寒假作业12：电学专项实验——测小灯泡的额定功率实验问题（沈阳、大连专用）2025-2026学年人教版物理九年级全一册

九年级上学期寒假作业12：电学专项实验——测小灯泡的额定功率实验问题（沈阳、大连专用） 【考点1】电表的使用、电路故障、实验操作、电流表读数和功率的计算。 1．小明为了测量小灯泡的额定功率，所用的器材有：电源（电压4.5V）、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个，导线若干。 （1）如图甲所示，在连接电路时，电压表应该选择“－”接线柱和 接线柱。（选填“3”或“15”） （2）为了确定电流表的量程，下列说法正确的 （只有一个选项正确）。 A．将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大端，开关试触，观察电流表示数 B．将滑动变阻器的滑片滑到阻值最小端，开关试触，观察电流表示数 C．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5V时，观察电流表的示数 D．闭合开关，将滑动变阻器的滑片由阻值最大端滑动到最小端，观察电流表的示数 （3）选好电流表量程后，闭合开关，观察到电灯不发光，电流表有示数，电压表示数为零，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数变化，灯仍不发光，电压表示数仍为零，则电路的故障可能为 。 （4）调整好电路后，小明移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定功率，他应该 滑动变阻器连入电路的阻值。（选填“增大”或“减小”） （5）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。 【答案】（1）“3”；（2）C；（3）小灯泡短路（或电压表短路）；（4）减小；（5）0.34；0.85。 【解析】（1）小灯泡额定电压2.5 V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，即在连接电路时，电压表应该选择”－“接线柱和“3”接线柱； （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5 V时，灯泡正常发光，此时通过灯泡的电流为额定电流，据此确定电流表量程，故选：C； （3）选好电流表量程后，闭合开关，观察到电流表有示数，说明电路是通路，电灯不发光，电压表示数为零，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即电路的故障可能为小灯泡短路或电压表短路； （4）调整好电路后，小明移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数为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； （5）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.34A，则小灯泡额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.34A＝0.85W。 2．如图甲，是小于同学测量小灯泡的电功率的实验电路，电源电压为3V且保持不变， 小灯泡L的额定电压为2.5V。 闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，多次实验并将数据和现象记录在如表中。分析表中信息，回答（1~4）题。 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 小灯泡的亮度 电功率 P/W 1 0.5 0.20 不亮 0.10 2 1.0 0.24 暗 0.24 3 2.0 0.32 较暗 0.64 4 2.5 正常亮 5 3.0 0.38 很亮 1.14 （1）小灯泡L在额定电压下工作时，电流表的指针位置如图乙所示，则小灯泡L的额定功率为 W。 （2）第1次实验中，小灯泡L不亮的原因是 。 （3）分析数据还发现，通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比，其原因是 。 （4）为了测量小灯泡的电功率，在具体的实验操作中，手和眼睛的分工应该是 。 A．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电流表 B．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电压表 C．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察灯泡是否发光 D． 手按开关，眼睛观察小灯泡 （5）另组小明同学在测量额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率时，发现电流表损坏，他又找来了两个开关，并利用5 Ω定值电阻，测出了小灯泡的额定功率，请将他的实验步骤补充完整： ①如图丙所示的电路图中a、b处虚线框内，分别为待测小灯泡或定值电阻，则小灯泡应接在 框内； ②闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光； ③闭合开关S和S2，滑动变阻器的滑片保持不动，此时电压表的示数为4V； ④则小灯泡的额定功率为 W。 【答案】（1）0.9 （2）小灯泡L实际功率太小 （3）灯泡的电阻随温度升高而变大 （4）B （5）①b ②1.5 ③0.75 【解析】 （1）如图乙所示，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，所以电流表示数为0.36A；灯泡的额定电压2.5V，此时的电流为0.36A，则灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5 V×0.36 A＝0.9 W （2）由表中数据知，第一次实验灯泡的电压很小，电路中电流很小，实际功率太小，不能使灯泡发光。 （3）灯丝的阻值会受温度的影响，温度越高阻值越大，所以灯泡的电流与两端的电压不成正比。 （4）按电路图连接电路，闭合开关之前，为保护电路，要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处，闭合开关时，电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压，此时要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数。故选B。 （5）[1][2][3] ①如图丙所示的电路图中a、b处虚线框内，分别为待测小灯泡或定值电阻，则小灯泡应接在b框内；②当闭合开关S和S1，断开S2，电压表可测定值电阻两端电压，已知小灯泡L的额定电流为0.3A，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1.5V，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流为 小灯泡正常发光；③闭合开关S和S2，滑动变阻器的滑片保持不动，此时电压表测量定值电阻和灯泡的总电压，电压表的示数为4 V；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，灯泡额定电压为U额＝U－UR＝4 V－1.5 V＝2.5 V ④则小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W 3．小明想测量小灯泡的额定功率，于是设计了如图甲所示的电路，电源电压恒为6V，小灯泡标有“2.5V”的字样。 （1）为了保护电路元件，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 端； （2）按照电路图连接好实物电路后，电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 端移动，直到电压表示数为 时为止； （3）小明根据实验数据，做出了小灯泡发光时的I－U关系图象，如图丙所示，则小灯泡正常发光时的功率为 W，此时小灯泡的电阻为 Ω，由图象还可以看出，当电压表的示数增大时，小灯泡的电阻变 ； （4）若滑动变阻器的规格有三种：R1（10 Ω 0.5 A），R2（100 Ω 0.5 A），R3（200 Ω 0.2 A），小明在实验中使用的滑动变阻器应该是 ；（选填“R1”、“R2”或“R3”） （5）用该实验装置能不能探究电流与电压的关系？为什么？ 。 【答案】（1）b （2）①a ②2.5 （3）①0.625 ②10 ③大 （4）R2 （5）见解析 【解析】 （1）为了保护电路，连接电路时开关应断开，滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处，即b端。 （2）[1][2]实验中按照电路图连接好实物电路后，电压表示数如图乙所示，电压表选择小量程连入电路中，分度值为0.1V，示数为1.5V，即此时灯泡的两端电压为1.5V，小于灯泡的额定电压2.5V，为测量小灯泡的额定功率，需增大灯泡的两端电压，根据串联电路的电压特点可知，需减小变阻器的两端电压，根据分压原理可知，需减小变阻器接入电路的电阻，即应将滑动变阻器的滑片P向a端移动，直到电压表示数为2.5V时为止。 （3）[1]由小灯泡发光时的I－U关系图像可知，当灯泡的两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的功率为P＝ULIL＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W [2]根据欧姆定律可得，此时小灯泡的电阻为 [3]由图丙可知，当灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI可知，灯泡的功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡的电阻变大。 （4）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U滑＝U－UL＝6 V－2.5 V＝3.5 V 此时电路中电流为0.25A，大于0.2A，滑动变阻器接入电路的电阻 因此小明在实验中使用的滑动变阻器应该是R2。 （5）该装置不能探究电流与电压的关系，因为探究“电流与电压的关系”时要控制电阻不变，而灯泡的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，无法研究。 【考点2】电路连接、故障分析、功率的计算及设计实验方案测功率。 1．小明在做“测量小灯泡的额定功率”实验时，所用小灯泡的额定电压为2.5 V，正常工作时灯丝的电阻约为8Ω，选用两节新干电池做电源。 （1）小明设计并连接了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）因前面同学做实验时将小灯泡的灯丝烧断，小明没有检查直接将灯丝烧断的小灯泡正确接入电路中，闭合开关后将观察到的现象是 （将正确选项前的字母填在横线上）。 A．电压表有示数，电流表有示数 B．电压表有示数，电流表无示数 C．电压表无示数，电流表有示数 D．电压表无示数，电流表无示数 （3）更换同样规格的新小灯泡后，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （4）小明在测量另一个额定电流为I0小灯泡的额定功率实验中，电压表被损坏，设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，将以下实验步骤补充完整： ①只闭合S和S1，调节滑动变阻器R1滑片的位置，使电流表的示数为I0； ②只闭合S和S2，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表的示数仍为I0； ③ ，保持滑动变阻器R2滑片位置不变，将R1的滑片调至最左端，记下电流表的示数为I1；再将R1的滑片调至最右端，记下电流表的示数为I2； ④写出小灯泡额定电功率的表达式P额＝ （用R0、I0、I1、I2表示）。 【答案】（1）见解答图；（2）B；（3）0.7；（4）③只闭合S和S2；④•。 