专题08 小灯泡额定功率测定实验—备战2025年中考二轮复习 课本实验及拓展延伸（浙教版）

专题08 小灯泡额定功率测定实验 1. 核心实验原理 小灯泡额定功率测定的实验原理基于电功率公式P=U.I，即通过测量小灯泡在额定电压下的电流，计算其额定功率P额=U额⋅I额。 关键操作：调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于额定电压（如2.5V或3.8V），此时读取电流表的示数，代入公式计算功率。 2. 实验设计要点 电路组成：电源、小灯泡（额定电压已知）、电压表（并联）、电流表（串联）、滑动变阻器、开关、导线。 滑动变阻器的作用：①调节小灯泡两端电压至额定值（主功能）。②保护电路，防止电流过大损坏元件。 电表量程选择：根据小灯泡额定电压和估算电流选择合适量程（如额定电压3.8V时，电压表选0~15V，电流表选0~0.6A）。 3. 实验步骤关键点 ①连接电路：按电路图串联电流表、滑动变阻器、小灯泡，并联电压表。 ②调节电压：闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数达到额定电压值。 ③数据记录：记录此时电压表和电流表的读数，计算额定功率。 ④注意事项： 闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大端以保护电路。 若小灯泡不亮，需排查断路（如灯丝断裂）或短路（如电流表无示数但电压表有示数）等故障。 4. 误差分析与拓展 误差来源：①电表精度不足或读数误差。②小灯泡电阻随温度升高而增大（额定功率仅针对额定电压下的状态）。 实验结论：额定功率是特定电压下的唯一值，无需对多次测量值取平均（与测电阻实验不同）。 拓展应用：利用单电表（如仅电压表或电流表）结合等效电路设计，间接测量额定功率 一、高频考点与题型分析 1、电路连接与纠错题 常见错误： ①电压表并联错误（如并联在滑动变阻器两端）。 ②电流表量程选择不当（如0~3A量程用于小电流测量。 ③滑动变阻器接成“两上”或“两下”导致无法调节电压。 答题技巧：按“电源→开关→电流表→灯泡→滑动变阻器”顺序检查，重点核对电表量程和接线方式。 2、故障分析题 典型故障现象： 灯泡不亮：可能原因包括断路、短路或电源电压不足。若电流表无示数、电压表有示数，则灯泡断路。 电表反偏：正负接线柱接反。 排查逻辑：先检查电源和开关，再依次排查导线、电表、灯泡和滑动变阻器。 3、数据计算与图像题 ①计算额定功率：根据额定电压对应的电流值直接计算（例：U=2.5V,I=0.3A→P=0.75W）。 ②U-I图像分析： 曲线特点：小灯泡电阻随温度升高而增大，图像为非线性曲线。 额定功率对应点：图像中U=U额对应的电流值。 4、拓展实验设计题 特殊情境处理： 若电流表量程损坏，可通过电压表与定值电阻组合间接测量电流。 滑动变阻器规格不足时，采用分压电路或更换更大阻值的变阻器。 二、答题策略与规范 1、实验操作规范表述 术语使用：调节滑动变阻器至“阻值最大端”再闭合开关（保护电路）。 描述现象时明确“电压表示数为2.5V时，电流表示数为0.3A”。 结论书写：必须包含“当小灯泡两端电压等于额定电压时，测得的功率为额定功率”。 2、数据处理技巧 ①表格设计：至少包含电压、电流、功率三列，单位需标注。 ②误差分析： ③系统误差：电表内阻影响（电压表分流导致电流测量偏小）。 ④操作误差：读数时视角倾斜或未及时记录数据。 3、图像绘制要点 描点后用平滑曲线连接，标注额定电压对应点。 对比定值电阻的直线图像，说明小灯泡电阻的非线性特性。 三、易错点与避坑指南 1、量程选择错误 错误：直接选用最大量程导致数据精度不足。 正解：根据额定电压和估算电流选择（例：2.5V灯泡选0~3V电压表，电流表选0~0.6A）。 2、额定功率计算误区 错误：对多次测量的功率取平均值。 正解：仅额定电压下的功率为额定功率，其他数据用于分析规律。 3、滑动变阻器作用表述不全 错误：仅答“保护电路”。 正解：补充“分压调节，使灯泡两端电压达到预设值 1．（2025·绍兴模拟）小敏在“测小灯泡电功率”的实验中，用到的实验器材有：电源电压(3伏)、电流表、电压表、“2.5伏”字样的小灯泡L1、滑动变阻器(10欧姆 1安)、开关、导线若干。 丙 序号 1 2 3 4 电压U/V 1.50 2.00 2.50 2.80 电流I/A 0.20 0.24 　 0.32 （1）如图甲是连接的实验电路，在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移至　(选填“A”或“B”) 端。 （2）如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数，则小灯泡的额定功率P1为　 　瓦。 （3）分析丙图表格中的数据，其中第　 　组(填写表格中序号的数字)数据有明显错误。 （4）小敏想比较另一个额定电压为2.5伏的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，当L1正常发光时，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3伏。依据上述现象， 可推断出P1　 　P2(选填“>”、“=”或“<”).·也继续完成了 P2的测量后，验证了推断。 2．（2025·临平模拟）小金同学欲测量一只小灯泡的额定功率。器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压约6V左右)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 请回答： （1）如图甲所示是小金尚未连接完整的电路，请用笔画线代替导线在原图上补全。 （2）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。 （3）下面是小金同学在没有电流表的情况下测定电功率的几种方案。 方案一：如图丙，步骤①将开关S1闭合，S2与a接线柱接通，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 Um；步骤②滑动变阻器滑片位置保持与步骤①中相同，将开关S1闭合，S2与b接线柱接通，调节电阻箱R4使电压表的示数保持U额，记录此时电阻箱的阻值为Rₓ，计算小灯泡的额定功率为 该方案中主要用到的科学方法是____(填字母)。 A．控制变量法 B．类比法 C．等效替换法 D．累积法 （4）方案二：如图丁，步骤①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数U0；步骤②将开关S1、S2闭合，S3断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 步骤③滑动变阻器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，读出电压表示数U1；计算小灯泡的额定功率. 　 　(用字母 表示)。 3．（2025·浙江模拟）小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）请用线代替导线，将图甲中的实物电路正确连接完整。 （2）小科连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，测量了六组且记下对应的电压表(0.5V、1.0V、……、3.0V)和电流表的示数， 并绘制成图乙所示的I——U图像， 可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。 （3）根据图乙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选____。 A．“0.5A 10Ω” B．“1A 20Ω” C．“1A 60Ω” D．“0.2A 200Ω” 4．（2025九下·萧山模拟）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，合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。 （1）闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，电路中可能出现的故障是____； A．滑动变阻器断路 B．电压表短路 C．小灯泡短路 D．小灯泡断路 （2）闭合开关，移动滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为则小灯泡的额定电功率，小高接下去的操作是　 　。 （3）小高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 (如图丙)，有了新的发现与收获： ①当电流为 时，小灯泡的实际功率可以用图丙中的面积　 　表示； ②当电流由 逐渐增大到 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?并说明理由： 　。 5．（2025九下·慈溪模拟）小华和小红两位位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中所用器材规格均相同，小灯标有“3.8V”字样，电源电压为6伏且保持不变，他们各自按电路图连接电路。 （1）小华同学实验步骤正确，闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表示数为0.3A，接下来他移动滑动变阻器的滑片，观察到小灯始终不亮，电流表示数会变化、但电压表示数始终为零。若电路中只有一处故障且只发生在小灯L或滑动变阻器R上，电路故障是　 　 （2）小华实验时，其部分实验数据和现象记录如下表。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度 1 1 0.1 较暗 2 3.8 　 正常发光 3 4 0.36 强烈发光 由于小华粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻： 再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率： 请你帮他判断，小灯泡的额定功率应　 　1.444W(选填“大于” “等于”、“小于”) （3）小红按电路图正确接线，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，灯泡正常发光时，电压表脂针偏转角度较小，且指针未对准刻度线，会产生较大误潮。经思考小红将电路略做改动依然完成了实验，他的改动是：　 　.混合闭合开关，移动变阻器的Ⅶ灯泡正常发光，若此时滑动变阻器的阻值为10Ω，可得出小灯泡的额定功率为　 　 6．（2022·宁波）一个额定电压是2.5V的小灯泡，正常工作时的电阻约为8Ω。小明想测量它的额定功率，实验室有如下器材：电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10Ω 1 A”和“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器2个，导线若干。 （1）小明设计了如图甲所示的电路，他应选用规格为　 　的滑动变阻器。 （2）图乙是小明根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。 （3）小明正确连线后，闭合开关，测得的电压表和电流表的示数如下表所示。分析表中数据，小明粗略地绘制了这个灯泡的电流随电压变化的图象，正确的是　 　。 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 2.0 0.25 2 2.5 0.3 3 3.0 0.32 7．（2024·杭州模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移时灯泡变亮）。 （2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向　 　（选填“A”或“B”）端移动。 （3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为　 　W。 （4）考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）. 8．（2024·金东模拟）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：　 　。 9．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　 　。 10．（2024·龙港模拟）小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池，待测小灯泡 L的额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动，灯泡变亮)；　 　。 （2）小科连接好电路后发现灯泡不亮，观察电表后他认为是小灯泡短路引起的，他的依据是：　 　。 （3）小科在排除故障后向左移动滑片进行实验，得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻，移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏，即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法，并说明理由。　 　。 11．（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：　 。 12．（2024·浙江模拟）在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中，小宁选择电流表0~0.6A量程，电压表0~3V 量程，连接好电路，闭合开关，正确测得表一数据。同组同学用相同的器材，选用同样的量程，正确测得表二数据。 表一： 实验序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 1 1.5 0.16 2 2.5 0.22 3 3 0.24 表二： 实验序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 4 3 0.24 5 2.2 0.28 6 1.5 0.30 （1）分析有关数据，小灯泡的电阻随温度的升高而　 　。 （2）小灯泡的额定功率为　 　W 13．（2024·东阳模拟） 某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验器材有：学生电源(输出电压6V)、滑动变阻器(“10Ω， 2A”、 “30Ω， 1.5A”、 “50Ω， 1A”)、电流表、电压表各一只，若干导线。 （1）第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rₓ，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整。 （2）第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中选择的滑动变阻器规格是“　 　”。 （3）第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。在A、B间接入2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。 （4）若将图甲去掉电压表，把电流表改装为直接能读出A、B 两间电阻的电阻表，电源电压保持6伏特不变，电流表量程选择：0-0.6A，先将A、B直接用导线连接，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为0欧，此时滑动变阻器的阻值为　 　欧。