R0表示）。若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）。
7、（2021江西省)【实验名称】测量小灯泡的电功率
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω）、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω 5A）、开关、导线若干。
【实验步骤】
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变器连入电路时阻值最大）；
（2）电路连接时开关应______ 。小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该______ ；
（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如表，则小灯泡的额定功率为______ W；当小灯泡两端电压为1.5V时，小灯泡的亮度______ （选填“正常”“较暗”或“较亮”）。
实验次数 电压U/V 电流I/A 小灯泡亮度 电功率P/W
1 2.5 0.30
2 1.5 0.22
3 3.0 0.32
【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个R 0=20Ω的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；
（2）保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，只断开a接点，改接到c接点上，测定值电阻R0两端的电压U0；
（3）计算小灯泡的额定功率。
仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：①______； ②______。
8、（2021江苏宿迁）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω 1.5A”的R1和规格为“20Ω 1A”的Rx。
（1）为了完成实验，选择滑动变器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接。请用笔画线代替导线，将电路连接完整，并指出连接电路时的错误之处_______；
（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表______；
（3）更新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2，为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器Rx替换电路中的R1，其目的是______；
（4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路。请你帮他补全实验步骤：
①滑动变器______调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点______，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额；
②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2，则灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。专题11 伏安法和特殊方法测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验，是电功率一章的最后一节内容，是前面内容的一个升华，知识性综合性，是各省市中考中最常考的电学实验。伏安法测电功率主要考查电路的连接、电路故障、电流表的读数及电功率的计算，特殊方法测电功率侧重考查电路的设计、实验步骤及表达式的书写等。
一、伏安法测量小灯泡的电功率：
1.实验原理：P=UI。
2.电路的设计：用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，为了多次测量，还需要滑动变阻器，还要用到组成电路必备的元件：电源、开关、导线，所以电路图如下：
3.实验过程和记录表格：
连接电路，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数分别等于小灯泡的额定电压、实际电压为额定电压的1.2倍、实际电压为额定电压的0.8倍，并记下电压表和电流表的示数，观察小灯泡的亮度，将数据和观察到的灯泡的亮暗情况填入下表：
U/V I/A P/W 小灯泡的亮度
1
2
3
4. 实验结论：
（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；当U实〉U额时，P实〉P额，用电器容易烧坏；当U实（2）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。
（3）小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮。
例题1、（2021山西中考真题）“圆梦”学习小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为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（导线不得交叉，其他接法合理即可）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表指针不动。但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是______ 。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，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______W。
（4）小组的同学在实验中又测出了几组数据，请你帮他们设计一个实验记录表。
【答案】（1）见解析 （1）开关接触不良 （3）0.7 （4）表格见解析。
【解析】（1）伏安法测小灯泡的功率实验中，滑动变阻器应“一上一下”接入电路，故连线如下图所示：
；
（2）闭合开关，发现电流表指针不动，说明电路存在断路的情况，其中用手按住开关后接通，说明可能是开关闭合时接触不良。
（3）电流表选小量程，分度值为0.02 A，电流表的示数为0.28 A，则小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（4）根据需要，需记录小灯泡两端的电压、通过小灯泡的电流，计算小灯泡的电功率，并观察灯泡的亮暗情况，所以设计的实验表格如下：
