专题01 压轴实验题 测量小灯泡的电功率【考题猜想】（26题八大题型）-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（沪科版）

专题01 压轴实验题 测量小灯泡的电功率 【题型1 直接测量小灯泡的电功率】 1 【题型2 分析电表数据、图表数据】 2 【题型3 排除故障后重新测量】 3 【题型4 间接法测量—缺少电流表】 4 【题型5 间接法测量—缺少电压表】 6 【题型6 多开关动态问题】】 8 【题型7 含I-U等图像题】】 11 【题型8 不同电路图的方案设计问题】 17 【题型1 直接测量小灯泡的电功率】 1．小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻和电功率。 （1）用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大 ； （2）实验时，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电压表的示数为2V。要测量小灯泡正常发光时的电阻和电功率，应将滑动变阻器的滑片P向 端移动（选填“A”或“B”）； （3）灯泡正常发光时，电流表示数如图丙，该灯泡的电阻为 Ω（保留一位小数）；该灯泡的额定功率为 W。 2．兴趣实验小组在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，选用的实验器材：标有“2.5V”字样的待测小灯泡、两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及若干导线。 （1）设计的实验电路图如图甲所示，根据电路图连接实物电路时开关应 。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 （选填“a”或“b”）端； （2）连接好实物电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表始终无示数，电流表有示数且移动滑片P其示数发生变化。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡 ； （3）排除故障后，移动滑片P，电压表示数如图乙所示，为 V。为了完成实验，此时应将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为 V，此时电流表示数为0.3A，则所测小灯泡正常发光时的电阻为 Ω（结果保留一位小数）； （4）本次实验还能测出小灯泡正常发光时的额定功率为 W。 【题型2 分析电表数据、图表数据】 3．用图1所示电路测量小灯泡的电阻和电功率，电源电压为4.5V，小灯泡L的额定电压为2.5V。滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。    序号 U/V I/A R/Ω 1 1.0 0.18 5.56 2 1.5 0.22 6.82 3 2.0 0.25 8.00 4 3.0 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“a”或“b”）端； （2）正确连接电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器进行多次测量，部分实验数据如上表所示。第4次测量时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，电功率为 W； （3）由实验数据可以判断，小灯泡正常发光时的电阻可能为 （选填“①”“②”或“③”）。 ①7.60Ω　　②8.93Ω　　③10.60Ω 4．学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格，连接的部分实物电路如图1所示。 （1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整，要求滑片向右移动时小灯泡变暗； （2）小明正确连接电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片进行多次测量，部分实验数据如表所示。第2次测量时，电流表示数如图2所示，此时灯泡的电阻是 Ω； （3）根据表中数据，当小灯泡两端电压等于额定电压时，小灯泡的电功率为 W； （4）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则实验所用小灯泡钨丝的长度 （选填“大于”“小于”或“等于”）合格产品小灯泡钨丝的长度。 实验次序 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2 0.34 2 2.5 3 3 0.44 【题型3 排除故障后重新测量】 5．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小利选用的小灯泡L的额定电压为2.5V。 （1）小利设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，发现电流表的指针向左偏转，如图乙所示，其原因是 ； （2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图丙所示，为 V，要测量小灯泡L的额定功率，滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动，使灯泡正常发光，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 W； （3）实验结束后，小利认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源（电压恒为8V）、另一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻等器材，设计了如图丁所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关，闭合开关S、，移动滑动变阻器R的滑片P，使小灯泡正常发光； ②断开开关，闭合开关S、，保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V； ③小灯泡的额定功率为 W。 【题型4 间接法测量—缺少电流表】 6．小明利用4节新干电池，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻，铭牌上标有“20Ω1A”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。 （1）小明连接好如图甲所示的电路，检查时发现电路中有一处连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确 ； （2）小明将10Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压为4V，读出并记录电流表示数；保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，直接闭合开关，电压表的示数将 （选填“大于”“小于”或“等于”）4V，此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 （选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数再次达到4V，记录电流表的示数； （3）当小明将50Ω定值电阻接入电路时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都无法使定值电阻两端电压为4V，则原因可能是 （写出一条即可）； （4）完成上述实验后，小明又利用原实验器材，设计了如图乙所示的电路，测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S1和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V时，小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数为2.5V； ③闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表的示数为4V； ④小灯泡的额定功率P额= W。 7．在“测定小灯泡电功率”的实验中，某同学选用的器材如下：两节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率约1.2W）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。 （1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整，要求：①导线不能交叉，②当滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮。( ) （2）他连接好电路，闭合开关S，发现电流表几乎无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 （3）故障排除后，他闭合开关S，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则测得小灯泡的额定功率为 W。 （4）该同学仔细思考后发现，若不用电流表，而用已知阻值的定值电阻R0、三只开关、电压表、电源和滑动变阻器等器材也能测出小灯泡的额定功率。他设计了如图丙所示的电路图，实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片P的位置使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑片P的位置不变，记录电压表此时的示数U； ③小灯泡额定功率的表达式P额= （用含 R0、U额、U的式子表示）。 8．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5V的小灯泡，开关、电压为6V的电源和滑动变阻器等。    （1）请根据要求用笔画线代替导线将实物电路图（图1）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小；导线不交叉）； （2）“测量小灯泡的电功率”的实验原理是 ； （3）连接电路时开关要 ，连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最 端（选填“左”或“右”）； （4）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）； （5）排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，对应电流表的示数如图2所示，则灯泡的额定电流为 。则小灯泡的额定电功率是 W；接着将滑片右移，电压表示数将 ； （6）小明完成上述实验后，想测量一个额定电压为U0的小灯泡的额定功率，在连接电路时发现电流表的接线柱松动无法使用，于是他找到了一个最大阻值为R0的滑动变阻器R2，利用原有的滑动变阻器R1、电压表等设计了如图3所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。请你帮助他完善测量过程；（考虑小灯泡电阻会随通过温度的变化而变化）： ①电路连好后，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P移到左端，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为U0； ②保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，滑动变阻器R2的滑片 （补充变阻器R2滑片的调节情况），读出电压表的示数U； ③小灯泡的额定功率P额= 。（用U0、U、R0表示） 【题型5 间接法测量—缺少电压表】 9．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，排除故障后，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； （3）利用上述器材，在不改变电路的情况下，小华认为还可以继续探究电流与电压的关系，他的想法是 的（选填“正确”或“错误”）； （4）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S1、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。 10．小明和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω，1A”，连接电路如图甲所示。 （1）图甲是小明同学连接的部分实物图，为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮小明连接好电路 ； （2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是 ； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为 W； （4）同组的小杨同学在测该小灯泡的额定功率时，电压表损坏，小杨利用身边的器材设计了如图丙所示的电路。其中电源电压恒为U，R的电阻值已知： ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 （用U额、R、I表示）； ②只闭合开关S和S1并保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I； ③小灯泡额定功率表达式为：P额= （用U额、R、I表示）。 11．小滨同学使用电源，四个定值电阻（阻值分别为）、电压表、电流表、标有“”的滑动变阻器、开关、导线等器材探究“电流和电阻的关系”。 （1）小滨连接如图甲所示电路，检查电路发现有一条导线连接错误，请在图甲中错误导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；( ) （2）改正电路，闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最 （填“左”或“右”）端．闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）； （3）排除故障后，当接入定值电阻时，调节滑动变阻器的滑片到某位置，电流表的示数如图乙所示为 A．依次更换定值电阻进行实验，当接入电阻时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持 V不变； （4）通过分析实验数据得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 ； （5）小滨还利用已知阻值的定值电阻和电流表设计了如图丙所示的电路，测量出了小灯泡L（额定电压为）的额定功率。 ①闭合开关S和，断开，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 ； ②闭合开关S和，断开，保持变阻器滑片的位置不动，读出电流表的示数I； ③小灯泡的额定功率 。（均用物理量符号表示） 【题型6 多开关动态问题】 12．小明在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源电压为，待测小灯泡标有“”字样，滑动变阻器标有“，1A”字样。 （1）他按图甲连接电路，闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，则其可能原因是 ； （2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上，则小灯泡的额定功率为 W； （3）小明在实验中进行多次测量。