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一、探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理：P＝UI
实验电路图：如图
实验结论：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
实验有关注意事项：
①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置；
②滑动变阻器的作用：用于调节小灯泡两端的电压，使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程，一般遵循“能小则小”的原则；
④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；
⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)；
⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)；
⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)；
⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)。
二、探究电功率与电流的关系
实验方案:如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果:在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
(2)研究电功率与电压的关系
实验方案:如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度(亮度反映实际功率的大小)。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果:在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
三、伏安法测量电功率
用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，再根据公式P=UI间接求出用电器的电功率，这种方法叫做伏安法。
(2 )实验器材:常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只,开关1只，电池组(总电压高于小灯泡的额定电压)1只，导线若干。
(3)过程和步骤:
①按正确的电路图连接电路。
②调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压。读出此时两只电表的示数，并记录在下表中。
③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出两只电表的示数，并记录在下表中。
④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8。观察小灯泡的亮度变化(相对于额定电压下的亮度)，读出两只电表的示数，并记录在下表中。
⑤计算出三种情况下小灯泡的电功率;分析小灯泡的亮度和实际功率的关系。
序号 电压 电流 电功率 小灯泡的亮度变化
1
2
3
例1、小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。
（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为________V。接下来调节滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动，直至小灯泡正常发光。
例2、在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω），电源电压恒为6V。
（1）按图甲所示连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向________（填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________ W。
（2）若在实验中电流表损坏了，为了测出小灯泡的额定功率，同学们增加了一个R0=10Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：
①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；
②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0。通过计算就可得到小灯泡的额定功率。 请指出该设计方案中存在的两处不合理之处：________。
例3、为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3V的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如下表：
实验序号 U/V I/A P/W
1 2.0 0.18 0.36
2 2.5 0.50
3 3.0 0.22 0.66
（1）完成实验2后，要想获得实验3的数据，则实验中滑片P的移动情况是________。
（2）请分析表中数据，确定小灯泡正常发光时电流表的示数，并在图乙中画出此时电流表指针位置。
（3）在滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是________。
1.研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5
电流（A） 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
电压（V） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
R0的电功率（W） 0.10 0.225 0.40 0.625 0.90
（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向________（选填“左”或“右”）移动到适当位置；
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：
A.定值电阻的电功率与电流成正比
B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为________瓦；
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是________。
2.小明同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b、c、d四根导线有一根断了，则该导线是________。
（2）排除故障后，实验中小明同学移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向________（选填“左”或“右”）端适当移动。
（3）按正确的步骤进行实验，小明进行了三次重复实验，每次电压表的示数均为2.5V，电流表的示数分别为0.30A、0.30A、0.32A，则小灯泡的额定功率为________。（答案保留小数点后两位）
（4）完成实验后，老师告诉同学们，电压表的内阻很大，它并联在电路中时，有极小的电流通过电压表，可以忽略不计。假如考虑了电压表的影响，则测量的小灯泡额定功率比小灯泡真实的额定功率________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
3.图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，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________。
（2）排除故障闭合开关，小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I﹣U 图象（图乙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
（3）进一步分析图象可知，随着电压表示数增大，电流表与电压表的示数比值________，（填“变大”、“变小”或“不变”）造成这一现象的原因可能是________。
（4）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”，得到如图丙所示的电流随电阻变化的图像，则滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。
4.某同学想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率，电源电压为6V且恒定。
（1）检查器材时，该同学发现电压表存在如图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊不清。出现指针位置不对的原因是________。
（2）该同学认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率，他进行了如下操作：
①解决指针问题后，按规范步骤连接的部分电路图乙，请你用笔画线代替导线帮他连接完整________。
②连接好电路并检查无误后，闭合开关。在移动变阻器滑片时，眼睛要注视________的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，电压表示数从2.0V开始增大。
（3）该同学根据实验数据计算如下：
该同学的同桌发现步骤b的结果有错，请你指出错误的原因：________。灯泡的额定功率是？（写出计算过程）.
