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专题3 测量小灯泡额定功率实验探究
考点一、测量小灯泡额定功率实验探究
实验目的：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)。
典例1：探究小灯泡的电功率。
（1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想： “小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是　 　；
（2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作：
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大；
②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来应将滑动变阻器滑片向　 　（左/右）移，直至电压表示数为2.8伏；
③当电压表示数为2.8伏时，电流表示数为0.3安，小乐根据P=UI算出小灯泡的额定功率为　 　W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值　 　（选填“大于” “小于”或“等于”） 计算值。
变式1：科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验，所用电源为3节新干电池串联，小灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器上标有“20Ω IA”字样，小金同学根据设计好的电路图如图1 所示连接好电路。
（1）图1中，甲、乙是两只电表，则甲是　 　表；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小。则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，观察灯泡是否发光
（3）继续实验，观察到电压表的示数为2伏，要使灯泡正常发光　 　端移动 (填“a”或“b”) ；
（4）小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率，用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V)，获得三组数据 (如表)：
实验序号 电流表示数/A 额定功率/W 额定功率的平均值 N
1 0.71 2.698 P=2.698+2.622+2.584：=2.6353
2 0.69 2.622
3 0.68 2.584
请判断该处理数据的方法正确与否，并说明理由：　 　。
变式2：小常用图甲所示器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为6V不变，待测灯泡的额定电压为3.8V，额定功率约为1W。
（1）请用笔画线表示导线，将图甲连接成完整的实验电路。
（2）正确连接电路后闭合开关。小常观察到电压表的示数如图乙所示，他应将滑动变阻器的滑片P向　 　移动，此时小常眼睛应该注视　 　（选填“电压表”或“电流表”）。
（3）实验时小常发现图甲电路无法准确判断电压表指针是否指向3.8伏，为了确保小灯泡电压恰为3.8伏，利用现有器材，小常采用的措施是　 　。
变式3：宾宾同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路中存在的故障可能是：　 　；
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1时，电流表的示数为I1。
②再闭合开关S2后，电流表的示数为I2。
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx　 　（用I1、I2和R0表示）。
（4）在图1中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5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是　 　。
1．（2024九上·南浔期末）要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）小浔所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，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）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W；
（3）小浔在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，可判断电路故障是　 　。
2．（2024九上·江北期末）小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验，已知电源电压是3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器，进行几次实验，得到部分U和Ⅰ的数据如下表所示：
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 　 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 　 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
（1）在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随温度的升高而　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为　 　W。
（3）实验中多次测量的目的是____。
A．探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B．多次测量求平均值，减小误差
3．（2024九上·嘉兴期末）小嘉开展“测量小灯泡额定电功率并比较不同功率时小灯泡的亮度”的实验。
【实验器材】电压恒为4.5伏电源1个，额定电压为2.5伏小灯泡1只，规格为“20欧，1安”滑动变阻器1个等。
【实验步骤】
①设计一张实验记录表。　 　
②连接电路（如图甲），闭合开关，小嘉发现电流表示数为0、电压表示数为4.5伏。造成该现象的原因是　 　；
③改正电路后，调节滑动变阻器滑片，测出了四组数据，描点绘制出了小灯泡的图像（如图乙）。
⑴测量小灯泡的额定电功率时，调节滑动变阻器滑片的目的是　 　；
⑵小嘉测得小灯泡的额定功率为　 　。
4．（2024九上·镇海区期末）探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，如图甲所示连接电路。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是　 　。
