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初中物理苏科版九年级全册电功率第2课时课时作业
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这是一份初中物理苏科版九年级全册电功率第2课时课时作业，共55页。
15.2 电功率（第2课时）（原卷版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点4 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例4-1】如图甲所示，是小毛同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V B．定值电阻R0的阻值为2Ω
C．图线a是电源总功率P总的图线 D．滑动变阻器的最大功率为2W
【典例4-2】如图是小林家的一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数。若小林家的电能表标有“3000r/（kW•h）”，将该电加热器单独接入电路中，电加器的两个开关都闭合，且正常工作30min，电能表的转盘转了
转。由上述参数可得R1＝ Ω。
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
【典例4-3】如图甲所示电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，电流表量程为0～3A，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示，求：
（1）L2正常发光时的电阻；
（2）若只闭合开关S1，电源电压调节为10V，滑片P滑至中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器的最大阻值；
（3）只闭合S3，滑片P移至最左端，调节电源电压，使小灯泡L2正常发光，求此时电路消耗的总功率。
【变式4-1】如图甲所示，电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为20Ω B．R2的最大阻值为25Ω
C．电源电压为9V D．该电路消耗的最大电功率为3.6W
【变式4-2】如图所示的电路，电源电压为6V，电压表的示数为2V，则灯泡L1两端的电压为 V，灯泡L1与L2的电功率之比为 。
【变式4-3】如图所示的电路中，灯泡L标有“12V 6W”，当S1、S2、S3均闭合，滑片P滑到最左端a时、小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数为1.5A；当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，电压表为3V。求：
（1）电源电压；
（2）R1的阻值；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，R2的电功率。
考点5 电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
【典例5-1】下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是（ ）
①电能表和电压表 ②电能表和电流表 ③电能表和秒表 ④电压表和电流表
A．①② B．③④ C．①④ D．②③④
【典例5-2】在探究电功率跟哪些因素有关的实验中，某同学设计了如下图所示的电路图，他用不同规格的灯泡做实验，他想研究的问题是小灯泡的电功率跟 有关。实验后有同学提出把小灯泡换成定值电阻也能完成此次探究任务，你认为是否可行 （选填“可以”或“不可以”），请说明理由 。
【变式5-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【变式5-2】小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 移动。
考点6 探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤⑤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
【典例6-1】某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V；下列有关说法中正确的是（ ）
A．该同学接错了一根导线，需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B．正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转，故障原因可能是滑动变阻器断路
C．排除故障后，按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.7W，此时小灯泡的电阻是8.9Ω
D．调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额，那么当电压表示数U实＝0.5U额时，灯泡实际功率P实＞0.25P额
【典例6-2】学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：
（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
【典例6-3】小明在做“测小灯泡电功率”的实验时，实验电路图如图甲所示，所用小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏转情况如图乙所示，其主要原因是
。闭合开关，小灯泡不发光，电压表没示数，电流表有示数，进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，电路可能的故障是 （假设电路只有一处故障）。
（2）排除故障后进行实验，并将有关数据及现象记录在表格中：
次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
偏暗
2
2.5
0.30
正常
3
2.8
0.32
更亮
分析表格中数据，可知小灯泡的额定功率为 W，由表格中的数据可以发现，小灯泡的实际功率越 （选填“大”或“小”），小灯泡越亮。
（3）随着灯泡变亮，电压与电流的比值越来越大，其原因是 。
（4）完成实验后，小明又想测量另一只额定电压为U额的灯泡的电功率，却发现电流表出现了故障，于是他找来一个阻值为的定值电阻R0，设计了如图丙所示电路，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开S1， ，读出电压表为U；
③则小灯泡的额定功率的表达式P＝ （用已知的U额、U、R0表示）。
【变式6-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【变式6-2】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V。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，将图中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端；
（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小明移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1 ΔR2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（6）另一名同学发现不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①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；
②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片 （选填“左移”、“右移”或“保持不动”），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I额、R0、I表示）
【变式6-3】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小南同学选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。
（2）小南同学能够顺利完成实验探究，则她选用的滑动变阻器的规格为 。
A.“10Ω 0.5A” B.“20Ω 1A”
（3）确认可以进行实验后，小南同学将滑片移到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，小南应将滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端移动。
（4）小南同学根据实验测得的数据，绘制出了小灯泡中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。小南同学还发现小灯泡的I﹣U图象不是过原点的直线，原因是 。
（5）同组的小西同学认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率，于是他找来一个阻值为5Ω的定值电阻R，设计了如图丁所示的电路，测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。正确连接电路后，其操作如下：
①只闭合开关S和 ，移动滑片P使电压表的示数为3.8V；
②保持滑片P的位置不变，只闭合开关S和另一开关，记下电压表的示数为4.8V；
③小灯泡的额定功率P额＝ W。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•尤溪县模拟）如图甲所示，电路中的电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1和滑动变阻器R2并联 B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．电源电压为6V D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.45W
