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11.3 学生实验：测量小灯泡的电功率
知识梳理
1.用伏安法测小灯泡的电功率
(1)原理:P=UI;
(2)在方框内画出电路图。
(3)注意事项:
①连接电路的过程中,开关应该是断开的;
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;
③按照电路图连接实物图时,为了不造成连接上的混乱,可先将干路中的元件串联起来,最后把电压表并联在小灯泡的两端,即所谓“先串后并”的方法。
(4)分析实验数据:在不同的电压下,小灯泡的电功率是不同的,电压越高时,电流也越大,灯泡的实际功率也越大,灯泡亮度也更亮。只有当实际电压等于额定电压时,实际功率才会等于额定功率,小灯泡正常发光。当实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,小灯泡发光很亮,若电压过高,则灯丝会因为亮度过高而烧断。当实际电压低于额定电压时,实际功率低于额定功率,小灯泡发光较暗,若电压过低,灯丝甚至会因为实际功率达不到发光需要而不能发光。
(5)不必多次测量取平均值。因为小灯泡在不同电压、电流下实际功率本身就不同,所以不需要对不同情况下的电功率计算平均值以得到灯泡更为准确的电功率,这一点与测小灯泡电阻时,不需要计算不同电压、电流下灯丝电阻的平均值是相似的。
难点突破
在探究小灯泡额定功率的测定中,一定要从P=UI出发,想方设法测出U和I,结合串联电路和并联电路的特点,采用“替代法”(对于只有一个块电表)、“间接法”寻找突破口,在设计电路时,不要先画开关,而通过分析后再确定哪些是开关位置。
基础训练
一、单选题
1．如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图．在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是
A．手移动变阻器的滑片，眼睛观察变阻器的滑片的位置
B．手移动变阻器的滑片，眼睛观察小灯泡是否发光
C．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
2．如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，那么两个电表的量程最好选用（　　）
A．电压表选“0-15V”，电流表选“0-3A”
B．电压表选“0-15V”，电流表选“0-0.6A”
C．电压表选“0-3V”，电流表选“0-3A”
D．电压表选“0-3V”，电流表选“0-0.6A”
3．在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压，其原因可能是
A．变阻器总电阻太大 B．电压表量程选大了
C．电电压太低 D．灯泡灯丝断了
4．有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2，在它们的铭牌上只能看清“220V”字样，而看不清它们额定功率的大小．甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究：甲同学发现L1的灯丝粗一些，认为L1的电阻小，所以L1的额定功率比L2小；乙同学把两灯串联在同一电路中，发现L2比L1亮，认为L2的额定功率大；丙同学把两灯并联在同一电路中，发现L1比L2亮，认为L1的额定功率大．你认为哪位同学的探究是正确的（ ）
A．甲同学 B．乙同学 C．丙同学 D．都不正确
5．如图是新型节能台灯简化电路图。台灯充好电后，使用时可以通过调节滑动变阻器接入电路的阻值改变灯泡的亮度。电电压不变，不计温度对灯丝电阻的影响，则灯泡两端的电压随变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
6．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验，下列关于该实验的说法，不合理的是（ ）
A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系 B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较 D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
7．在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压，其原因可能是
A．变阻器总电阻太大 B．电压表量程选大了
C．电电压太低 D．灯泡灯丝断了
8．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连入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，则发生这一现象的原因是
A．电压表的正、负接线柱接错了
B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了
D．电压表与滑动变阻器并联
二、多选题
9．如图是小明同学测量小灯泡电功率实验的实物图，下列说法正确的是（设小灯泡电阻不变）（ ）
A．向右移动滑片，灯变亮、电压表与电流表的比值不变
B．向右移动滑片，灯变亮、电压表与电流表的比值变大
C．向左移动滑片，灯变暗、电压表与电流表的比值变大
D．向左移动滑片，灯变暗、电压表与电流表的比值不变
10．在“测定小灯泡功率”实验中，如图，电路图连接好电路后，接通开关S，移动滑动变阻器的滑片，结果灯不发光，电流表指针不动，但电压表有明显的示数，电路故障可能是（ ）
A．小灯泡的灯丝烧断了
B．电流表烧坏了造成短路
C．连线时，把电流表和电压表互换了位置
D．滑动变阻器的滑片接触不良
11．小阳想测量小灯泡正常发光时的电功率，小灯泡的额定电压为，实验电路如图甲所示，所用电电压为，滑动变阻器的规格为“”。小阳发现自己把电路连接错了，刚要拆电路，同组的小红思考后却认为不用改动也可以进行测量，她谨慎操作并成功地完成了实验。实验中，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象，下列判断正确的是（　　）
A．为使小灯泡正常发光，电压表示数应为
B．滑片P在某位置时，电压表的示数为，要测量小灯泡的额定功率，还应将滑片P继续向右移动
C．测量过程中，不能将滑动变阻器阻值调至最大
D．小灯泡的额定功率为