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（填“A”或“B”）端移动。
（3）在将滑片P从阻值最大处移至合适位置的过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表的数据，描绘出如图丙所示的I-U图像。其中，U0表示电源电压。若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。
5．小科在“探究电功率与电流关系”的实验中，连接了如图甲的电路，其中电源电压保持6V不变，R为定值电阻。
（1）实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断电路故障是　 　；
（3）替换了问题器材后，小科移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R电功率（曲线A）和电路总功率（曲线B）随电流变化图像（如图丙），分析可知小科用的定值电阻阻值为　 　Ω；请根据图丙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据：　 　。
6．（2024·舟山模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡　 　（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为；
③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。
7．（2024·义乌模拟）学习小组进行测定小灯泡电功率的实验，已知电源电压3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S，将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点，记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
（1）请用笔代替导线，完成图甲中电路连接；
（2）移动滑片使小灯泡正常发光时，电流表示数为0.42A，则小灯泡的额定电功率为　 　W。
（3）小金将数学几何图像分析与电学知识融合，通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1-S6（如图乙），有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积　 　表示；
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中，判断小灯泡实际功率的变化量△P灯与滑动变阻器功率的变化量△P滑哪一个更大？请结合图中信息说明理由：　 　。
8．（2024九下·义乌开学考）小科进行了“测量小灯泡电功率”的实验，现提供的器材有：电压恒定为6V的电源、额定电压为4.5V的小灯泡、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请将图甲补充完整（要求开关闭合后，滑片在最右端时滑动变阻器阻值最大）。
（2）小科连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是____。
A．将电源正负极对调
B．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）正确连接电路后，小科进行实验，记录实验数据并在电流-电压图像中描点，得到滑动变阻器电流与电压的关系，如图乙所示。由此可知，小灯泡的额定功率为　 　瓦。
（4）当小灯泡两端电压恰好为额定电压时，功率为，某次测量中小灯泡两端电压，小科计算得，但实际，理由是　 　
9．（2024九下·柯桥会考）小柯在测量小灯泡电功率的实验中，选取额定电压为2V的小灯泡，电压恒为6V 的电源，滑动变阻器（R1:10Ω 0.5A， R2:15Ω 1A， R3:50Ω 2A）,电压表，电流表， 开关和导线若干，按如图甲所示电路进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整　 　(要求：滑片向左移时，灯泡变暗)。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）完成该实验的过程中，选择哪种规格的滑动变阻器最合适　 　. (选填“R1”、“R2” 或 “R3” )
（4）小柯认为该电路还可以用于探究电流与电压的关系，但必须更换其中一个实验器材，该如何更换 　 　。
10．小科在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选取的电源电压恒为6 V，所用小灯泡的额定电压为“4.5 V”。
（1）甲图中实物电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片向　 　(填“左”或“右”)移至阻值最大处。
（2）若电压表0~15 V量程损坏，在不更换电路元件的前提下，通过　 　的方法调整电路，仍可测出小灯泡的额定功率。
（3）调整好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器得到电流表和电压表的示数如图乙，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）为了提高测量精确程度，小宁认为：“因灯泡额定电压已知，故可采用多次测量求出灯泡电阻的平均值 ，然后利用额定电压和电阻求出灯泡额定功率”。小宁的方案是否可行，请你评价小宁的方案，并说明原因：　 　。
11.（2024九上·临海期末）为探究小灯泡亮度与电功率的关系，兴趣小组利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲进行实验，获得相关数据如表。图乙是实验过程中电路总功率、小灯泡功率随电流变化的曲线。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.1 0.9 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.05 0.19 0.24 0.26 0.28
功率P/W 0.005 0.171 0.425 0.546 0.725
小灯泡亮度 越来越亮
（1）从第2次到第3次实验，滑片P应向　 　移动。
（2）乙图中线段CD表示的物理量是　 　。
（3）整理数据发现，当小灯泡两端电压变大时，灯泡电阻也变大，请分析原因。　 　
12.小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）连接电路过程中，开关应该　 　（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到　 　（选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____；（填选项符号）