2．（2022•新泰市二模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是（ ）
①滑动变阻器的最大阻值是20Ω
②电源电压为8V
③滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
3．（2020秋•大武口区校级期末）某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时，连接如图所示电路图，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（ ）
A．灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较小 D．由于灯泡L2的电阻较大
4．（2021秋•宜昌期末）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（ ）
A．电压表的正、负接线柱接错了 B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了 D．电压表与滑动变阻器并联
二、填空题。
5．（2022•新泰市二模）电能表是用来测量电路消耗电能多少的仪表，小明家电能表本月底示数如图所示。小明观察到当他家里只有一台空调机连续工作1min时，电能表的指示灯闪了60次，则在这段时间内该空调的功率为 W。
6．（2022•宜城市模拟）如图甲所示，电源电压保持不变。定值电阻R的阻值为1Ω，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则图像中的线段 表示的是电压表V1随电流表变化情况；滑片滑动过程中，电路消耗的最大总功率为 W。
7．（2022•南昌县模拟）（1）图1是测量 的工具，其示数为 N；图2中温度计的示数为 ℃。
（2）图3所示实验装置可以用来研究同种液体内部压强与 的关系，右边的U形管 （是、不是）连通器。
（3）“测量小灯泡工作时的电阻”与“测量小灯泡的电功率”两个实验的目的 （选填“相同”、“不相同”），它们需要测量的物理量 （选填“相同”、“不相同”）。
8．（2022•姑苏区校级模拟）如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
（1）该电能表示数为 kW•h。
（2）小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t1；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：P＝ （单位：W）。（用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案 。
9．（2022•白云区一模）如图1所示，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）：
（1）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）连完电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 端（选填“左”或“右”），闭合开关后，发现小灯泡不亮、电流表和电压表指针偏转小，小明认为此时小灯泡灯丝烧断，他判断是否正确？ ，依据是
。
（3）故障排除后，某次测量中电压表示数为2V，为测量小灯泡额定功率，应向 移动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），使电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（4）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像，所图3所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是 。
（5）若把小灯泡换成一个定值电阻，能进行哪项实验： （选填序号，答案不唯一）。
A.探究电流与电阻关系 B.测量定值电阻阻值 C.探究电流与电压关系
10．（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 移动。
三、实验探究题。
11．（2022•亭湖区校级二模）小涵同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电功率。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R1“20Ω 1A”、R2“50Ω 1A”、R3“100Ω 0.2A”、电流表、电压表等。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实物连接成完整电路，要求：滑片向右移动时，灯泡亮度变亮（导线不许交叉）；闭合开关前，小涵同学发现电流表指针如图所示，其原因是 。
（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，则可能的故障是 。
（3）排除故障后，小涵继续实验。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，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小涵陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流，并把测得的数据填写在下表中。由于疏忽表格中项目不完整，请你帮小涵同学将所缺项目补全。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.26
0.3
实际功率P/W
0.08
0.162
0.286
0.408
0.546
/
亮度
不亮
不亮
很暗
较暗
亮
较亮
根据表中数据可知，小涵选择的滑动变阻器是 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。同组的三名同学根据表格中的数据描绘出小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像如图丙所示，其中正确的是 （选填“①”、“②”或“③”）。
12．（2022•洛阳二模）测量小灯泡额定功率的实验中，所用器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为3V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器，开关各一只，导线若干。
（1）连接电路时，开关应该 。
（2）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，要求：滑片P向右移时灯泡亮度变亮。
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，其原因是 。
（4）若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（5）若电流表损坏，为完成实验，小明找来了两个开关和一个定值电阻，设计了图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请你帮他将下面的实验步骤填写完整：
①闭合开关S、S1断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片不动， （填写S、S1、S2的通断情况），读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
13．（2022•兴庆区校级二模）小钟同学研究白炽灯亮度与电功率的关系，她取了额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究。
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）小钟连接电路后闭合开关，灯L1发出较刺眼的光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的 （选填“AB”或“CD”）接线柱接入了电路。同时还观察到电流表指针偏转情况如图3所示，造成这种现象的原因是 。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了，小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了，出现这种故障的原因可能是 。（填选项字母）
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表开路 D.灯泡接触不良
（4）排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
灯泡亮度
1
1.6
0.20
0.32
8.00
暗
2
2.2
0.22
0.48
较亮
3
2.5
0.24
10.42
亮
请将上表空缺处的数据补充完整，电阻 Ω；实际功率 W。
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；分析以上实验数据与现象，可以得出小灯泡的亮暗取决于 ， 越大，则灯泡越亮。
（6）也有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”。他的说法是 （选填“正确”或“错误”），原因
。
四、计算题。
14．（2022•钟山县模拟）某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1和R2均为发热电阻，R1的阻值为80Ω，R2阻值为404Ω，接通电源电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，电热锅处于“小火”炖煮状态。
（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
15．（2022•浦北县二模）如图甲是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，如表是该电炖锅的部分参数。求：
（1）正常工作时中温挡1min内消耗的电能；
（2）电阻R1的阻值；
（3）低温挡的额定功率。
额定电压
电炖锅挡位
额定功率/W
220V
低温
中温
400
高温
800