【解析】（1）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；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，如下图所示： （2）将灯丝烧断的小灯泡正确接入电路中，电路处于断路，电流表无示数，此时电压表串联在电路中，电压表与电源连通，有示数，故选：B； （3）由图甲可知，电流表选用小量程；调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.28A，则小灯泡额定功率为：PL＝ULIL＝2.5V×0.28A＝0.7W； （4）①只闭合开关S和S1，此时变阻器R1与灯泡串联，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为 I0； ②只闭合开关S和S2，此时两个滑动变阻器串联，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表示数为 I0；根据等效替代法，则此时R2的电阻等于灯泡的电阻； ③只闭合S和S2，接着将R1的滑片P调至最左端，记下电流表的示数为 I1，再将 R1的滑片P调至最右端，记下电流表的示数为 I2；根据滑片在最左端和最右端电源电压相等，由串联电阻的规律和欧姆定律得：I1R2＝I2（R0+R2），R2的电阻为：R2； ④该灯泡额定功率的表达式： P•RL•R2•。 2．小明在测量某额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率时，所用的器材有：两节干电池，学生用电流表、学生用电压表、2.5 V小灯泡、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。连接的电路如图甲所示。请回答下列问题： （1）如果不小心将电压表的接线柱接反了，则接通电路时电压表的指针会 。 （2）刚开始实验时，小明闭合开关后发现电压表和电流表的指针偏转角度很小，小灯泡也不发光。则此时小明接下来应进行的操作是 ，同时观察电压表和电流表的指针偏转情况。 （3）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示。小灯泡额定功率为 W。 （4）完成实验后，小明提出一种想法：只要用电压表和电流表测出小灯泡发光暗淡时灯丝的电阻R，再利用公式P额＝，就能求出小灯泡的额定功率。 你认为这种想法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 （5）设想该小灯泡发光很长时间后，小灯泡的灯丝变细了，但仍然想让小灯泡的发光亮度保持不变，则此时加在小灯泡两端的实际电压应 2.5V。（选填“高于”“低于”或“等于”） 【答案】（1）向左偏转；（2）向右移动变阻器的滑片；（3）0.7；（4）错误；灯泡灯丝的电阻受温度影响；（5）高于。 【解析】（1）电压表使用时，电流必须正进负出，如果不小心将电压表的接线柱接反了，则接通电路时电压表的指针会向左偏转； （2）闭合开关后发现电压表和电流表的指针偏转角度很小，小灯泡也不发光，则电路为通路，电路中的电流过小，故接下来他应进行的操作是向右移动变阻器的滑片，观察灯的发光情况，同时观察电压表和电流表的指针偏转情况； （3）当电压表示数为2.5 V时，电流表示数为0.28 A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5 V×0.28 A＝0.7 W； （4）用P额＝计算灯泡的额定功率是错误的，因为灯丝的电阻受温度影响，在不同电压下，电阻不同； （5）设想该小灯泡发光很长时间后，则小灯泡的灯丝变细，温度升高电阻变大； 仍然想让小灯泡的发光亮度保持不变，即电功率不变，由P额＝可知，电压应增大，即加在小灯泡两端的实际电压应高于2.5 V。 3．小明所在的物理实验小组利用图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻，电源电压由两节新干电池串联组成。 （1）图甲中小明将一根导线连接错误，请你在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）小明将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路出现的故障可能是 ； （3）解决电路故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω； （4）小明测量了小灯泡在不同电压下的电流，并绘制了如图丙A所示的图像，根据图像可知小灯泡的电流与电压并不成正比，原因是 ； （5）实验结束后，小明又选取了一个额定电压为U的小灯泡进行实验。他利用学生电源（电压未知）、电阻箱R1，滑动变阻器R2（电阻足够大）和电压表设计了如图丁所示的电路。为了精确地测量这个小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤： ①正确连接电路，将R1、R2的阻值调至最大： ②闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R2的滑片，直至______； ③闭合开关S、S2，断开S1，______，读出此时电阻箱的示数为R0； ④小灯泡额定功率的表达式P额＝______（用已知量和所测物理量的符号表示）。 【答案】（1）见解析 （2）小灯泡短路 （3）6.25 （4）小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大 （5）①电压表示数为U ②保持R2滑片不动，调节电阻箱R1直至电压表的示数为U ③ 【解析】（1）原图中电流表与灯泡并联，而电压表串联到电路中了，正确电路是电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，改正电路如下图所示： （2）串联电路电流表有示数，说明电路是通路，而电压表无示数，即此时电压表可能被短路，因此电路出现的故障可能是灯泡短路。 （3）小灯泡正常发光，额定电压为U额 ＝2.5V，此时电流表示数如图乙所示，电流表的量程是0－0.6A，分度值是0.02A，读数为0.4A，则小灯泡正常发光时的电阻是 （4）由图A可知，随着电压增加，电流增长的越来越慢，说明灯泡变亮、温度升高，小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大；由于灯泡电阻受温度的影响会发生改变，因此小灯泡的电流与电压并不成正比。 （5）[1][2][3]闭合 S、S1，断开S2，电路是灯泡和滑动变阻器R2串联，调节滑动变阻器R2的滑片，直至电压表的示数为U，即小灯泡正常发光；闭合 S、S2，断开S1，此时电路是变阻箱和滑动变阻器R2串联，保持R2滑片不动，调节电阻箱R1的阻值，直至电压表的示数为U，读出此时电阻箱的示数R0，由于R2阻值与②中相同，则②和③中电压表的示数都是U，则灯泡正常发光时的电阻等于此时电阻箱的电阻R0，即RL＝R0，则小灯泡额定功率的表达式为。 4．小明所在班级的同学们在实验室做“测量小灯泡的电功率”的实验： （1）第一小组的器材如下：电源（电压为3V且保持不变）、开关一个、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡一个、滑动变阻器（20Ω 1A）一个、导线若干。他们连接了如图甲所示电路。 ①闭合开关前，移动变阻器滑片至最大阻值处，其作用是 ；闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 ； ②问题解决后，第一小组的同学闭合开关后，移动变阻器的滑片，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W； ③第一小组的同学在实验中还发现，随着小灯泡两端电压的增大，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 ； （2）第二小组与第一小组实验器材相同，做实验时，连接好电路最后一根导线，灯泡就发出耀眼的光。发生此状况的原因除了在连接电路过程中，开关未断开之外，还因为 ； （3）第三小组的同学在准备进行实验时，发现本组的电压表坏了，他们可用的实验器材如下：电源（电压为3 V且保持不变）、开关三个、电流表一只、额定电压已知为U额的小灯泡一个、滑动变阻器（20 Ω 1 A）一个、定值电阻（已知阻值为R0）一个、导线若干。 同学们设计了如图丁所示电路，也顺利完成了实验。请你帮助他们把以下步骤补充完整： ①先闭合开关S、S1，断开开关S2，移动变阻器滑片，使电流表的示数为 （用已知量符号表示）； ②保持变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I； ③则小灯泡的额定功率P额＝ （用已知量和测量出的物理量符号表示）。 【答案】（1）①保护电路 ②电流表未调零 ③0.625 ④小灯泡电阻随温度的升高而增大 （2）滑动变阻器滑片没有调到阻值最大处 （3）① ②U额（1－） 【解析】 （1）①[1]闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片移动至阻值最大处，使电路中电流较小，保证电路中的元件不会损坏。 [2]闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，即指针反偏，说明电流表未调零。 ②[3]由图丙可知，当灯泡两端电压为额定电压2.5 V时，通过灯泡的电流为0.25 A，则小灯泡的额定功率为PL＝ULIL＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W ③[4]电压表与电流表示数的比值变大，由欧姆定律知灯泡的电阻变大，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大。 （2）连接好电路最后一根导线，灯泡就发出耀眼的光，说明连接电路时开关未断开，且滑动变阻器滑片没有移动到阻值最大处，使得电路中总电阻较小，电流较大。 （3）[1][2]由图丁可知，当闭合开关S、S1，断开S2，R0与灯泡并联，电流表测R0支路的电流，并联电路中各支路电压相等，则调节滑动变阻器，使电流表的示数等于灯泡的额定电流，即，此时灯泡正常发光，保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，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，电流表测干路电流，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流 则小灯泡的额定功率 5．小王在“测量小灯泡电功率”的实验中，选取的小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为6 V。 （1）图甲中有一处连接错误，请你在错误的导线上打×，用笔画线代替导线画出正确接法。 （2）改正错误后，闭合开关，小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡都不亮，电流表有示数、电压无示数，可能的原因是 。 （3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，并绘出小灯泡的U－I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。 （4）如果小王又选取一个额定电压为3.8 V的小灯泡做实验，他在连接电路时需要将电压表的大量程接入电路，但改接大量程后，他又发现一个问题：电压表读数时，3.8 V读不准，这样会导致测量结果误差较大。他仍想用上图器材准确测量额定电压为3.8 V小灯泡的额定功率，必须选取0～3 V量程，接下来应该怎么办？ 。 （5）完成上述测量后，小王想不用电压表，测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，设计了如图丙所示电路，定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片，使电流表的示数为 ； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，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）灯泡短路 （3）0.625 （4）将电压表0～3V量程并联在滑动变阻器两端 （5）① ②U额（1－） 【解析】（1）原电路图中，滑动变阻器和电流表串联后与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的；在“测量小灯泡电功率”的实验中，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）改正错误后，闭合开关，小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡都不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压无示数，说明电压表并联的电路短路，即可能的原因是灯泡短路 （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 PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W （4）当灯泡两端电压为3.8 V时，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为6 V－3.8 V＝2.2 V 故可以将电压表0～3 V量程并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器两端电压为2.2 V时，灯泡正常发光。 （5）[1][2]实验步骤： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片，使电流表的示数为； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，记下此时电流表的示数为I； ③在步骤①中，灯泡和R0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R0并联的总电流为I，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流，则小灯泡的额定功率的表达式为 6．【实验名称】“用电压表和电流表测量小灯泡的功率” 【实验器材】两节新干电池、标有“2.5V”字样的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和若干导线。 【进行实验与收集证据】 （1）设计如图甲所示的电路。 （2）根据如图甲所示电路图连接了如图乙所示的电路，连接电路时，开关应处于 状态，发现电流表指针位置如图丙所示，此时需要进行的操作是_ 。 （3）若闭合开关S后，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是 。 A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路 D．开关S接触不良 （4）电路检查正确后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，记录实验数据如表。 实验次数 1 2 3 4 5 发光情况 正常 较亮 较暗 微光 不亮 电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 电流I/A 0.3 0.28 0.24 0.20 0.12 电功率P/W 平均功率P平/W 【交流合作】 （1）设计的实验记录表格存在的问题是______。 （2）在实验过程中，某小组电流表坏了，为了测出该小灯泡的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路和如下实验方案： ①调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为 V； ②保持变阻器滑片P的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻R0两端，读出电压表的读数，记为U0； ③小灯泡额定功率的表达式为P＝ （用实验测得的数值和已知量符号表示）。 【答案】①断开 ②将电流表调零 ③B ④计算小灯泡的平均功率 ⑤2.5 ⑥2.5 V× 【解析】[1][2]为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，丙图中，闭合开关前，电流表指针反向偏转，应是没有调零，此时需要进行的操作是调节调零旋钮，将电流表调零。 [3]闭合开关后发现电流表无示数，说明电路断路，电压表有示数，说明电压表与电源的正负极接通，则与电压表并联部分的电路断路，所以电路中可能出现的故障是小灯泡断路，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 [4]小灯泡两端的电压发生变化时，小灯泡的电功率也发生变化，电功率取平均值无实际物理意义，设计的实验记录表格存在的问题是计算小灯泡的平均功率。 [5][6]测出该小灯泡的额定功率，电压表示数需要达到小灯泡的额定电压，所以调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为2.5 V。丁图中，灯泡与定值电阻串联，所以通过灯泡与定值电阻的电流相等，小灯泡的电流为，小灯泡额定功率的表达式为 7．现有L1、L2、L3三只额定电压U初均为2.5 V，电阻值不同的小灯泡。小明分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。 （1）如图甲所示的电路中，他的实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②图丁是图甲电流表的表盘，此时示数为 A； ③小灯泡L1的额定功率为P额1＝ W； （2）如图乙所示的电路中，定值电阻的阻值为R0＝12.5 Ω，他的实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②读出电流表的示数为I＝0.6 A，计算出通过R0的电流； ③小灯泡L2的额定功率为P额2＝ W； （3）如图丙所示的电路中，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10 Ω，他的实验操作如下： ①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额； ②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持 （选填“R1”或“R2”）的滑片位置不变，调节 （选填“R1”或“R2”）的滑片，使电压表示数仍为U额； ③仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3 V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2＝1 V，则小灯泡L3的额定功率P额3＝ W。 