5.小乐通过实验测量标有“2.5V” 字样的小灯泡的额定功率，回答问题：
（1）.小乐按图甲所示电路图连接电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，可得小灯泡的额定功率为 W．
（2）.小乐在实验中发现电流表损坏了，但她认为不使用电流表也能完成实验，于是她又向老师要了1个阻值为R的定值电阻和2个开关，重新设计了如图丙所示的电路，正确连接电路后的实验步骤是：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变， ，记下电压表示数U1；
③小灯泡的额定功率P= 。(写出字母表达式， 用灯泡额定电压U0及R0、U1表示)
6.小胡晴霞按照如图所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2.5V的灯泡的电功率，部分实验数据和现象如下表。
实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度
1 1 0.2 较暗
2 2.5 / 正常发光
3 6 几乎为0 不发光
（1）分析表中实验数据可知，所用电源电压约为________ V。
（2）若小胡晴霞手边有A“1.5A 50Ω”和B“2.0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，上面实验中他所选的滑动变阻器为________。
（3）完成上述实验后，小胡晴霞向老师要了一个变阻箱和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图所示的电路，也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2，移动滑片调整到R0，使电压表的示数为2.5V；
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）。
1.小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡1（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；
（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为________（填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；
（3）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，原因可能是________。
（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________；
（5）小华打算增加一个阻值为150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，图丙、图丁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.丙方案能，丁方案不能 D.丙方案不能，丁方案能
2.小科开展了课外探究活动：串联电路中，滑动变阻器电功率与其接入电路电阻的关系。
[建立猜想]猜想1：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大；
猜想2：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小；
猜想3；滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。
[进行实验]将5欧的定值电阻R0、"10Ω3A" 的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源，数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。
（1）图甲中电压表测 ________两端的电压；
（2）实验中，将滑动变阻器滑片向________移动(填“左"或“右”)，电流表示数变小；
（3）实验中，R分别取0欧、1欧……欧接入电路，观察记录并处理数据得到下表。请将表中缺失的数据补充完整。
R阻值/欧 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电流/安 3.00 2.50 2.14 1.88 1.67 1.50 1.36 1.24 1.14 1.06 1.00
电压/伏 0.00 2.50 4.28 5.64 6.68 7.50 8.16 8.68 9.12 9.54 10.00
电功率/瓦 0.00 6.25 9.16 10.06 11.16 ________ 11.10 10.76 10.40 10.11 10.00
（4）[得出结论]根据实验数据作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙)，小科得出结论：猜想3成立，且当R=R2时，滑动变阻器的电功率最大。
[交流评价]小科只通过，上述探究得出实验结论可靠吗？并说明理由 ________ 。
3.某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3．8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0．6A，0~3A)、电压表(0~3V，0~15V)、滑动变阻器(“20Ω 1A”)、开关各一只，导线若干。
（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3．8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________瓦；