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡发光情况
【点拨】（1）随着小灯泡两端电压的升高，小灯泡的电阻会越来越大，所以小灯泡的I—U图像是一条曲线，原因是：温度对小灯泡的电阻有影响。
（2）本实验中多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值，所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
（3）在开始进行实验时，小的票可能不亮，可能的原因之一是滑动变阻器连入电路中的阻值太大，小灯泡的实际功率太小，不足以使小灯泡发光。
（4）小灯泡两端的电压无法达到调到额定电压的原因：电源电压过低或滑动变阻器的阻值太小。
对点练：（2021山东烟台）为了测量小灯泡的电功率及观察小灯泡的亮度变化情况，某小组选用了一只额定电压为3.8V的小灯泡，他们准备进行三次测量，加在小灯泡两端的电压分别为3.8V、4.5V和3V，连接的实物电路图如图所示。
（1）开始实验后，闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，发现小灯泡的亮度______（选填“变亮”、“变暗”或“不变”），电流表的示数_______，电压表的示数______（后两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小组成员根据观察到的现象检查发现有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，用笔画线代替导线画出正确的连线；
（3）正确连接电路后开始实验，实验所测数据如下表所示，则小灯泡的额定功率为______W；
电压表示数（V） 电流表示数（A） 小灯泡的实际功率（W） 小灯泡的发光情况
3.8 0.40 正常发光
4.5 0.42 1.89 校亮
3.0 0.38 1.14 较暗
（4）根据上表的实验数据以及小灯泡的发光情况，你有什么发现 _______
。
【答案】（1）变亮 变大 不变 （2）见解析 （3）1.52 （4）见解析。
【详解】（1）开始实验后，闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片时，变阻器连入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，由可知通过电路的电流变大，电流表的示数变大，灯泡变亮，电压表测量电源电压，电压表的示数不变。
（2）电压表测量电源电压是错误的，电压表和灯泡并联，测灯泡两端的电压，如图所示：
（3）由表中数据可知，当小灯泡两端的电压为3.8V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.40A=1.52W；
（4）由表中数据可知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，小灯泡的亮暗由实际功率决定。
二、特殊方法测小灯泡的电功率——缺少电流表（伏阻法）
只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，使通过小灯泡的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。
电路设计 实验步骤 表达式
已知U额、R0 （1）闭合S、S1，移动滑片，使电压表示数为U额； （2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数U1。
已知I额、R0 （1） 闭合S、S1，移动滑片，使电压表的读数I额R0； （2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。
已知U额、R0 （1）闭合S，调节R2的滑片到最左端，调节R1的阻值使电压表的示数为U额； （2）保持R1的位置不变，将R2的滑片调到最右端，读出电压表的示数U。
例题2　（2021山东德州节选）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，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】。
【解析】步骤①中闭合开关S，S1，断开S2，小灯泡、滑动变阻器、定值电阻R0串联，电压表测小灯泡两端电压，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，此时小灯泡正常发光；
步骤②中闭合开关S，断开S1，再闭合S2，小灯泡、滑动变阻器、定值电阻R0串联，电压表测小灯泡与定值电阻R0两端电压，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。此时小灯泡依然正常发光，根据串联分压可得到定值电阻R0两端电压U0=U-U额
此时电路电流就小灯泡正常发光时的电流，则小灯泡的额定功率。
【点拨】由于题目中只给出了电压表，所以应设法测量出小灯泡正常工作时的电流，而定值
电阻的阻值己知，若能测量出它两端的电压，就能求出它的电流，这时如果小灯泡和定值电
阻串联，则小灯泡的电流就是定值电阻的电流。因此我们设计构造串联电路，间接测小灯泡正常发光时的电流，便可以测量小灯泡的额定功率。
对点练：（2021辽宁鞍山节选）在“测量小灯泡电功率”的实验后，某同学设计了如图所示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，小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最________（填“左”或“右”）端，此时电压表的示数为7V。
③小灯泡的额定功率P额＝________W。
【答案】①6　　②左　　③0.9。
【解析】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，跟据串联电路电压的规律可得，R两端的电压UR=U－U'=9V-7V=2V，由分压原理可知，，所以变阻器滑片右边电阻的阻值，故在①中，小灯泡的额定电流为，则小灯泡的额定功率P额=ULIL=3V×0.3A=0.9W。
三、特殊方法测小灯泡的电功率——缺少电压表（安阻法）
只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，使小灯泡两端的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。
电路设计 实验步骤 表达式
已知 U额 （1）闭合S、S1，移动滑片，使电流表的示数为； （2）断开S2，闭合S1，读出电流表的示数I1。
