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实验17 测量小灯泡的电功率
知识点一、用电流表、电压表测量小灯泡电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理和方法 （1）原理：P=UI。 （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率。
实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线
实验电路图和实物图 甲 乙
实验步骤 （1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）。 （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）。 （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中。 （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。 （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。
实验数据记录表 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4较暗33.00.280.84较亮
分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。
实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W。 当U实U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。
2.实验注意事项
选择器材 电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作为电源。
（1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。 ①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程； ②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。 （2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。 ①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的路程略大于额定电流即可； ②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。 ③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。
滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。
连接电路 （1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。 （2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出。 （3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。
操作细节 （1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数。 （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡。 （3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材。 （4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值无任何意义。
知识点二、伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
灯泡不亮 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数 （1）滑动变阻器接成定值电阻；（2）滑动变阻器滑片在阻值最大处还为调节；（3）电源电压过低
闭合开关，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 （1）电流表、电压表位置互换了； （2）灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良；
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路
电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 （1）电流表或电压表的量程过大；（2）电源电压太低；（3）滑动变阻器接入电路的阻值过大
闭合开关，电流表或电压表指针反向偏转 电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了
闭合开关，电流表或电压表指针的偏转角度超过电表的量程 （1）电流表或电压表量程选择过小；（2）电路中出现短路；（3）滑动变阻器接入电路中的阻值太小
开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时，开关一直处于闭合
滑动变阻器问题 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化 滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱
闭合开关，无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡额定电压 电源电压过低
无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于灯泡的额定电压 （1）电源电压过高；（2）选用滑动变阻器最大阻值过小
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置，导致灯泡两端电压过高，灯泡灯丝熔断
（2023 上海）小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍）、滑动变阻器两个分别标有A“10Ω，2A”、B“20Ω，2A”字样、待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在电路中。移动滑片，又进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
物理量 实验序号 电压U（伏） 电流I（安） U/I（伏/安）
1 3.0 0.18
2 2.5 0.26
3 5
①测定小灯泡电功率的实验原理是 。
②请通过以上信息判断小海同学所选滑动变阻器为 。
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
【解答】解：①测定小灯泡电功率的实验原理是：P＝UI。
②根据表格中的数据分析可知：电路中的电流越大，电压表的示数越小，所以电压表并联在滑动变阻器两端，电源电压为2V的整数倍，小灯泡的额定电压是2.5V，所以实验时电源电压为4V，当滑动变阻器最大时，电压表示数最大，电流最小，此时滑动变阻器的最大电阻为：；所以滑动变阻器应该选择B。
③当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为5Ω，此时滑动变阻器两端的电压为4V﹣2.5V＝1.5V，电路中的电流为：；
此时灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，对应的电流为0.3A，
所以小灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W。
故答案为：①P＝UI；②B；③当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，对应的电流为0.3A，所以小灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W。
（2023 内蒙古）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供选择。
（1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗。
（2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 。
（3）排除故障后，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 V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
【解答】解：（1）灯泡正常发光时的电压UL＝2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
IL0.25A＞0.2A；
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
由欧姆定律I，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为：R滑14Ω＞10Ω，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2；
滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，灯泡变暗，表明电路中的电流减小，电路的总电阻变大，滑动变阻器电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路现象，电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，出现故障的原因可能是灯泡断路；
（3）P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V，因2.2V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A端移动，直到电压表示数为额定电压；
根据图丙信息，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是：
P＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案为：（1）R2；见解答；（2）灯泡断路；（3）2.2；A；0.5。
（2023 襄阳）根据你学过的电学知识将下列实验补充完整。
（1）在按电路图连接实物电路时，开关应该处于 状态；某次实验时电流表示数如图甲所示为 A；
（2）把图乙中实物图用笔画线代替导线补接完整，要求滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小；
（3）将图乙电路中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，为了测量小灯泡的额定功率，调节滑动变阻器时，眼睛应该注意观察 ；（选填一个物理器材名称）
（4）将电路图中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0V，你认为产生该现象的原因是 发生了开路（若故障只发生在小灯泡或滑动变阻器上）；
（5）小俊利用电流表、电压表，几节干电池、3个定值电阻（阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω）、1个阻值为25Ω的滑动变阻器、开关和若干导线，又做了下面的实验：
①按乙图所示连接电路，当电源为4.5V时，选了一个定值电阻接入电路，移动滑片至电压表示数为3.0V；
②保持滑片不动，改变电源电压为6.0V，换接入另一个定值电阻，发现电压表示数没变。
则①时选接上的那个定值电阻阻值为 Ω。
【解答】解：（1）为保护电路，在按电路图连接实物电路时，开关应该处于断开状态；
由图甲可知，电流表选择0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
（2）滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小，则B接线柱与开关连接，如图所示：
（3）将图乙电路中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，为完成实验，应调节滑动变阻器是小灯泡两端电压等于额定电压，故眼睛应该注意观察电压表，使电压表示数等于2.5V；
（4）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，与电压表并联的小灯泡开路了；
（5）按乙图所示连接电路，当电源为4.5V时，选了一个定值电阻接入电路，移动滑片至电压表示数为3.0V，则：，
即：，得R滑R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
保持滑片不动，改变电源电压为6.0V，换接入另一个定值电阻，发现电压表示数没变，
则：，
即：，得R滑＝R2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；
由①②得：R1＝2R2，
3个定值电阻阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω，则R1＝20Ω.