（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0~15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0~3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：
步骤一：按图甲电路先将电压表（0~3V)接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏，断开开关，拆下电压表；
步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在________两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移动，直到电压表示数为________伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。
反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。
4.小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。
（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮)
（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。________
（3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少
（4）图丙阴影部分的面积表示________。
5.测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V) 、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是 (选填字母代号) 。
A.检查灯泡是否断路 B.检查灯泡是否短路
C.检查开关接触是否良好D.移动滑动变阻器的滑片
（3）根据上述电路完成实验后，另有同学设计了如图乙所示的电路，也测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。已知电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额=________(用I额、I1、I2、R表示)。
参考答案
例1、（1）
（2）2.30；B
【解析】（1）根据甲图确定电路的串并联关系，注意电表的量程和接线柱的选择，以及变阻器接线“一上一下”。
（2）根据丙图确定电压表的量程和分度值，然后读出电压表的示数。将电压表的示数与额定电压2.5V比较，确定电压表的示数增大还是减小，然后根据U=IR确定电流表的示数变化，再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。因为2.5V<3V，所以电压表选择0~3V的量程，它的“3”接线柱已经与灯泡右端相连，只需将“-”接线柱与灯泡左端相连即可，如下图所示：
（2）根据丙图可知，电压表量程0~3V，分度值为0.1V，示数为2.3V。因为2.3V<2.5V，所以电压表的示数要增大，根据U=IR可知，电流表的示数要增大，而变阻器的阻值要减小，则：调节滑动变阻器的滑片向B端移动，直至小灯泡正常发光。
例2、（1）左；1.25
（2）电压表a点改接到c点时电压表的正负接线柱接反了； 无论怎样调节滑片，电压表示数都达不到小灯泡的额定电压
【解析】（1）此时灯泡的实际电压低于额定电压，为了测量灯泡的额定功率，就必须增大电压表的示数。根据U总=UL+U变可知，此时电压表的示数要减小；根据串联电路电压与电阻成正比可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向左移动。
根据乙图确定电流表的量程和分度值，然后读出灯泡的额定电流，最后根据P额=U额I额计算额定功率。
（2）注意电压表正负接线柱的连接情况；根据欧姆定律计算出变阻器的阻值为零时灯泡两端的实际电压，与额定电压比较，从而确定灯泡的电压是否能够达到额定电压即可。
【解答】（1）按图甲所示连接电路，闭合开关，移动滑动变左端移动。根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.5A，灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W。
（2）a.根据丙图可知，电压表的a接线柱与负极相连，应该为“-”接线柱；如果改接到c点，那么就与电源正极相连，指针会反向偏转，造成损坏；
b.当变阻器的阻值为零时，灯泡与R0串联，此时通过电路的电流：；
那么灯泡的最大电压为：UL=ILRL=0.4A×5Ω=2V<2.5V；
因此无论怎样调节滑片，电压表的示数都达不到灯泡的额定电压。
例3、（1）滑片P移至最左端
（2）
（3）先增大后减小至零
【解析】（1）根据表格确定电压表的示数变化方向，然后根据U=IR分析电流表的示数变化方向，再根据“电流与电阻的反比关系”确定电阻的变化方向，从而确定滑片的移动方向。
（2）根据乙图确定电流表的量程和分度值，然后根据电流值确定指针的位置；
（3）根据P变=P总-PL分析变阻器的电功率大小变化。
【解答】（1）根据表格可知，要获得实验3的数据，电压表的示数要增大，根据U=IR可知，通过电路的电流要增大，根据“电流与电阻的反比关系”可知，电路的总电阻要减小；根据R总=R变+RL可知，变阻器的阻值要减小，即滑片向左移动到最左端。
（2）灯泡正常发光时，通过灯泡的额定电流为：
根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的指针应该对准0.2，如下图所示：
（3）根据图丙可知，当电流相等时，图像的纵坐标表示对应的总功率和灯泡的功率，根据P变=P总-PL可知，两个点之间的纵坐标的差就是对应的变阻器的电功率。因为这个差值先变大后变小到零，所以滑动变阻器的功率变化为：先变大后减小到零。
