2025年中考物理复习实验电学四 伏安法测小灯泡功率

实验四 伏安法测小灯泡功率 【必备知识】 命题方向探究 1. 目的：测定小灯泡额定功率和实际功率； 2. 原理：； 3. 滑动变阻器作用：①改变灯泡两端电压；②保护电路。 4. 器材选择要求：①电源电压略大于灯泡的额定电压，如测2.5V小灯泡额定功率，电源至少由两节干电池串联组成；②电压表量程根据被测灯泡额定电压选择，如2.5V灯泡，就选0—3V的量程；3.8V小灯泡，就选0—15V的量程；③电流表量程都选0—0.6A的量程。 5. 测灯泡额定功率时，如只知道额定电压的灯泡（如2.5V），移动滑动变阻器滑片时，眼睛要注视电压表，直到电压表示数为额定电压（如2.5V）时，灯泡才叫正常发光，再记下相应电流值，带入公式计算的就是灯泡的额定功率。（如只知道的是额定电流，那就注视电流表示数达到额定电流时，再记下相应电压表示数。） 6. 本实验采用多次测量是寻找普遍规律：如①灯泡的实际电压越大，实际功率越大；②灯泡亮度取决实际功率；等。 7. 灯泡两端实际电压变化，则实际功率变化，所以灯泡不能采用平均值计算电功率。 8. 电源电压为6V，在测3.8V小灯泡额定功率时，若电压表0—15V的量程坏了，可以把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片，使电压表示数为2.2V. 【综合例题】 1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。 (1)本实验中应选择规格为______________的滑动变阻器；图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整，使变阻器滑片右移时灯泡变暗。 (2)连接电路时，开关处于______________（选填“断开”或“闭合”）状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放置在______________端。（选填“A”或“B”） (3)某同学闭合开关后，无论怎样移动滑片，发现灯泡不亮，电流表和电压表的示数都很小，可能的原因是__________________________________________。 (4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______________W。 (5)为了测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率，同组的小玲设计了如图丙所示的电路，R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器），实验操作如下： ①闭合开关S和S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为______________时小灯泡恰好正常发光。 ②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，记下电流表示数 I，则小灯泡L的额定功率P额=______________（均用U0，R0和I表示） 2．如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω，1A”，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 (1)请你用笔画线代替导线，将甲电路连接完整； (2)连接好电路后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，导致这一现象的原因可能是______________； (3)排除故障开始实验，移动变阻器滑片，观察_____________（选填“灯泡亮度”或“电压表示数”），直至灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，额定电流为_________A，则该灯泡的额定功率为_________W； (4)测量结束后，应先______________，再拆除导线，最后整理好器材； (5)小明为了减小误差，他还计算出了不同电压下小灯泡的电功率的平均值，他的做法是______________（选填“合理”“不合理”）的； (6)完成上述实验后，小明又重新设计了如图丙所示电路，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作时的电流为I额。请根据以下实验步骤写出小灯泡的额定功率表达式（已知电源电压U不变）； ①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为 I额； ②只闭合开关S2保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I； 则小灯泡的额定功率表达式为P额=______________（用U、I额、I表示）。 【拓展实验】 1. 小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）的待测小灯泡，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），开关和导线若干，另有标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2。 (1)为了能够顺利完成实验探究，应选择的滑动变阻器是_____________（选填“R1”或“R2”）。当滑片向左滑动时，电压表与电流表示数的比值将_____________。 (2)小华同学闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向_____________（选填“A”或“B”）端移动。 (3)根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象如图丙所示，分析图象可知，小灯泡的额定功率为_____________W。 (4)小华继续实验，设计了下列四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路。电路中有阻值已知的定值电阻R，电源电压恒定但未知，滑动变阻器的最大电阻未知，在不拆改电路的前提下，能够测出小灯泡额定功率的电路是__________。 A． B． C． D． 2. 如图所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，物理实验小组第一小组选用了一个额定电压为2.5V的小灯泡。 (1)为保护电路，在连接电路时，滑动变阻器的滑片应位于最_____________（选填“左”或“右”）端； (2)闭合开关，小灵发现电流表无示数，电压表示数为电源电压，则故障原因可能是___________； A．小灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．小灯泡短路 D．