故答案为：（1）断开；0.2；（2）见解答图；（3）电压表；（4）小灯泡；（5）20。
（2023 哈尔滨）小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压约为4.5V且恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”的字样，电压表只有0～3V量程可用。
（1）连接电路时开关需要 。
（2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，连好就通电实验。
（3）接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V，然后断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数 ，读出此时电流表示数如图乙所示，此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
【解答】解：（1）为保证器材安全，连接电路时开关需要断开；
（2）连好就通电实验，则连入时应使滑动变阻器位于最大处，应连接右下接线柱，如图所示：
（3）②小灯泡的额定电压为3.8V，第①步操作已经使小灯泡的电压到达3V，滑动变阻器与小灯泡串联，移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器减小的电压值等于小灯泡增加的电压值，故观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数减小0.8V，此时小灯泡两端的电压增加0.8V，达到额定电压3.8V；
电流表选择的时0～0.6A的量程，故此时的读数为0.3A；
③小灯泡额定功率：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）②减小0.8V；0.3；③1.14。
（2023 湘潭）利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图1中所示的器材连接成完整电路。
（2）连接电路时开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态，正确连接后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮。
（3）某次实验时，电流表的示数如图2所示，则通过灯L的电流为 A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图3所示的图像，根据图像的信息，小灯泡的额定电功率为 W。
（4）实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）在没有电流表的情况下，用如图4所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U；
可知小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U和R表示）；若已知电源电压为U0，此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx＝ （用U0、U额、U和R表示）。
【解答】解：（1）连接电路时，电压表与灯泡并联，且电流从电压表的正接线柱流入，根据额定电压2.5V，确定选择小量程，完整电路如图所示：
。
（2）为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；滑动变阻器开始处于最大阻值处，即在图中的B端，正确连接后，要使灯变亮，应减小滑动变阻器连入电路的电阻，应将滑片向A端移动；
（3）由图2知，电流表选择的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，指针位于0.2A位置，故电流表示数为0.2A；
由图3知，当小灯泡两端电压为其额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，
故小灯泡的额定电功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）电路为灯泡与滑动变阻器串联，正常工作时电压表测量灯泡两端电压，灯泡两端电压小于电源电压；在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，小灯泡处发生断路，电压表测量电源电压，故电压表示数变大；
（5）①只闭合开关S、S1，灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端电压，调节滑片，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，电路仍为灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电路电流不变，电压表测量灯泡和定值电阻两端的总电压，此时电压表的示数为U，则定值电阻两端电压为U﹣U额，电路电流为I额；
故可知小灯泡的额定功率P额＝U额I额（用U额、U和R表示）；若已知电源电压为U0，则滑动变阻器两端的电压为U0﹣U，此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx（用U0、U额、U和R表示）。
故答案为：（1）见解答图；（2）断开；A；（3）0.2；0.625；（4）变大；（5）；。
（2023 沙坪坝区校级一模）悦悦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2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮）；
（2）悦悦正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，接下来应该 ；
A．更换阻值更小的滑动变阻器
B．更换两节新干电池
C．重新连接电路
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（4）悦悦进行了三次实验，将三次不同电压下的电功率求平均值，她的做法是 （选填“正确”或“错误”）的。这是因为灯丝电阻随温度的升高而 。
（5）小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；
（6）欣欣也想测小灯泡电功率，她更换了所有器材，她的器材有：两个小灯泡（分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样），她选择其中一个小灯泡与电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、电流表、滑动变阻器、开关串联，然后将电压表并联在电路中，移动变阻器滑片P至最大阻值处，欣欣闭合开关，观察到电压表示数如图所示，然后移动变阻器滑片P至某位置，使小灯泡正常发光，此过程中电压表指针向左偏转了6小格。请你分析：欣欣将电压表并在了 （选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）两端，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为 W。
【解答】解：（1）滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，即接入电阻变小，所以滑动变阻器下端应接入右端的接线柱。如图所示：
（2）如果发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，可能是电源电压太低了，所以接下来应该更换两节新干电池，滑动变阻器的阻值可以调到很小，不需要换阻值更小的电阻，且电路连接并没有错误，不需要重新连接。故B符合题意，AC不符合题意。
故选：B。