三、实验题
12．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）连接电路时，开关应 ________ ．
（2）图甲是小刚所接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ________ ．
（3）故障排除后，小刚进行了实验，根据测出的数据，画出了小灯泡电流、电压变化的关系图象，如图乙所示，由图象可知小灯泡的额定功率为 ________ W．
（4）分析图象还可以发现，小灯泡灯丝的电阻随电流的增大逐渐 ________ ，原因是 ________ ．
13．小刚在测定“额定电压为2.5V的小灯泡功率”的实验中，连接的电路如图：
（1）检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”________，若没有发现错误，闭合开关，会出现________ 现象．在图中补画出正确的连线．闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片调到________ 端（填“A”或“B”）；
（2）小刚改正错误后，闭合开关，变阻器滑片P移至某处时，电压表示数如图甲，则电压表示数为______ V，若想测量小灯泡的额定功率，应将变阻器滑片P向______ 端（填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为_________V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻约为_______Ω
（3）小刚继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是________ （正确/错误）的．
14．在“测定小灯泡的电功率”实验中，小红同学所用电电压不变，小灯标有“2.5V”字样．她正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安．然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，发现小灯正常发光．接着她将滑片移动到另一端，发现小灯闪亮一下熄灭了，此时电流表的示数为________ 安，而电压表的示数如图（a）所示．于是她更换电压表量程，发现电压表的示数如图（b）所示，则电电压为_________伏，滑动变阻器的最大阻值为________ 欧，小灯的额定功率为________ 瓦．
15．小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电总功率PU随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中，如图乙所示，_________（选填“a”、“b”或“c”）图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系，．如电电压U保持不变，则由图象可知：电电压U为______V，定值电阻R0的阻值为______Ω．
16．小明想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压2.5V的灯L1和额定电压是3.8W的灯L2， 先后接在电电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究．
（1）请你用画笔线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整．
( )
（2）若小明连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的________ （选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小明排出故障后，按图乙所示的电路继续进行实验：
闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表：
小明注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次亮，结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越_________ ， L1的额定功率为_________W．
（4）用L2替换L1重复上面的实验，需要改变________ 表的量程．发现L2的亮度变化规律与灯L1相似．
（5）小明在实验结束后与同学们讨论：
有同学认为该实验可以用来研究“导体中的电流与电压的关系”，你认为这种说法________ （选填“正确”或“错误”）．
17．在测定小灯泡电功率的实验中
（1）电电压要________ 小灯泡的额定电压，串联一个滑动变阻器是为了________ ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器应放在________ 位置上，这样做的好处是________ ；
（3）为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率，除了要用电压表、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线外，还应在下列器材中选用_____ ．
A．三节干电池 B．三节蓄电池 C．两节干电池 D．两节蓄电池
18．小雷同学发现家用白炽灯在刚开灯瞬间易烧坏，猜想白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关．于是找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡，按图乙所示电路图进行探究．电电压恒为6V，小灯泡的额定电压2.5V、灯丝电阻约为10Ω．
（1）请用笔画线代替导线，把图甲的电路按图乙的电路图连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变亮__________．
（2）连接电路后闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭．检查发现小灯泡的灯丝已烧断．分析原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为________ （选填“最大值”或“最小值”），导致电流过大而形成的．