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是　 　A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向　 　（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为　 　W；
（7）小丽根据小灯泡的I-U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而　 　（选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是　 　。
典例分析
举一反三
课后巩固
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专题3 测量小灯泡额定功率实验探究
考点一、测量小灯泡额定功率实验探究
实验目的：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)。
典例1：探究小灯泡的电功率。
（1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想： “小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是　 　；
（2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作：
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大；
②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来应将滑动变阻器滑片向　 　（左/右）移，直至电压表示数为2.8伏；
③当电压表示数为2.8伏时，电流表示数为0.3安，小乐根据P=UI算出小灯泡的额定功率为　 　W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值　 　（选填“大于” “小于”或“等于”） 计算值。
【答案】（1）电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮
（2）左；0.84；大于
【解析】（1）根据公式P=UI，结合串联电路的电流规律分析解答；
（2）②根据图片确定电压表的量程和分度值，根据指针位置读出示数，并与灯泡的额定电压比较，从而确定灯泡电压的变化方向。根据U总=UL+U变确定变阻器的电压变化方向，最后根据串联电路的分压规律确定滑片的移动方向即可。
③根据P=UI计算灯泡的额定功率。根据丁图可知，断开没有电流时，指针在0刻度的左侧，那么会导致电流值偏小，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，甲中两灯串联，那么通过两盏灯的电流相等。根据P=UI知道，灯的电压越大，灯的实际功率越大，那么灯越亮，支持该结论的实验现象是：电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。
（2）②根据图丙可知，电压表选用0-03V量程，分度值为0.1V，示数为2V<2.8V，则应增大灯两端的电压，根据U总=UL+U变可知，应减小变阻器两端的电压。根据串联电路电压与电阻成正比可知，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；
③当电压表示数为2.8V时，电流表示数为0.3A，
则小灯泡的额定功率为。根据丁图可知，电路中无电流时，电流表的指针指向零刻度线的左侧，则电流表的示数要小于灯泡的额定电流，根据P=UI知道，测得的灯泡的实际功率偏小。
（1）甲中两灯串联，通过两盏灯的电流相等。灯的电压越大，根据P=UI知道，灯的实际功率越大，灯越亮，支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。
（2）[1]灯在额定电压下正常发光，图丙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.8V，应增大灯两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器两端的电压。由串联分压原理，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，直到电压表示数为额定电压2.8V。
[2]当电压表示数为2.8V时，电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为
[3]由图丁知道，电路中无电流时，电流表的指针指向零刻度线的左侧，则测量电流时，电流表的示数要小于灯泡的额定电流，根据P=UI知道，测得的灯泡的实际功率偏小，即小灯泡的额定功率的真实值大于0.84W。
变式1：科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验，所用电源为3节新干电池串联，小灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器上标有“20Ω IA”字样，小金同学根据设计好的电路图如图1 所示连接好电路。
（1）图1中，甲、乙是两只电表，则甲是　 　表；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小。则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，观察灯泡是否发光
（3）继续实验，观察到电压表的示数为2伏，要使灯泡正常发光　 　端移动 (填“a”或“b”) ；
（4）小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率，用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V)，获得三组数据 (如表)：
实验序号 电流表示数/A 额定功率/W 额定功率的平均值 N
1 0.71 2.698 P=2.698+2.622+2.584：=2.6353
2 0.69 2.622
3 0.68 2.584
请判断该处理数据的方法正确与否，并说明理由：　 　。
【答案】（1）电流 （2）C （3）b （4）正确，采用多次测量取平均值的方法减少误差。
【解析】（1）根据电表的使用分析回答。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明小灯泡实际功率太小，据此分析。
（3）根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向。
（4）由于在进行读数时，具有误差，所以虽然用同一套器材做了三次实验，结果也会有差别，此时可以用求平均值的方法来减小误差。