保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，就可以在电流表盘上标注其他刻度的阻值。 （5）改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度　 　(选填“均匀”或“不均匀”)。 14．（2024·湖州模拟）在“测量小灯泡额定功率”实验中， 同学们进行了如下研究。 【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为 6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω1A”)等各一只，导线若干。 （1） 【实验方案】按图甲电路进行实验，将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　 　； （2） 【实验反思】电压表选用0~15 伏量程与电压表选用0~3 伏的量程相比，会导致3.8伏读数 不够精确，这是因为　 　。实验改进：现电压表选用0~3伏的量程，并将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为2.2伏，即可减小误差。 （3）【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图，电压表选用0~3 伏量程。按照规范操作，闭合开关，电压表示数如图丁所示，出现此现象的原因是　 　(从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。 （4） 【分析评价】在老师的指导下，同学们对实验展开分析讨论时得知：导线、电源、电流表等也有电阻，可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比　 　(选填“偏大”、 “偏小 ”或 “相等”)。 15．（2024·拱墅模拟） 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，小乐接下来的操作是　 　。 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=UH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。 16．（2024·临平模拟） 在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小科选用小灯泡L的额定电压为2.5 V。 （1）小科设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡 L的额定功率，滑片P应向　 　(填“左”或“右”)移动直到电压表示数为2.5 V，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为 　W； （2）实验结束后，小科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4V)、一个额定电压为2.5V的小灯泡L1和一个阻值为15Ω的定值电阻R0等器材，设计了如图丙所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关S1，闭合开关S和S2，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为　 　V，小灯泡 L1正常发光； ②断开开关S2，闭合开关S和S1，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1.0 V； ③计算出小灯泡L1的额定功率为　 　W。 17．（2024·东阳模拟）如图1所示为测量“不同电压下小灯泡的电功率”的实物连接图．器材规格：电源电压，小灯泡的额定电压． 图1 图2 图3 图4 （1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路出现的故障是　 　； （2）故障排除后，按正确操作步骤进行实验，测量并记录了5组实验数据，得到小灯泡两端的电压与通过小灯泡的电流的图像，如图3所示．据图推测：图中阴影部分面积大小表示的含义____；实验中滑动变阻器的规格可能为下列选项中的____． A． B． C． （3）图4是小灯泡和滑动变阻器的关系图像．请判断：曲线1、2、3中哪条符合滑动变阻器实际关系　 　（选填：“1”或“2”或“3”）． 18．（2024·余杭模拟）小杭在“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6伏不变，R为定值电阻。 （1）实验开始前，小杭需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B"）。 （2）实验中，小杭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，小杭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），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。　 　。 19．（2024·丽水模拟）在“测定小电灯额定功率”的实验中。小丽用电源电压恒为、滑动变阻器、小灯泡(额定电压)、电流表(量程为)、电压表(量程为，0~15V)、开关及导线若干开展实验。 （1）请用笔画线代替导线将图甲补充完整；　 　 （2）小丽连接完电路，闭合开关时，观察到灯闪亮一吓后立即熄灭，则她在操作过程中的不当之处是　 　； （3）小丽正确操作后，测得电流与电压的值并绘制出图乙，则小灯泡的额定功率为　 　瓦； （4）据图乙分析，实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围为　 　。 20．（2024·浙江模拟）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。 提供的实验器材如下：规格为“”的小灯泡、学生电源(电压恒为)、电流表(、电压表、滑动变阻器(“”)、开关等各一只，导线若干。 小智组同学发现，实验桌上的电压表的量程已损坏，其他器材完好。 【提出问题】如何用电压表的量程，完成“测定小灯泡额定电功率”的实验。 【原理分析】因为小灯泡的额定电压为“”，超过了的量程，电压表直接接在小灯泡上无法完成实验；根据串联电路的分压特点可知，当电源电压为，要使小灯泡正常发光时，可以改变电压表的连接位置，将电压表接在滑动变阻器两端，来完成实验。 （1）将电压表接在滑动变阻器两端，若要使小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为　 　； （2）【实验设计】小静将电压表接在滑动变阻器两端，按照规范操作，闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数如图所示。 分析出现此现象的原因是　 　； （3）【改进创新】为解决上述问题，小虹认为可以①先将电压表接在小灯泡两端(如图甲)，移动滑动变阻器的滑片，设置一个小灯泡两端的电压值；②接着，保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表改接在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，完成实验。 根据电压表的量程及电源电压(判断，操作①中小灯泡两端的电压应设置为　 　，才能使操作②能顺利完成； （4）要使小灯泡达到额定电压，操作②中滑动变阻器的滑片应向　 　(填“左”或“右”)移动。 【总结反思】实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 小灯泡额定功率测定实验 1. 核心实验原理 小灯泡额定功率测定的实验原理基于电功率公式P=U.I，即通过测量小灯泡在额定电压下的电流，计算其额定功率P额=U额⋅I额。 