（3）电流表示数如图乙所示，电流表接入的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以小灯泡的额定电流为0.28A，额定功率为：P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W
（4）由于灯丝电阻随温度的升高而变大，不同功率下灯丝的电阻不相同，求平均值没有意义，故悦悦的做法是错误的。
（5）电阻大小与导体的横截面积有关，小灯泡用久了，钨丝会变细，电阻将变大，根据，在2.5V电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。
（6）变阻器滑片P至最大阻值处，闭合开关，移动变阻器滑片P至某位置，则滑动变阻器接入的电阻变小了，此过程中电压表指针向左偏转了6小格，即示数变小了，根据串联电路分压的规律，此时电压表应显示的为滑动变阻器两端的电压，故电压表并联在滑动变阻器两端。
如果电压表接入的量程为0～3V，分度值为0.1V，则图中读数为2.8V，电压表指针向左偏转了6小格，则滑动变阻器两端的电压读数为2.2V，此时小灯泡正常发光，如果此时灯泡为“2.2V 0.3A”，则电源电压为U1＝U额1+U滑＝2.2V+2.2V＝4.4V，不符合电源电压的值。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”，则电源电压为U2＝U额2+U滑＝3.8V+2.2V＝6V，符合电源电压的值。
同理，如果电压表接入的量程为0～15V，此时灯泡为“2.2V 0.3A”，则电源电压为U3＝U额1+U滑＝2.2V+11V＝13.2V，不符合电源电压的值。
如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”，则电源电压为U4＝U额2+U滑＝3.8V+11V＝14.8V，不符合电源电压的值。
所以灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压读数为U滑＝2.2V，电流为I＝0.3A，滑动变阻器的功率为：
P＝U滑I＝2.2V×0.3A＝0.66W。
故答案为：（1）见解析；
（2）B；
（3）0.7；
（4）错误；变大；
（5）小于；
（6）滑动变阻器；0.66。
（2023 五莲县二模）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，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小芳在使用上面这组器材进行实验时发现电流表已损坏，无法使用。老师给她一个已知电阻为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 ；
②闭合开关S，断开开关S1，再闭合S2，保持 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）
【解答】解：（1）结合乙图可知电流表选小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器的有效阻值减小，则左下接线柱接入电路；
（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，电流表选用的量程是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＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）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。
故答案为：（1）见解析；（2）B；（3）0.75；（4）U额；滑片位置；U额。
（2023 宽甸县模拟）实验室购买了一批小灯泡，同学们发现其中有一只小灯泡上标有“2.5V”字样，小明想知道其额定功率。老师告诉他灯泡的电阻约8～15Ω，并给他准备了如下器材：电流表、电压表、滑动变阻器R1“10Ω 1A”、滑动变阻器R2“50Ω 2A”、电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。
（1）按如图甲的电路图连接实物，为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器 （选填“R1”或“R2”）连入电路，电压表的量程选择 （选填“0～3V”或“0～15V”）。
（2）将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡两端电压逐渐增大到3V，并读出对应的电流值，绘制出了如图乙所示的I﹣U曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为 W，通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是 。
（3）小强也想测灯泡的额定功率，老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻R0，电源电压未知。小强设计的电路图如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 A；
②保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，电流表示数为0.2A；将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电流表的示数为0.3A，则电源电压为 V；
③小灯泡的额定功率：P额＝ W。
【解答】解：（1）图甲中灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻的最小值约为8Ω，
串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联分压原理可知，代入数据可得，解得RP＝11.2Ω＞10Ω，所以为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器R2连入电路；
灯泡的额定电压为2.5V，电压表与灯泡并联接入电路，所以电压表的量程应选择0～3V；
（2）为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，由图甲可知应将滑片移到最右端；
由图乙可知灯泡正常发光时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由图乙可知通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大，即灯泡的电阻是变化的；
（3）用图丙所示电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，步骤如下：
①闭合开关S、S2，灯泡和滑动变阻器串联接入电路，电流表测电路中的电流，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光（如下面图1）；
②保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，此时定值电阻和滑动变阻器串联接入电路，电流表示数为0.2A（如下面图2）；
将滑动变阻器的滑片P移到最左端，此时电路为定值电阻R0的简单电路（如下面图3），电流表的示数为0.3A，则电源电压为U′＝I″R0＝0.3A×20Ω＝6V；
图2中定值电阻两端的电压：U0＝I′R0＝0.2A×20Ω＝4V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值：R滑10Ω，
图1和图2中变阻器接入电路的阻值相同，则灯泡正常发光时变阻器两端的电压：U滑＝IR滑＝0.3A×10Ω＝3V，
则灯泡正常发光时灯泡两端的电压：UL＝U′﹣U滑＝6V﹣3V＝3V，
③小灯泡的额定功率：PL＝ULI＝3V×0.3A＝0.9W。