（3）断开开关，更换烧坏的电路元件，进行正确操作．调节滑片使灯泡逐渐变亮，记录电流表 和电压表的一系列示数，在图丁中绘制U﹣I图象．当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为________ A，灯的额定功率为________ W．
（4）小雷用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作．调节滑片，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丁中再次绘制U﹣I图象．由图可知：定值电阻的阻值为________
Ω．
（5）根据图丁中a、b图线初步判断，小灯泡的电阻与灯丝的________ 有关．家用白炽灯在开灯瞬间与步骤（2）中小灯泡形成过大电流的原因________ （选填“相同”或“不同”）．
19．小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电电压为6伏且保持不变，滑动变阻器标有“20Ω，1A”的字样，所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个．（当所用小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一时，小灯泡会立即烧坏）
图甲 图乙
（1）小明同学连接的电路如图甲所示，图中有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连线，要求导线连接后，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大． _____
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该实验中所用小灯泡的额定电压为 _____V，小灯泡的额定功率为 _____W．接着，小明未改接电路仅移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出较耀眼的光但小灯泡和电压表都未被损坏，由此可判断此时电压表的示数应在（范围） _____V之间．
四、填空题
20．小新在用实验探究电功率跟电阻的关系时，记录了如下表所示的数据，请你分析表中的数据，归纳出电功率P与电阻R的关系式________11.3 学生实验：测量小灯泡的电功率
知识梳理
1.用伏安法测小灯泡的电功率
(1)原理:P=UI;
(2)在方框内画出电路图。
(3)注意事项:
①连接电路的过程中,开关应该是断开的;
②闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处;
③按照电路图连接实物图时,为了不造成连接上的混乱,可先将干路中的元件串联起来,最后把电压表并联在小灯泡的两端,即所谓“先串后并”的方法。
(4)分析实验数据:在不同的电压下,小灯泡的电功率是不同的,电压越高时,电流也越大,灯泡的实际功率也越大,灯泡亮度也更亮。只有当实际电压等于额定电压时,实际功率才会等于额定功率,小灯泡正常发光。当实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率,小灯泡发光很亮,若电压过高,则灯丝会因为亮度过高而烧断。当实际电压低于额定电压时,实际功率低于额定功率,小灯泡发光较暗,若电压过低,灯丝甚至会因为实际功率达不到发光需要而不能发光。
(5)不必多次测量取平均值。因为小灯泡在不同电压、电流下实际功率本身就不同,所以不需要对不同情况下的电功率计算平均值以得到灯泡更为准确的电功率,这一点与测小灯泡电阻时,不需要计算不同电压、电流下灯丝电阻的平均值是相似的。
难点突破
在探究小灯泡额定功率的测定中,一定要从P=UI出发,想方设法测出U和I,结合串联电路和并联电路的特点,采用“替代法”(对于只有一个块电表)、“间接法”寻找突破口,在设计电路时,不要先画开关,而通过分析后再确定哪些是开关位置。
基础训练
一、单选题
1．如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图．在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是
A．手移动变阻器的滑片，眼睛观察变阻器的滑片的位置
B．手移动变阻器的滑片，眼睛观察小灯泡是否发光
C．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
【答案】C
【详解】解：在“测量小灯泡的额定功率”实验中，按电路图连接电路，闭合开关之前，为保护电路，要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处，闭合开关时，电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压，此时要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，手和眼睛最合理的分工应该是用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数．
故选C．
点睛：小灯泡在额定电压下的功率叫额定功率，因此实验中调节滑动变阻器的滑片，改变小灯泡两端的电压，直至其等于小灯泡的额定电压，记录此时电流表示数，根据P=UI测出小灯泡的额定功率完成实验．
2．如果测定标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，那么两个电表的量程最好选用（　　）
A．电压表选“0-15V”，电流表选“0-3A”
B．电压表选“0-15V”，电流表选“0-0.6A”
C．电压表选“0-3V”，电流表选“0-3A”
D．电压表选“0-3V”，电流表选“0-0.6A”
【答案】D
【详解】小灯泡标有2.5V，即额定电压为2.5V，故电压表应选取3V的，可以保证准确；而小灯泡的电流较小，如选取3A的电流表，则测量误差过大，故应选取0~~6A的。故选D。
3．在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压，其原因可能是
A．变阻器总电阻太大 B．电压表量程选大了
C．电电压太低 D．灯泡灯丝断了
【答案】C
【详解】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.
