18.3 测量小灯泡的电功率（知识解读）-2024-2025学年九年级物理全一册同步知识解读与专题训练（人教版）

18.3 测量小灯泡的电功率（知识解读）（原卷版） •知识点1 电功率的测量 •知识点2 探究小灯泡的电功率实验 •作业 巩固训练 知识点1 电功率的测量 1、实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。 2、测量电功率的方法 （1）测量用电器的电功率可以用专门的仪器。 （2）用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。 （3）用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。 3、伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。 4、如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。 【典例1-1】滑动变阻器在电学实验中起到重要的作用，除保护电路外，下列实验中多次改变滑动变阻器，目的为了减小误差的是（　　） A．探究“电流与电压关系 ”实验 B．探究“电流与电阻关系 ”实验 C．“测量未知定值电阻的阻值 ”实验 D．“测量小灯泡功率 ”实验 【典例1-2】小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。 (1)请你在图甲电路中用笔画线代替导线，将电路连接完整 ； (2)某次实验过程中电压表示数为2V，为测定小灯泡的额定功率，小红应将变阻器滑片向 （填“A”或“B”）端移动，同时注意观察电压表的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)小红还设计出了只有电流表、没有电压表时测量小灯泡额定功率的方法，其电路图如图丙所示。已知定值电阻R0为5Ω，小红调节滑动变阻器的滑片，先使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数为0.3A，故测量出小灯泡的额定功率为 W。 【变式1-1】测一额定电压为U0的小灯泡的额定电功率实验时，发现没有电压表，利用一个已知电阻R0、若干开关、电源电压为U的学生电源和导线。她设计出如图所示电路图，所有开关断开，将滑动变阻器阻值调到最大。闭合开关S、S1调节滑动变阻器的滑片,直到电流为，保持开关S闭合和滑动变阻器的滑片位置不动，闭合开关S2后断开开关S1，记下此时的电流I，则小灯泡的额定电功率为（    ） A． B． C． D． 【变式1-2】实验小组在测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。 (1)按图甲所示的电路正确连接，闭合开关前，电压表示数乙所示，接下来的正确操作是将电压表的指针 ； (2)将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，闭合开关，小灯泡不发光，电压表没有示数，可能是小灯泡出现了 （选填“短路”或“断路”）。 (3)排除电路故障后，闭合开关，适当移动滑片，当电压表的示数为2V时，为了测小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值 （选填“变大”或“变小”）。 (4)实验结束后，有同学提出可以用小灯泡代替定值电阻来探究“电流与电压的关系”，老师指出这样操作是 （选填“可行”或“不可行”）的，原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化。 (5)另一个实验小组使用的电压表损坏了，于是他们用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，如图丙，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤： ①只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光。 ② ，滑动变阻器滑片位置 （选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动”），读出电流表的计数为I。 （3）小灯泡的额定功率表达式为：P额= （用U额、R0、I表示）。 知识点2 探究小灯泡的电功率实验 1、实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。 2、实验原理：。 3、实验方法：伏安法。 4、实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 5、实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中； 步骤⑤整理实验器材。 6、实验分析和结论 （1）小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 （2）灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。 （3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。 7、实验中滑动变阻器的作用： （1）闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路） （2）接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压） 实验中电路故障分析 故障 现象 故障原因 灯泡不亮 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数 ①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏 ②接线柱接触不良 ③连接导线断裂 闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转 ①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良 ②电流表和电压表的位置互换了 电表问题 电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转 电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了 电流表与电压表的指针偏转角度很小 ①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低 电表的指针超过最大刻度 ①量程选择过小 ②电路中出现短路 滑动变阻器问题 滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化 滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻 无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压 电源电压过低 闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置 【典例2-1】关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（ ） A．伏安法测小灯泡电功率实验原理是 B．两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差 C．两个实验使用的实验器材完全相同 D．伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法 【典例2-2】实验器材有：三节新干电池、“2.5V；0.3A”的小灯泡一只、滑动变阻器一个、开关一个、量程为“0—0.3A”的电流表一块、量程为“0—3V”的电压表两块、导线若干。组装的实验电路如图所示（电路不允许拆开）。 (1)利用这个电路可以帮助我们完成教材中的电学实验有：（写出二个实验名称） (2)请你在上述实验中任选一个，写出你的实验步骤。 (3)针对你选择的实验，写出该实验的注意事项有哪些？ 【典例2-3】小明用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻，电源电压为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接。要求：滑片P向右移动，小灯泡变亮； (2)小明连接好最后一根导线，小灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处。 ① ；② 。 (3)更换一个相同小灯泡后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表、电流表都有示数，接下来的操作应该是 ； (4)移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 ，额定功率为 W； (5)实验中，小明移动滑动变阻器的滑片P，记录下几组电流表与电压表的示数，如下表所示，小明想通过计算小灯泡电阻的平均值来减小误差，你认为小明的做法是 （选填“正确的”或“错误的”）。 序号 1 2 3 电压/V 1.0 2.0 3.0 电流/A 0.24 0.44 0.52 【变式2-1】如图所示小灯泡额定电压为，利用这个电路可以进行很多电学实验，下列说法错误的是（　　） A．探究灯丝电阻与温度的关系 B．探究灯泡亮度与实际功率的关系 C．测量小灯泡额定功率 D．探究电流与电压的关系 【变式2-2】图甲所示电路的电源电压保持12V不变，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最左端向右端移动的过程中，小灯泡的I-U图象如图乙所示。正确连接电路后，闭合开关S，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。小灯泡正常发光时电阻为 Ω；该小灯泡的额定功率为 W；当小灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路中的电阻值为 Ω。在这一个过程中，该电路的最大功率为 W。 【变式2-3】在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为10Ω）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V），开关，电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干，电路如图甲所示。 (1)实验过程中，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针没有偏转，原因可能是 ； (2)排除故障后继续实验。小华进行了3次测量，并将有关数据及现象记录在表中。 实验序号 电压U/V 电流I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度 1 1.5 0.20 0.30 偏暗 2 2.5 0.3 0.75 正常 3 3.0 更亮 在第1次实验中小灯泡发光偏暗的原因是 ，要测定小灯泡的额定功率，接下来应将滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，直到电压表示数为2.5V，测得小灯泡的额定功率为 W； (3)第3次实验时电流表示数如图乙所示，本次实验小灯泡灯丝电阻为 Ω（计算结果保留一位小数）。 一、单选题 1．综合实践活动课上，小明设计了一个如图甲所示的调光灯电路。已知电源电压不变，灯泡额定电流为0.5A，R0是保护电阻，滑动变阻器的最大阻值是15Ω，图乙是灯泡的I－U图像。调试时小明将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关，电流表的示数为0.3A；将滑片滑至最左端时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（　　） A．该调光灯电路不需要保护电阻R0 B．电源电压是10V C．电路的最大功率是2.7w D．灯泡正常发光时，R0的功率是2.5w 2．一只标有“6.0V 0.6A”的灯泡，测得它的电压与电流之间的关系曲线如图所示。则以下说法错误的是（    ） A．电流为0A时，电阻为0Ω B．灯泡的电阻随电压的升高而增大 C．电压为4.0V时，灯泡的实际电功率为2W D．灯泡正常发光时的电阻为10Ω 3．如图是小伟做电学实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从A点移到B点时，在下表中记录下滑片在这两个点时电压表V1、V2的示数。滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V 0.5A”的字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定。下列说法正确的有（　　） 滑动变阻器的滑片位置 电压表V1的示数U1/V 电压表V2的示数U2/V A 9U0 9U0 B 6U0 10U0 ①灯泡正常发光时的电阻为5Ω ②电阻R1的阻值为15Ω ③电源电压为6V ④闭合开关，滑片从A点移到B点的过程中电路总功率的最小值为1.2W A．仅①② B．仅②③ C．仅①②③ D．①②③④ 二、填空题 4．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值R1= Ω。保持开关S₁始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P₁，最小功率为P2，则P1︰P2= 。 5．小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压不变，滑动变阻器上标有“20  2A”字样，小灯标有“0.3A”字样，估计小灯泡的额定功率在1.2瓦以上。实验时他正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为 欧，电压表示数如图（a）所示，电流表示数为0.2安，此时小灯发光较暗。为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于 安时，小灯正常发光，此时电压表的示数如图（b）所示，小灯泡正常发光时的电压为 伏，小王同学在实验中所用电源的电压为 伏，小灯泡的额定功率为 瓦。 6．图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率是1W，则小灯泡两端的电压为 V；再闭合开关S1，此时电路消耗的总功率为 W。 三、实验题 7．【探究名称】探究电流与电压、电阻的关系 【实验器材】电源（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω，2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω），开关，导线若干。 【实验步骤】嘉嘉同学设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接完整 ； (2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是电阻R ； (3)排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变； (4)如图丙所示是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，由此可得，当电压一定时， ； (5)小静同学继续探究，再次换接50Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的3V。若在电路中再串联一个10Ω的电阻 （选填“能”或“不能”）完成这次实验； 【拓展】 (6)小芳在进行实验时发现电流表无法使用，老师用一个已知阻值为R的定值电阻，设计了如下图所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率（已知额定电压）。已知电源电压不变，实验步骤如下（实验前，所有开关均断开）： ①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表读数为 ，读出此时电压表的示数为U1； ②断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，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U1、U、R0表示） 8．小华在“测定小灯泡的电功率”实验中，选用的器材有电源、待测小灯（标有“1.5V”字样）、电压表、电流表、滑动变阻器（“20Ω，2A”和“10Ω，2A”两个变阻器可供选择）、电键以及导线若干，所有器材均完好。 （1）他连接好电路，实验步骤正确，闭合电键后发现小灯不发光，电流表示数为0.3安，电压表示数为0伏。他继续移动滑片发现灯始终不亮，电流表示数逐渐增大至2安。该同学经过分析，发现电路中除一个电表外，其余连接均正确。接着他正确连接电路，移动滑片，当小灯正常发光时，滑片的位置恰好在中点上（即变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半）； （2）画出小华同学最初的实验电路图 ； （3）请根据相关信息计算出小灯的额定功率 （需写出计算过程）。 