16．（2022•营口一模）如图所示的电路，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω。求：
（1）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3）电路的最小功率。
15.2 电功率（第2课时）（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点4 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例4-1】如图甲所示，是小毛同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V B．定值电阻R0的阻值为2Ω
C．图线a是电源总功率P总的图线 D．滑动变阻器的最大功率为2W
【答案】C。
【解答】解：AC、电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a；由图像可知，电源总功率P总＝9W时，电流I＝3A，
由P＝UI可得，电源电压：U＝＝3V；故A错误，C正确；
B、由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A，
由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：R0＝＝1Ω，故B错误；
D、图线a表示P总﹣I图像，图线b表示P0﹣I图像，则图线c表示PR﹣I图像，设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω，则滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝3V×I﹣1Ω×I2＝﹣1Ω×I2+3V×I＝﹣1Ω×I2+3V×I﹣（）2W+（）2W＝﹣（I﹣A）2×1Ω+2.25W＝2.25W﹣（I﹣A）2×1Ω，当I＝A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为2.25W，故D错误。
故选：C。
【典例4-2】如图是小林家的一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数。若小林家的电能表标有“3000r/（kW•h）”，将该电加热器单独接入电路中，电加器的两个开关都闭合，且正常工作30min，电能表的转盘转了 1320 转。由上述参数可得R1＝ 385 Ω。
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
【答案】1320；385。
【解答】解：由图知，电加器的两个开关都闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R2连入电路，电阻较小，电源电压一定，根据P＝可知，此时电功率较大，处于加热挡；当开关S闭合、S1断开时，电阻R1、R2串联接入电路，电阻较大，电源电压一定，根据P＝可知，此时电功率较小，处于保温挡。
（1）由表中参数可知，P加热＝880W＝0.88kW，正常工作t＝30min＝0.5h消耗的电能：
W＝P加热t＝0.88kW×0.5h＝0.44kW•h，
电能表标有“3000r/（kW•h）”，是指电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，
则电加器的两个开关都闭合时，电加热器正常工作30min时，电能表转盘的转数：
n＝3000r/（kW•h）×0.44kW•h＝1320r；
（2）由表中参数可知，P加热＝880W，此时电路中只有R2，由P＝可知，R2＝＝＝55Ω；
P保温＝110W，此时电阻R1、R2串联，由P＝可知，R串＝R1+R2＝＝＝440Ω，
R2＝R串﹣R1＝440Ω﹣55Ω＝385Ω。
故答案为：1320；385。
【典例4-3】如图甲所示电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，电流表量程为0～3A，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示，求：
（1）L2正常发光时的电阻；
（2）若只闭合开关S1，电源电压调节为10V，滑片P滑至中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器的最大阻值；
（3）只闭合S3，滑片P移至最左端，调节电源电压，使小灯泡L2正常发光，求此时电路消耗的总功率。
【解答】解：（1）当灯泡L2正常发光时，L2两端的电压U2＝6V，由图象可知通过L2的电流＝0.8A，由欧姆定律，L2正常发光时的电阻：＝＝＝7.5Ω；
（2）若只闭合S1时，灯L2与变阻器串联，因灯正常发光，灯的电压为＝6V，电流为＝0.8A，
根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得，变阻器连入电路中的电阻：
R滑中＝＝＝5Ω，
滑动变阻器的最大阻值为：
R滑大＝2R滑中＝2×5Ω＝10Ω；
（3）只闭合S3，滑片P移至最左端，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，两灯泡串联，调节电源电压，使小灯泡L2正常发光，则L2两端的电压为6V，由图象可知通过L2的电流＝0.8A，根据串联电路的电流特点可知电路中的电流I′＝＝＝0.8A，从图中可知L1两端的电压′＝2V，
根据串联电路的电压特点可知电源电压U′＝′+′＝2V+6V＝8V，
此时电路消耗的总功率P＝U′I′＝8V×0.8A＝6.4W。
答：（1）L2正常发光时的电阻为7.5Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
（3）此时电路消耗的总功率为6.4W。
【变式4-1】如图甲所示，电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为20Ω B．R2的最大阻值为25Ω
C．电源电压为9V D．该电路消耗的最大电功率为3.6W
【答案】D。
【解答】解：
由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
AC、当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时，其两端电压为2V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I1＝＝＝0.4A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I1R1+U1＝0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时，其两端电压为5V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I2＝＝＝0.1A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
电源电压不变，则：0.4A×R1+2V＝0.1A×R1+5V，解得：R1＝10Ω；电源电压为：U＝I1R1+U1＝0.4A×10Ω+2V＝6V，故AC错误；
B、由图乙可知，当变阻器两端电压最大为5V时，滑动变阻器全部接入电路中，其电阻最大，此时电流最小为I2＝0.1A，
则滑动变阻器的最大阻值为：R2＝＝＝50Ω，故B错误；
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时（电路为R1的简单电路），电路中的电阻最小，电流最大，
则电路中的最大电流为：I大＝＝＝0.6A；
该电路消耗的最大电功率：P大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W，故D正确。
故选：D。
【变式4-2】如图所示的电路，电源电压为6V，电压表的示数为2V，则灯泡L1两端的电压为 4 V，灯泡L1与L2的电功率之比为 2：1 。
【答案】4；2：1。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，
由电压表的示数可知，灯泡L2两端的电压U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡L1两端的电压：
U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，灯泡L1与L2的电功率之比：
P1：P2＝U1I：U2I＝U1：U2＝4V：2V＝2：1。
故答案为：4；2：1。
【变式4-3】如图所示的电路中，灯泡L标有“12V 6W”，当S1、S2、S3均闭合，滑片P滑到最左端a时、小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数为1.5A；当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，电压表为3V。求：
（1）电源电压；
（2）R1的阻值；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，R2的电功率。
【解答】解：（1）当S1、S2、S3均闭合，滑片P滑到最左端a时，滑动变阻器连入电路的电阻为零，L和R1并联，电流表测干路电流；
因为此时小灯泡刚好正常发光，所以灯泡两端的电压：UL＝U额＝12V，
由并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL＝12V；
（2）由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A，
由并联电路的电压特点和欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝＝＝12Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，R1和R2串联，电压表测R2两端的电压；
串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝12V﹣3V＝9V，
通过R1的电流为：I1'＝＝＝0.75A，
由串联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I1'＝0.75A，
则R2的电功率：P2＝U2I2＝3V×0.75A＝2.25W。