【点睛】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、电电压等方面考虑．
4．有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2，在它们的铭牌上只能看清“220V”字样，而看不清它们额定功率的大小．甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究：甲同学发现L1的灯丝粗一些，认为L1的电阻小，所以L1的额定功率比L2小；乙同学把两灯串联在同一电路中，发现L2比L1亮，认为L2的额定功率大；丙同学把两灯并联在同一电路中，发现L1比L2亮，认为L1的额定功率大．你认为哪位同学的探究是正确的（ ）
A．甲同学 B．乙同学 C．丙同学 D．都不正确
【答案】C
【详解】A选项，因为导体的电阻大小与横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，的灯丝粗一些则电阻小，由可知，电压一定时，电阻越小功率越大，因此L1的额定功率比L2大，故A错误．
B选项，串联时电流相等，L2比L1亮，由公式知，又由可知，电压一定时，电阻越小功率越大，因此L1额定功率比L2大，故B错误．
C选项，并联时两灯电压相等，L1比L2亮，则L1的额定功率更大，故C正确．
D选项，综上所述，C正确，故D错误．
故本题答案为C．
5．如图是新型节能台灯简化电路图。台灯充好电后，使用时可以通过调节滑动变阻器接入电路的阻值改变灯泡的亮度。电电压不变，不计温度对灯丝电阻的影响，则灯泡两端的电压随变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】滑动变阻器和灯泡串联，滑动变阻器的阻值用R表示，灯泡的阻值用表示，此时灯泡串联电路中的电流
灯泡两端的电压
从灯泡两端的电压与滑动变阻器连入电阻的关系可以看出，灯泡两端的电压和滑动变阻器连入的电阻不成正比也不为一次函数，故排除AC选项，又因为滑动变阻器的阻值增大时，灯泡分得的电压减小，故D选项正确、A错误。
故选D。
6．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验，下列关于该实验的说法，不合理的是（ ）
A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系 B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较 D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
【答案】B
【详解】A．从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确，不符合题意；
B．根据本实验的现象和数据，可以得出“电流相同时，电压越大，用电器的电功率越大”；由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以无法得出“电流相同时，电功
率跟电压成正比”这个结论，故B错误，符合题意；
C．为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大，故C正确，不符合题意；
D．两灯泡串联,流过它们的电流相同，L1、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确，不符合题意。
故选B。
7．在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压，其原因可能是
A．变阻器总电阻太大 B．电压表量程选大了
C．电电压太低 D．灯泡灯丝断了
【答案】C
【详解】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.
【点睛】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、电电压等方面考虑．
8．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连入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，则发生这一现象的原因是
A．电压表的正、负接线柱接错了
B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了
D．电压表与滑动变阻器并联
【答案】D
【详解】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，而是与滑动变阻器并联，故D正确．
二、多选题
9．如图是小明同学测量小灯泡电功率实验的实物图，下列说法正确的是（设小灯泡电
阻不变）（ ）
A．向右移动滑片，灯变亮、电压表与电流表的比值不变
B．向右移动滑片，灯变亮、电压表与电流表的比值变大
C．向左移动滑片，灯变暗、电压表与电流表的比值变大
D．向左移动滑片，灯变暗、电压表与电流表的比值不变
【答案】AD
【详解】向右移动滑片时,接入电阻变小,电路中电流变大,灯泡变亮,灯泡电阻不变,故电压表与电流表的比值不变,A对,B错.
向左移动滑片时,接入电阻变大,电路中电流减小,灯泡变暗,电压表与电流表的比值不变.C错,D对.