9．小华同学做“用电流表，电压表测电阻”实验。电源电压不变。滑动变阻器上标有“10Ω  2A”字样。他正确连接实验电路。实验步骤正确。闭合电S观察到电压表和电流表示数分别为2.8伏和0.32安。他继续实验，又测得两组数据。记录在下表中， 实验序号 电压（伏） 电流（安） 电阻（欧） 1 2.8 0.32 8.8 2 3.5 0.40 8.8 3 5.0 0.58 8.6 (1)本实验的原理是 ，所用电源电压为 伏； (2)待测电阻的阻值为 （精确到0.1欧）； (3)小明设想利用小华所用器材（Rx除外）测定一个标有“2.5V2A”字样小灯泡的额定功率，小明是否可以达到实验目的？请通过计算说明。 10．在“测定小灯泡电功率”实验中，电源由三节新干电池组成，小灯泡L标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω　1Α”字样。 (1)请用笔画线代替导线，将图中实物电路正确连接完整。要求：闭合电键S前，移动变阻器的滑片P至电阻丝的左端时，变阻器连入电路的阻值为最大值。 (2)下表是小刚同学测出的数据，第二次测量时电流表的示数如图（b）所示。读数为 安。 序号 电流（安） 电压（伏） 电功率（瓦） 亮暗程度 电功率平均值（瓦） 1 0.16 1.0 2 （10） 1.4 3 0.24 1.8 4 0.26 2.5 5 0.28 3.0 (3)根据表中的数据可知，当小灯泡正常发光时，小灯泡的电功率为 瓦，此时变阻器接入电路中的电阻为 欧。 (4)写出表格设计存在的不当之处： 。 11．在复习课上，老师提出：“如何测量用电器的电功率？”下面是小青同学提出的实验方案。小青设计用伏安法测额定电功率（已知小灯泡的额定电压2.5V）。 (1)根据题图中所给元件，用笔画线（不能交叉）在图上连接实物电路 ； (2)实验前，滑动变阻器滑片P应移至 端； (3)当开关闭合时，发现电流表无读数，电压表读数近3V，原因是 ； (4)修正电路后，当测量小灯泡额定功率时，应注意观察电压表，并移动滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，电压表示数为 V； (5)当灯泡正常发光时，电流表示数如题图所示为 A。最后测得小灯泡正常发光时的电功率是 W。 12．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整 。 (2)闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。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，观察小灯泡是否发光 (3)闭合开关，移动滑片，小丽测量了多组数据，并画出了小灯泡的图象，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 。 (4)分析图像数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率 。 (5)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表格中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是 。 实验次数 电压 电流 电功率 1 2 3 (6)小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是 。 13．在“测量小灯泡的功率”实验中，小明选用器材如下：待测小灯泡（额定电压为）、电源（电压恒定）、电流表（）、电压表（）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。 (1)图甲是小明开始时的连接电路，检查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．请你在接错的导线上打“×”，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，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表示数接近，经检查，灯完好，则故障原因可能是 ； (3)排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为，为测量小灯泡的额定功率，小明向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，直至灯泡正常发光，读出电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上面实验后，小明同学还想测量另一只额定电压为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定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知：电源电压恒为，定值电阻的阻值为，请帮小明完成下面实验步骤： ①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ； ②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为； ③小灯泡额定功率的表达式为= 。 ④若在步骤②中，测量时，小明闭合开关后，忘记断开，则仍用原方法算出的小灯泡额定功率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 18.3 测量小灯泡的电功率（知识解读）（解析版） •知识点1 电功率的测量 •知识点2 探究小灯泡的电功率实验 •作业 巩固训练 知识点1 电功率的测量 1、实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。 2、测量电功率的方法 （1）测量用电器的电功率可以用专门的仪器。 （2）用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。 （3）用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。 3、伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。 4、如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。 【典例1-1】滑动变阻器在电学实验中起到重要的作用，除保护电路外，下列实验中多次改变滑动变阻器，目的为了减小误差的是（　　） A．探究“电流与电压关系 ”实验 B．探究“电流与电阻关系 ”实验 C．“测量未知定值电阻的阻值 ”实验 D．“测量小灯泡功率 ”实验 【答案】C 【详解】A．在探究“电流与电压关系”的实验中，其主要作用是改变电压，便于多次测量，得出普遍规律，故A不符合题意； B．在探究“电流与电阻关系”的实验中，其主要作用是保持R两端的电压不变，便于多次测量，得出普遍规律，故B不符合题意； C．“测量未知定值电阻的阻值 ”实验中，其主要作用是为了多次测量，求平均值，减小实验误差，故C符合题意； D．在“测量小灯泡功率”的实验中，其主要作用是改变灯泡两端的电压，测量不同情况下灯泡的电功率，得出小灯泡的亮度与实际功率的关系，不能多次测量求平均值，故D不符合题意。 故选C。 【典例1-2】小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。 (1)请你在图甲电路中用笔画线代替导线，将电路连接完整 ； (2)某次实验过程中电压表示数为2V，为测定小灯泡的额定功率，小红应将变阻器滑片向 （填“A”或“B”）端移动，同时注意观察电压表的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)小红还设计出了只有电流表、没有电压表时测量小灯泡额定功率的方法，其电路图如图丙所示。已知定值电阻R0为5Ω，小红调节滑动变阻器的滑片，先使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数为0.3A，故测量出小灯泡的额定功率为 W。 【答案】(1) (2) B 0.75 (3) 0.5 0.75 【详解】（1）由图甲可知，电压表串联在电路中，接法是错误的；该实验中，灯泡应与电流表串联，电压表应与灯泡并联，如下图所示： （2）[1]此时电压表的示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，故应增大灯两端的电压，减小变阻器的两端电压，根据串联电路分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻，故滑片向B端移动，直到电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光。 [2]此时电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W （3）[1][2]小灯泡的额定电压“2.5V”，图丙中，小灯泡与R0并联，则R0两端的电压必须为2.5V，小灯才能正常发光，所以电流表A2的示数为 电流表A3测的是通过小灯泡的电流，故小灯泡的额定功率为 P′=UI′=2.5V×0.3A=0.75W 【变式1-1】测一额定电压为U0的小灯泡的额定电功率实验时，发现没有电压表，利用一个已知电阻R0、若干开关、电源电压为U的学生电源和导线。她设计出如图所示电路图，所有开关断开，将滑动变阻器阻值调到最大。闭合开关S、S1调节滑动变阻器的滑片,直到电流为，保持开关S闭合和滑动变阻器的滑片位置不动，闭合开关S2后断开开关S1，记下此时的电流I，则小灯泡的额定电功率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】闭合开关S、S2时，R0与L并联，电流表测总电流，闭合开关S、S1时，电流表测通过R0的电流，所以灯泡电功率为 故BCD错误，A正确。 故选A。 【变式1-2】实验小组在测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。 (1)按图甲所示的电路正确连接，闭合开关前，电压表示数乙所示，接下来的正确操作是将电压表的指针 ； (2)将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，闭合开关，小灯泡不发光，电压表没有示数，可能是小灯泡出现了 （选填“短路”或“断路”）。 (3)排除电路故障后，闭合开关，适当移动滑片，当电压表的示数为2V时，为了测小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值 （选填“变大”或“变小”）。 (4)实验结束后，有同学提出可以用小灯泡代替定值电阻来探究“电流与电压的关系”，老师指出这样操作是 （选填“可行”或“不可行”）的，原因是小灯泡的电阻随 的变化而变化。 (5)另一个实验小组使用的电压表损坏了，于是他们用一个电流表测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，如图丙，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤： ①只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光。 ② ，滑动变阻器滑片位置 （选填“保持不动”、“向右移动”或“向左移动”），读出电流表的计数为I。 （3）小灯泡的额定功率表达式为：P额= （用U额、R0、I表示）。 【答案】(1)调零 (2)短路 (3)变小 (4) 不可行 温度 (5) 只闭合开关S和S2 保持不动 【详解】（1）电压表的读数可能会因为内部电阻的变化或其他因素而略有偏差，‌在进行电压测量时，‌为了获得更准确的读数，‌应该在闭合开关之前，‌对电压表进行调零操作，‌以确保其读数的准确性。‌故接下来的正确操作是将电压表的指针调零。 （2）闭合开关，小灯泡不发光，电压表没有示数，说明灯泡两端无电压，可能是小灯泡短路。 （3）电压表的示数为2V时，灯泡两端电压小于灯泡额定电压，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。 （4）[1][2]小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化，‌不是一个定值，故用小灯泡代替定值电阻来探究“电流与电压的关系”是不可行的。 （5）[1][2][3]①只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光。 ②只闭合开关S和S2，滑动变阻器滑片位置保持不动，读出电流表的计数为I。 ③在步骤①中，灯泡和定值电阻R0并联，灯泡正常发光时，灯两端的电压为额定电压，根据并联电路电压规律，定值电阻R0两端的电压为 在步骤②中，只闭合开关S和S2，灯泡和定值电阻R0仍并联，电流表测干路电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流 则小灯泡的额定功率表达式为 知识点2 探究小灯泡的电功率实验 1、实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率。 2、实验原理：。 3、实验方法：伏安法。 4、实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。 5、实验步骤 步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处。 步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中。 步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中； 步骤⑤整理实验器材。 6、实验分析和结论 （1）小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。 （2）灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。 （3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。 7、实验中滑动变阻器的作用： （1）闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路） （2）接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压） 实验中电路故障分析 故障 现象 故障原因 灯泡不亮 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数 ①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏 ②接线柱接触不良 ③连接导线断裂 闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转 ①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良 ②电流表和电压表的位置互换了 电表问题 电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转 电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了 电流表与电压表的指针偏转角度很小 ①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低 电表的指针超过最大刻度 ①量程选择过小 ②电路中出现短路 滑动变阻器问题 滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化 滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻 无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压 电源电压过低 闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数 灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置 【典例2-1】关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（　　） A．伏安法测小灯泡电功率实验原理是 B．两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差 C．两个实验使用的实验器材完全相同 D．伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法 【答案】C 【详解】A．分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流，根据P=UI求灯泡的电功率，伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI，故A错误； B．“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的找电阻丝的电阻与温度的关系，“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时，实际功率和额定功率的关系，故B错误； C．