【解答】（1）由图可知，乙表与灯泡并联是电压表，甲表串联在电路中是电流表。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明小灯泡实际功率太小，因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光，故选：C。
（3）继续实验，观察到电压表的示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器滑片向b端移动。
（4）测量灯泡的额定功率时，灯泡两端电压为额定电压，但由于电压表量程太大，导致读数出现误差，从而造成电功率数值不同，可以通过多次测量求平均值的办法减小误差，所以取平均值的做法是正确的。
故答案为：（1）电流表；（2）C；（3）b；（4）正确；求平均值可以减小误差。
变式2：小常用图甲所示器材测量小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为6V不变，待测灯泡的额定电压为3.8V，额定功率约为1W。
（1）请用笔画线表示导线，将图甲连接成完整的实验电路。
（2）正确连接电路后闭合开关。小常观察到电压表的示数如图乙所示，他应将滑动变阻器的滑片P向　 　移动，此时小常眼睛应该注视　 　（选填“电压表”或“电流表”）。
（3）实验时小常发现图甲电路无法准确判断电压表指针是否指向3.8伏，为了确保小灯泡电压恰为3.8伏，利用现有器材，小常采用的措施是　 　。
【答案】（1）
（2）右；电压表
（3）电压表选用0～3V量程与滑动变阻器并联，移动滑片至电压表的示数为2.2V时灯泡正常发光
【解析】（1）电路为串联电路，根据灯泡的额定电压和额定功率计算电流，判断电流表所选量程。
（2）串联电路，电阻越大，分压越大，要增大灯泡两端的电压，则应减小滑动变阻器的电阻，从而减小滑动变阻器两端电压。
（3）电源电压为6V，串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和，可知滑动变阻器两端的电压为2.2V，小于电压表小量程的最大测量值，所以科二将电压表并联在滑动变阻器两端。
【解答】（1）测量小灯泡的额定功率时，小灯泡与电流表、滑动变阻器串联接入电路中，电压表与小灯泡并联，滑动变阻器采用一上一下的接法；待测灯泡的额定电压为3.8V，额定功率约为1W，则小灯泡的额定电流约为，所以电流表选择0～0.6A的量程，如图所示。
（2）由图可知，电压表选用的是大量程，分度值为0.5V，示数为3V，此时灯泡两端的电压小于其额定电压，要使小灯泡正常发光，需要增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的分压规律可知，应减小滑动变阻器的电阻，滑片应该向右移动，直至电压表的示数为3.8V。
（3）当小灯泡正常发光时，根据串联电路分压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=6V-3.8V=2.2V
图甲电路无法准确判断电压表指针是否指向3.8伏，确保小灯泡电压恰为3.8伏。可以采取电压表选用0～3V量程与滑动变阻器并联，移动滑片至电压表的示数为2.2V时灯泡正常发光。
（1）测量小灯泡的额定功率时，小灯泡与电流表、滑动变阻器串联接入电路中，电压表与小灯泡并联，滑动变阻器采用一上一下的接法；待测灯泡的额定电压为3.8V，额定功率约为1W，则小灯泡的额定电流约为，所以电流表选择0～0.6A的量程，如图所示
（2）[1][2]由图可知，电压表选用的是大量程，分度值为0.5V，示数为3V，此时灯泡两端的电压小于其额定电压，要使小灯泡正常发光，需要增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的分压规律可知，应减小滑动变阻器的电阻，滑片应该向右移动，直至电压表的示数为3.8V。
（3）当小灯泡正常发光时，根据串联电路分压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=6V-3.8V=2.2V
图甲电路无法准确判断电压表指针是否指向3.8伏，确保小灯泡电压恰为3.8伏。可以采取电压表选用0～3V量程与滑动变阻器并联，移动滑片至电压表的示数为2.2V时灯泡正常发光
变式3：宾宾同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路中存在的故障可能是：　 　；
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U-I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1时，电流表的示数为I1。
②再闭合开关S2后，电流表的示数为I2。
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx　 　（用I1、I2和R0表示）。
（4）在图1中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5所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是　 　。
【答案】（1）灯泡断路
（2）0.75
（3）
（4）先增大，后减小为0
【解析】 （1）根据图2分析电流表和电压表示数的大小。当灯泡发生断路时，电压表串联在电路中，它的示数接近电源电压。
（2）灯在额定电压下的功率为额定功率，由图根据P=UI求出额定功率；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式；
（4）根据电路消耗的总功率P总=P滑+P灯和图丙分析滑动变阻器的功率大小变化情况。
【解答】（1）根据图2可知，电流表示数为0，电压表示数为电源电压，则此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。
（2）根据图3可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
（3）根据图4可知，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为，
则U=I1(R0+Rx) ①；
再闭合开关S2时，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。
则为U=I2R0 ②；
①②联立解得：
（4）根据P总=P滑+P灯可知，则变阻器的功率为P滑= P总- P灯；
即变阻器的功率等于总功率和灯泡功率的差；
从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，
故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。
（1）由图2知，电流表示数为0，电路可能断路，电压表示数为电源电压，则电压表与电源连通，故此时电路中存在的故障可能是：灯泡断路。
（2）根据小灯泡U-I图象可知，灯在额定电压下的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是P=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W