所以A、D选项是正确的．
10．在“测定小灯泡功率”实验中，如图，电路图连接好电路后，接通开关S，移动滑动变阻器的滑片，结果灯不发光，电流表指针不动，但电压表有明显的示数，电路故障可能是（ ）
A．小灯泡的灯丝烧断了
B．电流表烧坏了造成短路
C．连线时，把电流表和电压表互换了位置
D．滑动变阻器的滑片接触不良
【答案】AC
【详解】A．如果灯丝烧断，电压表串联在电路中，电压表示数接近电电压，电流表无
示数，故A符合题意；
B．若电流表烧坏了，则电压表也被断路，没有示数，故B不符合题意；
C．两表互换了位置，因为电压表电阻很大，故电流表中没有示数，此时电压表相当于接在电两端，有较明显的示数，故C符合题意；
D．滑片接触不良，则电流将时断时续，但电流表电压表应均有示数，故D不符合题意。
故选AC。
11．小阳想测量小灯泡正常发光时的电功率，小灯泡的额定电压为，实验电路如图甲所示，所用电电压为，滑动变阻器的规格为“”。小阳发现自己把电路连接错了，刚要拆电路，同组的小红思考后却认为不用改动也可以进行测量，她谨慎操作并成功地完成了实验。实验中，当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象，下列判断正确的是（　　）
A．为使小灯泡正常发光，电压表示数应为
B．滑片P在某位置时，电压表的示数为，要测量小灯泡的额定功率，还应将滑片P继续向右移动
C．测量过程中，不能将滑动变阻器阻值调至最大
D．小灯泡的额定功率为
【答案】BC
【详解】A． 为使小灯泡正常发光，电压表示数应为2 V，故A 错误；
B． 滑片P在某位置时，电压表的示数为3V，要测量小灯泡的额定功率，还应将滑片P继续向右移动，减小接入电路电阻，减小分压，故B正确；
C． 测量过程中，不能将滑动变阻器阻值调至最大，分压太大超过电压表的量程，故C正确；
D． 当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，电压为2.5V，所以小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W， 故D 错误。
故选BC。
三、实验题
12．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）连接电路时，开关应 ________ ．
（2）图甲是小刚所接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ________ ．
（3）故障排除后，小刚进行了实验，根据测出的数据，画出了小灯泡电流、电压变化的关系图象，如图乙所示，由图象可知小灯泡的额定功率为 ________ W．
（4）分析图象还可以发现，小灯泡灯丝的电阻随电流的增大逐渐 ________ ，原因是 ________ ．
【答案】 断开 0.5 变大 灯丝的电阻随温度升高而增大
【详解】试题分析：（1）在连接电路时，防止电路中电流过大，开关应断开；
（2）在检查电路时，可先检查串联电路，后检查电压表的连接；
（3）确定出电压为2.5V时的电流值，根据公式P=UI计算出灯泡的额定功率；
（4）分析图象中图线的变化，通过电流和电压的变化程度判断．
解：（1）连接电路时，开关应断开；
（2）由图知，电压表测得的是灯泡和滑动变阻器两端的总电压，电压表应与小灯泡并联，电路如图所示：
；
（3）由图象知，当电压为2.5V时，电流为2.5A，所以P=UI=2.5V×2.5A=6.25W；
（4）由图象分析得，电压增大的速度大于电流增大的速度，所以灯丝的电阻在增大；
是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为（1）断开；（2）见上图；（3）6.25；（4）变大；灯丝的电阻随温度升高而增大．
【点评】此题是测量小灯泡的额定功率实验，考查了对电路的连接、电功率的计算及灯丝电阻随温度的变化，要测出额定功率，关键是从图象中确定小灯泡的额定电压、额定电流的值，所以对图象的分析是很重要的．
13．小刚在测定“额定电压为2.5V的小灯泡功率”的实验中，连接的电路如图：
（1）检查电路，发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”________，若没有发现错误，闭合开关，会出现________ 现象．在图中补画出正确的连线．闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片调到________ 端（填“A”或“B”）；
（2）小刚改正错误后，闭合开关，变阻器滑片P移至某处时，电压表示数如图甲，则电压表示数为______ V，若想测量小灯泡的额定功率，应将变阻器滑片P向______ 端（填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为_________V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻约为_______Ω
（3）小刚继续进行实验，在对测量数据的记录和处理时，他设计了如下表格．你认为这张表格的设计是________ （正确/错误）的．
【答案】 灯不亮，电压表示数超量程，电
流表无示数 B 2.2 A 2.5 8.3 错误