关键操作：调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于额定电压（如2.5V或3.8V），此时读取电流表的示数，代入公式计算功率。 2. 实验设计要点 电路组成：电源、小灯泡（额定电压已知）、电压表（并联）、电流表（串联）、滑动变阻器、开关、导线。 滑动变阻器的作用：①调节小灯泡两端电压至额定值（主功能）。②保护电路，防止电流过大损坏元件。 电表量程选择：根据小灯泡额定电压和估算电流选择合适量程（如额定电压3.8V时，电压表选0~15V，电流表选0~0.6A）。 3. 实验步骤关键点 ①连接电路：按电路图串联电流表、滑动变阻器、小灯泡，并联电压表。 ②调节电压：闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数达到额定电压值。 ③数据记录：记录此时电压表和电流表的读数，计算额定功率。 ④注意事项： 闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大端以保护电路。 若小灯泡不亮，需排查断路（如灯丝断裂）或短路（如电流表无示数但电压表有示数）等故障。 4. 误差分析与拓展 误差来源：①电表精度不足或读数误差。②小灯泡电阻随温度升高而增大（额定功率仅针对额定电压下的状态）。 实验结论：额定功率是特定电压下的唯一值，无需对多次测量值取平均（与测电阻实验不同）。 拓展应用：利用单电表（如仅电压表或电流表）结合等效电路设计，间接测量额定功率 一、高频考点与题型分析 1、电路连接与纠错题 常见错误： ①电压表并联错误（如并联在滑动变阻器两端）。 ②电流表量程选择不当（如0~3A量程用于小电流测量。 ③滑动变阻器接成“两上”或“两下”导致无法调节电压。 答题技巧：按“电源→开关→电流表→灯泡→滑动变阻器”顺序检查，重点核对电表量程和接线方式。 2、故障分析题 典型故障现象： 灯泡不亮：可能原因包括断路、短路或电源电压不足。若电流表无示数、电压表有示数，则灯泡断路。 电表反偏：正负接线柱接反。 排查逻辑：先检查电源和开关，再依次排查导线、电表、灯泡和滑动变阻器。 3、数据计算与图像题 ①计算额定功率：根据额定电压对应的电流值直接计算（例：U=2.5V,I=0.3A→P=0.75W）。 ②U-I图像分析： 曲线特点：小灯泡电阻随温度升高而增大，图像为非线性曲线。 额定功率对应点：图像中U=U额对应的电流值。 4、拓展实验设计题 特殊情境处理： 若电流表量程损坏，可通过电压表与定值电阻组合间接测量电流。 滑动变阻器规格不足时，采用分压电路或更换更大阻值的变阻器。 二、答题策略与规范 1、实验操作规范表述 术语使用：调节滑动变阻器至“阻值最大端”再闭合开关（保护电路）。 描述现象时明确“电压表示数为2.5V时，电流表示数为0.3A”。 结论书写：必须包含“当小灯泡两端电压等于额定电压时，测得的功率为额定功率”。 2、数据处理技巧 ①表格设计：至少包含电压、电流、功率三列，单位需标注。 ②误差分析： ③系统误差：电表内阻影响（电压表分流导致电流测量偏小）。 ④操作误差：读数时视角倾斜或未及时记录数据。 3、图像绘制要点 描点后用平滑曲线连接，标注额定电压对应点。 对比定值电阻的直线图像，说明小灯泡电阻的非线性特性。 三、易错点与避坑指南 1、量程选择错误 错误：直接选用最大量程导致数据精度不足。 正解：根据额定电压和估算电流选择（例：2.5V灯泡选0~3V电压表，电流表选0~0.6A）。 2、额定功率计算误区 错误：对多次测量的功率取平均值。 正解：仅额定电压下的功率为额定功率，其他数据用于分析规律。 3、滑动变阻器作用表述不全 错误：仅答“保护电路”。 正解：补充“分压调节，使灯泡两端电压达到预设值 1．（2025·绍兴模拟）小敏在“测小灯泡电功率”的实验中，用到的实验器材有：电源电压(3伏)、电流表、电压表、“2.5伏”字样的小灯泡L1、滑动变阻器(10欧姆 1安)、开关、导线若干。 丙 序号 1 2 3 4 电压U/V 1.50 2.00 2.50 2.80 电流I/A 0.20 0.24 　 0.32 （1）如图甲是连接的实验电路，在闭合开关前应先将滑动变阻器滑片P移至　(选填“A”或“B”) 端。 （2）如图乙是测量第3组数据时电路中电流表示数，则小灯泡的额定功率P1为　 　瓦。 （3）分析丙图表格中的数据，其中第　 　组(填写表格中序号的数字)数据有明显错误。 （4）小敏想比较另一个额定电压为2.5伏的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，当L1正常发光时，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3伏。依据上述现象， 可推断出P1　 　P2(选填“>”、“=”或“<”).·也继续完成了 P2的测量后，验证了推断。 【答案】（1）A（2）0.75（3）2（4）< 2．（2025·临平模拟）小金同学欲测量一只小灯泡的额定功率。器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压约6V左右)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 请回答： （1）如图甲所示是小金尚未连接完整的电路，请用笔画线代替导线在原图上补全。 （2）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为　 　W。 （3）下面是小金同学在没有电流表的情况下测定电功率的几种方案。 方案一：如图丙，步骤①将开关S1闭合，S2与a接线柱接通，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 Um；步骤②滑动变阻器滑片位置保持与步骤①中相同，将开关S1闭合，S2与b接线柱接通，调节电阻箱R4使电压表的示数保持U额，记录此时电阻箱的阻值为Rₓ，计算小灯泡的额定功率为 该方案中主要用到的科学方法是____(填字母)。 A．控制变量法 B．类比法 C．等效替换法 D．累积法 （4）方案二：如图丁，步骤①将开关S1闭合，S2、S3断开，P滑至最左端，读出电压表示数U0；步骤②将开关S1、S2闭合，S3断开，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 步骤③滑动变阻器滑片位置保持与步骤②中相同，并将开关S1、S3闭合，S2断开，读出电压表示数U1；计算小灯泡的额定功率. 　 　(用字母 表示)。 【答案】（1）（2）0.85（3）C（4） 【解析】（1）将电压表3V接线柱与小灯泡右接线柱相连，负接线柱与小灯泡左接线柱（或电源负极 ）相连；滑动变阻器任选一个上面接线柱与小灯泡左接线柱（或电源负极 ）相连。 如图： （2）电流表量程0 - 0.6A，分度值0.02A，示数为0.34A 。 由P = UI = 2.5V×0.34A = 0.85W。 （3）方案一采用等效替换法，用电阻箱等效替代小灯泡正常发光时电阻，答案选 C。 （4）步骤①测电源电压U0； 步骤②使小灯泡电压为U额； 步骤③测R0两端电压U1 。 滑动变阻器两端电压UR=U0-U1， 步骤②中滑动变阻器电压 3．（2025·浙江模拟）小科同学在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源为三节干电池，小灯泡额定电压为2.5V。 （1）请用线代替导线，将图甲中的实物电路正确连接完整。 （2）小科连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，测量了六组且记下对应的电压表(0.5V、1.0V、……、3.0V)和电流表的示数， 并绘制成图乙所示的I——U图像， 可计算出小灯泡的额定功率是　 　W。 （3）根据图乙分析，为完成上述整个实验，最合理的滑动变阻器应选____。 A．“0.5A 10Ω” B．“1A 20Ω” C．“1A 60Ω” D．