故答案为：（1）R2；0～3V；（2）右；0.625；灯泡的电阻是变化的；（3）①0.3；②6；③0.9。
（2023 灌云县校级模拟）实验室电源电压为6V，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右的小灯泡，小强画出了电路图（图甲）。
（1）小伟看到电路图后提出一个建议：简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗？为什么？ 。
（2）将图乙中的滑动变阻器和电压表（选用合适的量程）接入电路。
（3）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是： 。
调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，你判断故障可能是： 。
（4）为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的U﹣I图像（如图丙所示）。请根据图像信息计算出小灯泡的额定功率是 W。
【解答】解：（1）电源电压为6V，而灯泡的额定电压为2.5V，去掉滑动变阻器无法使灯泡两端的电压达到灯泡的额定电压，所以小伟的实验方案不可行；
（2）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V且与灯泡并联，滑动变阻器的任意上方接线柱与灯泡相连，如下图所示：
（3）电压表和电流表都有示数说明电路通路且灯泡没有短路，灯泡不亮的原因是实际功率太小，下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向左移动；
灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，说明电压表并联部分断路，故障可能是小灯泡断路；
（4）由图象可知，灯泡两端的电压UL＝2.5V时，通过的电流IL＝0.2A，
则灯泡的额定功率PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W。
故答案为：（1）不可行，无法实现小灯泡两端的电压等于额定电压；（2）见解析；（3）将滑动变阻器的滑片向左移动；小灯泡断路；（4）0.5。
（2023 中山市校级模拟）小华在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒为6V。
（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图乙所示实物图的连接。
（2）小华按图甲正确连接实物电路后，电压表选择最大量程，闭合开关进行试触，发现灯泡不发光，电流表指针几乎不偏转，电压表指针静止时如图丙所示，原因可能是 。
（3）排除故障后开始实验，小华在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视 的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表如图丁所示，则灯泡的额定功率为 W。
（4）小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出：在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，由此造成测量误差较大；在排除故障后，对实验电路作出一定的改动，利用原器材就能提高测量数据的精确度。请你帮小红将实验步骤补全：
①断开开关，电压表用0～3V的量程， ；
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使 ，并记录此时电流表的示数；
③利用测出的实验数据，计算出灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）滑动变阻器需要串联在电路中，且一上一下，故将一根导线接到开关的右端接线柱，另外一端连接在D接线柱相连，电压表需要并联在电路中，由于小灯泡的额定电压为3.8V，故电压表需要选择大量程，故如图所示：
（2）因电压表选择大量程，分度值为0.5V，由丙图可知，电压表的示数为6V，闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路出现断路，电压表有示数为6V，等于电源电压，说明与电压表并联的地方断路，即可能是小灯泡断路；
（3）小华在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，一旦电压表的示数到达3.8V，说明小灯泡正常发光；此时电流表如图丁所示，分度值为0.02A，小灯泡的额定电流为0.24A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝3.8V×0.24A＝0.912W；
（4）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。
所以补充的步骤为：①断开开关，电压表用0～3V的量程，将电压表并联在滑动变阻器的两端；
②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；
③利用测出的实验数据，得用P＝UI计算出灯泡的额定功率。
故答案为：（1）如上图所示；（2）小灯泡断路；（3）电压表；0.912；（4）将电压表并联在滑动变阻器两端；电压表的示数为2.2V。
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实验17 测量小灯泡的电功率
知识点一、用电流表、电压表测量小灯泡电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理和方法 （1）原理：P=UI。 （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率。
实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线
实验电路图和实物图 甲 乙
实验步骤 （1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）。 （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）。 （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中。 （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。 （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。
实验数据记录表 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4较暗33.00.280.84较亮
分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。
实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W。 当U实U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。
2.实验注意事项
选择器材 电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作为电源。
（1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。 ①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程； ②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。 （2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。 ①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的路程略大于额定电流即可； ②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。 ③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。
滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。
连接电路 （1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。 （2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出。 （3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。
操作细节 （1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数。 （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡。 （3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材。 （4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值无任何意义。
知识点二、伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
灯泡不亮 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数 （1）滑动变阻器接成定值电阻；（2）滑动变阻器滑片在阻值最大处还为调节；（3）电源电压过低
闭合开关，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 （1）电流表、电压表位置互换了； （2）灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良；
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路
电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 （1）电流表或电压表的量程过大；（2）电源电压太低；（3）滑动变阻器接入电路的阻值过大
闭合开关，电流表或电压表指针反向偏转 电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了
闭合开关，电流表或电压表指针的偏转角度超过电表的量程 （1）电流表或电压表量程选择过小；（2）电路中出现短路；（3）滑动变阻器接入电路中的阻值太小
开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时，开关一直处于闭合
滑动变阻器问题 闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示数及灯泡的亮度均无变化 滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱
闭合开关，无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡额定电压 电源电压过低
无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于灯泡的额定电压 （1）电源电压过高；（2）选用滑动变阻器最大阻值过小
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置，导致灯泡两端电压过高，灯泡灯丝熔断
（2023 上海）小海同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为2伏的整数倍）、滑动变阻器两个分别标有A“10Ω，2A”、B“20Ω，2A”字样、待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、开关及导线若干。他选取一个变阻器进行实验，将电流表串联在电路中，将电压表并联在电路中。移动滑片，又进行实验，记录数据如下表，并用其中一组数据成功计算出小灯泡的额定电功率。
物理量 实验序号 电压U（伏） 电流I（安） U/I（伏/安）
1 3.0 0.18
2 2.5 0.26
3 5
①测定小灯泡电功率的实验原理是 。
②请通过以上信息判断小海同学所选滑动变阻器为 。
③请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率P额。（需写出主要推理和计算过程）
（2023 内蒙古）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供选择。
（1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗。
（2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 。
（3）排除故障后，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 V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
（2023 襄阳）根据你学过的电学知识将下列实验补充完整。
（1）在按电路图连接实物电路时，开关应该处于 状态；某次实验时电流表示数如图甲所示为 A；
（2）把图乙中实物图用笔画线代替导线补接完整，要求滑动变阻器向右滑时电路中的电阻变小；
（3）将图乙电路中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，为了测量小灯泡的额定功率，调节滑动变阻器时，眼睛应该注意观察 ；（选填一个物理器材名称）
（4）将电路图中的电阻R换成一个额定电压为2.5V的小灯泡，闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0V，你认为产生该现象的原因是 发生了开路（若故障只发生在小灯泡或滑动变阻器上）；
（5）小俊利用电流表、电压表，几节干电池、3个定值电阻（阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω）、1个阻值为25Ω的滑动变阻器、开关和若干导线，又做了下面的实验：
①按乙图所示连接电路，当电源为4.5V时，选了一个定值电阻接入电路，移动滑片至电压表示数为3.0V；
②保持滑片不动，改变电源电压为6.0V，换接入另一个定值电阻，发现电压表示数没变。
则①时选接上的那个定值电阻阻值为 Ω。
（2023 哈尔滨）小明用如图甲所示器材做“测量小灯泡电功率”的实验，电源电压约为4.5V且恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”的字样，电压表只有0～3V量程可用。
（1）连接电路时开关需要 。
（2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，连好就通电实验。
（3）接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为3V，然后断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端。
②保持滑片位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表示数 ，读出此时电流表示数如图乙所示，此时电流为 A。
③小灯泡额定功率为 W。
（2023 湘潭）利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图1中所示的器材连接成完整电路。