已知I额、R0 （1）闭合S、S2，移动滑片，使电压表的读数I额； （2）断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。
　　　已知I额 （1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额； （2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱，当电流表示数为I额时，读出电阻箱连入电路中的电阻R。
已知I额、U （1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额； （2）保持滑片P位置不变，再闭合S2，读出电流表示数I。
例题3　（2021四川眉山节选）为测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
（1）断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为_______时，小灯泡恰好正常发光；
（2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I；
（3）推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝_______（用物理量U0、R0和I表示）。
【答案】 。
【解析】断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，定值电阻和灯泡并联，此时电流表测量定值电阻的电流，为了测量小灯泡的额定电压，故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表，为了测量额定功率，故需要灯泡为额定电压，故此时的电流为，故此时的电流为；保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I，此时灯泡和定值电阻仍然并联，电流表测干路电流，那么通过灯泡的额定电流为，故小灯泡的额定功率为。
【点拨】由于题目中只给出了电流表，所以应设法测量出小灯泡的额定电压，而定值电阻的阻值己知，若能测量出通过它的电流，就能求出它两端的电压，这时如果小灯泡和定值电
阻并联，则小灯泡的两端的电压就等于定值电阻两端的电压。因此我们设计构造并联电路，间接测小灯泡两端的电压，便可以测量小灯泡的额定功率。
对点练：（2021广西玉林节选）在“测量一个小灯泡电功率”的实验中，若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表，并设计了如图所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：
（1）闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I1；
（2）闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额；
（3）保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S1，断开S2，记下电流表的示数为I2；
（4）小灯泡额定功率的表达式为P额=___________（用I额、I1、I2和R0等符号表示）
【答案】。
【解析】（1）闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，此时只有定值电阻接入电路，电源电压U=I1R0；
（2）闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，小灯泡和滑动变阻器接入电路的总电阻；
（3）保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S1，断开S2，定值电阻和滑动变阻器接入电路的总电阻，滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）小灯泡正常发光时接入电路的电阻，小灯泡额定功率。
四、等效法测电功率
通过构造电路，使灯泡电阻与电阻箱或滑动变阻器的电阻相等，求出电阻箱或滑动变阻器的电阻，间接求出小灯泡的电阻，然后用公式P=I额2RL或计算小灯泡的额定电功率。
例题4 （2021内蒙古通辽）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中，另一组的同学设计了图所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0，请你将实验步骤补充完整。
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，________，使电压表示数仍为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，记下电压表的示数U2，则小灯泡额定功率表达式P额＝______（用U额、R0、U1、U2表示）。
【答案】调节R1 。
【解析】①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，灯正常光；
②保持变阻器R2的滑片位置不动，只闭合R1所在支路，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，根据等效法，此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小，即R1=RL；
③为求出此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻，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，小灯泡额定功率的表达式。
【点拨】本题中，之所以能用R1代替RL，就是因为当R2滑片不动时，小灯泡和R1分别与R2串联，当电压表示数相等时，小灯泡的阻值和R1的阻值相等，即为等效。在等效法中，常常使小灯泡正常发光，利用滑动变阻器或电阻箱间接测出小灯泡的电阻，但是效果一定要相等，效果相等常常表现在电流表或电压表示数相同，然后利用P额=I额2RL或计算出额定电功率。
对点练：（2021江苏泰州）小华利用电源（电压恒定且未知）、电流表、电阻箱（0999.9Ω）、铭牌不清楚的滑动变阻器、开关、单刀双掷开关各一个及导线若干，设计了如图所示电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率请你帮助小华补全实验方案：
①闭合开关S1，将开关S2拨至1，调节电阻箱R1，使______，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R；