“0.2A 200Ω” 【答案】（1）（2）1（3）C 【解析】 （1）由图乙可知，电流表选用小量程，将电流表串联在电路中；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，如下图所示： （2）电路连接完后，闭合开关，电流表指针如图乙所示，即电流表指针反向偏转，说明电流表正负接线柱接反了； （3）若灯的电阻不变，则当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，根据，灯的实际功率为额定功率的四分之一，但当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，灯的实际功率变小，灯的温度降低了，此时灯的电阻减小了，根据可知，测得的P实＞P额； （4）由图可知，要测小灯泡的额定功率，首先使灯正常发光，先将开关S2接b，调节滑动变阻器的滑片直到电压表读数为小灯泡额定电压U额；保持滑动变阻器滑片位置不动，将开关S2接a，电压表测灯与R0两端的电压，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求出定值电阻两端的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据P=UI可求出灯的额定功率。 4．（2025九下·萧山模拟）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，合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。 （1）闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，电路中可能出现的故障是____； A．滑动变阻器断路 B．电压表短路 C．小灯泡短路 D．小灯泡断路 （2）闭合开关，移动滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为则小灯泡的额定电功率，小高接下去的操作是　 　。 （3）小高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 (如图丙)，有了新的发现与收获： ①当电流为 时，小灯泡的实际功率可以用图丙中的面积　 　表示； ②当电流由 逐渐增大到 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?并说明理由： 　。 【答案】（1）D （2）滑片向左移，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V （3）S1；△P灯＞ △P滑，△P灯=S2+S4+S6， △P滑=S2-S6， 所以△P灯＞ △P滑 【解析】（1） 闭合开关后，小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，电路中可能出现的故障是小灯泡断路，故选D； （2）根据乙图可知，电压表的量程为0-3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为1.8V<2.5V，则电压表的示数要增大。根据U总=UL+U变可知，此时变阻器的电压要减小。根据串联电路电压与电阻成正比可可知，此时变阻器的滑片向左移动，直到电压表的示数等于额定电压2.5V即可。 （3） ①当电流为I1时，由图乙可知，此时灯泡两端电压为U1，灯泡的实际功率为P1=U1I1，可以用图乙中的面积S1表示； ②当电流为I1时，此时电路的总功率：P总=UI1，由图乙可知P总=UI1=S1+S2+S3， 此时滑动变阻器的实际功率：P滑=P总-P1=S1+S2+S3-S1=S2+S3； 当电流为I2时，灯泡的实际功率为P2=U2I2，由图乙可知P2=U2I2=S1+S2+S4+S5， 此时电路的总功率：P'总=UI2，由图乙可知P'总=UI2=S1+S2+S3+S4+S5+S6， 此时滑动变阻器的实际功率：P'滑=P'总-P2=（S1+S2+S3+S4+S5+S6）-（S1+S2+S4+S5）=S3+S6； ΔP灯=P2-P1=（S1+S2+S4+S5）-S1=S2+S4+S5， ΔP滑=P'滑-P滑=（S2+S3）-（S3+S6）=S2-S6，因此ΔP灯大于ΔP滑。 5．（2025九下·慈溪模拟）小华和小红两位位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中所用器材规格均相同，小灯标有“3.8V”字样，电源电压为6伏且保持不变，他们各自按电路图连接电路。 （1）小华同学实验步骤正确，闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表示数为0.3A，接下来他移动滑动变阻器的滑片，观察到小灯始终不亮，电流表示数会变化、但电压表示数始终为零。若电路中只有一处故障且只发生在小灯L或滑动变阻器R上，电路故障是　 　 （2）小华实验时，其部分实验数据和现象记录如下表。 实验次数 电压表示数/V 电流表示数/A 灯泡亮度 1 1 0.1 较暗 2 3.8 　 正常发光 3 4 0.36 强烈发光 由于小华粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻： 再计算出灯泡两端电压为3.8V时的功率： 请你帮他判断，小灯泡的额定功率应　 　1.444W(选填“大于” “等于”、“小于”) （3）小红按电路图正确接线，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，灯泡正常发光时，电压表脂针偏转角度较小，且指针未对准刻度线，会产生较大误潮。经思考小红将电路略做改动依然完成了实验，他的改动是：　 　.混合闭合开关，移动变阻器的Ⅶ灯泡正常发光，若此时滑动变阻器的阻值为10Ω，可得出小灯泡的额定功率为　 　 【答案】（1）小灯泡短路（2）小于（3）电压表并联在滑动变阻器两端；0.836 【解析】（1） 小灯泡不发光说明灯泡短路或灯泡断路或滑动变阻器断路，电流表的示数为0.3A，说明灯泡不可能断路、滑动变阻器不可能断路，故电路中存在的故障可能是小灯泡短路。 （2） 灯丝因电压太高烧断后，电压表与滑动变阻器、电源串联，所以测量电源电压，因此指针达到某一刻度。灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡正常发光时的温度比测第一组数据时的温度高，电阻阻值大于10Ω，电阻R偏小，计算出的功率偏大，所以灯泡的额定功率应小于1.444W。 （3） 灯泡的额定电压为3.8V，电压表并联在灯泡的两端，电压表选择0～15V，但偏转角度太小、误差较大；当灯泡正常发光时，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，电源电压为6V，要使灯泡电压为3.8V，滑动变阻器两端电压U滑=6V-3.8V=2.2V，超过0～3V量程的一半；故电压表选0～3V的量程，然后与滑动变阻器并联。 （3）小灯泡正常发光，此时滑动变阻器的阻值R滑=10Ω，电路中的电流I=0.22A，小灯泡的额定功率P额=U额I=3.8V×0.22A=0.836W。 6．（2022·宁波）一个额定电压是2.5V的小灯泡，正常工作时的电阻约为8Ω。小明想测量它的额定功率，实验室有如下器材：电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10Ω 1 A”和“50 Ω 0.5 A”的滑动变阻器2个，导线若干。 （1）小明设计了如图甲所示的电路，他应选用规格为　 　的滑动变阻器。 （2）图乙是小明根据电路图连接的实物图，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。 （3）小明正确连线后，闭合开关，测得的电压表和电流表的示数如下表所示。分析表中数据，小明粗略地绘制了这个灯泡的电流随电压变化的图象，正确的是　 　。 