【详解】 (1) ①电压表的电阻很大，电压表串联在电路中，其他用电器相当于导线，所以电压表有示数，接近电电压，所以指针偏转较大．②电压表电阻很大，电压不变，电路中电流很小，电流表的指针几乎不偏转，电流很小，灯泡不亮．③从电正极出发，依次接入开关、电流表、滑动变阻器、电灯到电的负极．所以电灯和电流表之间的导线是错误的，去掉，然后把电压表并联在电灯两端．④滑动变阻器下面的接线柱接的B端，滑片离左端越远，接入电路的电阻越大，电流越小，对电路起到保护作用．电路如图所示：
(2)图甲中,电压表选择的是0 3V量程,分度值为0.1V,因此读数为2.2V；若想测量小灯泡的额定功率，必须小灯泡两端的电压达到额定电压2.5V，因此必须向A端移动滑片；由乙图可见，小灯泡正常发光时，电流表示数为0.3A，因此小灯泡正常发光时的电阻约为：R＝＝8.3Ω. (3)灯泡电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值一栏是错误的．
点睛：（1）电压表的正确使用：电压表要并联在电路中，不要超过使用的量程，正接线柱靠近电的正极，负接线柱靠近电的负极；滑动变阻器有四个接线柱，选择上面一个下面一个接入电路，滑片离接入的下面接线柱越远，接入电路的电阻越大．（2）电压表和电流表读数时，要看清量程和分度值，然后根据指针的位置读数；小灯泡只有在额定电压下才会正常发光，根据R＝就可以算出小灯泡的电阻值．（3）灯泡两端电压增大，电流增大，功率增大，设计功率的平均值是错误的．
14．在“测定小灯泡的电功率”实验中，小红同学所用电电压不变，小灯标有“2.5V”字样．她正确连接电路，实验步骤正确，闭合电键时，电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安．然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时，发现小灯正常发光．接着她将滑片移动到另一端，发现小灯闪亮一下熄灭了，此时电流表的示数为________ 安，而电压表的示数如图（a）所示．于是她更换电压表量程，发现电压表的示数如图（b）所示，则电电压为_________伏，滑动变阻器的最大阻值为________ 欧，小灯的额定功率为________ 瓦．
【答案】 0 4.5 20 0.5
【详解】灯泡闪亮一下熄灭，说明灯丝被烧断，电路断路，电路电流为零，故此时电流表的示数为0A；灯泡断路后电压表测量电电压，由图（b）知道，电压表量程是15V，最小分度值是0.5A，电压表示数是4.5V，即电电压是：U=4.5V；闭合电路时，滑动变阻器阻值全部接入电路，由串联电路特点知道：滑动变阻器两端的电压是：U滑 =U-U灯 =4.5V-1.3V=3.2V，所以滑动变阻器阻值是：R滑=U滑/I=3.2V/0.16A=20Ω，当滑片移动到中点位置时，滑动变阻器接入电路的电阻是：R'滑=R滑/2=20Ω/2=10Ω，此时灯泡正常发光，故两端的电压等于额定电压2.5V，由串联电路特点知道，此时滑动变阻器的电压是：U'滑 =U-U灯 =4.5V-2.5V=2V，电路电流是：I=U′滑/R′滑=2V/10Ω=0.2A，故灯泡的额定功率是：P=U灯I=2.5V×0.2A=0.5W．
15．小明应用如图甲所示的电路“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电总功率PU随电流I变化的关系”，将得到的数据绘成a、b、c三条图线画在了同一坐标系中，如图乙所示，_________（选填“a”、“b”或“c”）图线表示定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系，．如电电压U保持不变，则由图象可知：电电压U为______V，定值电阻R0的阻值为______Ω．
【答案】 b 3 1
【详解】根据 ，电阻一定时，电流越大产生的热量越多，热量与电流的平方成正比；因此定值电阻的功率图像为b；
根据P=UI，在电压一定时，功率与电流成正比，因此a图是电总功率图像；取电流为3A时，功率为9W，计算电电压为： ；
此时滑动变阻器滑到最左端，消耗功率为零，定值电阻功率为9W；则定值电阻的阻值为： ．
16．小明想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压2.5V的灯L1和额定电压是3.8W的灯L2， 先后接在电电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示的电路开始探究．
（1）请你用画笔线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整．
( )
（2）若小明连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的________ （选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小明排出故障后，按图乙所示的电路继续进行实验：
闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表：
小明注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次亮，结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越_________ ， L1的额定功率为_________W．
（4）用L2替换L1重复上面的实验，需要改变________ 表的量程．发现L2的亮度变化规律与灯L1相似．
（5）小明在实验结束后与同学们讨论：