②仍闭合开关S1，将开关S2拨至2，只调节R2，使电流表示数为I额；
③在步骤②的基础上，将R1阻值调为0，R2的滑片______（填滑动变阻器滑片的位置变化情况），并读出电流表示数为I；
④则小灯泡额定功率的表达式为：P=______（用已知量和所测物理量的符号表示）；
⑤实验后小华发现，电路中只需将______和______互换位置，可以更简单地测出小灯泡的额定功率。
【答案】电流表示数为I额 保持不动 R1 R2。
【解析】①闭合开关S1，将开关S2拨至1，调节电阻箱R1，使电流表示数为I额，读出此时电阻箱接入电路中的阻值为R，电源电压U=I额RL+I额R……①；
②仍闭合开关S1，将开关S2拨至2，只调节R2，使电流表示数为I额，灯泡正常工作的电阻RL=R2……②；
③在步骤②的基础上，将R1阻值调为0，R2的滑片位置保持不变，此时R2的阻值与灯泡正常工作时的阻值相同，读出电流表示数为I，电源电压U=IR2……③；
由①②③得，；
④因此灯泡额定功率为；
⑤将电阻箱R1、滑动变阻器R2交换位置，可测灯泡额定功率：闭合S1，将S2接1，调R2将电流表示数调为I额；将S2接2，只调R1，使电流表示数调为I额，根据等效替代，R1可读数，此时的阻值R1为灯泡正常发光时的阻值，额定功率为。
1、（2021山东威海）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。
（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想______是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想______是正确的。（两空均选填“①”“②”或“③”）
（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是：______、______。（填字母代号）
A．换最大阻值较小的滑动变阻器 B．串联定值电阻C．减少电池个数D．增加电池个数
【答案】（1）见解析 （2）② ① （3）1.14 （4）B C。
【详解】（1）采用伏安法测量灯泡的额定电功率，电压表与灯泡并联，测量灯泡的电压，电流表与灯泡串联，测量灯泡的电流。小灯泡额定电压为3.8V，故电压表的量程要选择0~15V；图中滑动变阻器滑片置于最左端，要使连入电路的阻值最大，则下端应连接右端接线柱。如图所示：
（2）移动滑片小灯泡始终不发光，电流表示数为零。若小灯泡短路，则电路中仍然有电流，故猜想②是错误的；进一步观察到电压表有示数，则说明滑动变阻器没有出现断路现象，因此是小灯泡的灯丝断了。
（3）从图乙中可以看出，电流表的量程选择0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为P=UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整。串联电路起到分压作用，可以串联定值电阻，和灯泡一起分压。也可以减少电池个数，减小电源电压，减小电路电流。
2、（2021湖北黄冈）在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）图甲是某小组连接的电路，其中有一根多余的导线，导致电路连接错误，请在这根导线上打“×”；
（2）拆除多余的导线后，正确操作，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ______W；
（3）图丙是根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流I与其两端电压U的关系图像，分析图像可知，当小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻为 ______Ω；当小灯泡两端电压升高时，其电阻的变化情况是 ______（选填正确选项前的字母）。
A．保持不变　　　　　　B．逐渐减小　　　　C．逐渐增大
【答案】（1）见解析　（2）0.7 （3）6 C。
【详解】（1）电流从电源正极依次经过开关、滑动变阻器、电流表以及灯泡回到电源负极，电压表并联在灯泡两端，根据实物图可知，滑动变阻器的左上接线柱与灯泡相连的导线错误，如下图所示：
（2）根据实物图和图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.28A，则灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（3）根据图丙可知，当小灯泡两端电压为1.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，所以由可知，此时小灯泡的阻值，小灯泡正常发光时的电阻
，由此可见，当小灯泡两端电压升高时，其电阻逐渐变大，故选C。
3、（2020辽宁营口节选）小辉同学准备测小灯泡的额定功率，检查实验器材时，发现缺少电压表，滑动变阻器均标有“20Ω 2A”字样，小灯泡的额定电流是0.25A，于是他利用现有的实验器材，设计了如图所示的电路图。请你帮助小辉完成实验：
①闭合开关S1，开关S2接b，R2阻值调到最大处，R1阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A；
②将R1阻值调到最大，闭合开关S1，开关S2接a，__ ____，小灯泡正常发光；
③保持R1接入电路的阻值不变，闭合开关S1，开关S2接b，R2滑片仍在阻值最大处，此时电流表的示数为0.2A，则小灯泡额定功率P额=___ ___W。
【答案】调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.25A 0.875
【解析】②将R1阻值调到最大，闭合开关S1，开关S2接a，要使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.25A。
③闭合开关S1，开关S2接b，R2滑片仍在阻值最大处，R1阻值调到0，此时电流表的示数为0.3A，电路为R2得简单电路，电源电压为U=I1R2max=0.3A×20Ω=6V，根据步骤③可得0.2A×20Ω+0.2A×R1=6V，解得R1=10Ω，又小灯泡的额定电流是IL=0.25A，根据步骤②可得0.25A×RL+0.25A×10Ω=6V，解得RL=14Ω，小灯泡额定功率P额=IL2RL=（0.25A）2×14Ω=0.875W。
4、(2021黑龙江齐齐哈尔)小君同学想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，利用电源、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、开关和导线，设计了如图所示的电路。已知电源电压恒为U（U>U额），请你完成下面的实验步骤：