答：（1）电源电压为12V；
（2）R1的阻值为12Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，R2的电功率为2.25W。
考点5 电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
【典例5-1】下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是（ ）
①电能表和电压表 ②电能表和电流表 ③电能表和秒表 ④电压表和电流表
A．①② B．③④ C．①④ D．②③④
【答案】B。
【解答】解：（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率，因此用④可以测出电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率，因此用③可以测出电功率；
（3）用电能表和电压表不能测出电功率，用电能表和电流表不能测出电功率，因此用①②不可以测出电功率。
故选：B。
【典例5-2】在探究电功率跟哪些因素有关的实验中，某同学设计了如下图所示的电路图，他用不同规格的灯泡做实验，他想研究的问题是小灯泡的电功率跟 电流 有关。实验后有同学提出把小灯泡换成定值电阻也能完成此次探究任务，你认为是否可行 不可以 （选填“可以”或“不可以”），请说明理由 换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率 。
【答案】电流；不可以；换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率。
【解答】解：（1）图中两灯泡并联，小灯泡电压相同，电流不同，因此他想研究的问题是小灯泡的电功率跟电流大小有关；
（2）用小灯泡探究电功率跟哪些因素有关的实验中，是根据小灯泡的发光亮度来判断小灯泡电功率大小的，如果换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率，所以不可以用定值电阻代替小灯泡。
故答案为：电流；不可以；换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率。
【变式5-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】C。
【解答】解：
A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大的位置，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故B正确；
C、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多（可能是小灯泡短路或其它部分断路等），并不一定是小灯泡灯丝断了，故C错误；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
故选：C。
【变式5-2】小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 2.3 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 右 移动。
【答案】2.3；右。
【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
考点6 探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤⑤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
【典例6-1】某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V；下列有关说法中正确的是（ ）
A．该同学接错了一根导线，需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B．正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转，故障原因可能是滑动变阻器断路
C．排除故障后，按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.7W，此时小灯泡的电阻是8.9Ω
D．调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额，那么当电压表示数U实＝0.5U额时，灯泡实际功率P实＞0.25P额
【答案】D。
【解答】解：A、原电路图中，灯泡和电压表被短路，需要改正的线应该是变阻器下端接线柱到灯泡右接线柱这根导线，应将这根导线改接到灯泡左接线柱上，故A错误；
B、正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，而电压表指针明显偏转，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，即故障原因可能是小灯泡断路，故B错误；
C、小灯泡正常发光时，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0.26A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
此时小灯泡的电阻为：
R＝＝≈9.6Ω，故C错误；
D、当电阻不变时，由P＝可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，通过灯的电流变小，根据P＝UI可知，灯的功率减小，灯丝的电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，小灯泡的实际功率P实＞0.25P额，故D正确。
故选：D。
【典例6-2】学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：
（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 3.8 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 变小 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】（1）3.8；（2）变小。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作，此时灯泡的功率为额定功率，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）图中，电压表测灯的电压，电流测灯的电流，当滑片向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律，电路中电流变大，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，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；
由欧姆定律R＝，电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数，故电流表与电压表示数的比值将变小。
故答案为：（1）3.8；（2）变小。
【典例6-3】小明在做“测小灯泡电功率”的实验时，实验电路图如图甲所示，所用小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏转情况如图乙所示，其主要原因是 电流表正负接线柱接反了 。闭合开关，小灯泡不发光，电压表没示数，电流表有示数，进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，电路可能的故障是 小灯泡短路 （假设电路只有一处故障）。
（2）排除故障后进行实验，并将有关数据及现象记录在表格中：
次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
偏暗
2
2.5
0.30
正常
3
2.8
0.32
更亮
分析表格中数据，可知小灯泡的额定功率为 0.75 W，由表格中的数据可以发现，小灯泡的实际功率越 大 （选填“大”或“小”），小灯泡越亮。
（3）随着灯泡变亮，电压与电流的比值越来越大，其原因是 灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
（4）完成实验后，小明又想测量另一只额定电压为U额的灯泡的电功率，却发现电流表出现了故障，于是他找来一个阻值为的定值电阻R0，设计了如图丙所示电路，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开S1， 保持滑动变阻器滑片的位置不变 ，读出电压表为U；
③则小灯泡的额定功率的表达式P＝ U额× （用已知的U额、U、R0表示）。
【答案】（1）电流表正负接线柱接反了；小灯泡短路；（2）0.75；大；（3）灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）②保持滑动变阻器滑片的位置不变；③U额×。
【解答】解：（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏转情况如图乙所示，电流表指针反向偏转，说明连接电路时，电流表正负接线柱接反了；
闭合开关，小灯泡不发光，电流表有示数，说明电路是通路，电压表没示数，说明电压表被短路，即电路可能的故障是小灯泡短路；
（2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
由表中数据可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故可得出结论：灯泡的实际功率越大，灯泡越亮；
（3）随着灯泡变亮，灯泡的实际功率变大，温度升高，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故电压与电流的比值越来越大；
（4）实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表为U；
③在步骤①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