电流表短路 (3)通过调节滑动变阻器滑片，测出多组数据，并作出如图乙所示图像，由乙图可知小灯泡的额定功率为_____________W； (4)第二组的小雅同学设计了如图丙所示的电路，只用电压表就可以测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。已知电路中使用的滑动变阻器R最大阻值为30Ω，电源电压恒定。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6.0V； 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，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关，断开，保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为2.0V； ④小灯泡的额定功率_____________W。 3. 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。（正常发光时的电阻约为12Ω） (1)为能顺利完成实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 ___________（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 (2)连接好电路后，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_____________（填“左”或“右”）端移动； (3)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； (4)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，使电压表的示数为_____________V； 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再将滑动变阻器的滑片移至_____________，此时电压表的示数为14V； ④小灯泡的额定功率P额=_____________W。 4. 小红想测量标有“”字样小灯泡正常发光时的电功率，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如图甲实验。 (1)用笔画线代替导线补充完整电路图。 (2)小红连好电路后，闭合开关，发现灯泡仍然不亮，但电流表、电压表均有较小的示数，可能的原因是_____________。 (3)检查无误后，移动滑片，直至电压表示数为_____________V时小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电功率为_____________ W。 (4)接着接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，发现该图像不是一条直线，其原因__________________________。 (5)小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于且未知，滑动变阻器最大阻值未知，定值电阻阻值为）。请将实验步骤补充完整： ①闭合S、，断开，移动滑片，使电流表示数为 时，小灯泡正常发光； ②闭合S、，断开，保持滑片位置不变，读出电流表的示数为； ③小灯泡正常发光时的电阻__________________________（用、、表示）。 5. 小明用图甲所示电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样。 (1)用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求连好后，滑动变阻器接入电路的阻值最大_____________； (2)开关闭合时，小明发现电压表指针迅速偏到最大值，小灯泡却没亮，则电路中出现的故障可能是_____________；排除故障后，小明再次闭合开关，移动滑片，发现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_____________移动（选填“A”或“B”）； (3)同组的小华同学在实验中，其他器件的规格、接法与小明相同，只是误将电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片测得多组数据，描绘出的I-U图象如图丙所示，根据图像，可求得小灯泡正常发光时的额定功率为_____________W，为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为_____________Ω； (4)小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率。用一只5Ω的定值电阻替换图甲中电流表后，按照如下的步骤操作： ①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为2.5V； ②保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”接线柱，按照小明的方案能否测出小灯泡的额定功率？请写出你的判断并简述理由。你的判断是_____________（选填“能”或“不能”）；理由是_____________。 6. 实验室里，小明想观察小射灯（额定电压为2.5V）的发光情况，他用导线直接把小射灯接到两节铅蓄电池串联而成的电源两端，刚一通电小射灯的灯丝就被烧断了。 (1)导致小射灯被烧坏的原因是小射灯的实际电压_____________额定电压。小明换了一只新的同规格的小射灯，并选择了标有“20　lA”字样的滑动变阻器及其它相应实验器材，准备完成“测量小灯泡电功率”的实验，查阅说明书知道小射灯的电阻约为10后，小明就着手连接了部分电路如图甲。 (2)小明连接的电路中有错误，请用笔在错误处划“×”标明_____________。 (3)错误改正后，请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整_____________。根据你所连的电路图判断，在实验前滑片的位置应该放在_____________端。 (4)闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，经检查是由于某根导线断了造成的。如果给你图乙的电路进行检测，检测时你应该将图甲中的开关处于_____________状态，然后将两只鳄鱼夹分别夹在每一根导线的两端，若检验灯发光说明被检测导线_____________（选填“断了”或“没断”）。 (5)更换掉断了的导线，闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_____________W，此时小灯泡灯丝的电阻是_____________ 。 (6)小明又接连正确进行了三次实验并将数据处理后填入了下表。