（1）闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______ ；
（2）闭合开关______，断开开关______（填写S、S1、S2），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
（3）小灯泡额定功率的表达式为P额=______。
【答案】（1）U-U额 （2）S、S2 S1 （3）。
【解析】（1）闭合开关S、S1，断开开关S2，灯L、R0、滑动变阻器R三者串联，此时电压表测R0和滑动变阻器串联的总电压，根据串联电路电压的特点，调节滑动变阻器使电压表的示数为U′=U-U额此时小灯泡正常发光；
（2）要测小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压U额，还需要测定小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，可先测通过R0的电流，通过闭合开关S、S2，断开开关S1，此时电压表测R0两端电压示数为U1；
则通过R0的电流为，由于串联电路电路处处相等，则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小，根据P=UI，可得小灯泡的额定功率P额=U额I=。
5、（2021江苏建邺二模节选）小明利用实验室提供的器材：学生电源、三个定值电阻（R1=5Ω、R2=15Ω、R3=25Ω）、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器R4和最大阻值为999Ω的电阻箱R5等。小华利用R4、R5及R1、R2、R3中的某一个定值电阻，设计图所示的电路测出了小灯泡L的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，电阻约为8Ω。
①闭合开关S、S1，调节电阻箱R5的示数为0，调节滑动变阻器R4的滑片P，使电压表示数为U额；
②闭合开关S、S2，保持___________不变，调节___________，使电压表示数为U额，读出此时电阻箱R5的示数为R′；
③根据以上测量可知：图中选用定值电阻为___________（选填“R1”、“R2”或“R3”）；小灯泡L的额定功率P额=___________（用字母表示）。
【答案】②滑动变阻器的滑片 电阻箱 ③ R1 。
【解析】闭合开关S、S1，调节电阻箱R5的示数为0，灯泡与R4串联，调节滑动变阻器R4的滑片P，使电压表示数为U额；闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片P的位置不变，滑动变阻器的阻值不变，为读出此时电阻箱R5的示数为R′，所以应应该调节电阻箱，使电压表示数为U额，此时定值电阻和电阻箱的总阻值等于小灯泡的阻值，而小灯泡电阻约为8Ω，则定值电阻肯定小于8Ω，故选择R1；由以上分析可知，小灯泡L的电阻为R1+R′，小灯泡的额定电功率为。
6、（2020四川雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）；
（2）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_____W；
实验次数物理量 1 2 3 4 5
电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而____（选填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”“额定电压”或“实际电压”）决定。
（4）完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“015V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V ；
②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1，拨至“2”读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P额=______（用U额、U0、R0表示）。若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）见解析 （2）1.05 （3）增大 实际电压 （4）①5.5 ③ 偏小
【解析】（1）由电路图知，电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，由P=UI可得灯泡正常发光电流约为，所以电流表选择00.6A量程，由此连接实物如图所示：
；
（2）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，电流表使用00.6A量程，分度值0.02A，此时通过的电流为0.42A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.42A=1.05W；
（3）由表中数据知，小灯泡工作时，灯泡两端实际电压越大，通过它的电流也越大，由P=UI知灯泡的实际功率越大，即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。
（4）用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率，所用电压表量程为0 15V，要测量该小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V。
①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的总电压，调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电压表的示数UV=U U额=8V 2.5V=5.5V；②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流；③则小灯泡的额定功率；在实验步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压变大，R0和灯泡分得的电压都会变小，由知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。
7、（2021江西省)【实验名称】测量小灯泡的电功率
【实验器材】额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约10Ω）、电压为6V的电源、电流表、电压表、滑动变阻器（50Ω 5A）、开关、导线若干。