1.（1）左（2）B（3）0.3（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据表格确定电流的大小变化，再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
（2）将表格中第1、3组数据比较，确定定值电阻的电功率与电流的变化关系。
（3）首先根据U2=U总-U1计算变阻器两端的电压，再根据P2=U2I2计算变阻器的功率；
（4）根据P总=P1+P2分析。
【解答】（1）根据表格可知，从第3次到第4次时，电流从0.2A到0.25A，此时电流变大，那么变阻器的阻值变小，则滑片P向左移动到适当位置。
（2）比较第1和3组数据可知，电流增大到原来的：0.2A÷0.1A=2倍，而定值电阻的电功率增大到原来的：0.4W÷0.1W=4=22倍，因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比，故选B。
（3）当定值电阻两端的电压为1.0V时，
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V；
此时变阻器的电功率为：P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W；
（4）A点的横坐标代表总功率，A'点的横坐标代表R1的电功率，根据P总=P1+P2可知，AA'就是滑动变阻器的电功率。
2.（1）c （2）左 （3）0.77W （4）偏大
【解析】（1）闭合开关后，灯泡发光，说明灯泡的两个接线柱与电源两极之间连接正常。电压表的示数为零，应该是它的两根导线没有接好。因为b导线是电流的必经之路，所以断掉的导线只能是a。
（2）首先根据乙图读出电压表的示数，然后与额定电压相比，判断电压表的示数变化方向，进而确定电流的大小变化，然后根据电流变化确定变阻器的阻值变化，最终确定滑片的移动方向。
（3）将三个额定电流求出平均值，然后根据P=UI计算出灯泡的额定功率；
（4）首先根据并联电流规律判断通过灯泡的电流的大小变化，然后根据P=UI确定灯泡功率的变化。
【解答】（1）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b、c、d四根导线有一根断了，则该导线是c。、
（2）根据乙图可知，电压表选择量程0~3V，分度值为0.1V，那么示数为2.2V<2.5V。如果要测量灯泡的额定功率，那么电压表的示数要增大，根据U=IR可知，通过电路的电流要增大，那么变阻器的阻值要变小，即滑片向左移动。
（3）小灯泡的额定电流：； 那么灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.31A=0.77W。
（4）根据并联电路电流规律I总=I1+I2可知，如果考虑电压表的影响，那么通过灯泡的电流会偏大，根据P=UI可知，测量的灯泡的额定功率比小灯泡的真实的额定功率偏大。
3.（1）灯泡断路 （2）0.5 （3）变小；灯丝的电阻随温度的升高而增大 （4）21
【解析】（1）在测量小灯泡电功率的实验中，如果灯泡断路，那么电压表串联在电路中。由于它的内阻很大，因此电流会很小，因此电流表几乎无示数。在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，因此电压表的示数非常接近电源电压，即示数较大。
（2）根据图乙确定灯泡电压为2.5V时对应的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（3）根据灯丝电阻随温度变化的规律分析解答。
（4）在实验过程中，要始终保持电阻两端的电压不变，因此变阻器两端的电压也不变。根据串联电路电压与电阻成正比可知，定值电阻的阻值越大，变阻器的接入电阻越大，因此计算出定值电阻为15Ω时变阻器接入的电阻值即可。
【解答】（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是灯泡断路。
（2）根据图乙可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.2A，因此灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（3）根据图乙可知，电流随电压变化的图像越来越靠近横轴，即电压和电流的比值越来越小，那么原因是：灯丝的电阻随温度的升高而增大。
（4）根据丙图可知，电压表的示数保持：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
变阻器两端的电压为：U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V；
根据串联电路电压与电阻成正比得到：；解得：R变=21Ω。
4.（1）电压表未调零
（2）；电流表
（3）灯泡的电阻会随温度的改变而改变 0.875W
【解析】（1）在使用电流表前，指针一定要指零，否则会对测量的结果产生影响。如果指针不指零，那么就要进行调整。
（2）①在测灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其他的元件都是串联，要注意电表的量程和接线柱的选择，变阻器接线注意“一上一下”；
②当通过灯泡的电流等于额定电流时，灯泡正常发光；
（3）灯丝的电阻不是定值，而是随温度的升高而增大。当滑片在变阻器的最左边时，变阻器全部使用，首先根据U变=U总-UL计算出变阻器的电压，再根据计算出变阻器的最大阻值。当电流为0.25A时，首先根据计算出此时的总电阻，再根据RL'=R总'-R变'计算出此时灯泡的电阻，最后根据计算灯泡的额定功率。
【解答】（1）检查器材时，该同学发现电压表存在如图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊不清，出现指针位置不对的原因是电压表未调零。