（3）③在①中，只闭合开关时，两电阻串联，电池表测电路中的电流，电流表的示数为。在②中，只有R0工作，电流表测量电路的电流，电流表的示数为。根据串联电阻的规律及欧姆定律，两关实验中电源电压为U=I2R0=I1(R0+Rx)
未知电阻的阻值表达式为
（4）电路消耗的总功率P总=P滑+P灯
则变阻器的功率为P滑= P总- P灯
从图5可知，在电流变大的过程中，P总和P灯的差先变大后减小为0，故滑动变阻器的功率大小变化是先增大，后减小为0。
1．（2024九上·南浔期末）要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）小浔所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，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）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W；
（3）小浔在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，可判断电路故障是　 　。
【答案】（1）如图
（2）0.65W
（3）电流表被烧坏或电流表断路
【解析】（1）测量小灯泡额定功率的实验中，电压表应测灯泡两端的电压，据此分析甲图中的错误并改正。
（2）根据电流表的量程和分度值确定电流表的示数；根据P=UI求出灯泡的额定功率。
（3）已知电路故障是小灯泡或电流表被烧坏，结合所给实验现象分析具体的电路故障。
【解答】 （1）要测量小灯泡的额定功率，电压表应测灯泡两端的电压，而 图甲中电压表测灯泡和滑动变阻器的总电压。此时可以将电压表与变阻器相连的导线从变阻器上拆下，改接在电灯泡的右端即可，如下图所示：
（2）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.26A， 灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
（3）在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭；经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在 不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，说明小灯泡没有问题，则故障是电流表断 路（或电流表被烧坏）。
2．（2024九上·江北期末）小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验，已知电源电压是3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器，进行几次实验，得到部分U和Ⅰ的数据如下表所示：
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 　 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 　 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
（1）在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随温度的升高而　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为　 　W。
（3）实验中多次测量的目的是____。
A．探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B．多次测量求平均值，减小误差
【答案】（1）增大
（2）0.8
（3）A
【解析】（1）利用公式分别计算出灯泡在不同电压下的电阻，然后比较即可。
（2）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据实验中多次测量的目的分析判断。
【解答】（1）根据公式分别计算出灯泡的电阻依次为：2.8Ω、5Ω、6.67Ω，那么得到： 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大。
（2）根据乙图可知，电流表的量程为0·0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.32A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
（3） 实验中多次测量的目的探究灯泡亮度与实际功率的大小关系，故选A。
3．（2024九上·嘉兴期末）小嘉开展“测量小灯泡额定电功率并比较不同功率时小灯泡的亮度”的实验。
【实验器材】电压恒为4.5伏电源1个，额定电压为2.5伏小灯泡1只，规格为“20欧，1安”滑动变阻器1个等。
【实验步骤】
①设计一张实验记录表。　 　
②连接电路（如图甲），闭合开关，小嘉发现电流表示数为0、电压表示数为4.5伏。造成该现象的原因是　 　；
③改正电路后，调节滑动变阻器滑片，测出了四组数据，描点绘制出了小灯泡的图像（如图乙）。
⑴测量小灯泡的额定电功率时，调节滑动变阻器滑片的目的是　 　；
⑵小嘉测得小灯泡的额定功率为　 　。
【答案】评价要素：记录的信息包含电压、电流、电功率和亮度等；记录的物理量规定好单位：体现能记录多组或多次实验数据的空白栏；电压表串联在电路中，电流表并联在小灯泡两端；使小灯泡两端的电压达到2.5伏；0.5瓦
【解析】根据伏安法测定电功率的原理、实验操作及注意事项进行分析。
【解答】①记录的信息包含电压、电流、电功率和亮度等；记录的物理量规定好单位：体现能记录多组或多次实验数据的空白栏。
比如：
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，与电压表并联的支路开路了；因此造成该现象的原因是电压表串联在电路中，电流表并联在小灯泡两端。
⑴测量小灯泡的额定电功率时，调节滑动变阻器滑片的目的是使小灯泡两端的电压达到2.5伏。
⑵小嘉测得小灯泡的额定功率为
4．（2024九上·镇海区期末）探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，如图甲所示连接电路。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是　 　。
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（填“A”或“B”）端移动。
（3）在将滑片P从阻值最大处移至合适位置的过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表的数据，描绘出如图丙所示的I-U图像。其中，U0表示电源电压。若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。
【答案】（1）小灯泡短路