根据和P=UI知这两个实验可以使用同一电路，测量小灯泡两端的电压和电流，两个实验使用的实验器材完全相同，故C正确； D．两个实验都没有采用控制变量法，故D错误。 故选C。 【典例2-2】实验器材有：三节新干电池、“2.5V；0.3A”的小灯泡一只、滑动变阻器一个、开关一个、量程为“0—0.3A”的电流表一块、量程为“0—3V”的电压表两块、导线若干。组装的实验电路如图所示（电路不允许拆开）。 (1)利用这个电路可以帮助我们完成教材中的电学实验有：（写出二个实验名称） (2)请你在上述实验中任选一个，写出你的实验步骤。 (3)针对你选择的实验，写出该实验的注意事项有哪些？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）分析题中电路图，利用这个电路可以完成的实验有：测量小灯泡的电阻、测量小灯泡的电功率。 （2）以测量小灯泡的电功率实验为例，实验步骤如下： 第一步：按电路图连接电路，注意开关断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大处，电流表、电压表量程选择正确，正负接线柱连接正确。 第二步：闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 2.5V，读出此时电流表的示数。 第三步：继续调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数略低于 2.5V，读出此时电流表的示数。 第四步：再次调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数略高于 2.5V，读出此时电流表的示数。 第五步：计算三次测量中小灯泡的电功率。 （3）测量小灯泡电功率实验的注意事项有： ①连接电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大处，以保护电路。 ②电流表和电压表的正负接线柱连接要正确。 ③测量时，要通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压分别低于、等于和高于额定电压，以全面了解小灯泡的工作情况。 ④小灯泡在不同电压下工作时的电功率不同，所以测量小灯泡的电功率实验不能求平均值。 【典例2-3】小明用伏安法测量小灯泡正常发光时的电阻，电源电压为3V，待测小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接。要求：滑片P向右移动，小灯泡变亮； (2)小明连接好最后一根导线，小灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭．检查后，发现连线正确，请你找出实验中两个操作不当之处。 ① ；② 。 (3)更换一个相同小灯泡后，闭合开关，小灯泡不亮，电压表、电流表都有示数，接下来的操作应该是 ； (4)移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 ，额定功率为 W； (5)实验中，小明移动滑动变阻器的滑片P，记录下几组电流表与电压表的示数，如下表所示，小明想通过计算小灯泡电阻的平均值来减小误差，你认为小明的做法是 （选填“正确的”或“错误的”）。 序号 1 2 3 电压/V 1.0 2.0 3.0 电流/A 0.24 0.44 0.52 【答案】(1) (2) 见解析 见解析 (3)见解析 (4) 5 1.25 (5)错误的 【详解】（1）滑片P向右移动，灯变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱与灯泡串联，如图所示： （2）[1][2]为保护电路，连接实物图时应：①断开开关，②滑动变阻器的滑片要调到使连入电路的电阻为最大的位置；小明同学连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明连完最后一根线，电路立即接通且电路电流较大，电路阻值太小，原因是：①连接电路时没有断开开关；②滑动变阻器没调到阻值最大处。 （3）闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表都有示数，说明电路是通路，发现小灯泡不亮，说明通过灯的电流过小，滑动变阻器连入电路的电阻过大，故接下来的操作应该是：向右移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光。 （4）[1][2]由图乙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.5A，小灯泡正常发光时的电阻为 小灯泡的额定功率 PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W （5）灯丝电阻随温度的变化而变化，不是一定值，求灯丝电阻的平均值没有意义，小明的做法错误。 【变式2-1】如图所示小灯泡额定电压为，利用这个电路可以进行很多电学实验，下列说法错误的是（　　） A．探究灯丝电阻与温度的关系 B．探究灯泡亮度与实际功率的关系 C．测量小灯泡额定功率 D．探究电流与电压的关系 【答案】D 【详解】A．闭合开关，记录电流表和电压表示数，保持滑片位置不变，随着时间推移，灯丝的温度升高，观察电压表和电流表示数变化，即可探究灯丝电阻与温度的关系，故A正确，不符合题意； B．闭合开关，记录电流表和电压表示数，改变滑片的位置，观察灯亮度变化及记录电流表与电压表示数，利用计算灯的实际功率，即可探究灯泡亮度与实际功率的关系，故B正确，不符合题意； C．移动滑动变阻器滑片，至电压表示数为2.5V，记录电流表示数，由即可求出灯泡的额定功率，故C正确，不符合题意； D．探究电流与电压的关系，要控制定值电阻阻值不变，灯泡的阻值随着温度的变化而变化，不是一个定值，所以不能用于探究电流与电压的关系，故D错误，符合题意。 故选D。 【变式2-2】图甲所示电路的电源电压保持12V不变，小灯泡的额定电压为6V。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由最左端向右端移动的过程中，小灯泡的I-U图象如图乙所示。正确连接电路后，闭合开关S，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值为 Ω。小灯泡正常发光时电阻为 Ω；该小灯泡的额定功率为 W；当小灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路中的电阻值为 Ω。在这一个过程中，该电路的最大功率为 W。 【答案】 55 10 3.6 10 7.2 【详解】[1]由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路电流，当滑动变阻器的阻值最大时，电路中的总电阻最大，电流最小，由图乙可知，最小电流为0.2A，此时灯泡两端电压为1V，根据串联电路电压的特点可知，滑动变阻器两端的电压为 U滑大=U-UL小=12V-1V=11V 滑动变阻器的最大阻值为 [2][3]由题意知，小灯泡的额定电压为6V，由图乙可知，当小灯泡两端电压为6V时，电流为0.6A，则小灯泡的电阻为 小灯泡的额定功率为 PL=ULIL=6V×0.6A=3.6W [4]小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为 U滑1=U-UL =12V-6V=6V 滑动变阻器的阻值为 [5]综上可知，电路允许通过的最大电流为0.6A，由P=UI可知，电路的最大功率为 P大=UI大=12V×0.6A=7.2W 【变式2-3】在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：小灯泡（额定电压为2.5V，电阻约为10Ω）、电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V），开关，电压为4V的电源、滑动变阻器、导线若干，电路如图甲所示。 (1)实验过程中，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针没有偏转，原因可能是 ； (2)排除故障后继续实验。小华进行了3次测量，并将有关数据及现象记录在表中。 实验序号 电压U/V 电流I/A 实际电功率P/W 小灯泡亮度 1 1.5 0.20 0.30 偏暗 2 2.5 0.3 0.75 正常 3 3.0 更亮 在第1次实验中小灯泡发光偏暗的原因是 ，要测定小灯泡的额定功率，接下来应将滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，直到电压表示数为2.5V，测得小灯泡的额定功率为 W； (3)第3次实验时电流表示数如图乙所示，本次实验小灯泡灯丝电阻为 Ω（计算结果保留一位小数）。 