在步骤②中，灯、定值电阻和变阻器仍串联，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时电路连接方式不变，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，此时定值电阻两端的电压为：
U0＝U﹣U额，
根据串联电路电流特点结合欧姆定律，小灯泡额定电流为：
I额＝I0＝＝，
则小灯泡的额定功率的表达式P＝U额I额＝U额×。
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反了；小灯泡短路；（2）0.75；大；（3）灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）②保持滑动变阻器滑片的位置不变；③U额×。
【变式6-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】C。
【解答】解：
A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大的位置，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故B正确；
C、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多（可能是小灯泡短路或其它部分断路等），并不一定是小灯泡灯丝断了，故C错误；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
故选：C。
【变式6-2】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V。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，将图中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于 A （选填“A”或“B”）端；
（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图所示）为 2.2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向 B （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小明移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1 ＞ ΔR2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（6）另一名同学发现不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①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；
②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片 保持不动 （选填“左移”、“右移”或“保持不动”），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＝ （I﹣I额）R0I额 。（用I额、R0、I表示）
【答案】（1）如上图所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）＞；（6）②保持不动；③（I﹣I额）R0I额。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，灯泡的额定电流约为I＝＝＝0.25A，故电流表应选小量程与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即A端；
（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图所示，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，故应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应将图中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）由图象信息可知，当灯泡两端电压为2.5V时对应的额定电流为0.2A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电路中的电流增大，电路中的总电阻减小，灯泡的电阻受温度影响增大，
由电路的总电阻R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小，故ΔR1＞ΔR2；
（6）实验步骤：
①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；
②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片保持不动，记下此时电流表的示数为I；
③在①中，灯泡与定值电阻并联，电流表测灯泡的电流，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；
在②中，灯泡与定值电阻并联，电流表测干路电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R0的电流为：I0＝I﹣I额，
由欧姆定律的变形公式，定值电阻R0的电压为：U0＝I0R0＝（I﹣I额）R0，
根据并联电路电压的规律，灯泡两端的电压等于定值电阻的电压，即U额＝U0＝（I﹣I额）R0，
所以灯泡的额定电压功率为：
P额＝U额I额＝（I﹣I额）R0I额。
故答案为：（1）如上图所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）＞；（6）②保持不动；③（I﹣I额）R0I额。
【变式6-3】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小南同学选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。
（2）小南同学能够顺利完成实验探究，则她选用的滑动变阻器的规格为 B 。
A.“10Ω 0.5A”
B.“20Ω 1A”
（3）确认可以进行实验后，小南同学将滑片移到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，小南应将滑动变阻器的滑片向 A （填“A”或“B”）端移动。
（4）小南同学根据实验测得的数据，绘制出了小灯泡中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 0.625 W。小南同学还发现小灯泡的I﹣U图象不是过原点的直线，原因是 灯丝电阻受温度的影响 。
（5）同组的小西同学认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率，于是他找来一个阻值为5Ω的定值电阻R，设计了如图丁所示的电路，测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。正确连接电路后，其操作如下：
①只闭合开关S和 S2 ，移动滑片P使电压表的示数为3.8V；
②保持滑片P的位置不变，只闭合开关S和另一开关，记下电压表的示数为4.8V；
③小灯泡的额定功率P额＝ 0.76 W。
【答案】（1）见解答图；（2）B；（3）A；（4）0.625；灯丝电阻受温度的影响；（5）①S2；③0.76。
【解答】解：（1）电压表和小灯泡并联，电压表测量小灯泡两端的电压，小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选用小量程；
电流表和小灯泡串联，电流表测量小灯泡的电流，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，根据欧姆定律得，小灯泡的额定电流约为：
I＝＝＝0.25A，所以电流表选用小量程；变阻器上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中，如下图所示：
；
（2）电源电压为U＝6V，小灯泡的额定电压为UL＝2.5V，根据串联电路电压规律，则滑动变阻器两端的电压为：
UR＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
根据串联分压原理，
＝，即＝，
解得：R＝14Ω＞10Ω，
选择“20Ω 1A”的滑动变阻器，故选B；
（3）小南同学将滑片移到某一位置时，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，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故小南应将滑动变阻器的滑片向A端移动；
（4）小灯泡的额定电压是2.5V，如图丙知，小灯泡额定电压下的额定电流是0.25A，小灯泡的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由图象可知，灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的，原因是灯丝电阻受温度的影响；
（5）实验步骤：
①只闭合开关S和S2，移动滑片P使电压表的示数为3.8V；
②保持滑片P的位置不变，只闭合开关S和另一开关，记下电压表的示数为4.8V；
③在步骤①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V时，灯泡正常发光；
在步骤②中，灯、定值电阻和变阻器仍串联，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时电路连接方式不变，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，此时定值电阻两端的电压为：
U0＝U﹣U额＝4.8V﹣3.8V＝1V，
根据串联电路电流特点结合欧姆定律，小灯泡额定电流为：
I额＝I0＝＝＝0.2A，
则小灯泡的额定功率的表达式P额＝U额I额＝3.8V×0.2A＝0.76W。
故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）A；（4）0.625；灯丝电阻受温度的影响；（5）①S2；③0.76。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•尤溪县模拟）如图甲所示，电路中的电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1和滑动变阻器R2并联