【答案】（1）①0.3 ②0.75 （2）1 （3）①R2 ②R1 ③1.25 【解析】 （1）[1]由丁图可知，电流表选择0~0.6 A量程，分度值为0.02 A，示数为0.3 A。 [2]小灯泡L1的额定电压为2.5 V，则小灯泡L1的额定功率为P额＝U额I＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W （2）由图乙可知，电阻R0与灯泡并联，电流表测量干路中电流，电压表测量电阻R0与灯泡两端电压，当电压表的示数为U额时，电阻R0与灯泡两端电压都为2.5V，定值电阻的阻值为R0＝12.5 Ω，则通过电阻R0的电流 电流表的示数为I＝0.6 A，则通过灯泡电流I1＝I－I0＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A 则小灯泡L2的额定功率为P额2＝U额I1＝2.5 V×0.4 A＝1 W （3）[1][2]断开开关S1，同时闭合开关S和S2，电路为两个滑动变阻器串联的电路，电压表测量R1两端的电压，故应保持R2的滑片位置不变，调节R1的滑片，使电压表示数仍为U额，此时R1的阻值等于灯泡的阻值。 [3]仅将R2的滑片P调至最左端，此时R2的阻值为零，记下电压表的示数，即电源电压为3V；再仅将R2的滑片P调至最右端，此时R2的阻值为其阻值最大值，即为10Ω，此时电压表的示数为1V；即R1两端的电压为1 V，则R2两端的电压为U3＝U1－U2＝3 V－1 V＝2 V 电路中电流为，则R1的阻值 即灯泡的电阻为5 Ω，所以小灯泡L3的额定功率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级上学期寒假作业12：电学专项实验——测小灯泡的额定功率实验问题（沈阳、大连专用） 【考点1】电表的使用、电路故障、实验操作、电流表读数和功率的计算。 1．小明为了测量小灯泡的额定功率，所用的器材有：电源（电压4.5V）、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一个，导线若干。 （1）如图甲所示，在连接电路时，电压表应该选择“－”接线柱和 接线柱。（选填“3”或“15”） （2）为了确定电流表的量程，下列说法正确的 （只有一个选项正确）。 A．将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大端，开关试触，观察电流表示数 B．将滑动变阻器的滑片滑到阻值最小端，开关试触，观察电流表示数 C．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.5V时，观察电流表的示数 D．闭合开关，将滑动变阻器的滑片由阻值最大端滑动到最小端，观察电流表的示数 （3）选好电流表量程后，闭合开关，观察到电灯不发光，电流表有示数，电压表示数为零，移动滑动变阻器的滑片，电流表示数变化，灯仍不发光，电压表示数仍为零，则电路的故障可能为 。 （4）调整好电路后，小明移动滑动变阻器的滑片，发现电压表示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定功率，他应该 滑动变阻器连入电路的阻值。（选填“增大”或“减小”） （5）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。 2．如图甲，是小于同学测量小灯泡的电功率的实验电路，电源电压为3V且保持不变， 小灯泡L的额定电压为2.5V。 闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，多次实验并将数据和现象记录在如表中。分析表中信息，回答（1~4）题。 实验序号 电压 U/V 电流 I/A 小灯泡的亮度 电功率 P/W 1 0.5 0.20 不亮 0.10 2 1.0 0.24 暗 0.24 3 2.0 0.32 较暗 0.64 4 2.5 正常亮 5 3.0 0.38 很亮 1.14 （1）小灯泡L在额定电压下工作时，电流表的指针位置如图乙所示，则小灯泡L的额定功率为 W。 （2）第1次实验中，小灯泡L不亮的原因是 。 （3）分析数据还发现，通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比，其原因是 。 （4）为了测量小灯泡的电功率，在具体的实验操作中，手和眼睛的分工应该是 。 A．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电流表 B．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电压表 C．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察灯泡是否发光 D． 手按开关，眼睛观察小灯泡 （5）另组小明同学在测量额定电流为0.3 A的小灯泡的额定功率时，发现电流表损坏，他又找来了两个开关，并利用5 Ω定值电阻，测出了小灯泡的额定功率，请将他的实验步骤补充完整： ①如图丙所示的电路图中a、b处虚线框内，分别为待测小灯泡或定值电阻，则小灯泡应接在 框内； ②闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光； ③闭合开关S和S2，滑动变阻器的滑片保持不动，此时电压表的示数为4V； ④则小灯泡的额定功率为 W。 3．小明想测量小灯泡的额定功率，于是设计了如图甲所示的电路，电源电压恒为6V，小灯泡标有“2.5V”的字样。 （1）为了保护电路元件，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 端； （2）按照电路图连接好实物电路后，电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 端移动，直到电压表示数为 时为止； （3）小明根据实验数据，做出了小灯泡发光时的I－U关系图象，如图丙所示，则小灯泡正常发光时的功率为 W，此时小灯泡的电阻为 Ω，由图象还可以看出，当电压表的示数增大时，小灯泡的电阻变 ； （4）若滑动变阻器的规格有三种：R1（10 Ω 0.5 A），R2（100 Ω 0.5 A），R3（200 Ω 0.2 A），小明在实验中使用的滑动变阻器应该是 ；（选填“R1”、“R2”或“R3”） （5）用该实验装置能不能探究电流与电压的关系？为什么？ 。 【考点2】电路连接、故障分析、功率的计算及设计实验方案测功率。 1．小明在做“测量小灯泡的额定功率”实验时，所用小灯泡的额定电压为2.5 V，正常工作时灯丝的电阻约为8Ω，选用两节新干电池做电源。 （1）小明设计并连接了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整。 （2）因前面同学做实验时将小灯泡的灯丝烧断，小明没有检查直接将灯丝烧断的小灯泡正确接入电路中，闭合开关后将观察到的现象是 （将正确选项前的字母填在横线上）。 A．电压表有示数，电流表有示数 B．电压表有示数，电流表无示数 C．电压表无示数，电流表有示数 D．电压表无示数，电流表无示数 （3）更换同样规格的新小灯泡后，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 （4）小明在测量另一个额定电流为I0小灯泡的额定功率实验中，电压表被损坏，设计了如图丙所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1的最大阻值为R0，将以下实验步骤补充完整： ①只闭合S和S1，调节滑动变阻器R1滑片的位置，使电流表的示数为I0； ②只闭合S和S2，保持滑动变阻器R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2，使电流表的示数仍为I0； ③ ，保持滑动变阻器R2滑片位置不变，将R1的滑片调至最左端，记下电流表的示数为I1；再将R1的滑片调至最右端，记下电流表的示数为I2； ④写出小灯泡额定电功率的表达式P额＝ （用R0、I0、I1、I2表示）。 2．小明在测量某额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率时，所用的器材有：两节干电池，学生用电流表、学生用电压表、2.5 V小灯泡、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。连接的电路如图甲所示。请回答下列问题： （1）如果不小心将电压表的接线柱接反了，则接通电路时电压表的指针会 。 （2）刚开始实验时，小明闭合开关后发现电压表和电流表的指针偏转角度很小，小灯泡也不发光。则此时小明接下来应进行的操作是 ，同时观察电压表和电流表的指针偏转情况。 （3）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示。小灯泡额定功率为 W。 （4）完成实验后，小明提出一种想法：只要用电压表和电流表测出小灯泡发光暗淡时灯丝的电阻R，再利用公式P额＝，就能求出小灯泡的额定功率。 你认为这种想法是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。 （5）设想该小灯泡发光很长时间后，小灯泡的灯丝变细了，但仍然想让小灯泡的发光亮度保持不变，则此时加在小灯泡两端的实际电压应 2.5V。（选填“高于”“低于”或“等于”） 3．小明所在的物理实验小组利用图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻，电源电压由两节新干电池串联组成。 （1）图甲中小明将一根导线连接错误，请你在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确； （2）小明将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，发现电流表有示数，电压表无示数，则电路出现的故障可能是 ； （3）解决电路故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω； （4）小明测量了小灯泡在不同电压下的电流，并绘制了如图丙A所示的图像，根据图像可知小灯泡的电流与电压并不成正比，原因是 ； （5）实验结束后，小明又选取了一个额定电压为U的小灯泡进行实验。他利用学生电源（电压未知）、电阻箱R1，滑动变阻器R2（电阻足够大）和电压表设计了如图丁所示的电路。为了精确地测量这个小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤： ①正确连接电路，将R1、R2的阻值调至最大： ②闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R2的滑片，直至______； ③闭合开关S、S2，断开S1，______，读出此时电阻箱的示数为R0； ④小灯泡额定功率的表达式P额＝______（用已知量和所测物理量的符号表示）。 4．小明所在班级的同学们在实验室做“测量小灯泡的电功率”的实验： （1）第一小组的器材如下：电源（电压为3V且保持不变）、开关一个、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡一个、滑动变阻器（20Ω 1A）一个、导线若干。他们连接了如图甲所示电路。 ①闭合开关前，移动变阻器滑片至最大阻值处，其作用是 ；闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 ； ②问题解决后，第一小组的同学闭合开关后，移动变阻器的滑片，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图像，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W； ③第一小组的同学在实验中还发现，随着小灯泡两端电压的增大，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 ； （2）第二小组与第一小组实验器材相同，做实验时，连接好电路最后一根导线，灯泡就发出耀眼的光。