（2）①根据实物图可知，灯泡应该与电流表串联，由于额定电流为0.25A<0.6A，所以电流表选择0-0.6A的接线柱，只需将灯泡的右端与电流表上“0.6”的接线柱相连即可，如下图所示：
②连接好电路并检查无误后，闭合开关。在移动变阻器滑片时，眼睛要注视电流表的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，电压表示数从2.0V开始增大。
（3）该同学的同桌发现步骤b的结果有错，错误的原因：灯泡的电阻会随温度的改变而改变 。
当滑片在变阻器的最左边时，变阻器全部使用，
变阻器的电压U变=U总-UL=6V-2.0V=4V；
变阻器的电阻；
当电流为0.25A时，
总电阻；
此时灯泡的电阻RL'=R总'-R变'=24Ω-10Ω=14Ω；
灯泡的额定功率。
5.（1）0.75
（2）闭合开关S、S2，断开S1(合理即可)；
【解析】（1）根据乙图确定电流表的量程和分度值，然后读出灯泡的额定电流，最后根据P=UI计算灯泡的额定功率。
（2）在串联电路中，各处电流都相等，即，只要测出灯泡正常发光时定值电阻R0两端的电压即可，关键是开关切换时，保证灯泡与定值电阻始终处于串联状态，据此分析解答。
【解答】（1）根据乙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（2）①闭合开关S、S1，断开S2，此时电压表测灯泡两端的电压。移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数U0=2.5V；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，此时电压表测灯泡与R0的总电压，记下电压表示数U1；
③通过灯泡的额定电流为：；
小灯泡的额定功率P0=U0I0=。
6.（1）6
（2）A
（3）闭合S1，将S2拔到1；2.5V×
【解析】（1）根据电路图可知，当灯泡断路时，电压表串联在电路中。根据串联电路电压与电阻成正比可知，电压表的内阻很大，所以它的示数接近电源电压；
（2）当电流最小时，电路中的电阻最大，根据表格计算出此时的变阻器接入的阻值即可；
（3）测量灯泡的额定功率，关键是测量灯泡在额定电压下的电流。将一个定值电阻R0与灯泡串联，二者的电流相等，因此只要灯泡正常发光时，通过R0的电流就是灯泡的额定电流。首先让电压表与灯泡并联，调节变阻器，使其示数等于2.5V，此时灯泡正常发光。再让电压表测灯泡和R0的总电压，二者电压之差就是R0的电压，那么灯泡的额定电流，最后根据功率的计算式计算即可。
【解答】（1）根据表格可知，当电流表的示数为0时，电压表的示数为6V，那么电源电压等于电压表的示数6V。
（2）根据表格可知，最小电流为0.2A，电压表的示数为1V，
那么变阻器的阻值为：；
则选用的变阻器为“1.5A 50Ω”。
（3）①闭合开关S1，将S2拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；
②闭合S1，将S2拔到1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③R0两端的电压U0=U-2.5V；
通过灯泡的额定电流：；
灯泡的额定功率： P额= U额I额=2.5V×。
1.（1）
（2）R2
（3）灯泡（或电压表）短路
（4）0.625；小灯泡的电阻受温度的影响
（5）B
【解析】（1）电压表应与小灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V ，电压表选用0~3V量程；电流表应串联在电路中，灯丝电阻约为10Ω，灯泡正常发光时电路中电流约为0.25A， 应选用0~0.6A量程，连接电路图
（2）实验时，滑动变阻器应分得的电压U滑＝U－U额＝6V－2.5V＝3.5V，
灯泡正常发光时电路中电流的为I＝0.25A ，变阻器的阻值至少为14，即应选用滑动变阻器R2（50Ω 0.5A）；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路为通路，根据小灯泡始终不发光，电压表无示数，可能是 灯泡或电压表短路，电流没有通过灯泡和电压表；
（4）由图象可知，灯泡两端的电压为U额＝2.5V时，通过的电流为I＝0.25A，灯泡的额定功率：P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W ；灯泡电阻受温度的影响，所以灯丝的电阻是变化的；
（5）图丙中 , 无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光 , 此方案不能测定小灯泡的额定电功率; 图丁中, R0、小灯泡、变阻器三者串联，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为额定电压，所以两种方案都不能测出小灯的额定电功率，B符合题意 。
2.（1）滑动变阻器(或R) （2）右 （3）11.25
（4）不可靠，没有换用不同的R0，进行多次实验，无法得出普遍规律(或没有换用不同的R，进行多次实验，无法得出普遍规律；或在滑动变阻器电阻为4Ω-6Ω之间没有用更多的阻值进行实验)
【解析】（1）电压表与哪个用电器并联，它就测哪个用电器的电压；
（2）根据“电流与电阻的反比关系”分析变阻器阻值变化，再根据变阻器的接线情况确定滑片的移动方向；
（3）根据公式P=UI计算电功率的值；
（4）在科学研究中，往往需要多次完成实验，从而收集多组实验数据，这样才能保证得到的结论更客观，公正，具有普遍意义。
【解答】（1）根据图甲可知，电压表与变阻器并联，所以电压表测滑动变阻器的电压。
（2）电流表的示数变小，根据“电流与电阻的反比关系”可知，变阻器的阻值变大。根据图甲可知，此时滑片向右移动。
（3）表中缺失的电功率为：P=UI=7.5V×1.5A=11.25W。