B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．电源电压为6V
D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.45W
【答案】C。
【解答】解：A、由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误；
BC、当滑片P从a端移动到b端的过程中，变阻器R2接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，
设滑片P在a端和b端的电流分别为Ia、Ib，
由图乙可知，当变阻器的滑片在b端时，电压表的示数U2b＝4V，电流表示数Ib＝0.1A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝40Ω，
由串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1b+U2b＝IbR1+U2b＝0.1A×R1+4V……①，
当变阻器的滑片在a端时，电压表的示数U2a＝0V，电流表示数Ia＝0.3A，
由串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1a+U2a＝IaR1+U2a＝0.3A×R1……②，
由①②解得：R1＝20Ω，U＝6V，故B错误、C正确；
D、滑动变阻器消耗的电功率：
P＝I2R2＝（）2R2＝＝＝，
所以，当R2＝R1＝20Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，为P＝＝＝0.2W，故D错误。
故选C。
2．（2022•新泰市二模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是（ ）
①滑动变阻器的最大阻值是20Ω
②电源电压为8V
③滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
【答案】B。
【解答】解：①由图甲可知该电路为R和R0的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压；
当滑动变阻器接入的阻值最大时，电路总电阻最大，由欧姆定律可知电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的电流最小为I1＝0.4A，此时滑动变阻器的功率为P1＝3.2W，
由P＝I2R可知滑动变阻器的最大阻值为：R＝＝＝20Ω，故①正确；
②当电路中的电流为0.4A时，由欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为：U1＝I1R＝0.4A×20Ω＝8V，
由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝U0+U1＝I1R0+U1＝0.4A×R0+8V﹣﹣﹣﹣（1）；
由图乙可知，当电路中的电流为I2＝0.6A时，滑动变阻器的功率为P2＝3.6W，
由P＝UI可知此时滑动变阻器两端的电压为：U2＝＝＝6V，
由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝U0′+U2＝I2R0+U2＝0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣（2）；
将（1）（2）联立即可解得：R0＝10Ω，U＝12V，故②错误；
③由图乙可知滑动变阻器的最大功率为P2＝3.6W，
由P＝I2R可知此时滑动变阻器的电阻为：R2＝＝＝10Ω，故③错误；
④当滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，电路中只有R0，由P＝可知此时电路总功率最大，
则电路最大总功率为：P＝＝＝14.4W，故④正确。
故选：B。
3．（2020秋•大武口区校级期末）某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时，连接如图所示电路图，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（ ）
A．灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较小 D．由于灯泡L2的电阻较大
【答案】C。
【解答】解：
A、图中两灯串联，根据串联电路的电流规律知，通过两灯的电流相等，故A错误；
B、若灯泡L2发生了短路，则L2不发光，故B错误；
CD、通过两灯泡的电流相等，因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小，且开关闭合后，灯泡L1正常发光，灯泡L2只能微弱发光，所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率，
由P＝I2R可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，故C正确，D错误。
故选：C。
4．（2021秋•宜昌期末）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（ ）
A．电压表的正、负接线柱接错了 B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了 D．电压表与滑动变阻器并联
【答案】D。
【解答】解：滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
故选：D。
二、填空题。
5．（2022•新泰市二模）电能表是用来测量电路消耗电能多少的仪表，小明家电能表本月底示数如图所示。小明观察到当他家里只有一台空调机连续工作1min时，电能表的指示灯闪了60次，则在这段时间内该空调的功率为 1200 W。
【答案】1200。
【解答】解：3000imp/kW•h，表示电路中每消耗1kW•h的电能，表盘上的指示灯闪烁3000次。
当电能表的指示灯闪了60次时，该空调消耗的电能：W＝kW•h＝0.02kW•h；
1min内该空调的功率P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：1200。
6．（2022•宜城市模拟）如图甲所示，电源电压保持不变。定值电阻R的阻值为1Ω，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则图像中的线段 dc 表示的是电压表V1随电流表变化情况；滑片滑动过程中，电路消耗的最大总功率为 45 W。
【答案】dc；45。
【解答】解：
（1）由甲图可知，三个电阻串联，电流表测电路中电流，电压V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压。
滑片P从b点滑到a点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R1两端的电压变小；由于电源电压不变，则R2两端的电压变大，所以通过R1的电流随两端电压的减小而增大；通过R2的电流随两端电压的增大而增大；由此可知，乙图中dc是电压表V1随电流表变化情况图线，ec是电压表V2随电流表变化情况图线；
（2）由乙图可知，滑片在b点时，Ib＝1A，U1b＝12V，U2b＝2V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：
电源电压U＝IbR+U1b+U2b，即：U＝1A×R+12V+2V；
滑片在a点时，Ia＝3A，U1a＝6V，U2a＝6V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：
电源电压U＝IaR+U1a+U2a，即：U＝3A×R+6V+6V；
因为电源电压不变，所以：1A×R+12V+2V＝3A×R+6V+6V，
解得：R＝1Ω，
则电源电压：U＝IbR+U1b+U2b＝1A×1Ω+12V+2V＝15V；
由I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝2Ω，
当滑片在a点时，电路中电流最大，此时电路中电功率最大，电路中的最大总功率：
P最大＝UIa＝15V×3A＝45W。
故答案为：dc；45。
7．（2022•南昌县模拟）（1）图1是测量 力 的工具，其示数为 2.6 N；图2中温度计的示数为 ﹣14 ℃。
（2）图3所示实验装置可以用来研究同种液体内部压强与 深度 的关系，右边的U形管 不是 （是、不是）连通器。
（3）“测量小灯泡工作时的电阻”与“测量小灯泡的电功率”两个实验的目的 不相同 （选填“相同”、“不相同”），它们需要测量的物理量 相同 （选填“相同”、“不相同”）。
【答案】（1）力；2.6；﹣14；（2）深度；不是；（3）不相同；相同。
【解答】解：（1）图1是弹簧测力计，是用来测量力的工具；由图可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，过2N后还有3个小格，其示数是2N+0.2N×3＝2.6N；
由图2可知，温度计的分度值是2℃，向下数值增大，为零下温度，此温度计显示的温度是﹣14℃；
（2）图3所示实验装置可以用来研究同种液体内部压强与深度的关系；
U形管本身是一个连通器，但与压强计的探头连接后，一端被封闭，不符合“上端开口，底部连通”这一特点，因此U形管不是连通器；
（3）测量小灯泡电阻的实验原理为R＝，测量小灯泡的电功率实验原理为P＝UI，故“测量小灯泡工作时的电阻”与“测量小灯泡的电功率”两个实验的目的不相同；在这两个实验中，都需要测灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，故它们需要测量的物理量相同。
故答案为：（1）力；2.6；﹣14；（2）深度；不是；（3）不相同；相同。
8．（2022•姑苏区校级模拟）如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
（1）该电能表示数为 1469.5 kW•h。