发生此状况的原因除了在连接电路过程中，开关未断开之外，还因为 ； （3）第三小组的同学在准备进行实验时，发现本组的电压表坏了，他们可用的实验器材如下：电源（电压为3 V且保持不变）、开关三个、电流表一只、额定电压已知为U额的小灯泡一个、滑动变阻器（20 Ω 1 A）一个、定值电阻（已知阻值为R0）一个、导线若干。 同学们设计了如图丁所示电路，也顺利完成了实验。请你帮助他们把以下步骤补充完整： ①先闭合开关S、S1，断开开关S2，移动变阻器滑片，使电流表的示数为 （用已知量符号表示）； ②保持变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I； ③则小灯泡的额定功率P额＝ （用已知量和测量出的物理量符号表示）。 5．小王在“测量小灯泡电功率”的实验中，选取的小灯泡的额定电压为2.5 V，电源电压为6 V。 （1）图甲中有一处连接错误，请你在错误的导线上打×，用笔画线代替导线画出正确接法。 （2）改正错误后，闭合开关，小王发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡都不亮，电流表有示数、电压无示数，可能的原因是 。 （3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，并绘出小灯泡的U－I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。 （4）如果小王又选取一个额定电压为3.8 V的小灯泡做实验，他在连接电路时需要将电压表的大量程接入电路，但改接大量程后，他又发现一个问题：电压表读数时，3.8 V读不准，这样会导致测量结果误差较大。他仍想用上图器材准确测量额定电压为3.8 V小灯泡的额定功率，必须选取0～3 V量程，接下来应该怎么办？ 。 （5）完成上述测量后，小王想不用电压表，测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，设计了如图丙所示电路，定值电阻的阻值为R0。实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑片，使电流表的示数为 ； ②保持滑片位置不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，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） 6．【实验名称】“用电压表和电流表测量小灯泡的功率” 【实验器材】两节新干电池、标有“2.5V”字样的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和若干导线。 【进行实验与收集证据】 （1）设计如图甲所示的电路。 （2）根据如图甲所示电路图连接了如图乙所示的电路，连接电路时，开关应处于 状态，发现电流表指针位置如图丙所示，此时需要进行的操作是_ 。 （3）若闭合开关S后，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是 。 A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路 D．开关S接触不良 （4）电路检查正确后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，记录实验数据如表。 实验次数 1 2 3 4 5 发光情况 正常 较亮 较暗 微光 不亮 电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 电流I/A 0.3 0.28 0.24 0.20 0.12 电功率P/W 平均功率P平/W 【交流合作】 （1）设计的实验记录表格存在的问题是______。 （2）在实验过程中，某小组电流表坏了，为了测出该小灯泡的额定功率，小明跟老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路和如下实验方案： ①调节滑动变阻器滑片P到适当位置，使电压表的示数为 V； ②保持变阻器滑片P的位置不变，将电压表从灯泡两端拆下，改接到电阻R0两端，读出电压表的读数，记为U0； ③小灯泡额定功率的表达式为P＝ （用实验测得的数值和已知量符号表示）。 7．现有L1、L2、L3三只额定电压U初均为2.5 V，电阻值不同的小灯泡。小明分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。 （1）如图甲所示的电路中，他的实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②图丁是图甲电流表的表盘，此时示数为 A； ③小灯泡L1的额定功率为P额1＝ W； （2）如图乙所示的电路中，定值电阻的阻值为R0＝12.5 Ω，他的实验操作如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额； ②读出电流表的示数为I＝0.6 A，计算出通过R0的电流； ③小灯泡L2的额定功率为P额2＝ W； （3）如图丙所示的电路中，电源电压未知但恒定不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为10 Ω，他的实验操作如下： ①保持开关S2断开，同时闭合开关S和S1，调节R2的滑片，使电压表的示数为U额； ②断开开关S1，同时闭合开关S和S2，保持 （选填“R1”或“R2”）的滑片位置不变，调节 （选填“R1”或“R2”）的滑片，使电压表示数仍为U额； ③仅将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数U1＝3 V，再仅将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数U2＝1 V，则小灯泡L3的额定功率P额3＝ W。 学科网（北京）股份有限公司 $