（2）A
（3）
【解析】（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为0，说明电压表并联的电路短路，或电压表短路；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（3）根据串联电路电压的规律和P=UI计算出此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域。
【解答】 （1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为0，说明电压表并联的电路短路，或电压表短路，即出现故障的原因可能是小灯泡短路（或电压表短路）；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.7V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向A端移动；
（3）若图中的阴影部分表示电压为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=3V-2V=1V，根据串联电路电流特点，通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同，由P=UI知滑动变阻器的功率为：P滑=U滑I=1V×I，此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示：
5．小科在“探究电功率与电流关系”的实验中，连接了如图甲的电路，其中电源电压保持6V不变，R为定值电阻。
（1）实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B”）；
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，由此可以推断电路故障是　 　；
（3）替换了问题器材后，小科移动滑动变阻器进行多次实验，绘制了电阻R电功率（曲线A）和电路总功率（曲线B）随电流变化图像（如图丙），分析可知小科用的定值电阻阻值为　 　Ω；请根据图丙推测滑动变阻器功率随电流变化的规律，并说明推测的依据：　 　。
【答案】（1）A
（2）电阻R断路
（3）10；从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小
【解析】（1）为了保护电路，实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（2）电流表没有示数，说明电路可能断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（3）根据图丙利用P=UI求出定值电阻两端电压，据此求出电阻R的阻值；
从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，据此得出滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况。
【解答】（1）为了保护电路，实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即A端。
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，电流表没有示数，说明电路断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可以推断电路故障是电阻R断路。
（3）由图丙知道，当电路中的电流为0.6A时，电阻R电功率为3.6W，则电阻R两端电压为
故电阻R的阻值为
从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小。
（1）为了保护电路，实验开始前，小科需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即A端。
（2）实验中，小科发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位置，电流表没有示数，说明电路断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即可以推断电路故障是电阻R断路。
（3）由图丙知道，当电路中的电流为0.6A时，电阻R电功率为3.6W，则电阻R两端电压为
故电阻R的阻值为
从图中可知，随着电流的增大，总功率和定值电阻的功率之差先变大、后变小，故滑动变阻器消耗功率随电流大小的变化情况是先变大、后变小。
6．（2024·舟山模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡　 　（选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为；
③请写出未知电阻的阻值表达式：　 　（用、和表示）。
【答案】（1）不发光
（2）0.75W
（3）
【解析】（1）在测灯泡电功率的实验中，如果灯泡发生断路，那么电压表串联在电路中，此时测电源电压。由于电压表的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零。
（2）根据图3确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI求出额定功率；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式。
【解答】（1）根据图2可知，闭合开关后，电压表的示数等于电源电压，而电流表的示数几乎为零，那么说明此时灯泡可能发生断路，即灯泡不发光；
（2）根据图3可知，灯在额定电压下2.5V时的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（3）实验步骤：
①只闭合开关S1，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I1；
②开关S1、S2闭合后，只有电阻R0工作，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I2；
③两次实验中电源电压不变，则得到：U=I2R0=I1（R0+Rx），
那么未知电阻Rx的阻值表达式：。
7．（2024·义乌模拟）学习小组进行测定小灯泡电功率的实验，已知电源电压3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S，将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点，记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
（1）请用笔代替导线，完成图甲中电路连接；
（2）移动滑片使小灯泡正常发光时，电流表示数为0.42A，则小灯泡的额定电功率为　 　W。