（2）小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t1；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：P＝ 30n （单位：W）。（用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案 三 。
【答案】（1）1469.5；（2）①30n；②三。
【解答】解：（1）电能表单位是kW•h，最后一位是小数位，由图知电能表的示数是1469.5kW•h；
（2）①方案二：2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，
则节能灯1min消耗的电能：W＝kW•h，
节能灯的实际电功率：
P＝＝＝0.03nkW＝30nW；
②节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，
电能表转盘转一圈消耗的电能为：
W＝kW•h，
节能灯需要工作的时间：
t＝＝＝0.05h＝180s；
由以上分析可知：
方案一：因节能灯功率较小，根据t＝可知，测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作；
方案二：因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，无法测量；
方案三：电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作180s，比较容易测量。
比较可知，方案三容易操作，实验误差较小，最可行。
故答案为：（1）1469.5；（2）①30n；②三。
9．（2022•白云区一模）如图1所示，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）：
（1）连接电路时，开关应 断开 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）连完电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 左 端（选填“左”或“右”），闭合开关后，发现小灯泡不亮、电流表和电压表指针偏转小，小明认为此时小灯泡灯丝烧断，他判断是否正确？ 不正确 ，依据是 若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数 。
（3）故障排除后，某次测量中电压表示数为2V，为测量小灯泡额定功率，应向 右 移动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），使电压表的示数为 2.5 V，此时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 0.6 W。
（4）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像，所图3所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是 灯丝的电阻随温度的升高而变大 。
（5）若把小灯泡换成一个定值电阻，能进行哪项实验： C （选填序号，答案不唯一）。
A.探究电流与电阻关系 B.测量定值电阻阻值 C.探究电流与电压关系
【答案】（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）C。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，为保护电路，应先把滑动变阻器的滑片置于阻值大处的最左端；
小明的判断不正确，因为小灯泡和电流表串联，若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；
（3）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2V，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，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡的额定电流为0.24A，额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）由图丁知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流与电压不成正比，发现图线是弯曲的；
（5）AC、在该实验后把小灯泡换成一个定值电阻，电阻阻值不变，移动滑片可以改变电阻两端电压，用电流表测出不同电压下的电流，该实验可以探究电流与电压的关系，还可以测量电阻，故AB不符合题意；
B、要探究电流与电阻的关系，需要控制电压不变，改变电阻，而定值电阻不能完成任务，故C符合题意。
故答案为：（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）C。
10．（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 2.3 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 右 移动。
【答案】2.3；右。
【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
三、实验探究题。
11．（2022•亭湖区校级二模）小涵同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电功率。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R1“20Ω 1A”、R2“50Ω 1A”、R3“100Ω 0.2A”、电流表、电压表等。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实物连接成完整电路，要求：滑片向右移动时，灯泡亮度变亮（导线不许交叉）；闭合开关前，小涵同学发现电流表指针如图所示，其原因是 电流表指针没有调零 。
（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，则可能的故障是 小灯泡断路 。
（3）排除故障后，小涵继续实验。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 B （选填“A”或“B”）端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，小灯泡的额定功率为 1.25 W。
（4）小涵陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流，并把测得的数据填写在下表中。由于疏忽表格中项目不完整，请你帮小涵同学将所缺项目补全。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.26
0.3
实际功率P/W
0.08
0.162
0.286
0.408
0.546
/
亮度
不亮
不亮
很暗
较暗
亮
较亮
根据表中数据可知，小涵选择的滑动变阻器是 R2 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。同组的三名同学根据表格中的数据描绘出小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像如图丙所示，其中正确的是 ③ （选填“①”、“②”或“③”）。
【答案】（1）见解答图；电流表指针没有调零；（2）小灯泡断路；（3）B；1.25；（4）实际功率P/W；R2；③。
【解答】解：（1）滑片向右移动时，灯泡亮度变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，故变阻器应选右下接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
闭合开关前，小涵同学发现电流表指针如图乙所示，电流表指针没有指在零刻度线上，故在使用电流表前，应将电流表指针调零；
（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，说明电路可能断路，电压表指针偏转到最右端，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，即可能的故障是小灯泡断路；
（3）闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若要灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应向B端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（4）本题“测量小灯泡在不同电压下的电功率”，因此需要计算出小灯泡的实际功率，故遗漏的物理量和单位为：实际功率P/W；
由表中数据可知，当灯泡两端的电压U1＝0.5V时，电路中的电流I1＝0.16A，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣0.5V＝4V，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻：
R滑＝＝＝25Ω＞20Ω，由表中数据可知，电路中的电流大于0.2A，故小涵选择的滑动变阻器是R2“50Ω 1A”；
根据表中数据，第1次灯的电阻为：
R1＝＝≈3.1Ω，同理，第2、3次……6次的电阻分别为5Ω、5.9Ω……和8.3Ω，灯的电阻随温度的升高而变大；
图丙中②表示电流与电压成正比，即电阻为一定值，与②相比，相同电压下，通过灯的电流应变小，故其中正确的是③。
故答案为：（1）见解答图；电流表指针没有调零；（2）小灯泡断路；（3）B；1.25；（4）实际功率P/W；R2；③。
12．（2022•洛阳二模）测量小灯泡额定功率的实验中，所用器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为3V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器，开关各一只，导线若干。
（1）连接电路时，开关应该 断开 。
（2）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，要求：滑片P向右移时灯泡亮度变亮。
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，其原因是 电路中的电流过小 。