其测量目的是 ； A．求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差 B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系 （4）小明又设计了图乙所示的电路，只用电压表测量额定电压为小灯泡的额定功率。已知本次滑动变阻器R最大阻值为，电源电恒定。其测量过程如下： ①闭合开关、，断开，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为； ②闭合开关、，断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，小灯泡正常发光； ③闭合开关、，断开，保持②步滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为3V； ④小灯泡的额定功率= W。 13．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、电压恒为6V的电源、电流表、电压表、开关和若干导线，最大阻值分别为10Ω和50Ω的滑动变阻器。 （1）根据实验要求设计的电路如图甲所示，图中a为 表； （2）根据电路图，用笔画线代替导线将如图乙的实物电路连接完整 ，连接电路的过程中开关应该 （选填“闭合”或“断开”）； （3）连接好电路，移动滑动变阻器的滑片至最 （选填“左”或“右”）端，再闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表和电压表均无示数，则电路可能的原因是 （填写选项中的字母）； A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 （4）排除故障后正确进行实验，依次正确读取三组实验数据，并记录在表中。请你补充表格①、②位置内容。 实验次数 小灯泡两端电压U/V 通过灯丝电流I/A ① 小灯泡的亮度 1 2.0 0.26 2 2.5 0.30 ② 3 3.0 0.32 （5）完成实验后，小昊挑战不用电流表也可以测量灯泡的额定功率。他用两个开关，一个“2V 1W”的小灯泡L2、电压为6V的电源等实验器材，设计了如图丙的电路，也测出了额定电流为0.5A的小灯泡L1的额定功率。请你帮她将实验过程补充完整： ①闭合开关S1、S2，断开S3，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V； ②接着闭合开关S1、S3，断开S2，保持滑动变阻器滑片P不动，记录电压表的示数为U； ③小灯泡L1的额定功率表达式为：P额= 。 14．在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，提供了如下器材：电源电压恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω  2A”，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，三个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。     （1）为使小灯泡两端电压有较大的调节范围，小蛮设计了如图甲所示的电路。请用笔画线代替导线，完成图乙当中实物电路的连接；( ) （2）正确连接好实物电路后，进行了多次实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。根据表格中数据还可判断出，小蛮在实验中选用的是R0= Ω的定值电阻； 实验次数 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44 电功率/W （3）完成实验后，爱动脑筋的小蛮又想出了一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了图丁的电路图，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②保持滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0； ③小灯泡的额定功率P= 。（结果用字母U额、U0、R0表示） 15．实验小组在“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时灯丝的电阻”实验中，实验器材：两节新干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整 ；连接电路的过程中开关必须 ；    （2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端； （3）然后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且接近3V，则电路故障可能是小灯泡 ； （4）排除故障后，移动滑片至电压表的示数为2.5V时，观察电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电流为 A，额定功率为 W；小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω（结果保留一位小数）； （5）若将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻，利用本实验器材还能完成的实验是 （选填序号）； A．探究电流与电阻的关系B．探究电流与电压的关系 （6）另一小组设计了一个如图丙所示的电路，测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的功率，其中电源电压恒定为U，R0是阻值已知的定值电阻，正确操作步骤如下： ①闭合开关S和S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S和S1，断开开关S2，读出电流表示数为I； ③小灯泡的额定功率表达式： （用U、、R0和I表示）。 16．小倩同学现有一个标有“3.8V”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路（不完整），电源电压恒为6V。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接 ；（连线时导线不能交叉） （2）实验时，移动滑片P到某处，电压表示数为2.5V。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向A端移动。当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W； （3）在实验操作中，发现电流表损坏不能使用。小倩利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为U额的另一小灯泡的额定功率。操作如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U额； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1。读出电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率P额= （用U、U额和R0表示）； （4）如果没有电压表，用如图丁所示电路也可测额定电压为U额的小灯泡额定功率。其中，定值电阻的阻值为R0，先断开开关S2、闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 （用题中已知和测量的物理量符号表示）；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关S1、闭合其它开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额= 。 【题型7 含I-U等图像题】 17．在“测量小灯泡电功率"的实验中，电源电压为6V且保持不变，小灯泡额定电压为3.8V。（灯泡电阻约为10Ω左右）    （1）小菏在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示，请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接完整； （2）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表示数很大但电流表无示数，可能故障是 ； （3）排除故障后小菏移动滑片，进行多次实验并记录实验数据，根据实验数据绘制的小灯泡中的电流随其两端电压变化关系如图乙所示，测出了小灯泡的额定功率，分析图乙可得灯泡的额定功率约为 W（保留整数即可）； （4）小菏想用此电路研究电流与电压的关系，你认为可以吗？ ，理由： ； （5）同组的小泽发现实验中电压表示数无法准确调到3.8V，于是她改进了实验电路如图丙所示，实检中她应调节滑动变阻器，使电压表示数为 时，小灯泡就正常发光，此时读出电流表示数也能测出小灯泡的额定功率。 18．用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联；取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为6V，小彩灯的额定电压为2.5V。 （1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为 （三个规格分别为A：“5Ω；1A”，B：“20Ω；0.5A”，C：“1kΩ；1A”）的滑动变阻器。 （2）请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路连接完整，要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮 ； （3）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是 （选填字母）； A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 B．灯泡的电阻太小 C．滑动变阻器的最大阻值太小 （4）排除故障后，闭合开关，发现电压表示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动，同时眼睛注意观察 （选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光； （5）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 W； （6）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为 Ω； （7）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯实际功率会 。 （8）若该实验中电压表标有3V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是 （选填字母）； A．只将电源电压减小 B．只更换一个其他规格的滑动变阻器 C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端 （9）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻R2的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则R2= Ω。 19．小致利用实验室以下器材：新干电池若干节、一个标有“0.3A”字样的小灯泡、一个额定电压是U0的小灯泡，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导线若干，完成了下列电学实验。    （1）如图甲是小致设计的电路，还有两根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整； （2）他正确连接电路后，利用这个电路测出的实验数据绘制的I-R图象如图乙中A曲线所示，依据此图象不能得出正确结论。请分析产生这种现象的原因是 ； （3）实验中保持电压表的示数为3V不变，为保证四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源电压的最大值是 V； （4）小致发现电流表不小心被烧坏，他利用现有器材设计了如图丙所示电路来测量额定电压是U0的小灯泡的额定功率，以下是他的实验过程，请帮他补充完整。 ①正确连接电路，闭合开关S和S1。将滑动变阻器R1的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为U0，此时小灯泡正常发光； ②只闭合开关S和S2，保持滑动变阻器R1和R2的滑片位置不动，读出电压表的示数为U′； ③小灯泡的额定功率P= （用字母表示，滑动变阻器R1的最大阻值用R1表示）。 20．课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。 (1)请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮）。 (2)为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用_________（选填字母）。 A．“10Ω　0.5A”的滑动变阻器 B．“20Ω　2A”的滑动变阻器 C．“5Ω　1A”的滑动变阻器 (3)闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。 (4)故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“左”或“右”）。 (5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (6)实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V； ③再将 ，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率P额= W。 21．小王同学按照图甲所示的电路图进行了“测量小灯泡在不同电压下的电功率”的实验。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器R“20Ω1A”、电流表、电压表等。    （1） 请根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路（导线不能交叉）； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表指针偏转到最右端，则故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）； （3） 排除故障后小王继续实验。闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.2V，在甲电路图中，若要灯泡正常发光，则应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片；若小灯泡正常发光时电流为0.4A，则小灯泡额定电功率为 W； （4）在图丙中，根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图像正确的是 （选填“①”“②”或“③”） ； （5）某实验小组由于电压表被损坏，又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，电路设计如图丁所示，其中R₀为阻值已知的定值电阻，请将以下实验步骤补充完整； ①检查电路无误后，闭合开关S、S1，断开 S2，调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时，小灯泡正常发光； ②滑动变阻器滑片不动， ，读出电流表的示数为I2； ③小灯泡的额定功率 Pe= （用表示）。 