（3）小金将数学几何图像分析与电学知识融合，通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1-S6（如图乙），有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积　 　表示；
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中，判断小灯泡实际功率的变化量△P灯与滑动变阻器功率的变化量△P滑哪一个更大？请结合图中信息说明理由：　 　。
【答案】（1）
（2）1.05
（3）S1；△P灯=（S1+S2+S4+S5）-S1=S2+S4+S5；△P滑=（S2+S3）-(S3+S6）=S2-S6，因此△P灯大于△P滑
【解析】额定功率等于额定电压与额定电流的乘积。
【解答】（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选0~3V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，然后与电源和开关串联组成电路。
（2）由图象可知，灯泡正常发光时的电流为，则灯泡的额定功率：P= UI =2.5Vx0.42A= 1.05W ；
（3）由P= UI可知，当电流为I1时，小灯泡的实际功率P实=U1I1 ，可以用图乙中的面积S1表示；数形结合分别求出 △P灯 与 △P滑 对应的面积然后比较大小。
8．（2024九下·义乌开学考）小科进行了“测量小灯泡电功率”的实验，现提供的器材有：电压恒定为6V的电源、额定电压为4.5V的小灯泡、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请将图甲补充完整（要求开关闭合后，滑片在最右端时滑动变阻器阻值最大）。
（2）小科连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是____。
A．将电源正负极对调
B．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）正确连接电路后，小科进行实验，记录实验数据并在电流-电压图像中描点，得到滑动变阻器电流与电压的关系，如图乙所示。由此可知，小灯泡的额定功率为　 　瓦。
（4）当小灯泡两端电压恰好为额定电压时，功率为，某次测量中小灯泡两端电压，小科计算得，但实际，理由是　 　
【答案】（1）
（2）C
（3）2.25
（4）小灯泡的电阻随温度的降低而减小
【解析】（1）根据描述分析变阻器选择的接线柱，根据题干确定电流不变的量程，据此补充电路即可；
（2）在闭合开关前，为了避免电流过大而烧毁用电器，变阻器的滑片要调到阻值最大的位置，据此分析判断；
（3）电压表测变阻器的电压，根据串联电路电压的规律，可知电压表示数1.5V时灯正常发光，如图乙所示可知小灯泡的额定电流，根据P=UI得出灯的额定功率；
（4）因灯的电阻随温度的变小而变小，根据分析。
【解答】（1）开关闭合后，滑片在最右端时滑动变阻器阻值最大，故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联。根据图乙知，电流不超过0.6A，故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）小科连接好电路后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，可能是电路的电流过小，电路的电阻过大，接下来他首先应进行的最合理操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故选C；
（3）根据图片可知，电压表测变阻器的电压，
当电压表示数为：UV=U总-U变=6V-4.5V=1.5V时，灯正常发光。
如图乙所示可知，小灯泡的额定电流为0.5A，
灯的额定功率为：P=UI=4.5V×0.5A=2.25W；
（4）若灯的电阻不随温度电压的而变化，当小灯泡两端电压恰好为额定电压U0时，功率为P0。
某次测量中小灯两端电压U1=U0，
根据可知，；
因灯的电阻随温度的变小而变小，故P1＞P0。
9．（2024九下·柯桥会考）小柯在测量小灯泡电功率的实验中，选取额定电压为2V的小灯泡，电压恒为6V 的电源，滑动变阻器（R1:10Ω 0.5A， R2:15Ω 1A， R3:50Ω 2A）,电压表，电流表， 开关和导线若干，按如图甲所示电路进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整　 　(要求：滑片向左移时，灯泡变暗)。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W。
（3）完成该实验的过程中，选择哪种规格的滑动变阻器最合适　 　. (选填“R1”、“R2” 或 “R3” )
（4）小柯认为该电路还可以用于探究电流与电压的关系，但必须更换其中一个实验器材，该如何更换 　 　。
【答案】（1）
（2）0.72
（3）R2
（4）把小灯泡换成定值电阻
【解析】在测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器与小灯泡串联在电路中，电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流；根据电压表的示数、电流表的示数及电功率的计算公式计算出小灯泡的电功率。
【解答】（1）由于滑动变阻器与小灯泡串联在电路中，滑片向左移时，灯泡变暗，则滑动变阻器接入电路中的阻值变大，因此滑动变阻器下面连接右边的接线柱，将滑动变阻器下面右边的接线柱连接小灯泡左边的接线柱，如下图所示：
；
（2）从图乙可知，电流表接入电路中量程为0~0.6A，则分度值为0.02A，此时指针指在0.2后面的第8个小格，则其读数为：I=0.2A+0.02A×8=0.36A，则小灯泡的额定功率为：P额=U额I额＝2V×0.36A=0.72W；
（3）小灯泡正常发光时，小灯泡的分压为2V，则滑动变阻器的分压为：U滑=U-U额=6V-2V=4V，电路中的电流为0.36A，则滑动变阻器的阻值为：，所以最合适的滑动变阻器为R2；
（4）如果探究电流与电压的关系，由于小灯泡的阻值会随温度的变化而变化，因此应该把小灯泡换成定值电阻。
故答案为：（1）；（2）0.72；（3）R2；（4）把小灯泡换成定值电阻。
10．小科在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选取的电源电压恒为6 V，所用小灯泡的额定电压为“4.5 V”。
（1）甲图中实物电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片向　 　(填“左”或“右”)移至阻值最大处。
（2）若电压表0~15 V量程损坏，在不更换电路元件的前提下，通过　 　的方法调整电路，仍可测出小灯泡的额定功率。
（3）调整好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器得到电流表和电压表的示数如图乙，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）为了提高测量精确程度，小宁认为：“因灯泡额定电压已知，故可采用多次测量求出灯泡电阻的平均值 ，然后利用额定电压和电阻求出灯泡额定功率”。小宁的方案是否可行，请你评价小宁的方案，并说明原因：　 　。