【答案】(1)小灯泡断路 (2) 小灯泡的实际功率过小 左 0.75 (3)8.8 【详解】（1）发现灯泡不亮，电流表指针没有偏转，说明电路中某处断路，电压表有示数，则电压表与电源连通，则故障可能是灯泡断路。 （2）[1]灯的亮度由灯的实际功率决定，由第1次实验中数据，因灯的实际功率为0.3W，灯泡的实际功率较小，故小灯泡发光偏暗。 [2]小灯泡两端电压1.5V小于小灯泡的额定电压2.5V，为使小灯泡正常发光，应增大小灯泡两端分得的电压，减小变阻器分得的电压，由串联电路的分压原理知，滑片应向左移动直到电压表示数为2.5V为止。 [3]测得小灯泡的额定功率为 （3）由图乙知电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.34A，由欧姆定律，小灯泡的电阻为 一、单选题 1．综合实践活动课上，小明设计了一个如图甲所示的调光灯电路。已知电源电压不变，灯泡额定电流为0.5A，R0是保护电阻，滑动变阻器的最大阻值是15Ω，图乙是灯泡的I－U图像。调试时小明将滑动变阻器的滑片移到最右端后闭合开关，电流表的示数为0.3A；将滑片滑至最左端时灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（　　） A．该调光灯电路不需要保护电阻R0 B．电源电压是10V C．电路的最大功率是2.7w D．灯泡正常发光时，R0的功率是2.5w 【答案】D 【详解】A．由题意当R滑片移到最左端时灯泡恰好正常发光，故该电路需要保护电阻R0，否则当滑片移到最左端时将可能烧坏灯泡； B．依题意，当滑片移到最右端时，电源电压 当滑片移到最左端时，灯泡正常发光，则由图像可知灯泡电压为4V，此时电源电压 解得U=9V，R0=10Ω，故B错误； C．当滑动变阻器移到最左端时，电路功率最大，最大功率 故C错误； D．灯泡正常发光时，R0的功率 故D正确。 故选D。 2．一只标有“6.0V 0.6A”的灯泡，测得它的电压与电流之间的关系曲线如图所示。则以下说法错误的是（    ） A．电流为0A时，电阻为0Ω B．灯泡的电阻随电压的升高而增大 C．电压为4.0V时，灯泡的实际电功率为2W D．灯泡正常发光时的电阻为10Ω 【答案】A 【详解】A．电流为0A时，灯泡两端的电压也为0V，但这并不意味着电阻为0Ω，因为电阻是导体本身的性质，它不会随电压和电流的改变而改变（在温度不变的情况下），因此，即使电流为0A，灯泡的电阻仍然存在，且不为0Ω，故A错误，符合题意； B．由图可知，，根据欧姆定律可知，随着电压的升高，灯泡的电阻增大，故B正确，不符合题意； C．由图读出电压为4.0V时，灯泡的电流为0.5A，灯泡的实际功率 故C正确，不符合题意； D．灯泡正常发光时的电压为6.0V，通过的电流为0.6A，由欧姆定律可得 故D正确，不符合题意。 故选A。 3．如图是小伟做电学实验的实物图，他闭合开关后，把滑动变阻器的滑片从A点移到B点时，在下表中记录下滑片在这两个点时电压表V1、V2的示数。滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W。已知灯泡上标有“2.5V 0.5A”的字样（灯丝电阻不变），电源电压恒定。下列说法正确的有（　　） 滑动变阻器的滑片位置 电压表V1的示数U1/V 电压表V2的示数U2/V A 9U0 9U0 B 6U0 10U0 ①灯泡正常发光时的电阻为5Ω ②电阻R1的阻值为15Ω ③电源电压为6V ④闭合开关，滑片从A点移到B点的过程中电路总功率的最小值为1.2W A．仅①② B．仅②③ C．仅①②③ D．①②③④ 【答案】D 【详解】①根据灯泡正常发光，U=2.5V，I=0.5A，灯泡正常发光的电阻 故①正确； ②分析电路可知，滑动变阻器R2、电阻R1、灯RL串联；电压表V1测R1两端电压，电压表V2测R1和R2串联的总电压；当滑片处于A端 U1=U2=9U0 此时滑动变阻器R2接入电阻为0Ω，R1和RL串联，串联电路的电流为 灯L的电压 则串联的总电压为 当滑片处于B端，R2两端电压为 U=U'2-U'1=10U0-6U0=4U0 此时串联电路的电流为 灯L两端的电压 串联的总电压为 R1的电功率为 由于电源电压不变，则U总=U'总，即 得R1=15Ω，故②正确； ③根据串联电路可得 则R2=10Ω；R1和R2的总功率为 由题意滑片在A、B两点时，R1和R2的功率之和相差0.35W，即 P1-P2=0.35W 则计算U0=0.5V，则电源电压为U总=6V，故③正确； ④根据可知，要使电路总功率的最小，电路的总电压不变，则需要总电阻最大，即滑片滑到B点时电阻最大，此时 故④正确。 故选D。 二、填空题 4．如图所示，已知电源电压为3V，小灯泡L的规格“3V 0.9W”，滑动变阻器的规格“20Ω 1A”，电流表量程为0~3A，则小灯泡正常发光时阻值R1= Ω。保持开关S₁始终闭合，调节电路，使电路消耗的最大功率为P₁，最小功率为P2，则P1︰P2= 。 【答案】 10 26︰3 【详解】[1]根据可知，小灯泡正常发光时阻值 [2]由P=UI可知，电源电压一定时，电路中电流最小时，电路消耗的电功率最小，电路中电流最大时，电流消耗的电功率最大。由并联电路的特点可知，当开关S1始终闭合，S2断开，滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，由欧姆定律可知，通过滑动变阻器的最小电流 通过灯泡的电流为 滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，电流表的量程为0~3A，由并联电路的电流特点可知，电路中的最大电流 Imax=1A+0.3A=1.3A 则P1︰P2为 5．小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压不变，滑动变阻器上标有“20  2A”字样，小灯标有“0.3A”字样，估计小灯泡的额定功率在1.2瓦以上。实验时他正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为 欧，电压表示数如图（a）所示，电流表示数为0.2安，此时小灯发光较暗。为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于 安时，小灯正常发光，此时电压表的示数如图（b）所示，小灯泡正常发光时的电压为 伏，小王同学在实验中所用电源的电压为 伏，小灯泡的额定功率为 瓦。 【答案】 20 0.3 4.5 6 1.35 【详解】[1] 为保护电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片移到阻值最大处，所以正确连接电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为最大值20欧。 [2] 小灯泡标有“0.3A”字样，则为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于0.3A时，小灯泡正常发光。 [3][4][5] 电流表示数为0.2安时，此时小灯泡发光较暗，电压表示数如图（a）所示，小灯泡正常发光时的电压表示数如图（b）所示，所以（a）中选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，（b）中选用大量程，分度值为0.5V，示数为4.5V。电流表示数为0.2安时，变阻器的电压为 则电源电压为 小灯泡正常发光时电压为4.5V，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为 6．图甲是小灯泡L和电阻R的电流随电压变化图象，将它们按图乙所示接入电路中，只闭合开关S，小灯泡的实际功率是1W，则小灯泡两端的电压为 V；再闭合开关S1，此时电路消耗的总功率为 W。 【答案】 2 1.4 【详解】[1]只闭合开关S时，电路为L的简单电路，由图中可知，当小灯泡两端的电压UL＝2V，通过的电流IL＝0.5A时，灯泡的实际功率 PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W 所以，小灯泡两端的电压为2V。 [2]闭合开关S、S1时，L与R并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，它们两端的电压 UL＝UR＝U＝2V 由图象可知，通过它们的电流分别为 IL＝0.5A，IR＝0.2A 因串联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流 I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A 此时电路消耗的总功率 P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W 三、实验题 7．