22．小夏做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有3节串联的干电池，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。 （1）如图甲所示，是小夏没有连接完的电路，经分析可知，应将电流表的 （选填“0.6”或“3”）接线柱连入电路； （2）小夏连接电路时，刚接好最后一根导线，就发现小灯泡发光了，产生这一现象的原因是连接电路时 ； （3）小夏通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示U—I图像，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （4）实验结束后，小夏仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成四组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。 ①将5Ω的定值电阻连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，此时电流表的示数如图丙所示为 A，则电压表的示数为 V； ②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻，闭合开关，滑动变阻器滑片应向 （选填“左”或“右”）移动，保持定值电阻两端的 不变。为完成此四组实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω； （5）完成上述实验后，另一组的小冬向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。 请完成下列实验步骤： ①闭合开关S1，将S2拨到触点 ，移动滑片，使电压表的示数为2.5V； ②再将S2拨到触点 ，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数U； ③小灯泡额定功率的表达式为 （用已知量和测量的量表示）。 23．如图所示，在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉； (2)小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表如图乙所示，示数为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 端移动，使电压表的示数为 V； (3)小宇继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 ，正常发光时灯泡的电阻 Ω。 (4)若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率。她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她设计的实验方案，请将它补充完整： ①只闭合开关 ，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V； ②下一步操作是： ，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0； ③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P= 。 【题型8 不同电路图的方案设计问题】 24．“测量小灯泡额定功率”的实验，老师准备了如下器材：电源电压恒为3V、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡电阻约为10Ω、滑动变阻器、导线若干，小明连接了如图甲所示的电路： （1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ； （2）排除故障后，移动滑片P到某位置，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应把滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”“右”）移动； （3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I-U图像，根据图像信息可计算出小灯泡的额定功率是 W，灯泡正常工作的电阻是 Ω；观察如图所示的I-U图像不是直线的原因是 ； （4）同组的小鹏同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率，于是他设计了如图所示的四个电路图，图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U₀，且U>U₀，其中定值电阻的阻值为R，在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是 。（填选项） A、    B、    C、    D、 25．小明利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电压、电阻的关系”，可供选择的器材有：电源（两节新干电池），电流表、电压表、开关，阻值分别为5Ω、10Ω、60Ω的定值电阻各一个，“10Ω 1A”“20Ω 1.5A”“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器，导线若干。 （1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。( ) （2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是 。 （3）故障排除后，小明首先“探究电流与电阻关系”，他把5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，将5Ω电阻替换为10Ω的电阻继续进行实验，接下来他应将变阻器滑片P向 端（选填“左”或“右”）移动；本次实验中所选滑动变阻器的规格 。 （4）小华在原有器材的基础上，增加了定值电阻R0、电阻箱R（）和一个单刀双掷开关，设计了几种单表测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图，如图丙所示，其中符合要求的有 。 A．B． C．D． 26．小明要测定标有“”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材，两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干，连接了如图甲所示电路： （1）小明发现同组的小虎所选的器材不能完成此实验，其原因是 ； （2）小明还发现电路连接也有错误，请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确 ； （3）更改后小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的图像，如图乙所示，可计算出小灯泡的额定功率是 W，由图像可知电流与电压并不成正比，原因是 ； （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙的电路，只用电压表来测量额定电压为的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、，断开，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为； ② （填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，这时小灯泡正常发光； ③保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、，断开，电压表示数为； ④小灯泡的额定功率 W。 （5）如图是设计测量小灯泡正常发光时电阻的四种电路，是已知的定值电阻，电源电压恒定且未知，若干开关及移动滑动变阻器。其中能测出小灯泡正常发光时电阻的是 。 A．B． C．D． 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 压轴实验题 测量小灯泡的电功率 【题型1 直接测量小灯泡的电功率】 1 【题型2 分析电表数据、图表数据】 3 【题型3 排除故障后重新测量】 5 【题型4 间接法测量—缺少电流表】 7 【题型5 间接法测量—缺少电压表】 12 【题型6 多开关动态问题】】 17 【题型7 含I-U等图像题】】 27 【题型8 不同电路图的方案设计问题】 39 【题型1 直接测量小灯泡的电功率】 1．小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻和电功率。 （1）用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大 ； （2）实验时，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电压表的示数为2V。要测量小灯泡正常发光时的电阻和电功率，应将滑动变阻器的滑片P向 端移动（选填“A”或“B”）； （3）灯泡正常发光时，电流表示数如图丙，该灯泡的电阻为 Ω（保留一位小数）；该灯泡的额定功率为 W。 【答案】 B 8.3 0.75 【详解】（1）[1] 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，电压表测灯泡两端电压，已知灯泡额定电压为2.5V，则电压表接入电路的量程为小量程，电压表与灯泡并联，要求滑动变阻器的滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，即滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变大，故应将滑动变阻器的右下接线柱与电流表正接线柱相连，且电流表接入电路的量程为小量程，如图所示： （2）[2] 实验时，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置时，电压表的示数为2V，已知小灯泡的额定电压为2.5V，根据串联分压特点可知，需要减小滑动变阻器两端的电压，即应将滑动变阻器的滑片P向B端移动，同时观察电压表，直至示数为2.5V。 （3）[3][4] 由图丙可知，电流表接入电路的是小量程，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.3A，灯泡的额定电压为2.5V，则灯泡正常发光时的电阻为 灯泡的额定功率为 2．兴趣实验小组在做“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验时，选用的实验器材：标有“2.5V”字样的待测小灯泡、两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及若干导线。 （1）设计的实验电路图如图甲所示，根据电路图连接实物电路时开关应 。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 （选填“a”或“b”）端； （2）连接好实物电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表始终无示数，电流表有示数且移动滑片P其示数发生变化。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡 ； （3）排除故障后，移动滑片P，电压表示数如图乙所示，为 V。为了完成实验，此时应将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为 V，此时电流表示数为0.3A，则所测小灯泡正常发光时的电阻为 Ω（结果保留一位小数）； （4）本次实验还能测出小灯泡正常发光时的额定功率为 W。 【答案】 断开 b 短路 1.5 左 2.5 8.3 0.75 【详解】（1）[1][2]连接实物电路时，为了保护电路，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的阻止应处在最大值，滑片P应调至b端。 （2）[3]闭合开关，发现电流表有示数，且移动滑片P其示数发生变化，说明电路为通路；小灯泡不发光，电压表始终无示数，可能是电压表或小灯泡短路，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡短路。 （3）[4]如图乙，电压表接入小量程，分度值为0.1V，读数为1.5V。 [5][6]小灯泡的额定电压为2.5V，要测量小灯泡正常发光时的电阻，应增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器的电压，因此应减小滑动变阻器的电阻，即此时应将滑片P向左移动，直到电压表示数为2.5V。 [7]所测小灯泡正常发光时的电阻为 （4）[8]实验测出小灯泡正常发光时的额定功率为 【题型2 分析电表数据、图表数据】 3．用图1所示电路测量小灯泡的电阻和电功率，电源电压为4.5V，小灯泡L的额定电压为2.5V。滑动变阻器的规格为“50Ω 1.5A”。    序号 U/V I/A R/Ω 1 1.0 0.18 5.56 2 1.5 0.22 6.82 3 2.0 0.25 8.00 4 3.0 （1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移至 （选填“a”或“b”）端； （2）正确连接电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器进行多次测量，部分实验数据如上表所示。第4次测量时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，电功率为 W； （3）由实验数据可以判断，小灯泡正常发光时的电阻可能为 （选填“①”“②”或“③”）。 ①7.60Ω　　②8.93Ω　　③10.60Ω 【答案】 b 10 0.9 ② 【详解】（1）[1]为保护电路，连接电路时滑动变阻器滑片应置于最大阻值处，则应将滑动变阻器的滑片P移至b端。 （2）[2][3]第4次测量时，电流表示数如图2所示，从图2可以看到，电流表的量程为0.6A，分度值为0.02A，指针指在刻度盘的中间，电流示数为0.3A。再从表格中得知，电压表的示数为3.0V，即小灯泡的电压为3.0V，根据欧姆定律的变换式可知，此时小灯泡的电阻为 根据电功率的公式可知，此时小灯泡的电功率为 （3）[4]第4次测量时，小灯泡的电阻为10Ω。从表中的数据可以看到，随着灯泡电压的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，灯丝的电阻值在增大。小灯泡正常发光时，其电压为2.5V，这电压值在第3次实验与第4实验之间，那么电阻值也应该在第3次实验与第4实验之间。第3次实验是8Ω，第4实验是10Ω，则这电阻值在8Ω与10Ω之间。 故选②。 4．学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格，连接的部分实物电路如图1所示。 （1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整，要求滑片向右移动时小灯泡变暗； （2）小明正确连接电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片进行多次测量，部分实验数据如表所示。