有同学认为该实验可以用来研究“导体中的电流与电压的关系”，你认为这种说法________ （选填“正确”或“错误”）．
【答案】 A、B 大 0.6 电压 错误
【详解】 (1)由甲图可知电压表与灯泡并联,由灯泡L1的额定电流小于0.6A可知，电流表选0 0.6A的量程且串联在电路中，注意正负接线柱的连接；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如图所示：
(2)灯泡L1几乎不发光，说明电路是通路，但是电流太小，并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太大，滑动变阻器没起到改变电阻的作用，是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了；（3）由表中数据,灯泡的实际功率：P1＝U1I1＝1.6V×0.20A＝0.32W；P2＝U2I2＝2.5V×0.24A＝0.6W；P3＝U3I3＝2.8V×0.26A＝0.73W. 由题灯泡亮度增大时,灯泡的实际功率也越大,因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的;灯泡的额定功率：P额＝P2＝0.6W；(4)由于灯L2额定电压3.8W,所以用L2替换L1重复上面的实验，需要改变的是电压表的量程；(5)导体的电流与导体的电压和电阻有关，探究导体中的电流与电压的关系时应控制电阻不变，灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，所以这位同学的说法是错误的．
点睛：（1）电压表与灯泡并联，电流表选0～0.6A的量程且串联在电路中，注意正负接线柱的连接；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；（2）灯泡L1几乎不发光，说明电路是通路，但是电流太小，并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太大，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了．（3）比较灯泡亮度增大时，可以判断灯泡的实际功率，因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的；（4）灯L2额定电压3.8W，可知需要改变量程的电表是电压表；（6）电流与导体的电压和电阻有关，探究时应采用控制变量法．灯丝电阻受温度影响．
17．在测定小灯泡电功率的实验中
（1）电电压要________ 小灯泡的额定电压，串联一个滑动变阻器是为了________ ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器应放在________ 位置上，这样做的好处是________ ；
（3）为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率，除了要用电压表、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线外，还应在下列器材中选用_____ ．
A．三节干电池 B．三节蓄电池 C．两节干电池 D．两节蓄电池
【答案】 稍大于 改变小灯泡两端的电压与电流达到多次测量的效果 最大阻值 防止电流过大，烧坏电路元件 B
【详解】 (1)在实验中为了测得小灯泡的功率，电电压要稍大于灯泡的额定电压；实验中串联一个滑动变阻器的目的是保护电路和改变小灯泡两端的电压与电流达到多次测量的效果；(2)闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，防止电流过大烧坏电路元件；(3)为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率时，电的电压应稍大于灯泡的额定电压，故选三节蓄电池串联组成的电．
点睛：（1）在实验中为了测得小灯泡的功率，应让其达到额定功率，因电路中用到保护电路的滑动变阻器，来改变小灯泡两端的电压与电流达到多次测量的效果，故分到小灯泡上的电压比电电压要小一些，电电压应稍大于小灯泡的额定电压，但如果太大，容易烧坏灯泡．（2）实物未连接好，并且不确定电路中没有发生短路的情况，开关必须是断开的，防止烧坏电路元件．
18．小雷同学发现家用白炽灯在刚开灯瞬间易烧坏，猜想白炽灯的电阻可能与灯丝的某个因素有关．于是找来与白炽灯工作原理相同的小灯泡，按图乙所示电路图进行探究．电电压恒为6V，小灯泡的额定电压2.5V、灯丝电阻约为10Ω．
（1）请用笔画线代替导线，把图甲的电路按图乙的电路图连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变亮__________．
（2）连接电路后闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭．检查发现小灯泡的灯丝已烧断．分析原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为________ （选填“最大值”或“最小值”），导致电流过大而形成的．
（3）断开开关，更换烧坏的电路元件，进行正确操作．调节滑片使灯泡逐渐变亮，记录电流表 和电压表的一系列示数，在图丁中绘制U﹣I图象．当电压表的示数为2.5V