【探究名称】探究电流与电压、电阻的关系 【实验器材】电源（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω，2A）、定值电阻4个（5Ω、10Ω、20Ω、50Ω），开关，导线若干。 【实验步骤】嘉嘉同学设计了如图甲所示的电路图。 (1)请用笔画线代替导线将如图乙所示的实物图连接完整 ； (2)滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障的原因是电阻R ； (3)排除故障后，将定值电阻由5Ω更换为10Ω时，应向 （选填“左”或“右”）适当调节滑动变阻器的滑片P，使电压表示数保持3V不变； (4)如图丙所示是根据实验数据画出的定值电阻的I-R图像，由此可得，当电压一定时， ； (5)小静同学继续探究，再次换接50Ω的定值电阻后，发现无论怎样移动滑片P，都不能使电压表示数达到原来的3V。若在电路中再串联一个10Ω的电阻 （选填“能”或“不能”）完成这次实验； 【拓展】 (6)小芳在进行实验时发现电流表无法使用，老师用一个已知阻值为R的定值电阻，设计了如下图所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率（已知额定电压）。已知电源电压不变，实验步骤如下（实验前，所有开关均断开）： ①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表读数为 ，读出此时电压表的示数为U1； ②断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片P的位置不动，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U1、U、R0表示） 【答案】(1) (2)短路 (3)右 (4)通过导体的电流与导体的电阻成反比 (5)能 (6) 小灯泡额定电压 【详解】（1）滑片P向右移动时，接入电路的阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与电阻R串联，如图所示 （2）滑片P位于滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，且与电阻R有关，即电路故障的原因是电阻R短路，电压表相当于测量一段导线两端的电压，所以没有示数。 （3）实验中，当把的电阻换成的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时，要控制电压不变，故要增大滑动变阻器接入电路的阻值，应向右调节滑动变阻器的滑片P。 （4）由图丙可知，电流与电阻的乘积为一定值，即电阻两端电压保持不变，电阻变为原来的几倍，电流就为原来的几分之一，故由此可得，当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压 滑动变阻器分得的电压为电压表示数的比值为 根据分压原理，当接入电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻 若再串联一个的电阻，根据电阻的串联可知，滑动变阻器连入电路的电阻 故能完成这次实验。 （6）[1]闭合开关S、，电路为串联电路，电压表测量灯泡两端电压，调节滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压。 [2]在步骤①中，电压表测小灯泡的额定电压；在步骤②中，电压表测小灯泡与定值电阻的总电压，在断开和闭合开关的过程中，通过各用电器的电流和两端电压大小不变，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压 由欧姆定律可得，灯泡的额定电流 所以小灯泡额定功率的表达式 8．小华在“测定小灯泡的电功率”实验中，选用的器材有电源、待测小灯（标有“1.5V”字样）、电压表、电流表、滑动变阻器（“20Ω，2A”和“10Ω，2A”两个变阻器可供选择）、电键以及导线若干，所有器材均完好。 （1）他连接好电路，实验步骤正确，闭合电键后发现小灯不发光，电流表示数为0.3安，电压表示数为0伏。他继续移动滑片发现灯始终不亮，电流表示数逐渐增大至2安。该同学经过分析，发现电路中除一个电表外，其余连接均正确。接着他正确连接电路，移动滑片，当小灯正常发光时，滑片的位置恰好在中点上（即变阻器接入电路的电阻为最大阻值的一半）； （2）画出小华同学最初的实验电路图 ； （3）请根据相关信息计算出小灯的额定功率 （需写出计算过程）。 【答案】 0.675W或0.45W 【详解】（2）[1]闭合电键后发现小灯不发光，电流表有示数，说明电路为通路；电压表示数为零，说明电压表被短路，移动滑片发现灯始终不亮，电流表示数逐渐增大，因此电流表、电压表都与灯泡并联；故从电源正极依次串联灯泡、滑动变阻器以及开关回到电源负极，并将电压表和电流表并联在灯泡两端，如下图所示： （3）[2]当滑动变阻器规格为“20Ω，2A”时，电源电压为 当小灯正常发光时，滑片的位置恰好在中点上，则额定电流为 则小灯的额定功率为 当滑动变阻器规格为“10Ω，2A”时，电源电压为 当小灯正常发光时，滑片的位置恰好在中点上，则额定电流为 则小灯的额定功率为 所以小灯的额定功率为0.675W或0.45W。 9．小华同学做“用电流表，电压表测电阻”实验。电源电压不变。滑动变阻器上标有“10Ω  2A”字样。他正确连接实验电路。实验步骤正确。闭合电S观察到电压表和电流表示数分别为2.8伏和0.32安。他继续实验，又测得两组数据。记录在下表中， 实验序号 电压（伏） 电流（安） 电阻（欧） 1 2.8 0.32 8.8 2 3.5 0.40 8.8 3 5.0 0.58 8.6 (1)本实验的原理是 ，所用电源电压为 伏； (2)待测电阻的阻值为 （精确到0.1欧）； (3)小明设想利用小华所用器材（Rx除外）测定一个标有“2.5V2A”字样小灯泡的额定功率，小明是否可以达到实验目的？请通过计算说明。 【答案】(1) 6 (2)8.7Ω (3)不能 【详解】（1）[1][2]用电流表，电压表测电阻，根据得到电阻的阻值，实验原理是；滑动变阻器上标有“10Ω，2A”字样，表示变阻器的最大电阻为10Ω，允许通过的最大电流为2A，他正确连接实验电路，变阻器与电阻串联，电压表测电阻的电压，实验步骤正确，则变阻器的最大电阻连入电路中，电压表和电流表示数分别为2.8伏和0.32安，根据欧姆定律，变阻器的电压 U滑=IR滑=0.32A×10Ω=3.2V 根据串联电路电压的规律，电源电压 U=U滑+UV=3.2V+2.8V=6V （2）取平均值作为测量结果，待测电阻的阻值为 （3）灯上“2.5V，0.2A”字样，表示小灯的额定电压为2.5V，额定电流为0.2A，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时变阻器分得的电压 U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V 根据串联电路电流的规律和欧姆定律，变阻器连入的电阻 故变阻器的最大电阻太小，故不能使灯正常发光，无法测量灯的额定功率。 10．在“测定小灯泡电功率”实验中，电源由三节新干电池组成，小灯泡L标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω　1Α”字样。 (1)请用笔画线代替导线，将图中实物电路正确连接完整。要求：闭合电键S前，移动变阻器的滑片P至电阻丝的左端时，变阻器连入电路的阻值为最大值。 (2)下表是小刚同学测出的数据，第二次测量时电流表的示数如图（b）所示。读数为 安。 序号 电流（安） 电压（伏） 电功率（瓦） 亮暗程度 电功率平均值（瓦） 1 0.16 1.0 2 （10） 1.4 3 0.24 1.8 4 0.26 2.5 5 0.28 3.0 (3)根据表中的数据可知，当小灯泡正常发光时，小灯泡的电功率为 瓦，此时变阻器接入电路中的电阻为 欧。 (4)写出表格设计存在的不当之处： 。 【答案】(1) (2)0.2 (3) 0.65 7.7 (4)电功率平均值一项是多余的 【详解】（1）测定小灯泡电功率的实验中，利用滑动变阻器调节灯泡两端电压，应将变阻器串联接入电路，闭合开关P在左端处于最大值，所以应将右下接线柱接入电路，如图所示： （2）由表中电流值可知，电流表使用的是0~0.6A量程，分度值0.02A，由（b）图可知电流表示数为0.2A。 （3）[1]由表格数据，当灯泡电压为2.5V时的电流为0.26A，所以灯泡额定功率 P=UI=2.5V×0.26A=0.65W电源由3节新干电池组成，即电源电压U=4.5V，此时变阻器电压 U变=U-UL=4.5V-2.5V=2V所以变阻器连入阻值 （4）灯泡功率在不同电压下，实际功率不同，所以表格中不应该设置电功率的平均值一项。 11．在复习课上，老师提出：“如何测量用电器的电功率？”下面是小青同学提出的实验方案。小青设计用伏安法测额定电功率（已知小灯泡的额定电压2.5V）。 (1)根据题图中所给元件，用笔画线（不能交叉）在图上连接实物电路 ； (2)实验前，滑动变阻器滑片P应移至 端； (3)当开关闭合时，发现电流表无读数，电压表读数近3V，原因是 ； (4)修正电路后，当测量小灯泡额定功率时，应注意观察电压表，并移动滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，电压表示数为 V； (5)当灯泡正常发光时，电流表示数如题图所示为 A。最后测得小灯泡正常发光时的电功率是 W。 【答案】(1) (2)左 (3)L断路 (4)2.5 (5) 0.5 1.25 【详解】（1）实验中，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流，如图所示 （2）实验前，为了保护电路，滑动变阻器滑片P应移至阻值最大的左端。 （3）当开关闭合时，发现电流表无读数，则故障类型为断路，电压表读数近3V，说明电压表与电源是连通的，则故障为小灯泡L断路。 （4）灯泡的额定电压为2.5V，电压表测量灯泡电压，则灯泡正常发光时，电压表示数为2.5V。 （5）[1][2]由图得，电流表的分度值为0.02A，示数为0.5A，小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.5A=1.25W 12．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡上标有“2.5V”字样。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整 。 (2)闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。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，观察小灯泡是否发光 (3)闭合开关，移动滑片，小丽测量了多组数据，并画出了小灯泡的图象，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 。 (4)分析图像数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率 。 (5)为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表格中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是 。 实验次数 电压 电流 电功率 1 2 3 (6)小红认为，利用图甲的装置也可以探究电流与电压的关系。小明认为小红的观点不合理，理由是 。 【答案】(1) (2)C (3)0.625 (4)越大 (5)灯泡的亮度 (6)灯丝电阻随温度的变化而变化 【详解】（1）将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0～3V的量程；将灯泡串联在电路中。如图所示 （2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，则可能是由于此时滑动变阻器的阻值太大，使灯泡两端的电压太低而造成实际功率太小造成，所以接下来首先应移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 （3）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，则小灯泡额定功率为 P=UI=2.5V×0.25A=0.625W （4）分析图像数据，小灯泡两端电压越高，通过电流越大，通过计算发现，小灯泡的实际功率越大。 （5）研究小灯泡发光情况与电功率的关系时，需要比较灯泡的亮度与灯泡的电功率，因此表中还需要增加记录的内容为灯泡的亮度。 （6）根据控制变量法可知，研究导体中的电流与电压的关系是应控制电阻的阻值不变，改变电压，而灯泡的电阻与温度有关，不同电压下灯泡实际功率不同，温度不同，灯泡电阻不同，因此该实验的器材不能探究电流与电压的关系。 13．在“测量小灯泡的功率”实验中，小明选用器材如下：待测小灯泡（额定电压为）、电源（电压恒定）、电流表（）、电压表（）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。 (1)图甲是小明开始时的连接电路，检查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．请你在接错的导线上打“×”，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，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数、电压表示数接近，经检查，灯完好，则故障原因可能是 ； (3)排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为，为测量小灯泡的额定功率，小明向 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片，直至灯泡正常发光，读出电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (4)完成上面实验后，小明同学还想测量另一只额定电压为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定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知：电源电压恒为，定值电阻的阻值为，请帮小明完成下面实验步骤： ①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ； ②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为； ③小灯泡额定功率的表达式为= 。 ④若在步骤②中，测量时，小明闭合开关后，忘记断开，则仍用原方法算出的小灯泡额定功率 （选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。 【答案】(1) (2)灯泡与灯座接触不良 (3) 左 0.75 (4) U-U额 大于 【详解】（1）原电路图中，电流表和滑动变阻器串联后与灯泡并联，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）电路连接正确后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡都不亮、电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数接近3V，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，经检查，灯L完好，即故障原因可能是灯泡与灯座接触不良。 （3）[1]排除故障后，继续进行实验，闭合开关发现电压表示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，为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，故小明向左移动滑动变阻器的滑片，直至灯泡正常发光。 [2]当灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，电流表的量程是0~0.6A，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W （4）[1]闭合开关S、S1，断开S2，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U-U额。 [2]在步骤①中，灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U-U额，根据串联电路电压规律可知，灯泡两端电压为额定电压，此时灯泡正常发光；在步骤②中，灯泡、R0和滑动变阻器仍串联，电压表测R0两端电压为U1，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光；根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，通过灯泡的额定电流为 小灯泡额定功率的表达式为 [3]小明在测量U1时，闭合开关S、S2后，忘记断开S1，此时电路仍为串联电路，但滑动变阻器被短路，电压表测R0两端电压，示数为U1'，与之前相比，U1'的示数变大，通过R0的电流变大，即灯泡的额定电流变大，故用原方法算出的小灯泡额定功率大于真实值。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$