第2次测量时，电流表示数如图2所示，此时灯泡的电阻是 Ω； （3）根据表中数据，当小灯泡两端电压等于额定电压时，小灯泡的电功率为 W； （4）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则实验所用小灯泡钨丝的长度 （选填“大于”“小于”或“等于”）合格产品小灯泡钨丝的长度。 实验次序 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2 0.34 2 2.5 3 3 0.44 【答案】 6.25 1 小于 【详解】（1）[1]电源为两节干电池，电压表使用0~3V量程；小灯变暗，说明电路中电流减小，电路总电阻变大。要使滑片向右移动变阻器连入电路阻值变大，应使用电阻丝左端接线柱将变阻器连入电路。电路如图 （2）[2]电流表使用0~0.6A量程，分度值为0.02A，此时示数为0.4A，此时小灯电阻为 （3）[3]小灯的实际额定功率为 （4）[4]小灯规定的额定电流为 实际额定电流大于规定的额定电流，说明小灯的实际电阻小于规定的电阻。在长度和材料不变的情况下，说明灯丝实际长度小于规定长度。 【题型3 排除故障后重新测量】 5．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小利选用的小灯泡L的额定电压为2.5V。 （1）小利设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，发现电流表的指针向左偏转，如图乙所示，其原因是 ； （2）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图丙所示，为 V，要测量小灯泡L的额定功率，滑片P应向 （选填“左”或“右”）移动，使灯泡正常发光，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 W； （3）实验结束后，小利认为没有电流表也能测出小灯泡的额定功率。于是他找来了另一个电源（电压恒为8V）、另一个额定电压为6V的小灯泡L1和一个阻值为20Ω的定值电阻等器材，设计了如图丁所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关，闭合开关S、，移动滑动变阻器R的滑片P，使小灯泡正常发光； ②断开开关，闭合开关S、，保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V； ③小灯泡的额定功率为 W。 【答案】 电流表正、负接线柱接反了 1.8 左 0.6 2.4 【详解】（1）[1]乙中电流表指针反偏，说明电流表正、负接线柱接反了。 （2）[2][3][4]由乙图可知，电压表所选量程为0～3V，分度值为0.1V，读出其示数为1.8V；示数小于灯的额定电压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，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压；灯泡的额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.24A=0.6W （3）[5]①断开开关S1，闭合开关S、S2，滑动变阻器与小灯泡L1串联，电压表测滑动变阻器的电压，根据串联分压原理，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为 U=U电源-UL=8V-6V=2V 小灯泡L1正常发光； ②断开开关S2，闭合开关S、S1，滑动变阻器与R0串联，电压表测滑动变阻器的电压；保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，读出电压表的示数为1.6V；根据串联分压原理得 则滑动变阻器的电阻为 ③在①中，电路电流为 小灯泡L1的额定功率为 P额=ULI=6V×0.4A=2.4W 【题型4 间接法测量—缺少电流表】 6．小明利用4节新干电池，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值电阻，铭牌上标有“20Ω1A”的滑动变阻器等实验器材“探究电流与电阻关系”。 （1）小明连接好如图甲所示的电路，检查时发现电路中有一处连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确 ； （2）小明将10Ω的定值电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端电压为4V，读出并记录电流表示数；保持滑动变阻器的滑片位置不变，把10Ω的定值电阻换成20Ω的定值电阻后，直接闭合开关，电压表的示数将 （选填“大于”“小于”或“等于”）4V，此时应将滑动变阻器的滑片在原来基础上向 （选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数再次达到4V，记录电流表的示数； （3）当小明将50Ω定值电阻接入电路时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都无法使定值电阻两端电压为4V，则原因可能是 （写出一条即可）； （4）完成上述实验后，小明又利用原实验器材，设计了如图乙所示的电路，测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。请帮他将实验步骤补充完整： ①闭合开关S、S1和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V时，小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S1，断开S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数为2.5V； ③闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表的示数为4V； ④小灯泡的额定功率P额= W。 【答案】 大于 左 见解析 3.5 0.7 【详解】（1）[1]探究电流与电阻关系的实验中，需要用电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻两端的电压，电源为4节新干电池，电压为6V，所以电压表选用大量程，实验中用变阻器调节定值电阻两端的电压，应串联在电路中，所以连接错误的导线是变阻器与定值电阻右接线柱之间的，应将定值电阻右接线柱与电压表的负接线柱相连。作图如下： （2）[2]保持滑片位置不变，将10欧定值电阻换成20欧后，据串联电路的分压特点知，定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大，大于4V。 [3]为了让定值电阻两端的电压不变，即电压表的示数再次达到4V，应将滑片向左移动，让变阻器接入电路的阻值变大，分得的电压变大。 （3）[4]当定值电阻的阻值为50欧时，定值电阻两端的电压为4V，则变阻器两端的电压 U1=U-U定=6V-4V=2V 据串联电路的分压特点有 50Ω:R大=4V:2V 解得，变阻器需要接入电路的阻值R大=25Ω>20Ω，大于变阻器的最大阻值，所以无法使定值电阻两端的电压为4V。 （4）①[5]图乙中，三个开关都闭合，小灯泡与滑动变阻器滑片左端部分串联在电路中，电压表测变阻器两端的电压，移动滑片，使电压表示数，即变阻器两端电压 U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V 此时小灯泡正常发光。 ④[6]闭合开关S、S1，断开S2，小灯泡与变阻器的最大阻值串联，保持滑片位置不变，变阻器滑片左端部分接入电路的阻值不变，电压表测滑片左端部分电压为2.5V；闭合开关S和S2，断开S1，小灯泡与变阻器的最大阻值串联，电压表测整个变阻器的电压为4V。两种情况下，电路的电流相等，则有 解得，R左=12.5Ω。小灯泡正常发光时，电路中的电流 小灯泡的额定功率 P额=U额I=2.5V×0.28A=0.7W 7．在“测定小灯泡电功率”的实验中，某同学选用的器材如下：两节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率约1.2W）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线。 （1）请你用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整，要求：①导线不能交叉，②当滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮。( ) （2）他连接好电路，闭合开关S，发现电流表几乎无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 （3）故障排除后，他闭合开关S，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则测得小灯泡的额定功率为 W。 （4）该同学仔细思考后发现，若不用电流表，而用已知阻值的定值电阻R0、三只开关、电压表、电源和滑动变阻器等器材也能测出小灯泡的额定功率。他设计了如图丙所示的电路图，实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片P的位置使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光； ②闭合开关S、S2，断开开关S1，保持滑片P的位置不变，记录电压表此时的示数U； ③小灯泡额定功率的表达式P额= （用含 R0、U额、U的式子表示）。 【答案】 见详解 断路 1 【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V，额定功率约1.2W，灯泡的额定电流约为 故电流表选用小量程，滑动变阻器的滑片P向左移动时，小灯泡变亮，说明变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选左下接线柱与电流表串联接入电路中，变阻器上端接线柱任选一个与灯泡串联， 如下图所示： （2）[2]他连接好电路，闭合开关S，发现电流表几乎无示数，说明电路可能断路；电压表的示数接近电源电压，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，则与电压表并联的支路断路了，即故障的原因可能是小灯泡断路。 （3）[3]故障排除后，他闭合开关S，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，由（1）可知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，小灯泡的额定功率为 （4）[4]实验步骤： ①闭合开关S、S1， 断开开关S2，调节滑片P的位置使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光；②闭合开关S、S2， 断开开关S1，保持滑片P的位置不变，记录电压表此时的示数U ；③在①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表与灯并联，调节滑片P的位置使电压表的示数为U额，此时小灯泡正常发光；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 由欧姆定律可灯的额定电流 则小灯泡额定功率 8．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有：电压表、电流表、额定电压为2.5V的小灯泡，开关、电压为6V的电源和滑动变阻器等。    （1）请根据要求用笔画线代替导线将实物电路图（图1）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小；导线不交叉）； （2）“测量小灯泡的电功率”的实验原理是 ； （3）连接电路时开关要 ，连接电路，闭合开关前，应将滑片移至最 端（选填“左”或“右”）； （4）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数。经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）； （5）排除故障后，当电压表的示数为2.5V时，对应电流表的示数如图2所示，则灯泡的额定电流为 。则小灯泡的额定电功率是 W；接着将滑片右移，电压表示数将 ； （6）小明完成上述实验后，想测量一个额定电压为U0的小灯泡的额定功率，在连接电路时发现电流表的接线柱松动无法使用，于是他找到了一个最大阻值为R0的滑动变阻器R2，利用原有的滑动变阻器R1、电压表等设计了如图3所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。请你帮助他完善测量过程；（考虑小灯泡电阻会随通过温度的变化而变化）： ①电路连好后，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P移到左端，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为U0； ②保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，滑动变阻器R2的滑片 （补充变阻器R2滑片的调节情况），读出电压表的示数U； ③小灯泡的额定功率P额= 。（用U0、U、R0表示） 【答案】    P=UI 断开 右 断路 0.3A 0.75 变小 至最右端 【详解】（1）[1]向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小，这说明滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以应将滑动变阻器的A接线柱与R右端的接线柱相连，如下图所示：    （2）[2]根据公式可知，用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，就可以计算出灯泡的电功率。 （3）[3][4]为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的阻值应调到最大，即应将滑片移至A段最远的右端。 （4）[4]闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，可能是电路发生了断路；电压表有示数，说明和电压表并联部分之外的其他地方没有断路，则电路故障可能是小灯泡发生了断路，这时候电压表相当于串联在电路中，测电源电压。 （5）[5][6]由图2可知，电流表量程为，分度值为，读数为，则小灯泡的额定电功率 [7]滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，滑动变阻器两端电压变大，根据串联电路的电压规律可知，R两端电压变小，因此电压表示数变小。 （6）[8]①②电路连好后，闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P移到左端，电压表测量小灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R1的滑片使电压表示数为额定电压U0；保持滑动变阻器R1的滑片位置不变，滑动变阻器R2的滑片移到最右端，电压表测量小灯泡和R2两端的电压，读出电压表的示数U。 ③根据串联电路电压特点可知，滑动变阻器R2两端的电压 U2=U-U0 根据欧姆定律及串联电路电流特点可知，小灯泡的额定电流 则小灯泡的额定功率 【题型5 间接法测量—缺少电压表】 9．