分析实验数据发现：灯丝电阻越来越小，这是因为__________________________。 物理量 1 2 3 4 U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 I/A 0.30 0.26 0.24 0.20 R/ 7.7 6.3 5.0 (7)小明查找资料时发现有一种热敏电阻的阻值具有和灯丝电阻随温度变化规律相反的性质。他设法找到了这种热敏电阻代替小灯泡接入图甲的电路中，并将滑片调到适当位置，设计了一个简易的测温装置。若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应将图甲中_____表的表盘改装成测温装置的刻度盘。 7. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω。 (1)在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整。 (2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，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”）。 (3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为_____________V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_____________（选填“左”或“右”）端移动。 (4)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图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率为_____________W。 (5)完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的小灯泡的额定功率额，定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下，请补充完整： ①_________________________________________________________________； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S1，断开开关S2，记下此时电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝_____________。（用已知量和测得量的字母表示） 8. 要测量一个额定电压为3.8V的小灯泡的电功率，小灯泡工作时的电阻约为。现有电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器的规格为“  0.5A”，导线若干，电源（8V）一个。 (1)选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是________； A．小灯泡变亮，电压表示数变大 B．电流表示数为零，小灯泡不亮 C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电压表示数接近8V，且示数不变 (2)造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该导线打上“×”号；并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上； (3)改正电路后，移动滑片，记录多组电流I和电压U的数据，并在坐标纸上做出关系图像，如图乙所示，小灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡的额定功率为_____________W。当小灯泡两端电压为3V时，其实际功率为_____________W； (4)小明新设计了如图所示的电路，也测出了额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。为阻值等于的定值电阻。测量过程如下： ①闭合开关S和，断开，调节滑动变阻器，当电流表的示数为_____________A，小灯泡正常发光； ②保持_____________不变，将断开，S和闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率_____________（用已知量和测量量表示）。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 实验四 伏安法测小灯泡功率 【必备知识】 命题方向探究 1. 目的：测定小灯泡额定功率和实际功率； 2. 原理：； 3. 滑动变阻器作用：①改变灯泡两端电压；②保护电路。 4. 器材选择要求：①电源电压略大于灯泡的额定电压，如测2.5V小灯泡额定功率，电源至少由两节干电池串联组成；②电压表量程根据被测灯泡额定电压选择，如2.5V灯泡，就选0—3V的量程；3.8V小灯泡，就选0—15V的量程；③电流表量程都选0—0.6A的量程。 5. 测灯泡额定功率时，如只知道额定电压的灯泡（如2.5V），移动滑动变阻器滑片时，眼睛要注视电压表，直到电压表示数为额定电压（如2.5V）时，灯泡才叫正常发光，再记下相应电流值，带入公式计算的就是灯泡的额定功率。（如只知道的是额定电流，那就注视电流表示数达到额定电流时，再记下相应电压表示数。） 6. 本实验采用多次测量是寻找普遍规律：如①灯泡的实际电压越大，实际功率越大；②灯泡亮度取决实际功率；等。 7. 灯泡两端实际电压变化，则实际功率变化，所以灯泡不能采用平均值计算电功率。 8. 电源电压为6V，在测3.8V小灯泡额定功率时，若电压表0—15V的量程坏了，可以把电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片，使电压表示数为2.2V. 【综合例题】 1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器，电源电压为6V。 (1)本实验中应选择规格为______________的滑动变阻器；图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整，使变阻器滑片右移时灯泡变暗。 (2)连接电路时，开关处于______________（选填“断开”或“闭合”）状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放置在______________端。（选填“A”或“B”） (3)某同学闭合开关后，无论怎样移动滑片，发现灯泡不亮，电流表和电压表的示数都很小，可能的原因是__________________________________________。 (4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______________W。 (5)为了测量额定电压为U0的小灯泡的额定功率，同组的小玲设计了如图丙所示的电路，R0为已知阻值的定值电阻，R为滑动变阻器），实验操作如下： ①闭合开关S和S2，断开开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为______________时小灯泡恰好正常发光。 ②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，记下电流表示数 I，则小灯泡L的额定功率P额=______________（均用U0，R0和I表示） 【答案】(1) 50Ω 2A (2) 断开 B (3)滑动变阻器同时接下面两个接线柱 (4)0.6 (5) 【详解】（1）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为 当灯正常发光时，根据串联电路的电压和电流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“50Ω 2A”的滑动变阻器。 [2]小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；变阻器滑片右移时灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用左下接线柱与开关串联在电路中，如图所示： （2）[1][2]为了保护电路，连接电路时，开关处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的应放置在阻值最大处，即B端。 （3）某同学闭合开关后，发现电流表和电压表的示数都很小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，无论怎样移动滑片，发现灯泡不亮，说明电路中电流较小，电阻较大，且滑动变阻器没有变阻的作用，即可能的原因是：将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路。 （4）由图甲可知，电流表选用小量程，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.24A，则小灯泡额定功率为P=UI=2.5V×0.24A=0.6W （5）[1][2]①闭合开关S和S2，断开开关S1，灯泡与定值电阻并联后再与滑动变阻器串联，电流表测通过定值电阻的电流，因此灯泡与定值电阻两端电压相同，所以移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为时小灯泡恰好正常发光； ②保持变阻器滑片P位置不变，闭合开关S和S1，断开开关S2，此时灯泡与定值电阻并联后再与滑动变阻器串联，电流表测通过干路电流，记下电流表示数I；根据并联电路电流的特点可知 则小灯泡的额定功率为 2．如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω，1A”，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 (1)请你用笔画线代替导线，将甲电路连接完整； (2)连接好电路后，闭合开关，灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，导致这一现象的原因可能是______________； (3)排除故障开始实验，移动变阻器滑片，观察_____________（选填“灯泡亮度”或“电压表示数”），直至灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，额定电流为_________A，则该灯泡的额定功率为_________W； (4)测量结束后，应先______________，再拆除导线，最后整理好器材； (5)小明为了减小误差，他还计算出了不同电压下小灯泡的电功率的平均值，他的做法是______________（选填“合理”“不合理”）的； (6)完成上述实验后，小明又重新设计了如图丙所示电路，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作时的电流为I额。请根据以下实验步骤写出小灯泡的额定功率表达式（已知电源电压U不变）； ①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为 I额； ②只闭合开关S2保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I； 则小灯泡的额定功率表达式为P额=______________（用U、I额、I表示）。 【答案】(1) (2)小灯泡断路 (3) 电压表示数 0.2 0.5 (4)断开开关 (5)不合理 (6) 【详解】（1）应该将电压表并联接在小灯泡两端，如下图所示： （2）电流表无示数，说明电路出现了断路，电压表有示数，说明是与电压表并联的灯泡出现了断路。 （3）[1]要测小灯泡的额定电功率，应该将小灯泡两端的电压调至额定电压，所以应该观察电压表示数。 [2]由图可知，电流表所接量程为0~0.6A，其读数为0.2A，即额定电流为0.2A。 [3]由电功率的公式可得小灯泡的额定功率P=UI=0.2A×2.5V=0.5W （4）为保证安全，测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材。 （5）因为小灯泡的电阻随温度变化而变化，所以算出不同电压下小灯泡的电功率的平均值是不合理的。 （6）只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为 I额，只闭合开关S2保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I额，由串联电路的电压规律可知，此时电阻R1两端的电压和灯泡的额定电压相同，所以灯泡的额定功率和电阻R1的额定功率相同，则电阻R1的电功率，将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I，此时只有电阻R1接入电路中，此时由欧姆定律可得电阻的阻值，将电阻R1的阻值代入可得。 【拓展实验】 1. 小华同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）的待测小灯泡，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），开关和导线若干，另有标有“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和标有“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2。 (1)为了能够顺利完成实验探究，应选择的滑动变阻器是_____________（选填“R1”或“R2”）。当滑片向左滑动时，电压表与电流表示数的比值将_____________。 (2)小华同学闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片向_____________（选填“A”或“B”）端移动。 (3)根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象如图丙所示，分析图象可知，小灯泡的额定功率为_____________W。 (4)小华继续实验，设计了下列四种测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率的电路。电路中有阻值已知的定值电阻R，电源电压恒定但未知，滑动变阻器的最大电阻未知，在不拆改电路的前提下，能够测出小灯泡额定功率的电路是__________。 A． B． C． D． 【答案】(1) R2 变大 (2)A (3)0.625 (4)D 【详解】（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω，灯泡正常发光时电流约为 当灯泡正常发光时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为 U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V 则滑动变阻器接入电路的阻值为 根据14Ω大于10Ω，故应选择的滑动变阻器是R2。 [2]由实物图可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡的电流；当滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变小，总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，且灯泡两端的电压变大，根据P=UI可知灯泡的实际功率变大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大，根据欧姆定律可知电压表与电流表示数的比值等于灯丝的电阻，所以该比值变大。 （2）由图甲可知，电压表选用小量程；小华同学闭合开关，移动滑片，发现电压表的示数如图乙所示，电压表分度值0.1V，其示数为2.2V，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A端移动。 （3）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，小灯泡额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W （4）A．闭合S1、S2时，电流表测量R的电流，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为时，根据并联电路电压规律，此时灯泡正常发光；由于不拆改电路，无法测量小灯泡的额定电流，所以此电路图不符合要求，故A不符合题意； B．当只闭合S、S2时，电压表测量小灯泡两端的电压，假如电路连接正确，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数是2.5V，小灯泡正常工作，滑片位置不变，再只闭合S、S1时，电压表测量定值电阻两端的电压，但是此时电压表的正负接线柱接反了，电路错误；故B不符合题意； C．闭合S、S1、S2时，电流表测量定值电阻的电流，无法判断小灯泡此时是否正常发光，也无法测量小灯泡的电流，故C不符合题意； D．闭合S时，电压表V1测量小灯泡两端的电压，电压表V2测量定值电阻两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表V1的示数是2.5V，小灯泡正常工作，读出此时电压表V2的示数，知道定值电阻的阻值和定值电阻两端的电压，根据欧姆定律求出定值电阻的电流，根据串联电路电流处处相等，能求出小灯泡的额定电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率，故D符合题意。 故选D。 2. 如图所示，在“测量小灯泡电功率”的实验中，物理实验小组第一小组选用了一个额定电压为2.5V的小灯泡。 (1)为保护电路，在连接电路时，滑动变阻器的滑片应位于最_____________（选填“左”或“右”）端； (2)闭合开关，小灵发现电流表无示数，电压表示数为电源电压，则故障原因可能是___________； A．小灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．小灯泡短路 D．电流表短路 (3)通过调节滑动变阻器滑片，测出多组数据，并作出如图乙所示图像，由乙图可知小灯泡的额定功率为_____________W； (4)第二组的小雅同学设计了如图丙所示的电路，只用电压表就可以测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。已知电路中使用的滑动变阻器R最大阻值为30Ω，电源电压恒定。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6.0V； 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，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关，断开，保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为2.0V； ④小灯泡的额定功率_____________W。 【答案】(1)右 (2)A (3)0.625 (4) 2.2 0.836 【详解】（1）为了保护电路，在连接电路时，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即最右端。 （2）闭合开关，小灵发现电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数为电源电压，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，即故障原因可能是小灯泡断路，故选A。 （3）由图乙可知，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 （4）[1][2]实验步骤： 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6.0V； ②闭合开关S1、S3，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.2V，这时小灯泡正常发光； ③闭合开关S1、S2，断开S3，保持②步骤中滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为2.0V； ④在步骤①中，电压表测电源电压为6.0V； 在步骤②中，灯与滑片左侧电阻丝的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为2.2V，根据串联电路电压的规律，灯两端的电压 灯正常发光； 在步骤③中，电路中只有滑动变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片右侧电阻丝的电压为 根据分压原理 因滑动变阻器的总电阻为30Ω，故，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过滑动变阻器的电流即灯的额定电流 则小灯泡的额定功率为 3. 