【答案】（1）右 （2）将电压表接到滑动变阻器两端
（3）1.35 （4）不可行。灯泡电阻会受温度影响而变化
【解析】（1）在连接电路时为了保护电路，开关断开，滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）根据在串联电路中电压规律进行解答；
（3）从图乙中读出电流表的示数，即小灯泡的额定电流，根据P=UI计算出小灯泡的额定功率；
（4）根据小灯泡的电阻受温度的影响进行解答。
【解答】（1）从甲图可知，滑动变阻器的的滑片在最右端时，接入电路中的阻值最大，因此闭合开关前应将滑片向右移至阻值最大处；
（2）由于小灯泡的额定电压为4.5V，电源电压为6V，则小灯泡正常发光时，滑动变阻器的分压为：，所以可以将电压表接到滑动变阻器两端；
（3）从图乙中可知，小灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：；
（4）由于灯泡电阻会受温度影响而变化，所以小宁的想法是不可行的。
故答案为：（1）右；（2）将电压表接到滑动变阻器两端；（3）1.35；（4）不可行；灯泡电阻会受温度影响而变化。
11.（2024九上·临海期末）为探究小灯泡亮度与电功率的关系，兴趣小组利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲进行实验，获得相关数据如表。图乙是实验过程中电路总功率、小灯泡功率随电流变化的曲线。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.1 0.9 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.05 0.19 0.24 0.26 0.28
功率P/W 0.005 0.171 0.425 0.546 0.725
小灯泡亮度 越来越亮
（1）从第2次到第3次实验，滑片P应向　 　移动。
（2）乙图中线段CD表示的物理量是　 　。
（3）整理数据发现，当小灯泡两端电压变大时，灯泡电阻也变大，请分析原因。　 　
【答案】（1）左
（2）电流为I0时，滑动变阻器的电功率
（3）小灯泡两端的电压变大时，电流也变大，根据Q=I2Rt，相同时间产生的内能增多，温度升高，阻值增大
【解析】
（1）由表格数据可知，实验3中灯泡两端的电压值大于实验2中灯泡两端的电压值，而电源电压变，且U=U滑+UL，故实验3中应減小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压特点可知滑动变阻器的滑片P的移动方向。
（2）根据电路的总功率等于各用电器功率之和，同时结合图乙分析回答。
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】
（1）由表格数据可知，实验3中灯泡两端的电压值大于实验2中灯泡两端的电压值，而电源电压不变，且U=U滑+UL，故完成实验2后，要想获得实验3的数据（即增大灯泡两端的电压），应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压特点可知，应減小滑动变阻器接入电路的阻值，则由图甲可知滑片P应向左移动。
（2）由图乙可知，电流为I0时，C点是此时电路的总功率，D点是此时灯泡的功率，根据电路的总功率等于各用电器功率之和可知，线段CD表示电流为I0时，滑动变阻器的电功率。
（3）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P= UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大。
12.小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）连接电路过程中，开关应该　 　（选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到　 　（选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____；（填选项符号）
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是　 　A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向　 　（选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为　 　W；
（7）小丽根据小灯泡的I-U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而　 　（选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是　 　。
【答案】（1）
（2）断开；最左 （3）B （4）0.14 （5）右 （6）0.625
（7）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关应该断开，滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（4）根据电流表选用量程确定分度值读数；
（5）比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（6）根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（7）灯丝电阻随温度的升高而增大。
【解答】（1）原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关应该断开，滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处，即最左端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路的故障可能是灯泡断路，故选：B；
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.14A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定电功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故这时应该向右端移动滑动变阻器的滑片；
（6）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（7）由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大。
典例分析
举一反三
课后巩固
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