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，排除故障后，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； （3）利用上述器材，在不改变电路的情况下，小华认为还可以继续探究电流与电压的关系，他的想法是 的（选填“正确”或“错误”）； （4）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S1、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。 【答案】 0.75 错误 0.3 6 0.9 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0~3V的量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，说明滑动变阻器连入的阻值减小，则左下接线柱接入电路，如图所示： （2）[2]电流表示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W （3）[3]探究电流与电压的关系时，需要保持电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，不能用来探究电流与电压的关系，故小华的想法是错误的。 （4）①[4]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[5]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 ③[6][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 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 小灯泡的额定功率 P额=ULI=3V×0.3A=0.9W 10．小明和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中，选择了额定电压为2.5V的小灯泡，电源电压保持6V不变，滑动变阻器规格为“30Ω，1A”，连接电路如图甲所示。 （1）图甲是小明同学连接的部分实物图，为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮小明连接好电路 ； （2）连接好电路后，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路中存在的故障可能是 ； （3）排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为 W； （4）同组的小杨同学在测该小灯泡的额定功率时，电压表损坏，小杨利用身边的器材设计了如图丙所示的电路。其中电源电压恒为U，R的电阻值已知： ①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 （用U额、R、I表示）； ②只闭合开关S和S1并保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I； ③小灯泡额定功率表达式为：P额= （用U额、R、I表示）。 【答案】 小灯泡短路 0.4 【详解】（1）[1]滑片右移时灯的亮度变亮，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开关串联在电路中，如图： （2）[2]连接好电路后，闭合开关，发现两电表中只有电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路或电压表断路，故电路中存在的故障可能是小灯泡短路。 （3）[3]排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，则此时小灯泡的功率为 （4）①[4]只闭合开关S和S2时，要测小灯泡正常发光时的阻值，应先使灯正常发光，在没有电压表的情况下，电流表与定值电阻R应起到电压表的测量作用，故将R与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压，灯正常发光。 ③[5]只闭合开关S和S1并保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I，在步骤①中，灯泡和R并联，电流表测定值电阻的电流，由欧姆定律，定值电阻的电压为 根据并联电路电压的规律，灯两端的电压为额定电压，此时灯正常发光；在步骤②中，电流表测灯与R并联的总电流，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 则小灯泡额定功率表达式为 11．小滨同学使用电源，四个定值电阻（阻值分别为）、电压表、电流表、标有“”的滑动变阻器、开关、导线等器材探究“电流和电阻的关系”。 （1）小滨连接如图甲所示电路，检查电路发现有一条导线连接错误，请在图甲中错误导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确；( ) （2）改正电路，闭合开关前将滑动变阻器滑片滑至最 （填“左”或“右”）端．闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，可能是定值电阻发生 （填“断路”或“短路”）； （3）排除故障后，当接入定值电阻时，调节滑动变阻器的滑片到某位置，电流表的示数如图乙所示为 A．依次更换定值电阻进行实验，当接入电阻时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持 V不变； （4）通过分析实验数据得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 ； （5）小滨还利用已知阻值的定值电阻和电流表设计了如图丙所示的电路，测量出了小灯泡L（额定电压为）的额定功率。 ①闭合开关S和，断开，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 ； ②闭合开关S和，断开，保持变阻器滑片的位置不动，读出电流表的示数I； ③小灯泡的额定功率 。（均用物理量符号表示） 【答案】 或 右 短路 0.4 2 反比 【详解】（1）[1]电路中应当将电源、开关、滑动变阻器、定值电阻、电流表串联，将电压表并联在定值电阻两端，修改后正确电路图如图所示： 或 （2）[2]为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器移至最大阻值处，即将滑片移至最右端。 [3]闭合开关，发现电流表有示数，证明电路不是断路；电压表无示数，证明与之并联的定值电阻短路。 （3）[4]由图可知，电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，因此读数为0.4A。 [5]因为探究电流与电阻的关系，保持定值电阻两端电压不变，因此接入20Ω电阻时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持为 U=IR=0.4A×5Ω=2V （4）[6]通过分析实验数据可知，电流随电阻的增大而减小，所以得出结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）[7][8]分析电路图可知，当闭合开关S和S1，断开S2，L和定值电阻R0并联，电流表测R0的电流，调节滑动变阻器使电流表的示数为 当闭合开关S和S2，断开S1时，L和定值电阻R0并联，电流表测干路的电流，保持变阻器滑片的位置不动，则小灯泡与定值电阻两端的电压依然为额定电压U额，R0的电流不变，小灯泡的电流为 所以小灯泡的额定电功率 【题型6 多开关动态问题】 12．小明在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源电压为，待测小灯泡标有“”字样，滑动变阻器标有“，1A”字样。 （1）他按图甲连接电路，闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，则其可能原因是 ； （2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上，则小灯泡的额定功率为 W； （3）小明在实验中进行多次测量。其测量目的是 ； A．求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差 B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系 （4）小明又设计了图乙所示的电路，只用电压表测量额定电压为小灯泡的额定功率。已知本次滑动变阻器R最大阻值为，电源电恒定。其测量过程如下： ①闭合开关、，断开，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为； ②闭合开关、，断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，小灯泡正常发光； ③闭合开关、，断开，保持②步滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为3V； ④小灯泡的额定功率= W。 【答案】 将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路 0.5 B 2 0.5 【详解】（1）[1]闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，说明电路中电阻较大，且滑动变阻器没有变阻的作用，即其可能原因是将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路。 （2）[2]他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上，滑动变阻器两端电压为 根据串联电路电压规律可知，灯泡的额定电压为 则小灯泡额定功率为 （3）[3]灯泡在不同电压下的功率不同，求功率的平均值无意义。小明在实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 （4）[4][5]①闭合开关S1、S2，断开S3，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为4.5V，即为电源电压； ②闭合开关S1、S3，断开S2，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压；电源电压为4.5V，当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压（电压表示数）为 所以，应移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，此时灯泡正常发光； ③闭合开关S1、S2，断开S3，此时滑动变阻器接入最大阻值，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压测量的电压为滑动变阻器最左端到滑片P之间电阻的电压；则滑动变阻器的滑片到最右端的电压为 根据串联分压特点，则滑片分割的两部分电阻为 且 可得，，由于③中滑片的位置和②中滑片位置相同，则②中滑片接入电阻中的阻值为，则②中的电流 小灯泡的额定功率 13．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验器材有额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为10Ω）、电压恒为6V的电源、电流表、电压表、开关和若干导线，最大阻值分别为10Ω和50Ω的滑动变阻器。 （1）根据实验要求设计的电路如图甲所示，图中a为 表； （2）根据电路图，用笔画线代替导线将如图乙的实物电路连接完整 ，连接电路的过程中开关应该 （选填“闭合”或“断开”）； （3）连接好电路，移动滑动变阻器的滑片至最 （选填“左”或“右”）端，再闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表和电压表均无示数，则电路可能的原因是 （填写选项中的字母）； A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 （4）排除故障后正确进行实验，依次正确读取三组实验数据，并记录在表中。请你补充表格①、②位置内容。 实验次数 小灯泡两端电压U/V 通过灯丝电流I/A ① 小灯泡的亮度 1 2.0 0.26 2 2.5 0.30 ② 3 3.0 0.32 （5）完成实验后，小昊挑战不用电流表也可以测量灯泡的额定功率。他用两个开关，一个“2V 1W”的小灯泡L2、电压为6V的电源等实验器材，设计了如图丙的电路，也测出了额定电流为0.5A的小灯泡L1的额定功率。请你帮她将实验过程补充完整： ①闭合开关S1、S2，断开S3，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2V； ②接着闭合开关S1、S3，断开S2，保持滑动变阻器滑片P不动，记录电压表的示数为U； ③小灯泡L1的额定功率表达式为：P额= 。 【答案】 电压 断开 右 D 小灯泡的电功率P/W 0.75 (6V-U)×0.5A 【详解】（1）[1]因为a表与小灯泡并联，所以a表应为电压表。 （2）[2]b表串联在电路中，因此b表为电流表，根据欧姆定律知灯泡的额定电流为 所以电流表选用0~0.6 A的量程与灯泡串联；因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0~3V的量程与灯泡并联，由电路图可知，滑动变阻器左小右大，如图所示： [3]为了保护电路,连接电路的过程中开关应断开。 （3）[4]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处，即最右端。 [5]再闭合开关，小明发现小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路断路，电压表没有示数，说明电压表与电源连接不相连，电压表并联电路之外电路存在断路，所以电路故障可能是滑动变阻器断路。 故选D。 （4）[6][7]测定小灯泡的额定功率时，应分别测出灯泡两端的电压和通过的电流，并根据P= UI求出实际功率，因此①处应为小灯泡的电功率P/W，第2次实验中，小灯泡两端的电压为2.5V，通过小灯泡的电流为0.30A，因此小灯泡的电功率 P=UI=2.5V×0.30A=0.75W （5）[8]①闭合开关S1、S2，断开S3，L1、L2和滑动变阻器串联，电压表测L2两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数2V，L2正常发光，根据P=UI知，通过L2的电流为 由于L1、L2和滑动变阻器串联，所以 I1=I2=0.5A 故L1正常发光；②闭合开关S1、S3，断开S2，保持滑动变阻器滑片P不动，电压表测L2和滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电压规律，L1两端的电压为 U1=U源-U=6V-U 所以，L1 额定功率为 P额=U1I1=(6V-U)×0.5A 14．在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，提供了如下器材：电源电压恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω  2A”，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，三个阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。     （1）为使小灯泡两端电压有较大的调节范围，小蛮设计了如图甲所示的电路。请用笔画线代替导线，完成图乙当中实物电路的连接；( ) （2）正确连接好实物电路后，进行了多次实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。根据表格中数据还可判断出，小蛮在实验中选用的是R0= Ω的定值电阻； 实验次数 1 2 3 4 5 电压/V 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流/A 0.24 0.32 0.38 0.44 电功率/W （3）完成实验后，爱动脑筋的小蛮又想出了一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了图丁的电路图，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整： ①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 V； ②保持滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0； ③小灯泡的额定功率P= 。（结果用字母U额、U0、R0表示） 【答案】    1 10 5.5 【详解】（1）[1]由图甲得，灯泡、定值电阻R0、变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡电压，由得，灯泡的额定电流 则电流表的量程选则0~0.6A，实物图连接如图所示：    （2）[2]由图丙得，电流表的分度值为0.02A，示数为0.4A，小灯泡的额定功率为 [3]由表格数据得，电流最小为0.24A时，灯泡两端的电压为1.0V，由欧姆定律得，灯泡的电阻为 此时电路中总电阻为 此时定值电阻R0的最小电阻为 若此时变阻器接入电路中电阻最大时，所需串联的定值电阻的阻值最小，为 由表格中数据得，电路中最大电流为0.44A，此时电路中总电阻为 定值电阻R0的电阻必须小于20Ω。综上可得，小蛮在实验中选用的是R0为10Ω的电阻。 （3）[4][5]由图丁得，①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，此时灯泡、R0、变阻器串联，电压表测量R0、变阻器的电压。当灯泡正常发光时，灯泡的电压为U额，电压表的示数为，因此调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为，灯泡正常发光； ②保持滑片不动，再将开关S1拨至“2”，读出电压表示数为U0，电路连接方式不变，灯泡仍然正常发光，此时电压表测量R0两端电压； ③小灯泡的额定电流 灯泡额定功率 15．实验小组在“用电流表和电压表测量小灯泡正常发光时灯丝的电阻”实验中，实验器材：两节新干电池、额定电压为2.5V的待测小灯泡（正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和若干导线。 （1）请用笔画线代替导线将如图甲所示的电路连接完整 ；连接电路的过程中开关必须 ；    （2）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端； （3）然后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且接近3V，则电路故障可能是小灯泡 ； （4）排除故障后，移动滑片至电压表的示数为2.5V时，观察电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电流为 A，额定功率为 W；小灯泡正常发光时灯丝的电阻为 Ω（结果保留一位小数）； （5）若将小灯泡换成阻值为5Ω的定值电阻，利用本实验器材还能完成的实验是 （选填序号）； A．探究电流与电阻的关系B．探究电流与电压的关系 （6）另一小组设计了一个如图丙所示的电路，测出了额定电压为的小灯泡正常发光时的功率，其中电源电压恒定为U，R0是阻值已知的定值电阻，正确操作步骤如下： ①闭合开关S和S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合开关S和S1，断开开关S2，读出电流表示数为I； ③小灯泡的额定功率表达式： （用U、、R0和I表示）。 【答案】    断开 右 断路 0.3 0.75 8.3 B 【详解】（1）[1][2]小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用0~3V的量程并联在灯泡两端，电路中的电流为 所以电流表选用0~0.6A的量程与小灯泡串联，如下图所示：    为了保护电路，连接电路的过程中开关必须断开。 （2）[3]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处，即最右端。 （3）[4]闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数且接近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，即电路故障可能是小灯泡断路。 （4）[5][6][7]移动滑片至电压表的示数为2.5V时，观察电流表的示数如图乙所示，电流表选用0~0.6A的量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W 小灯泡正常发光时灯丝的电阻约为 （5）[8]A．探究电流与电阻的关系，要记录电流随电阻的变化关系，为得出普遍性的规律要更换电阻多次测量，但只有一个定值电阻，故A不符合题意； B．探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，记录电流随电压的变化关系，可通过移动变阻器的滑片改变电阻的电压和电流，故B符合题意。 故选B。 （6）[9]闭合开关S、S2，断开开关S1时，小灯泡与定值电阻R0并联，电流表测量的是通过定值电阻R0的电流，灯泡正常发光时，根据并联电路电压规律可知定值电阻两端的电压 UR=U额 通过定值电阻的电流 当闭合开关S、S1，断开开关S2时，小灯泡与定值电阻R0还是并联，此时电流表测量的是干路中的电流，不移动滑片，通过定值电阻R0的电流不变，所以小灯泡正常发光时的电流 小灯泡的功率 16．小倩同学现有一个标有“3.8V”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路（不完整），电源电压恒为6V。 （1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接 ；（连线时导线不能交叉） （2）实验时，移动滑片P到某处，电压表示数为2.5V。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向A端移动。当电压表示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W； （3）在实验操作中，发现电流表损坏不能使用。小倩利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为U额的另一小灯泡的额定功率。操作如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U额； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1。读出电压表示数为U； ③小灯泡的额定功率P额= （用U、U额和R0表示）； （4）如果没有电压表，用如图丁所示电路也可测额定电压为U额的小灯泡额定功率。其中，定值电阻的阻值为R0，先断开开关S2、闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 （用题中已知和测量的物理量符号表示）；再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关S1、闭合其它开关，读出电流表示数为I，灯泡额定功率的表达式为P额= 。 【答案】 1.14 【详解】（1）[1]由题可知，小灯泡的额定电压为3.8V，故电压表选择大量程，与小灯泡并联。如图所示 （2）[2]由图乙可知，电流表选择小量程，其示数为0.3A，小灯泡的额定功率为 P1=U1I1=3.8V×0.3A=1.14W （3）[3]闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U额；保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1。此时电压表测小灯泡和定值电阻R0两端的总电压，读出电压表示数为U；由串联电路的电压特点可知，此时定值电阻R0两端的电压为 U0=U-U额 由欧姆定律可知，该电路的电流为 小灯泡的额定功率为 （4）[4][5]如图丁，先断开开关S2，闭合开关S1、S，此时电阻R0和小灯泡并联，电流表测通过电阻R0的电流。为测量小灯泡的正常发光时的额定功率，此时小灯泡两端的电压应等于额定电压，根据并联电路的电压特点，电阻R0两端的电压也等于小灯泡的额定电压，为达到这一目的，根据欧姆定律，应调节滑动变阻器，使电流表示数为 接着断开开关S1，闭合开关S、S2，此时电阻R0和小灯泡并联，电流表测通过干路的电流。读出电流表示数为I，根据并联电路的电流特点，此时通过灯泡的电流为 小灯泡的额定功率为 【题型7 含I-U等图像题】 17．在“测量小灯泡电功率"的实验中，电源电压为6V且保持不变，小灯泡额定电压为3.8V。（灯泡电阻约为10Ω左右）    （1）小菏在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示，请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接完整； （2）电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表示数很大但电流表无示数，可能故障是 ； （3）排除故障后小菏移动滑片，进行多次实验并记录实验数据，根据实验数据绘制的小灯泡中的电流随其两端电压变化关系如图乙所示，测出了小灯泡的额定功率，分析图乙可得灯泡的额定功率约为 W（保留整数即可）； （4）小菏想用此电路研究电流与电压的关系，你认为可以吗？ ，理由： ； （5）同组的小泽发现实验中电压表示数无法准确调到3.8V，于是她改进了实验电路如图丙所示，实检中她应调节滑动变阻器，使电压表示数为 时，小灯泡就正常发光，此时读出电流表示数也能测出小灯泡的额定功率。 【答案】    灯泡断路 1 不可以 见详解 2.2 【详解】（1）[1]灯泡正常发光电流大约为 小于0.6A，电流表应接入量程为0~0.6A，如图所示    （2）[2]电路连接完成后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，表明电路中可能存在断路，电压表示数很大表明电压表两接线柱到电源两极为通路，故断路可能发生在电压表测量范围内，故可能故障是灯泡断路。 （3）[3]如图乙所示，当小灯泡的额定电压为3.8V时，电流为0.26A，可得灯泡的额定功率约为 （4）[4][5]根据控制变量法，研究电流与电压的关系，应保持电阻一定，而灯丝的电阻会随温度的变化而变化，故图中器材不可以探究电流与电压的关系。 （5）[6]根据串联电路电压的规律，当灯泡正常发光时，两端电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为 当实验中电压表示数无法准确调到3.8V时，可以实检中将电压表并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器两端电压为2.2V时，即电压表示数为2.2V时，小灯泡就正常发光。 18．用一串小彩灯扮靓教室，发现一个小彩灯熄，其他小彩灯依然发光，小丽猜想小彩灯并联；取下这个小彩灯，整串彩灯都会熄灭，小丽认为每个小彩灯应该是串联的。她决定将小彩灯接入图1所示的电路，测其电阻，探寻奥秘。已知电源电压为6V，小彩灯的额定电压为2.5V。 （1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为 （三个规格分别为A：“5Ω；1A”，B：“20Ω；0.5A”，C：“1kΩ；1A”）的滑动变阻器。 （2）请用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路连接完整，要求闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮 ； （3）小明在实际操作中发现灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是 （选填字母）； A．滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱 B．灯泡的电阻太小 C．滑动变阻器的最大阻值太小 （4）排除故障后，闭合开关，发现电压表示数如图乙所示，接下来他应该将滑动变阻器的滑片向 移动，同时眼睛注意观察 （选填“电流表”“电压表”或“灯泡”），直到灯泡正常发光； （5）经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，则该小灯泡的额定功率为 W； （6）接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A，可知小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻为 Ω； （7）根据实验数据可知，灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作，但其余小彩灯实际功率会 。 （8）若该实验中电压表标有3V的接线柱损坏了无法使用，于是他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是 （选填字母）； A．只将电源电压减小 B．只更换一个其他规格的滑动变阻器 C．将该电压表并联到滑动变阻器的两端 （9）小明还想用该灯泡和电压表测量一个未知电阻R2的阻值，于是他设计了如图丁所示的电路图，操作步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光； ②保持滑动变阻器的滑片位置不动，闭合S、S2，断开S1，电压表示数为4.5V；则R2= Ω。 【答案】 B A 右 电压表 0.625 0.8 变大 C 8 【详解】（1）[1]灯泡的额定电压是2.5V，由图丙可知，此时电路电流是0.25A，此时滑动变阻器两端电压 由可知，滑动变阻器接入电路的阻值 所以应选择的滑动变阻器规格是“20Ω；0.5A”，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[2]灯泡的额定电压是2.5V，所以与灯泡并联的电压表选择的量程是0~3V；闭合开关后，滑片向右移，灯泡变亮，则说明滑片向右移，电路电流变大，滑动变阻器接入电路的阻值减小，故连接好的电路图如下： （3）[3]在实际操作中发现电流表和电压表示数均很小，说明电路中没有断路或短路的情况；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明将滑动变阻器的两个下接线柱同时接入了电路，故BC不符合题意，A符合题意。 故选A。 （4）[4][5]由图乙可知，电压表选择的量程是0~3V，分度值为0.1V，所以此时电压表的示数是1.7V，小于灯泡的额定电压2.5V；根据串联分压的原理可知，为了让电压表的示数增大到2.5V，应该减小滑动变阻器分得的电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向右移动，眼睛时刻注意电压表示数的变化，直到电压表达到2.5V时停止调节。 （5）[6]灯泡的额定电压是2.5V，由图丙可知，此时电路电流是0.25A，则该灯泡的额定功率 （6）[7]接入灯丝断裂的小彩灯，当电压表示数为0.4V时，电流表示数为0.5A；由欧姆定律可知，小彩灯灯丝断裂后接入电路的电阻 （7）[8]灯丝断裂后，小彩灯并未断路，而是相当于一段导线，起到连接电路的作用，可使其他小彩灯继续工作；小彩灯灯丝断裂后，电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变；由欧姆定律可知，电路电流变大，其余小彩灯的电压变大，由P=UI可知，其余小彩灯实际功率会变大。 （8）[9]若该实验中电压表标有3V的接线柱损坏了无法使用，根据串联电路的电压特点可知，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，电压表的量程可以选择0~15V，用电源电压减去电压表示数，依旧可以得到灯泡两端的电压值，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （9）[10]图丁中，闭合开关S、S1，断开S2，未知电阻R2、灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，示数为2.5V，此时灯泡正常发光，则电流为0.25A。保持滑动变阻器的滑片位置不动，电路电流不变，闭合S、S2，断开S1，电压表测量电阻R2和灯泡两端的电压之和，所以未知电阻R2的阻值 19．小致利用实验室以下器材：新干电池若干节、一个标有“0.3A”字样的小灯泡、一个额定电压是U0的小灯泡，四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导线若干，完成了下列电学实验。    （1）如图甲是小致设计的电路，还有两根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将电路连接完整； （2）他正确连接电路后，利用这个电路测出的实验数据绘制的I-R图象如图乙中A曲线所示，依据此图象不能得出正确结论。请分析产生这种现象的原因是 ； （3）实验中保持电压表的示数为3V不变，为保证四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源电压的最大值是 V； （4）小致发现电流表不小心被烧坏，他利用现有器材设计了如图丙所示电路来测量额定电压是U0的小灯泡的额定功率，以下是他的实验过程，请帮他补充完整。 ①正确连接电路，闭合开关S和S1。将滑动变阻器R1的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为U0，此时小灯泡正常发光； ②只闭合开关S和S2，保持滑动变阻器R1和R2的滑片位置不动，读出电压表的示数为U′； ③小灯泡的额定功率P= （用字母表示，滑动变阻器R1的最大阻值用R1表示）。 【答案】    没有控制电阻两端的电压不变 6 【详解】（1）[1]变阻器应上下各选一个接线柱与定值电阻串联在电路中，电压表应并联在定值电阻两端，如下图所示：    （2）[2]研究电流与电阻关系时，要控制电阻两端的电压不变，根据绘制的I-R图像如图乙中A曲线可知，电阻两端的电压 UV1=I1R1=0.6A×5Ω=3V UV2=I2R2=0.4A×10Ω=4V UV3=I3R3=0.3A×15Ω=4.5V 没有控制电阻两端的电压不变，故依据此图像不能得出正确结论。 （3）[3]由串联电路电压的规律及分压原理得到 由于实验中保持电压为3V不变，所以等式左边为一定值，故右边也为一定值，当定值电阻最大时，变阻器连入的电阻也最大，这时电源电压最大，则 解得U=6V。 （4）[4]在步骤①中，灯泡、R1和R2串联，电压表测灯泡两端的电压，将滑动变阻器R1的滑片调到阻值最大处，移动滑动变阻器R2的滑片直至电压表的示数为U0，此时小灯泡正常发光；在步骤②中，灯泡、R1和R2仍串联，电压表测灯与R1两端的总电压，因电路结构不变，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可知，此时R1两端的电压为 U1=U′-U0 根据串联电路电流特点和欧姆定律可得，灯的额定电流为 小灯泡的额定功率 20．课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。 (1)请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮）。 (2)为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用_________（选填字母）。 A．“10Ω　0.5A”的滑动变阻器 B．“20Ω　2A”的滑动变阻器 C．“5Ω　1A”的滑动变阻器 (3)闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。 (4)故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 端移动（选填“左”或“右”）。 (5)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 (6)实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下： ①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光； ②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V； ③再将 ，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率P额= W。 【答案】(1) (2)B (3)小灯泡断路 (4)左 (5)0.5 (6) 滑动变阻器的滑片移至最右端 1.8 【详解】（1）在“测定小灯泡的电功率”的实验中，除电压表外，其余元件串联，电压表并在小灯泡两端。小灯泡额定电压为2.5V，所以电压表接3V接线柱；滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮，电流变大，滑动变阻器接入的电阻变小，故滑动变阻器应接左下接线柱，作图如下： （2）小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为12Ω，由欧姆定律可得灯的额定电流约为 当灯正常发光时，根据串联电路的规律及欧姆定律可知，滑动变阻器连入电路中的电阻为 故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 2A”的滑动变阻器。 故选B。 （3）闭合开关后，电流表无示数，小灯泡不亮，电路中可能存在断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表能接到电源两端，故出现该故障的原因是小灯泡断路。 （4）由图乙可知，电压表接的是小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，而小灯泡的额定电压为2.5V，所以为测小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器接入的电阻，增大电流，从而增大小灯泡两端的电压，直至到2.5V。 （5）由丙图可知，小灯泡两端的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，故小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.2A=0.5W （6）[1][2]开关S、S1闭合，S2断开，此时滑动变阻器R′与与小灯泡串联，调节R′的的滑片，使小灯泡正常发光，即小灯泡两端的电压为6V；保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左=8V；由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U'=14V；在步骤②中，滑动变阻器的全部电阻R'与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R的电压为 UR=U-U'=18V-14V=4V 由分压原理可得， 所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值为 故在步骤①中，灯的额定电流为 则小灯泡的额定功率为 P额=U额I额=6V×0.3A=1.8W 21．小王同学按照图甲所示的电路图进行了“测量小灯泡在不同电压下的电功率”的实验。已知小灯泡的额定电压为2.5V、电源电压恒为4.5V、滑动变阻器R“20Ω1A”、电流表、电压表等。    （1） 请根据图甲的电路图用笔画线代替导线将图乙的实物连接成完整电路（导线不能交叉）； （2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表指针偏转到最右端，则故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）； （3） 排除故障后小王继续实验。闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.2V，在甲电路图中，若要灯泡正常发光，则应向 （选填“A”或“B”）端移动滑片；若小灯泡正常发光时电流为0.4A，则小灯泡额定电功率为 W； （4）在图丙中，根据实验数据描绘的通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图像正确的是 （选填“①”“②”或“③”） ； （5）某实验小组由于电压表被损坏，又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，电路设计如图丁所示，其中R₀为阻值已知的定值电阻，请将以下实验步骤补充完整； ①检查电路无误后，闭合开关S、S1，断开 S2，调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时，小灯泡正常发光； ②滑动变阻器滑片不动， ，读出电流表的示数为I2； ③小灯泡的额定功率 Pe= （用表示）。 【答案】 见解析 断路 A 1 ③ 断开S1，闭合S2 【详解】（1） [1]由图甲得，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡电压，电流表测量电路电流，根据电路图连接实物图，如图所示：    （2）[2]电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表指针偏转到最右端，则故障可能是与电压表并联的小灯泡断路。 （3）[3]排除故障后小王继续实验。闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.2V，小于灯泡的额定电压，则若要灯泡正常发光，则应向A端移动滑片，减小变阻器接入电路中电阻，增大电路电流，直到电压表的示数为2.5V。 [4]若小灯泡正常发光时电流为0.4A，则小灯泡额定电功率为 （4）[5]当灯泡的电压、电流增大时，电功率增大，灯丝温度升高，电阻变大，则③是通过小灯泡的电流与其两端电压关系的图像。 （5）[6][7]由图丁得，①检查电路无误后，闭合开关S、S1，断开 S2，灯泡与定值电阻R0并联后，再与变阻器串联，电流表测量定值电阻R0电流，调节滑动变阻器滑片直至电流表示数为I1时，小灯泡正常发光，此时 ②滑动变阻器滑片不动，断开S1，闭合S2，电路连接方式不变，灯泡仍然正常发光，此时电流表测量干路电流，读出电流表的示数为I2； ③小灯泡的额定电流为 额定功率 22．小夏做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有3节串联的干电池，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。 （1）如图甲所示，是小夏没有连接完的电路，经分析可知，应将电流表的 （选填“0.6”或“3”）接线柱连入电路； （2）小夏连接电路时，刚接好最后一根导线，就发现小灯泡发光了，产生这一现象的原因是连接电路时 ； （3）小夏通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示U—I图像，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W； （4）实验结束后，小夏仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成四组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。 ①将5Ω的定值电阻连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，此时电流表的示数如图丙所示为 A，则电压表的示数为 V； ②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω的电阻，闭合开关，滑动变阻器滑片应向 （选填“左”或“右”）移动，保持定值电阻两端的 不变。为完成此四组实验，滑动变阻器的最大电阻应不小于 Ω； （5）完成上述实验后，另一组的小冬向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丁所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。 请完成下列实验步骤： ①闭合开关S1，将S2拨到触点 ，移动滑片，使电压表的示数为2.5V； ②再将S2拨到触点 ，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数U； ③小灯泡额定功率的表达式为 （用已知量和测量的量表示）。 【答案】 0.6 开关闭合 0.5 0.4 2 左 2 25 2 1 【详解】（1）[1]由图乙知，小灯泡正常发光，两端电压为2.5V，通过的电流为0.2A，电流表选用小量程，将“0.6”接线柱接入电路。 （2）[2]连接电路的最后一根导线，小灯泡便发光了，说明这时电路已经通过，则开关处于闭合状态，为了保护电路，在连接电路时，开关应断开。 （3）[3]由图乙知，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，电流为0.2A，额定功率 P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W （4）①[4]图甲中，将小灯泡换成定值电阻，则电路为串联电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。图丙中，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A。 [5]电压表的示数，即定值电阻两端的电压 U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V ②[6][7]将5Ω电阻换成10Ω，若滑片位置不变，则定值电阻两端的电压变大，在探究电流与电阻的关系时，需要保持定值电阻两端的电压不变，所以需将滑片向左移动，变阻器接入电路的阻值变大，分得的电压变大，直到电压表示数为2V。 [8]电源电压 U总=3×1.5V=4.5V 当定值电阻的阻值最大为20Ω时，据串联电路的分压特点知，滑动变阻器接入电路的阻值也最大，变阻器两端的电压保持为 U滑=U总-U1=4.5V-2V=2.5V 据串联电路的分压特点有 2V:2.5V=20Ω:R滑 解得，变阻器接入电路的最大阻值R滑=25Ω。所以滑动变阻器的最大电阻应不小于25Ω。 （5）①[9]图丁中，闭合开关S1，将S2接到触点2时，电路为串联连接，电压表测小灯泡两端的电压。 ②[10]将S2接到触点1时，电压表测量小灯泡和电阻R0两端的总电压，电路连接方式不变，滑片位置不变时，小灯泡仍正常发光。