实验序号 电压U/V 电流I/A 1 2.0 0.25 2 2.5 0.3 3 3.0 0.32 【答案】（1）50Ω 0.5 A（2）（3）D 【解析】 （1）灯泡正常发光时，通过其的电流约是， 此时滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，∵， ∴滑动变阻器接入电路的电阻，所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器； （2）由图乙所示电路图可知，电压表串联在电路中，电压表连接错误，电压表应并联在灯泡两端，电路图如图1所示； （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，灯泡实际功率变大，温度升高，灯泡电阻随温度的升高而增大，故灯泡的电压与电流不成正比，其I-U图象不是直线，而是一条曲线，且电压与电流之比即灯泡电阻逐渐增大，因此图象D能反映灯泡灯泡电流随电压变化的关系，故选：D。 7．（2024·杭州模拟）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移时灯泡变亮）。 （2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向　 　（选填“A”或“B”）端移动。 （3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为　 　W。 （4）考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比　 　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）. 【答案】（1）（2）B（3）0.6（4）偏大 【解析】 （1）滑片P向右移动时小灯泡变亮，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，如下图所示： ； （2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，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2V，小于灯泡额定电压2.5V；若要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，故滑动变阻器的滑片P应向B端移动； （3）若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电路中，根据串联电路的分压规律可知，每个灯泡两端的电压为1.5V，根据图丙可知，此时的电路中的电流为0.2A，则电路消耗的总功率为：P'=UI'=3V×0.2A=0.6W； （4）由图丙可知，因为灯泡两端的电压为2V时，其通过灯泡的电流小于当泡两端的电压为额定电压2.5V时的电流， 由的变形式可得，灯泡两端的电压为2V时对应的电阻小于电压为2.5V时对应的电阻， 因此若用第（2）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，即此时灯泡的电阻小于灯泡正常发光时的电阻，再根据计算灯泡的额定功率，按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。 8．（2024·金东模拟）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）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。 9．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）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。 10．（2024·龙港模拟）小科用如图甲所示的器材测量小灯泡电功率。电源为两节干电池，待测小灯泡 L的额定电压为2.5V。 （1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(滑片向左移动，灯泡变亮)；　 　。 （2）小科连接好电路后发现灯泡不亮，观察电表后他认为是小灯泡短路引起的，他的依据是：　 　。 （3）小科在排除故障后向左移动滑片进行实验，得到了如图乙的数据。他认为可以将小灯泡依次换成5欧、20欧、50欧的电阻，移动滑动变阻器的滑片使电压表数值恒为2伏，即可进一步探究电流与电阻的关系。你是否赞同他的做法，并说明理由。　 　。 【答案】（1）（2）电流表有示数，电压表无示数 （3）不赞同，由图乙可知当电流最小时滑动变阻器最大为20欧，换成电阻50欧时需要滑动 变阻器阻值为25欧，大于滑动变阻器的最大阻值20欧。 【解析】（1）滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用左下接线柱与电源串联在电路中，如下图所示： ； （2）若小灯泡短路，相当于一根导线，此时电路是通路，电流表有示数，电压表被短路，无示数； （3）由图乙可知，当灯泡两端电压为0.6V，通过灯泡的电流为0.12A时，滑动变阻器接入电路的阻值最大； 根据串联电路电压规律，此时滑动变阻器两端电压为U滑=U-U1=3V-0.6A=2.4V， 则滑动变阻器接入电路的最大阻值为：； 实验中使用的定值电阻阻值最大为50Ω，定值电阻两端的电压始终保持UV=2V， 根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压：U滑=U-UV=3V-2V=1V， 滑动变阻器分得的电压为电压表示数的倍， 根据分压原理，当接入50Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为：R滑=0.5×50Ω=25Ω＞20Ω， 因此不赞同他的做法。 11．（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】（1）灯泡的额定电压为2.5V<3V，则选择0-3V的量程，且与灯泡并联，如下图所示： （2）小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.42A=1.05W； （3）①根据乙图可知，当电流为I1时，灯泡的实际电压为第一条虚线对应的数值。根据P=UI可知，此时长方形的面积S1表示灯泡的实际功率； ②根据乙图可知，当电流为I1时，灯泡的实际功率为S1。而第一条虚线和第二条虚线之间的电压就是变阻器的电压，则此时变阻器的电功率为S2+S3； 当电流为I2时，灯泡的实际功率为 S1+S2+S4+S5 。而第二条虚线和第二条虚线之间的电压就是变阻器的电压，则此时变阻器的电功率为 S3+S6 ； 那么灯泡功率的变化量为： △P灯=（S1+S2+S4+S5）-S1=S2+S4+S5； 变阻器功率的变化量为： △P滑=（S2+S3）-(S3+S6）=S2-S6，比较可知， △P灯大于△P滑 。 12．（2024·浙江模拟）在测量标有“0.28A”字样小灯泡电功率的实验中，小宁选择电流表0~0.6A量程，电压表0~3V 量程，连接好电路，闭合开关，正确测得表一数据。同组同学用相同的器材，选用同样的量程，正确测得表二数据。 表一： 实验序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 1 1.5 0.16 2 2.5 0.22 3 3 0.24 表二： 实验序号 电压表示数U/V 电流表示数I/A 4 3 0.24 5 2.2 0.28 6 1.5 0.30 （1）分析有关数据，小灯泡的电阻随温度的升高而　 　。 （2）小灯泡的额定功率为　 　W 【答案】（1）变大（2）1.064 【解析】由表一中数据，根据P=UI知，小灯泡的电压变大，通过小灯泡的电流变大时，电功率变大，温度升高；同时，根据分别计算出电阻分析知，灯丝的电阻随温度的升高而变大； （3）由两表知，表一时电压表测小灯泡的电压，表二时电压表测变阻器的电压，小灯泡和变阻器串联，当通过的电流是0.24A时，它们的电压都3V，则电源电压为3V+3V=6V；. 由表二知，小灯泡的额定电压为U=6V-2.2V=3.8V，额定电流为0.28A，其额定功率P=UI=3.8V×0.28A=1.064W。 