（2）连接电路时开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态，正确连接后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向 端移动（选填“A”或“B”），使灯逐渐变亮。
（3）某次实验时，电流表的示数如图2所示，则通过灯L的电流为 A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成图3所示的图像，根据图像的信息，小灯泡的额定电功率为 W。
（4）实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）在没有电流表的情况下，用如图4所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：
①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U；
可知小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U和R表示）；若已知电源电压为U0，此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx＝ （用U0、U额、U和R表示）。
（2023 沙坪坝区校级一模）悦悦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2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮）；
（2）悦悦正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，接下来应该 ；
A．更换阻值更小的滑动变阻器
B．更换两节新干电池
C．重新连接电路
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（4）悦悦进行了三次实验，将三次不同电压下的电功率求平均值，她的做法是 （选填“正确”或“错误”）的。这是因为灯丝电阻随温度的升高而 。
（5）小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；
（6）欣欣也想测小灯泡电功率，她更换了所有器材，她的器材有：两个小灯泡（分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样），她选择其中一个小灯泡与电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、电流表、滑动变阻器、开关串联，然后将电压表并联在电路中，移动变阻器滑片P至最大阻值处，欣欣闭合开关，观察到电压表示数如图所示，然后移动变阻器滑片P至某位置，使小灯泡正常发光，此过程中电压表指针向左偏转了6小格。请你分析：欣欣将电压表并在了 （选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）两端，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为 W。
（2023 五莲县二模）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，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小芳在使用上面这组器材进行实验时发现电流表已损坏，无法使用。老师给她一个已知电阻为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 ；
②闭合开关S，断开开关S1，再闭合S2，保持 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）
（2023 宽甸县模拟）实验室购买了一批小灯泡，同学们发现其中有一只小灯泡上标有“2.5V”字样，小明想知道其额定功率。老师告诉他灯泡的电阻约8～15Ω，并给他准备了如下器材：电流表、电压表、滑动变阻器R1“10Ω 1A”、滑动变阻器R2“50Ω 2A”、电源（电压恒为6V）、开关、导线若干。
（1）按如图甲的电路图连接实物，为了防止小灯泡被烧坏，应选用滑动变阻器 （选填“R1”或“R2”）连入电路，电压表的量程选择 （选填“0～3V”或“0～15V”）。
（2）将滑动变阻器的滑片P移到最 （选填“左”或“右”）端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使灯泡两端电压逐渐增大到3V，并读出对应的电流值，绘制出了如图乙所示的I﹣U曲线。由图乙可知小灯泡的额定功率为 W，通过小灯泡的电流与它两端的电压并不成正比，其原因是 。
（3）小强也想测灯泡的额定功率，老师给他一个额定电流为0.3A的小灯泡和一个阻值为20Ω的定值电阻R0，电源电压未知。小强设计的电路图如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 A；
②保持滑片P的位置不变，断开开关S2，闭合开关S1，电流表示数为0.2A；将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电流表的示数为0.3A，则电源电压为 V；
③小灯泡的额定功率：P额＝ W。
（2023 灌云县校级模拟）实验室电源电压为6V，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右的小灯泡，小强画出了电路图（图甲）。
（1）小伟看到电路图后提出一个建议：简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗？为什么？ 。
（2）将图乙中的滑动变阻器和电压表（选用合适的量程）接入电路。
（3）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是： 。
调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，你判断故障可能是： 。
（4）为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的U﹣I图像（如图丙所示）。请根据图像信息计算出小灯泡的额定功率是 W。
（2023 中山市校级模拟）小华在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒为6V。
（1）根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图乙所示实物图的连接。
（2）小华按图甲正确连接实物电路后，电压表选择最大量程，闭合开关进行试触，发现灯泡不发光，电流表指针几乎不偏转，电压表指针静止时如图丙所示，原因可能是 。
（3）排除故障后开始实验，小华在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视 的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表如图丁所示，则灯泡的额定功率为 W。
（4）小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出：在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，由此造成测量误差较大；在排除故障后，对实验电路作出一定的改动，利用原器材就能提高测量数据的精确度。请你帮小红将实验步骤补全：
①断开开关，电压表用0～3V的量程， ；
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使 ，并记录此时电流表的示数；
③利用测出的实验数据，计算出灯泡的额定功率。
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