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。（正常发光时的电阻约为12Ω） (1)为能顺利完成实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 ___________（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 (2)连接好电路后，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_____________（填“左”或“右”）端移动； (3)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； (4)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，使电压表的示数为_____________V； 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再将滑动变阻器的滑片移至_____________，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)B (2)左 (3)0.5 (4) 12 最右端 1.8 【详解】（1）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，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，即选B。 （2）闭合开关，移动滑片，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2.2V，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，根据串联电路的电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压规律，应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阻值变小的左端移动。 （3）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0.2A，则小灯泡额定功率为 PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W （4）①[1]开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片左边的电阻与灯泡串联，电压表测滑动变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压为6V，根据串联电路电压的规律可得滑动变阻器两端的电压 U滑1=U﹣U额=18V﹣6V=12V 所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为12V，则灯泡正常发光。 ③[2]保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，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U1=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。 ④[3]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 解得R′=70Ω，由分压原理可得 解得R1=40Ω，由串联电压的分配得 解得RL=20Ω，小灯泡的额定功率为 4. 小红想测量标有“”字样小灯泡正常发光时的电功率，从实验室找来了电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线若干，进行了如图甲实验。 (1)用笔画线代替导线补充完整电路图。 (2)小红连好电路后，闭合开关，发现灯泡仍然不亮，但电流表、电压表均有较小的示数，可能的原因是_____________。 (3)检查无误后，移动滑片，直至电压表示数为_____________V时小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电功率为_____________ W。 (4)接着接下来她又测量了几组对应的电压值和电流值，并绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙所示，发现该图像不是一条直线，其原因__________________________。 (5)小红还想测出另一个额定电压为的小灯泡正常发光时的电阻，在保证电路安全的前提下，设计了如图丁所示的电路（电源电压恒定大于且未知，滑动变阻器最大阻值未知，定值电阻阻值为）。请将实验步骤补充完整： ①闭合S、，断开，移动滑片，使电流表示数为 时，小灯泡正常发光； ②闭合S、，断开，保持滑片位置不变，读出电流表的示数为； ③小灯泡正常发光时的电阻__________________________（用、、表示）。 【答案】(1)见解析 (2)滑动变阻器接入电路电阻太大 (3) 1.5 0.45 (4)灯丝的电阻随温度的变化而变化 (5) 【详解】（1）电压表测小灯泡两端电压，小灯泡额定电压为1.5V，所以电压表选择小量程。如图所示： （2）闭合开关，灯泡虽不亮，但电流表、电压表都有示数，说明电路是通路，电流、电压很小，原因是电路电阻太大。所以是滑动变阻器接入电路电阻太大。 （3）[1]测量标有“”字样小灯泡正常发光时的电功率，为了使小灯泡正常发光，应该移动滑片，直至电压表示数为1.5V。 [2]由图乙可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，所以电路电流为0.3A，电压表示数为1.5V，则灯泡两端电压为1.5V，则小灯泡正常发光时的电功率为 （4）灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以I-U图像不是一条直线，灯泡的电阻不是定值电阻。 （5）①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，电流表与定值电阻应起到电压表的测量作用，故将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可知灯两端的电压为额定电压，灯正常发光。 ③保持滑片位置不变，通过开关的转换，使电流表测灯与并联的总电流，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求出灯的额定电流 根据写出小灯泡正常工作时电阻的表达式 5. 小明用图甲所示电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样。 (1)用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求连好后，滑动变阻器接入电路的阻值最大_____________； (2)开关闭合时，小明发现电压表指针迅速偏到最大值，小灯泡却没亮，则电路中出现的故障可能是_____________；排除故障后，小明再次闭合开关，移动滑片，发现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_____________移动（选填“A”或“B”）； (3)同组的小华同学在实验中，其他器件的规格、接法与小明相同，只是误将电压表并联在滑动变阻器两端，调节滑片测得多组数据，描绘出的I-U图象如图丙所示，根据图像，可求得小灯泡正常发光时的额定功率为_____________W，为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为_____________Ω； (4)小明想设计另一种方案测量小灯泡的额定功率。用一只5Ω的定值电阻替换图甲中电流表后，按照如下的步骤操作： ①闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为2.5V； ②保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”接线柱，按照小明的方案能否测出小灯泡的额定功率？请写出你的判断并简述理由。你的判断是_____________（选填“能”或“不能”）；理由是_____________。 【答案】(1)见解析 (2) 灯泡断路 B (3) 0.5 6 (4) 不能 见解析 【详解】（1）滑动变阻器、电流表、灯泡串联接在电路中，电压表并联在灯泡的两端，滑动变阻器以最大阻值接入电路。故将滑动变阻器的B接线柱与电源正极相连，灯泡的左端接线柱与开关的左端接线柱相连。如图所示： （2）[1]灯泡不亮，说明电路中可能发生了断路，电压表指针迅速偏到最大值，说明电压表与电源两极之间是连通的，与电压表并联的灯泡可能发生了断路。 [2]闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，图中电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为1.2V；灯在额定电压下正常发光，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，故滑片向B移动，直到电压表示数为额定电压。 （3）[1]电源由三节新干电池串联组成，故电源电压为4.5V，由图丙知，当灯电压为2.5V时，滑动变阻器两端的电压为2V，对应的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V×0.2A=0.5W [2]为使实验中小灯泡两端电压不超过3V，则滑动变阻器两端的电压至少为1.5V。由图丙可知，电流为0.25A，故滑动变阻器接入电路的最小阻值为 （4）[1][2]保持滑片P位置不变，将电压表接在“a”接线柱的导线换接到“b”，此时电压表测灯与定值电阻的总电压，因灯的额定电流为0.2A，由欧姆定律可得，定值电阻的电压U定=IR定=0.2A×5Ω=1V 根据串联电路电压的规律，电压表示数为2.5V+1V=3.5V>3V 超过了电压表的量程，故按照小明的方案不能测出小灯泡的额定功率。 6. 实验室里，小明想观察小射灯（额定电压为2.5V）的发光情况，他用导线直接把小射灯接到两节铅蓄电池串联而成的电源两端，刚一通电小射灯的灯丝就被烧断了。 (1)导致小射灯被烧坏的原因是小射灯的实际电压_____________额定电压。小明换了一只新的同规格的小射灯，并选择了标有“20　lA”字样的滑动变阻器及其它相应实验器材，准备完成“测量小灯泡电功率”的实验，查阅说明书知道小射灯的电阻约为10后，小明就着手连接了部分电路如图甲。 (2)小明连接的电路中有错误，请用笔在错误处划“×”标明_____________。 (3)错误改正后，请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整_____________。根据你所连的电路图判断，在实验前滑片的位置应该放在_____________端。 (4)闭合开关后，小明发现小灯泡不发光，经检查是由于某根导线断了造成的。如果给你图乙的电路进行检测，检测时你应该将图甲中的开关处于_____________状态，然后将两只鳄鱼夹分别夹在每一根导线的两端，若检验灯发光说明被检测导线_____________（选填“断了”或“没断”）。 (5)更换掉断了的导线，闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_____________W，此时小灯泡灯丝的电阻是_____________ 。 (6)小明又接连正确进行了三次实验并将数据处理后填入了下表。分析实验数据发现：灯丝电阻越来越小，这是因为__________________________。 物理量 1 2 3 4 U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 I/A 0.30 0.26 0.24 0.20 R/ 7.7 6.3 5.0 (7)小明查找资料时发现有一种热敏电阻的阻值具有和灯丝电阻随温度变化规律相反的性质。他设法找到了这种热敏电阻代替小灯泡接入图甲的电路中，并将滑片调到适当位置，设计了一个简易的测温装置。若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应将图甲中_____表的表盘改装成测温装置的刻度盘。 【答案】(1)大于 (2)(3) 左 (4) 断开 没断 (5) 0.75 8.3Ω (6)灯丝电阻受温度的影响 (7)电流 【详解】（1）小射灯额定电压为2.5V的，两节铅蓄电池电压为3V，小射灯的实际电压大于额定电压，导致小射灯被烧坏。 （2）在连接电路时开关应处于断开状态，这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器，如图所示： （3）[1][2]将电压表与灯泡并联，滑动变阻器按照一下一上的原则连接电路如图： 电路连好后，因滑动变阻器右端的电阻接入电路，为了保护电路，应将滑动变阻器的电阻调至最大处，即滑片处于左端。 （4）[1][2]为防止甲图中的电源烧坏检验灯，检测时要将甲图中的开关断开；若导线的两个接头之间的电路连通时，就能使小灯泡亮，说明检测导线没断。 （5）[1]观察电流表可知：电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，所以额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W [2]根据欧姆定律可知，此时小灯泡灯丝的电阻为 （6）由表中数据看出，灯两端的电压越高、灯丝的电阻越大，而灯两端的电压越高、实际电功率越大，灯越亮、温度越高，可见灯丝温度越高，灯丝电阻越大，即灯丝电阻受温度的影响。 （7）灯丝温度越高，灯丝电阻越大，热敏电阻的阻值具有和灯丝电阻随温度变化规律相反的性质，说明温度越高热敏电阻阻值越小，将滑动变阻器的滑片调到适当位置固定不动，热敏电阻温度升高，热敏电阻阻值变小，根据串联电路分压原理，热敏电阻分得电压变小，电压表的示数变小，电路中的电流会变大，电流表的示数变大，若要满足温度升高时测温装置的示数变大，应选电流表。 7. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为8Ω。 (1)在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整。 (2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，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”）。 (3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为_____________V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_____________（选填“左”或“右”）端移动。 (4)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图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率为_____________W。 (5)完成上述测量后，不用电压表，用如图所示的电路也可以测量已知额定电流的小灯泡的额定功率额，定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下，请补充完整： ①_________________________________________________________________； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S1，断开开关S2，记下此时电流表的示数为I； ③小灯泡的额定功率的表达式为P额＝_____________。（用已知量和测得量的字母表示） 【答案】(1)见解析 (2)断路 (3) 2.2 右 (4)0.75 (5) 闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数为I额 （I﹣I额）R0I额 【详解】（1）灯的额定电流 故电流表选用0~0.6A的量程与小灯泡串联，如图所示： （2）电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数超过量程，说明电压表与电源连通，则故障为与电压表并联的小灯泡断路了。 （3）[1][2]图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，小于灯泡的额定电压2.5V，要测量灯泡的额定电功率，则应滑片向右移动，减小变阻器接入电路中的电阻，减小电路电阻，增大通过灯泡的电流，直到电压表示数为2.5V。 （4）灯在额定电压2.5V时的电流为0.3A，灯泡的额定电功率为 （5）[1][2]实验步骤： ①闭合开关S、S2，断开S1，定值电阻R0与灯泡L并联后再与变阻器R串联，电流表测量灯泡的电流，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表示数为I额，此时灯泡正常发光； ②闭合开关S、S1，断开开关S2，电路连接方式不变，电流表测量干路电流，记录下此时电流表的示数为I； ③由并联并联电路电流的规律得，定值电阻R0的电流为 由欧姆定律的变形公式，定值电阻R0的电压，即灯的额定电压为 小灯泡的额定功率的表达式为 8. 要测量一个额定电压为3.8V的小灯泡的电功率，小灯泡工作时的电阻约为。现有电流表、电压表、开关各一个，滑动变阻器的规格为“  0.5A”，导线若干，电源（8V）一个。 (1)选出合适的滑动变阻器后，将实验器材连成如图甲所示的实验电路，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右移动，观察到的现象是________； A．小灯泡变亮，电压表示数变大 B．电流表示数为零，小灯泡不亮 C．电流表示数变大，电压表示数变小 D．电压表示数接近8V，且示数不变 (2)造成上述现象的原因是其中有一条导线连接错误，请将该导线打上“×”号；并用笔画线代替导线把它改到正确的位置上； (3)改正电路后，移动滑片，记录多组电流I和电压U的数据，并在坐标纸上做出关系图像，如图乙所示，小灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡的额定功率为_____________W。当小灯泡两端电压为3V时，其实际功率为_____________W； (4)小明新设计了如图所示的电路，也测出了额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。为阻值等于的定值电阻。测量过程如下： ①闭合开关S和，断开，调节滑动变阻器，当电流表的示数为_____________A，小灯泡正常发光； ②保持_____________不变，将断开，S和闭合，读出电流表的示数为I，则小灯泡的额定功率_____________（用已知量和测量量表示）。 【答案】(1)BD (2)见解析 (3) 1.14 0.75 (4) 0.38 滑片的位置 【详解】（1）图甲中，电压表与小灯泡及滑动变阻器串联在电路中，则电路相当于断路，电流表并联在小灯泡两端，将小灯泡短路，滑片向右移动过程，小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表测电源电压，接近8V，故AC不符合题意，BD符合题意。 故选BD。 （2）正确连接时，电压表应并联在小灯泡两端，电流表串联在电路中，所以连接电流表与小灯泡右接线柱的导线错误，应将电压表的负接线柱与小灯泡的右接线柱连接，作图如下： （3）[1]小灯泡的额定电流为0.3A，额定功率 P=U1I1=3.8V×0.3A=1.14W [2]由图乙知，当小灯泡两端的电压为3V时，通过的电流为0.25A，其实际功率 （4）[1]图丙中，开关S和S1闭合，S2断开时，小灯泡与定值电阻并联后，再与滑动变阻器串联，电流表测通过定值电阻R0的电流。小灯泡正常发光，则并联部分电路的电压为3.8V，通过定值电阻的电流 [2]将S1断开，S和S2闭合，电路的连接不变，电流表测干路的电流，为了让小灯泡正常发光，则滑片位置不变，保持变阻器接入电路的阻值不变，此时电流表示数为I，则通过小灯泡的电流 [3]小灯泡的额定功率 学科网（北京）股份有限公司 $$