13．（2024·东阳模拟） 某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验器材有：学生电源(输出电压6V)、滑动变阻器(“10Ω， 2A”、 “30Ω， 1.5A”、 “50Ω， 1A”)、电流表、电压表各一只，若干导线。 （1）第一小组的同学要测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rₓ，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整。 （2）第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”。他们将阻值为5Ω、10Ω、 15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。实验中选择的滑动变阻器规格是“　 　”。 （3）第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。在A、B间接入2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确。闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。 （4）若将图甲去掉电压表，把电流表改装为直接能读出A、B 两间电阻的电阻表，电源电压保持6伏特不变，电流表量程选择：0-0.6A，先将A、B直接用导线连接，并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏，电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为0欧，此时滑动变阻器的阻值为　 　欧。保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，就可以在电流表盘上标注其他刻度的阻值。 （5）改装后可直接测电阻的表，其表盘刻度　 　(选填“均匀”或“不均匀”)。 【答案】（1）（2）50Ω1A（3）0.6（4）10（5）不均匀 【解析】（1）在该实验中，滑动变阻器必须串联在电路中，且接法是一上一下，电压表与电阻并联 (2)由图知，电阻两端的电压始终保持，可知变阻器除了保护电路外，另一个作用是控制电阻两端的电压为2.5V不变 ； 根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压， 变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压 ， 故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35的滑动变阻器，故实验中选择的滑动变阻器规格是 “50 ，1A”。 (3)由图丁知，电流表的示数为 ，可知小灯泡的额定电功率为 （4） （5）当接入电阻为时，总电阻为，则电流由电流公式可得电阻与电流不成比例，故刻度不均匀。 14．（2024·湖州模拟）在“测量小灯泡额定功率”实验中， 同学们进行了如下研究。 【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为 6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω1A”)等各一只，导线若干。 （1） 【实验方案】按图甲电路进行实验，将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为　 　； （2） 【实验反思】电压表选用0~15 伏量程与电压表选用0~3 伏的量程相比，会导致3.8伏读数 不够精确，这是因为　 　。实验改进：现电压表选用0~3伏的量程，并将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为2.2伏，即可减小误差。 （3）【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图，电压表选用0~3 伏量程。按照规范操作，闭合开关，电压表示数如图丁所示，出现此现象的原因是　 　(从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。 （4） 【分析评价】在老师的指导下，同学们对实验展开分析讨论时得知：导线、电源、电流表等也有电阻，可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比　 　(选填“偏大”、 “偏小 ”或 “相等”)。 【答案】（1）1.064（2）分度值较大（3）由于学生电源的电压恒为6V，小灯泡规格为“3.8V”， 由图丙知道，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知道，当灯泡正常发光时，电压表的示数应是，电压表若选用0～3伏量程，在使用滑动变阻器调节过程中，电压表指针偏角会较大，所以出现图丁的现象。（4）偏大 【解析】（1）由图知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡的额定功率为 （2）电压表选用0∼15V量程进行实验，由于该量程下每一小格为0.5V，即分度值较大，所以读数不够精确。 （3）由于学生电源的电压恒为6V，小灯泡规格为“3.8V”， 由图丙知道，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知道，当灯泡正常发光时，电压表的示数应是电压表若选用0～3伏量程，在使用滑动变阻器调节过程中，电压表指针偏角会较大，所以出现图丁的现象。 （4）电压表中也有电流通过，导致电流表测得电流是通过电压表和小灯泡的电流之和，大于通过小灯泡的电流，根P=UI知道，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。 15．（2024·拱墅模拟） 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，小乐接下来的操作是　 　。 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=UH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）应将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.8V；；0.84；大于 【解析】（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可知，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： P＝UI＝2.8V×0.3A＝0.84W； 由图丁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可知，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。 16．（2024·临平模拟） 在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小科选用小灯泡L的额定电压为2.5 V。 （1）小科设计了如图甲所示的电路图，连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示。要测量小灯泡 L的额定功率，滑片P应向　 　(填“左”或“右”)移动直到电压表示数为2.5 V，此时电流表示数为0.24A，则小灯泡L的额定功率为　 　W； （2）实验结束后，小科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4V)、一个额定电压为2.5V的小灯泡L1和一个阻值为15Ω的定值电阻R0等器材，设计了如图丙所示的电路，并完成了实验。