时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为________ A，灯的额定功率为________ W．
（4）小雷用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作．调节滑片，记录电流表和电压表的一系列示数，在图丁中再次绘制U﹣I图象．由图可知：定值电阻的阻值为________ Ω．
（5）根据图丁中a、b图线初步判断，小灯泡的电阻与灯丝的________ 有关．家用白炽灯在开灯瞬间与步骤（2）中小灯泡形成过大电流的原因________ （选填“相同”或“不同”）．
【答案】 最小值 0.26 0.65 10 温度 不同
【详解】 (1)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，滑动变阻器的右下方接线柱与电的负极相连，如下图所示：
(2)连接电路后闭合开关，小灯泡闪亮一下就熄灭，说明电路连接关系是正确的，小灯泡熄灭灯丝烧断，原因是闭合开关时，滑动变阻器连入电路的电阻为最小值，导致电流过大而形成的；(3)由图丙知，电流表选择的是0 0.6A量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.26A，灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；(4)定值电阻的U I图象是一次函数，图a是定值电阻的U I图象，当定值电阻两端电压为1V时，对应的电流为0.1A，则定值电阻的阻值为R＝＝10Ω；(5)图线b是灯泡的U I图象，是一条曲线，并且电流增大的程度小于电压，说明其电阻是变化的，并且随电压的增大而增大，原因是电压越高，实际功率越大，温度越高，电阻越大；家用白炽灯在刚闭合电路的瞬间容易烧坏，原因是刚开始工作时，灯丝温度较低，电阻较小，通过的电流较大．
点睛：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一
下的原则串联在电路中，滑片P向右端移动时灯的亮度变亮说明接入电路中的电阻变小，即右下方接线柱必须接入电路中；（2）为保护电路，闭合开关之前，滑动变阻器接入电路电阻要最大；（3）根据丙图电流表的量程和分度值读出示数，根据P＝UI求出灯泡的额定功率；（4）通过定值电阻的电流与两端的电压成正比，图线是一次函数，从图象中读出一组电压和电流值，根据欧姆定律求出定值电阻的阻值；（5）导体电阻与温度有关，一般说，温度升高电阻增大．
19．小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电电压为6伏且保持不变，滑动变阻器标有“20Ω，1A”的字样，所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个．（当所用小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一时，小灯泡会立即烧坏）
图甲 图乙
（1）小明同学连接的电路如图甲所示，图中有一根导线尚未连接，请用笔画线代替导线在图中正确连线，要求导线连接后，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大． _____
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该实验中所用小灯泡的额定电压为 _____V，小灯泡的额定功率为 _____W．接着，小明未改接电路仅移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡发出较耀眼的光但小灯泡和电压表都未被损坏，由此可判断此时电压表的示数应在（范围） _____V之间．
【答案】 2.2V 0.836W 2.2V-2.64V
【详解】试题分析：（1）滑动变阻器的右下方接线柱与灯泡的左接线柱相连，如下图所
示：
（2）①灯泡与滑动变阻器阻值的一半10Ω串联，
由图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.38A，
根据欧姆定律可得：
滑动变阻器两端的电压，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正确发光，
∴灯泡的额定电压，
灯泡的额定功率：；
②小灯泡发出耀眼的亮光说明小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡两端的电压大于额定电压，小灯泡两端的实际电压超过额定电压的五分之一，所以最高电压为，所以电压表的示数应在2.2V～2.64V之间．
考点： 电流表的读数方法； 电功率的计算．
点评：关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及灯泡的亮暗取决于实际功率的大小．
四、填空题
20．小新在用实验探究电功率跟电阻的关系时，记录了如下表所示的数据，请你分析表中的数据，归纳出电功率P与电阻R的关系式________
【答案】36WΩ/R
【详解】分析表格中数据可以发现，电功率P和电阻R的乘积为定值是36wΩ，因此P
＝.
点睛：分别计算出在电流一定时每组中电功率与电阻的比值，将结果进行对比，然后推广到一般，得到电功率与电阻的对应关系．
．

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