（4）小科只通过上述探究得出实验结论不可靠，理由为：没有换用不同的R0，进行多次实验，无法得出普遍规律(或没有换用不同的R，进行多次实验，无法得出普遍规律；或在滑动变阻器电阻为4Ω-6Ω之间没有用更多的阻值进行实验)。
3.（1）1.52 （2）滑动变阻器；左；2.2
【解析】（1）根据乙图读出灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（2）当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为3.8V，此时变阻器两端的电压U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V<3V。既然电压表的0~15V的量程损坏，那么不妨将电压表与变阻器并联，当它的示数为2.2V时，小灯泡正常发光，据此分析解答。
【解答】（1）根据乙图可知，电流表选择的量程是0~0.6A，分度值为0.02A，那么灯泡的额定电流为0.4A，因此灯泡的额定功率为：PL=ULIL=3.8V×0.4A=1.52W；
（2）步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在滑动变阻器两端；
步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片直到电压表示数为：U变=U总-UL=6V-3.8V=2.2V；
因为原来电压表的示数为3V，要变为2.2V，因此变阻器的电压变小，根据串联电路电压与电阻成正比的规律可知，变阻器的阻值应该变小，即滑片向左移动。
4.（1）
（2）通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越 小。
（3）U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
（4）滑动变阻器的电功率
【解析】（1）根据图甲确定电路的串并联关系，主要电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）根据丙图中a图像的形状，分析通过灯泡电流与电压的关系；
（3）当变阻器的阻值最大时，通过灯泡的电流最小。首先根据U滑=IR滑计算出变阻器两端的电压，再根据U灯=U-U滑计算出电压表的示数。
（4）根据P=UI分析即可。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。
①电压表的“-”接线柱已经与灯泡左端相连，只需将“3”接线柱与灯泡右端接线柱相连即可；
②变阻器与开关串联，只需将它右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可，如下图所示：
（2）根据图丙可知，图像a总体是上升的，但是上升的速度越来越慢，则得到结论：通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，但增加相同的电压，电流的增加值越来越小。
（3）变阻器两端的电压：U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V；
灯泡两端的电压：U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。
（4）根据图丙可知，图像a上某点的横坐标就是灯泡的电压，则长方形阴影的宽就是电源电压与灯泡电压之差，根据U总=U+U变可知，长方形阴影的宽就是变阻器的电压。长方形阴影的长就是图像a上某点的纵坐标，也就是通过变阻器的电流。根据P=UI结合长方形的面积公式s=长×宽可知，阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
5.（1）如图所示
（2）D
（3）
【解析】（1）根据甲图确定串并联关系，注意电表的量程和接线柱的选择，还要注意变阻器接线“一上一下”。
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而损坏用电器，变阻器的滑片要调到阻值最大的地方，因此闭合开关后，灯泡不亮，但是电流表和电压表都有示数，可能是变阻器的阻值太大造成的，接下来要做的就是移动滑片，减小变阻器的阻值，观察灯泡是否发光，据此分析判断；
（3）在②③中，当电流表的示数都为I额时，此时变阻器R2的阻值与灯泡正常发光时的电阻相同，只要想办法测出此时R2的阻值即可。在第④步中，根据U总=I总R总列出两个方程，计算出R2接入的阻值，最后根据P=I2R计算出灯泡的额定功率即可。
【解答】（1）在测量灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。根据甲图可知，只需将开关与灯泡相连的导线从开关上断开，然后改接在电源负极上即可，如下图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器的滑片，故选D。
（3）只闭合开关S1，此时灯泡与R1串联。移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
只闭合开关S2，此时变阻器R2与R1串联。保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
根据可知，此时总电阻相等，那么此时灯泡的电阻与变阻器R2接入的阻值相等。
保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，此时只有变阻器R2，电流表的示数为I1；
根据U总=I总R总可知，U总=I1R2 ①
再将R1的滑片移到最右端，此时R1与R2串联，电流表的示数为I2。
根据U总=I总R总可知，U总=I2（R1+R2） ②
①②联立解得： ；
根据 P=I2R得到，灯泡的额定功率为：。
2022-2023学年上学期浙教版科学九年级“精讲精练”讲义（十七）
测定小灯泡的电功率
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