R0两端的电压 U0=U-2.5V 电路中的电流 ③[11]小灯泡的额定功率 23．如图所示，在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉； (2)小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表如图乙所示，示数为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 端移动，使电压表的示数为 V； (3)小宇继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 ，正常发光时灯泡的电阻 Ω。 (4)若没有电流表，小莉想利用一个电压表和一个电阻箱测量小灯泡的额定功率。她选择了满足实验要求的实验器材，并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她设计的实验方案，请将它补充完整： ①只闭合开关 ，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V； ②下一步操作是： ，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0； ③利用上述测量出的物理量及已知量，写出小灯泡额定功率的表达式是：P= 。 【答案】(1) (2) 2.2 B 2.5 (3) 0.5 增大 12.5 (4) S1 保持滑片P位置不变，断开S1、闭合S2，调节电阻箱接入电路的阻值 【详解】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，则小灯泡正常发光时的电流约为 故电流表选用小量程与灯泡串联在电路中；当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，故变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路中，如图所示： （2）[1][2][3]小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.2V。要测灯泡的额定功率需调节滑动变阻器的滑片，使灯泡两端电压（电压表的示数为2.5V），则滑动变阻器分去的电压要变小，根据串联分压规律，滑动变阻器接入电路中的电阻要变小，滑片P应向B端移动。 （3）[1]由I﹣U关系图像可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.2A，小灯泡额定功率为 P额＝U额I额＝2.5V×0.2A＝0.5W [2]由I﹣U关系图像可知，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，灯泡的实际功率变大，故小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大。 [3]正常发光时灯泡的电阻为 （4）①[1]只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，此时灯泡正常发光。 ②[2]保持滑片的位置不变，断开S1、闭合S2，调节电阻箱的旋钮，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0。 ③[3]根据等效替代法，灯的电阻与R0相等，即RL＝R0，小灯泡额定功率的表达式为 【题型8 不同电路图的方案设计问题】 24．“测量小灯泡额定功率”的实验，老师准备了如下器材：电源电压恒为3V、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡电阻约为10Ω、滑动变阻器、导线若干，小明连接了如图甲所示的电路： （1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ； （2）排除故障后，移动滑片P到某位置，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应把滑动变阻器的滑片P向 （选填“左”“右”）移动； （3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I-U图像，根据图像信息可计算出小灯泡的额定功率是 W，灯泡正常工作的电阻是 Ω；观察如图所示的I-U图像不是直线的原因是 ； （4）同组的小鹏同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率，于是他设计了如图所示的四个电路图，图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U₀，且U>U₀，其中定值电阻的阻值为R，在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是 。（填选项） A、    B、    C、    D、 【答案】 左 10 灯丝电阻随温度的变化而变化 C 【详解】（1）[1]由实验原理可知，滑动变阻器与小灯泡应串联在电路中，电压表与小灯泡并联，由电路图可知，此时滑动变阻器与小灯泡并联在电路中，电压表串联在电路中，所以错误导线为小灯泡与电流表相连的导线，应将小灯泡右端接线柱与电压表的负接线柱相连，如图所示 （2）[2]由电路图可知，电压表测量小灯泡两端的电压，闭合开关后，滑片P移到某处时，由图可知，电压表示数为2.2V，则小灯泡的实际电压小于额定电压，要使小灯泡正常发光，则需增大小灯泡两端的电压，需增大电路中的电流，则要减小电路中的电阻，即应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，应把滑动变阻器的滑片P向左移动，直至小灯泡正常发光。 （3）[3]由图可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为 [4]灯泡正常工作的电阻为 [5]观察如图所示的I-U图像不是直线的原因是灯丝电阻随温度的变化而变化。 （4）[6]四个选项中，开关S1和滑动变阻器接法都一样，假设开关S1都闭合。 A．S2闭合、S3断开时，电流表把灯泡短路，电流从电流表的上端流入，下端流出，灯泡不发光；当S2断开、S3闭合时，电流从电流表的下端流入上端流出，电流表的指针反偏，不能测出通过灯泡的电流；两个开关都闭合或断开时，电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流，故A不符合题意； B．S2闭合、S3断开，电压表测量灯泡两端的电压，其上端为正接线柱、下端为负接线柱；S3闭合、S2断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负接线柱，下端为正接线柱；电压表的两次接线方式相反，在不改变电路连接方式的情况下，无法进行测量，故B不符合题意； C．开关处于2的位置时，电压表测量的是灯泡两端电压，调节滑动变阻器使电压表示数为U0；开关处于1的位置时，电压表测量的是灯泡和电阻R串联后的两端电压U；根据串联电路电压特点和欧姆定律可知小灯泡的电流为 小灯泡的额定功率表达式是 故C符合题意； D．开关处于1的位置时，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量通过滑动变阻器的电流；开关处于2的位置时，电流表把小灯泡短路，测量的是通过定值电阻和滑动变阻器的电流。测不出灯泡的额定电流，故D不符合题意。 故选C。 25．小明利用如图甲所示的实验电路探究“电流与电压、电阻的关系”，可供选择的器材有：电源（两节新干电池），电流表、电压表、开关，阻值分别为5Ω、10Ω、60Ω的定值电阻各一个，“10Ω 1A”“20Ω 1.5A”“30Ω 2A”三种规格的滑动变阻器，导线若干。 （1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。( ) （2）闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是 。 （3）故障排除后，小明首先“探究电流与电阻关系”，他把5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片P，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，将5Ω电阻替换为10Ω的电阻继续进行实验，接下来他应将变阻器滑片P向 端（选填“左”或“右”）移动；本次实验中所选滑动变阻器的规格 。 （4）小华在原有器材的基础上，增加了定值电阻R0、电阻箱R（）和一个单刀双掷开关，设计了几种单表测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图，如图丙所示，其中符合要求的有 。 A．B． C．D． 【答案】 R断路 左 “30Ω 2A” ACD 【详解】（1）[1]根据电路图，电压表与定值电阻并联，实物图的连接如下图所示： （2）[2]由题意知，闭合开关后，电流表无示数，说明电路中出现了断路；而电压表的指针有明显偏转，说明电压表此时相当于连接在电源的正负极，则出现这种情况的原因可能是R断路。 （3）[3]由于探究的是“电流与电阻关系”，则应保持电压一定；当把5Ω电阻替换为10Ω的电阻时，根据串联电路分压原理可知，此时定值电阻两端分得的电压会变大，所以应向左调节滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，使电压表的示数为2V。 [4]由串联电路中的电压规律可得，此时滑动变阻器两端的电压为 当电路中接入60Ω的定值电阻时，此时电路中的电流为 则此时滑动变阻器对应的最大阻值为 所以应选择“30Ω 2A”规格的滑动变阻器。 （4）[5]A．图中S先接b，移动滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；再接a，调节变阻箱连入电路的电阻，使电压表的示数仍为2.5V时，此时电阻箱的电阻等于灯泡的电阻，根据，所以能测出小灯泡的额定功率，故A符合题意； B．无论S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；故B不符合题意； C．①S1闭合，电阻箱接最大电阻，滑动变阻器滑片置于最左端，S接b，此时电压表示教为U'则电源电压为U'；②S1闭合，滑动变阻器滑片仍置于最左端，S接a，调节电阻箱，使电压表示数为 此时灯L正常发光，读出电阻箱示数为R，则电路中电流即小灯泡正常发光电流为 ③小灯泡正常工作的电功率为 故C符合题意； D．图中，闭合S1，S先接a，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；再接b，测量出灯泡和电阻箱的总电压，读出此时电阻箱的电阻，根据分压原理即可算出小灯泡的电阻，然后根据，就能测出小灯泡的额定功率，故D符合题意。 故选ACD。 26．小明要测定标有“”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材，两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干，连接了如图甲所示电路： （1）小明发现同组的小虎所选的器材不能完成此实验，其原因是 ； （2）小明还发现电路连接也有错误，请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确 ； （3）更改后小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的图像，如图乙所示，可计算出小灯泡的额定功率是 W，由图像可知电流与电压并不成正比，原因是 ； （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丙的电路，只用电压表来测量额定电压为的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为，电源电压恒定，其测量过程如下： ①闭合开关S、，断开，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为； ② （填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，这时小灯泡正常发光； ③保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、，断开，电压表示数为； ④小灯泡的额定功率 W。 （5）如图是设计测量小灯泡正常发光时电阻的四种电路，是已知的定值电阻，电源电压恒定且未知，若干开关及移动滑动变阻器。其中能测出小灯泡正常发光时电阻的是 。 A．B． C．D． 【答案】 电源电压太低 0.76 灯丝的电阻随温度的升高而变大 闭合S、，断开 2 0.5 D 【详解】（1）[1]两节新干电池串联的总电压是 3V，而小灯泡正常发光时的电压是3.8V，可见电源电压太低。 （2）[2]原电路中，电压表串联在电路中，变阻器与电流表串联后再与灯并联是错误的，这样电路中的灯将不发光，电压表应与灯并联，变阻器应与电流表和灯串联，如图所示： （3）[3]由图乙知，灯在3.8V额定电压下对应的电流为0.2A，由得小灯泡的额定功率为 [4]根据图像可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻不是定值，灯丝电阻随温度升高而变大。 （4）[5][6]在①中，电源电压为U=4.5V，在②中，闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，此时灯与滑片以下部分电阻丝的电阻R滑下串联，电压表测其电压，当电压表示数为2V，即，根据串联电路电压的规律，这时灯的电压 这时，故闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V时，灯能正常发光。 [7]在③中，电路中只有变阻器，此时电压表测量滑片以下部分电阻丝R滑下的电压，电压表示数为3V，即，而总电压为4.5V，即为此时滑动变阻器两端电压，已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，即，则根据串联电路电流的规律得 即 即 解得，由欧姆定律和串联电路电流的规律，当闭合S、S1，断开S2时，通过变阻器的电流等于灯的额定电流，则此时灯的额定电流为 此小灯泡的额定功率为 （5）[8]小灯泡的额定电压U0已知，由知要测量小灯泡正常发光时的电阻，需要测出额定电流； A．灯泡与定值电阻并联，再和滑动变阻器串联，通过开关的断开或闭合不能确定灯泡是否正常工作，测不出灯泡的额定电流，不能测量出小灯泡正常发光时的电阻，故A不符合题意； B．只闭合开关S1时，灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联，电流表测量电路的电流，移动滑动变阻器不能确定灯泡是否正常工作，测不出灯泡的额定电流，不能测量出小灯泡正常发光时的电阻，故B不符合题意； C．闭合开关S1和S2　灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压，再只闭合开关S1和S3　电路的连接不变，电压表测量小灯泡两端的电压和电阻串联后的两端电压U，移动滑动变阻器不能确定灯泡是否正常工作，测不出灯泡的额定电流，不能测量出小灯泡正常发光时的电阻，故C不符合题意； D．闭合开关S1 和S2灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端的电压，移动滑动变阻器当电压表的示数为2.5V时灯泡正常发光，再只闭合开关S1和S3电路的连接不变，电压表测量小灯泡两端的电压和电阻串联后的两端电压U，则小灯泡正常发光时的电流为 再根据欧姆定律可以算出小灯泡正常发光时的电阻，故D符合题意。 故选D。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$