【实验步骤】
（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变器连入电路时阻值最大）；
（2）电路连接时开关应______ 。小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该______ ；
（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如表，则小灯泡的额定功率为______ W；当小灯泡两端电压为1.5V时，小灯泡的亮度______ （选填“正常”“较暗”或“较亮”）。
实验次数 电压U/V 电流I/A 小灯泡亮度 电功率P/W
1 2.5 0.30
2 1.5 0.22
3 3.0 0.32
【拓展】好学的小明同学又向老师要了一个R 0=20Ω的定值电阻，用来替换电路中的电流表。替换后电路如图乙所示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；
（2）保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，只断开a接点，改接到c接点上，测定值电阻R0两端的电压U0；
（3）计算小灯泡的额定功率。
仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是：①______； ②______。
【答案】（1）见解析 （2）断开 移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 （3）0.75 较暗 【拓展】①灯泡两端的电压不能达到额定电压 ②电压表正、负接线柱接反了。
【解析】（1）灯泡的额定电流约为，则电流表的量程为00.6A，
要使滑动变器连入电路时阻值最大，接线柱B必须接入电路中，用导线把电流表“0.6”接线柱与变阻器B接线柱连接即可，如下图所示：
（2）为保护电路，电路连接时开关应断开；闭合开关前，滑片置于阻值最大处，闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电路不存在断路，滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻很大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，可能不足以引起灯泡发光，所以，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；
（3）由表格数据可知，灯泡两端的电压UL=2.5V时，通过的电流IL=0.30A，则灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.30A=0.75W；当灯泡两端电压UL′=1.5V时，通过的电流IL′=0.22A，则灯泡的实际功率PL=UL′×IL′=1.5V×0.22A=0.33W，由PL>PL′可知，当小灯泡两端电压为1.5V 时，小灯泡的亮度较暗.
【拓展】灯泡正常发光时的电阻，图乙中，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，灯泡两端的电压最大，此时电路中的电流,此时灯泡两端的电压UL′′=I大RL=0.21A×8.3Ω≈1.8V<2.5V,所以灯泡两端的电压不能达到额定电压；
②保持滑片位置不变，电压表所接的b接点不动，只断开a接点，改接到c接点上，会造成电压表正负接线柱反接，不能测定值电阻R0两端的电压。
8、（2021江苏宿迁）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω 1.5A”的R1和规格为“20Ω 1A”的Rx。
（1）为了完成实验，选择滑动变器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接。请用笔画线代替导线，将电路连接完整，并指出连接电路时的错误之处_______；
（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表______；
（3）更新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2，为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器Rx替换电路中的R1，其目的是______；
（4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路。请你帮他补全实验步骤：
①滑动变器______调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点______，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额；
②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2，则灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。
【答案】（1）见解析 开关未断开（2）断路 （3）使L2正常发光 （4）R1 2 。
【详解】（1）将电压表并联在灯泡两端，小灯泡的额定电压为3.8V，所以选择大量程，如图所示：
由图可知，连接电路时开关是闭合的，为保护电路，连接电路时，应断开开关。
（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，则电路可能发生断路，用导线连接电流表两端，灯泡发光，电路接通，说明电流表断路。
（3）L2额定电压为2.5V，正常发光时阻值约为8Ω，电源的电压恒为6V，L2正常发光时，滑动变阻器两端的电压为UR=U-UL=6V-2.5V=3.5V，由串联电路的分压规律可得滑动变阻器连入电路中的阻值，因此为使L2正常发光，需用滑动变阻器Rx替换电路中的R1。
（4）由图可知，需将滑动变阻器R1调到最大值为10Ω，相当于定值电阻，闭合开关S，将S1拨向触点2触点，灯泡、滑动变阻器R1与滑动变阻器R2串联，电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R2，使电压表的示数为U额，灯泡正常发光。再将开关S1拨向触点1，电路的连接方式不变，灯泡仍正常发光，此时电压表测灯泡和R1的总电压，则R1两端的电压为UR1=U-U额，由欧姆定律可得通过R1的电流即灯泡正常发光时的电流，则灯泡L2的额定功率为，即L2的额定功率表达式为。

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