实验过程如下： ①断开开关S1，闭合开关S和S2，移动滑动变阻器R的滑片P，使电压表的示数为　 　V，小灯泡 L1正常发光； ②断开开关S2，闭合开关S和S1，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1.0 V； ③计算出小灯泡L1的额定功率为　 　W。 【答案】（1）左；0.6（2）1.5；0.75 【解析】（1）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可知，应减小变阻器的电压， 由分压原理可知，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； （2）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=4V-2.5V=1.5V，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1.0V； 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=2.5V×0.3A=0.75W。 17．（2024·东阳模拟）如图1所示为测量“不同电压下小灯泡的电功率”的实物连接图．器材规格：电源电压，小灯泡的额定电压． 图1 图2 图3 图4 （1）闭合开关，发现两电表指针处于图2所示位置，此时电路出现的故障是　 　； （2）故障排除后，按正确操作步骤进行实验，测量并记录了5组实验数据，得到小灯泡两端的电压与通过小灯泡的电流的图像，如图3所示．据图推测：图中阴影部分面积大小表示的含义____；实验中滑动变阻器的规格可能为下列选项中的____． A． B． C． （3）图4是小灯泡和滑动变阻器的关系图像．请判断：曲线1、2、3中哪条符合滑动变阻器实际关系　 　（选填：“1”或“2”或“3”）． 【答案】（1）小灯泡断路（2）C（3）1 【解析(1) 如图2所示，电压表满偏，示数为3V，接近电源电压，电流表的示数为零，说明电路中存在断路，而电压表的示数为3V，电压表所在的电路是通的，只能是小灯泡断路。 (2) 电功率等于电压与电流的乘积，图中阴影部分面积大小等于电压与电流乘积，所以表示的含义是电压为0.5v时，电功率为0.05W，此时滑动变阻器电压为2.5v，电阻为25欧，结合图像可知最大电流超过0.2A，所以有实验中滑动变阻器的规格可能为下列选项中的 1A。 故答案为：C。 （3）灯泡和滑动变阻器串联，两用电器电压之和要等于总电压，总电压为3V，电流相等时，只有1图像电压和小灯泡电压之和为3v。 18．（2024·余杭模拟）小杭在“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6伏不变，R为定值电阻。 （1）实验开始前，小杭需要将滑动变阻器的滑片移到　 　端（填空“A”或“B"）。 （2）实验中，小杭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，小杭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），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）定值电阻 R 断路 （3）先变大后变小，从图中可以看出总功率B与定值电阻功率A的差值先变大后变小。 【解析】（1）实验开始前，小杭需要将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的一段，即在A端； （2）实验中，小杭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定值电阻R断路； （3）根据图丙推测滑动变阻器功率随电流先变大后变小，并推测的依据：从图中可以看出总功率B与定值电阻功率A的差值先变大后变小。 19．（2024·丽水模拟）在“测定小电灯额定功率”的实验中。小丽用电源电压恒为、滑动变阻器、小灯泡(额定电压)、电流表(量程为)、电压表(量程为，0~15V)、开关及导线若干开展实验。 （1）请用笔画线代替导线将图甲补充完整；　 　 （2）小丽连接完电路，闭合开关时，观察到灯闪亮一吓后立即熄灭，则她在操作过程中的不当之处是　 　； （3）小丽正确操作后，测得电流与电压的值并绘制出图乙，则小灯泡的额定功率为　 　瓦； （4）据图乙分析，实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围为　 　。 【答案】（1）（灯泡的右接线柱与相连也可） （2）闭合开关前未将滑片置于阻值最大处（3）1.14（4） 【解析】(1)根据电流流向，依次连接； (2)连接电路时未将开关断开以及未调节滑动变阻器的阻值至最大处； (3)小灯泡的额定电压为3.8V，图乙显示，3.8V时，电流为0.3A，所以功率P= UI = 3.8V X 0.3A= 1.14W (4)灯泡两端电压最小为2V，此时灯泡的电阻，电路中总电阻，所以滑动变阻器的阻值最大为30Ω-10Ω=20Ω；灯泡两端电压最大时，求出灯泡的电阻，电路中总电阻，所以滑动变阻器的阻值最小为18.75Ω-14.1Ω=4.65Ω； 20．（2024·浙江模拟）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。 提供的实验器材如下：规格为“”的小灯泡、学生电源(电压恒为)、电流表(、电压表、滑动变阻器(“”)、开关等各一只，导线若干。 小智组同学发现，实验桌上的电压表的量程已损坏，其他器材完好。 【提出问题】如何用电压表的量程，完成“测定小灯泡额定电功率”的实验。 【原理分析】因为小灯泡的额定电压为“”，超过了的量程，电压表直接接在小灯泡上无法完成实验；根据串联电路的分压特点可知，当电源电压为，要使小灯泡正常发光时，可以改变电压表的连接位置，将电压表接在滑动变阻器两端，来完成实验。 （1）将电压表接在滑动变阻器两端，若要使小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为　 　； （2）【实验设计】小静将电压表接在滑动变阻器两端，按照规范操作，闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数如图所示。 分析出现此现象的原因是　 　； （3）【改进创新】为解决上述问题，小虹认为可以①先将电压表接在小灯泡两端(如图甲)，移动滑动变阻器的滑片，设置一个小灯泡两端的电压值；②接着，保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表改接在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，完成实验。 根据电压表的量程及电源电压(判断，操作①中小灯泡两端的电压应设置为　 　，才能使操作②能顺利完成； （4）要使小灯泡达到额定电压，操作②中滑动变阻器的滑片应向　 　(填“左”或“右”)移动。 【总结反思】实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。 【答案】（1）2.2V（2）闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值处（合理即可）（3）3（4）左 【解析】（1）将电压表接在滑动变阻器两端，若要使小灯泡正常发光时，则其两端电压为3.8V，总电压为6V，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V； （2）闭合开关前，灯泡与变阻器串联，电阻越大，分压越多，滑动变阻器处于最大阻值处 ，则滑动变阻器分压过多，小静将电压表接在滑动变阻器两端 ，可能导致电压表示数过大。 （3）操作①中小灯泡两端的电压应设置为3V。此为电压表的0-3V量程最大示数。 （4）小灯泡两端的电压应设置为3V，滑动变阻器两端电压为3V，要使灯泡两端电压为3.8V，则滑动变阻器两端电压为2.2V，减小电压，要减小电阻，所以滑片向左移动。 学科网（北京）股份有限公司 $$