（4）若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为 0.3 A，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（5）若电流表损坏，为完成实验，小明找来了两个开关和一个定值电阻，设计了图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请你帮他将下面的实验步骤填写完整：
①闭合开关S、S1断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 U﹣U额 ；
②保持滑动变阻器的滑片不动， 闭合开关S、S2断开S1 （填写S、S1、S2的通断情况），读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ U额• 。
【答案】（1）断开；（2）见解答图；（3）电路中的电流过小；（4）0.3；0.75；（5）①U﹣U额；②闭合开关S、S2断开S1；③U额•。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应该断开；
（2）在测量小灯泡额定功率的实验中，电压表并联在灯泡两端，电流表与灯泡串联在电路中；变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，滑片P向右移时灯泡亮度变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，故变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）电路连接正确后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小；
（4）由图甲可知，电流表选用小量程；若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）实验步骤：
①闭合开关S、S1断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U﹣U额；
②保持滑动变阻器的滑片不动，闭合开关S、S2断开S1，读出电压表示数为U1；
③在步骤①中，灯泡、R0和滑动变阻器三者串联，此时电压表测定值电阻R0和滑动变阻器两端的总电压，根据串联电路电压的特点，电压表的示数为U′＝U﹣U额时，灯泡正常发光；
在步骤②中，灯泡、R0和滑动变阻器三者仍串联，电压表测定值电阻R0两端的电压；因此时电路连接方式不变，电阻和电流不变，灯泡仍正常发光，由于串联电路电流处处相等，则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小，根据欧姆定律可知，I＝I0＝，则灯泡额定功率的表达式为：
P额＝U额I＝U额•。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）电路中的电流过小；（4）0.3；0.75；（5）①U﹣U额；②闭合开关S、S2断开S1；③U额•。
13．（2022•兴庆区校级二模）小钟同学研究白炽灯亮度与电功率的关系，她取了额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究。
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）小钟连接电路后闭合开关，灯L1发出较刺眼的光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的 CD （选填“AB”或“CD”）接线柱接入了电路。同时还观察到电流表指针偏转情况如图3所示，造成这种现象的原因是 电流表正负接线柱接反 。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了，小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了，出现这种故障的原因可能是 D 。（填选项字母）
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表开路 D.灯泡接触不良
（4）排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
灯泡亮度
1
1.6
0.20
0.32
8.00
暗
2
2.2
0.22
0.48
较亮
3
2.5
0.24
10.42
亮
请将上表空缺处的数据补充完整，电阻 10 Ω；实际功率 1.71 W。
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 电压 表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；分析以上实验数据与现象，可以得出小灯泡的亮暗取决于 小灯泡的实际功率 ， 小灯泡的实际功率 越大，则灯泡越亮。
（6）也有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”。他的说法是 错误 （选填“正确”或“错误”），原因 灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义 。
【答案】（1）如上图；（2）CD；电流表正负接线柱接反；（3）D；（4）10；1.71；（5）电压；小灯泡的实际功率；小灯泡的实际功率；（6）错误；灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义。
【解答】解：（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱用导线相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱用导线相连，如下图所示：
；
（2）灯L1很亮，说明电路是通路，但是电流太大，移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太小，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器上面两个CD接线柱被导线接入电路了；
电流表反偏，说明它的正负接线柱接反了；
（3）灯泡有时候发光，有时候不发光，说明灯泡没有损坏，是接触不良，故D符合题意，故选：D；
（4）由表中第2组实验数据可知，此时灯泡电阻：
R＝＝＝10Ω
由表中第三组实验数据可知：灯泡实际功率P＝UI＝2.5V×0.24A＝1.71W
（5）L1的额定功率为2.5V，电压表选择0～3V量程；L2的额定功率为 3.8V，电压表选择0～15V量程；所以L2替换L1，同时更换电压表量程；
由表格数据知电压表示数增大、电流表示数增大，根据P＝UI知小灯泡的实际功率也增大，小灯泡变亮，由此可知小灯泡的亮暗程度与灯泡的实际功率有关。
（6）灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义。
故答案为：（1）如上图；（2）CD；电流表正负接线柱接反；（3）D；（4）10；1.71；（5）电压；小灯泡的实际功率；小灯泡的实际功率；（6）错误；灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义。
四、计算题。
14．（2022•钟山县模拟）某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1和R2均为发热电阻，R1的阻值为80Ω，R2阻值为404Ω，接通电源电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，电热锅处于“小火”炖煮状态。
（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
【解答】解：（1）两开关均闭合时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电热锅处于“大火”加热状态时，根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝2.75A；
（2）只闭合S1时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电热锅处于“小火”炖煮状态，故电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率P＝＝＝100W。
答：（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流为2.75A；
（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率为100W。
15．（2022•浦北县二模）如图甲是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，如表是该电炖锅的部分参数。求：
（1）正常工作时中温挡1min内消耗的电能；
（2）电阻R1的阻值；
（3）低温挡的额定功率。
额定电压
电炖锅挡位
额定功率/W
220V
低温
中温
400
高温
800
【解答】解：（1）由P＝可知，正常工作时中温挡1min内消耗的电能：
W中＝P中t＝400W×1×60s＝2.4×104J；
（2）当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电路为R1的简单电路；
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电炖锅为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电炖锅为低温挡；电路为R1的简单电路时，电炖锅为中温挡；
由P＝UI＝可知，中温挡电路中的电阻：R中＝＝＝121Ω，
即电阻R1的阻值：R1＝121Ω；
（3）由并联电路的特点可知，高温挡和中温挡时R1两端的电压都等于电源电压220V，由P＝UI＝可知，高温挡时R1消耗的的电功率与中温挡时R1消耗的的电功率相等，即高温挡时R1消耗的的电功率：P1＝P中＝400W，
因此高温挡时R2消耗的的电功率：P2＝P高﹣P1＝800W﹣400W＝400W，
由P＝UI＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝121Ω，
由串联电路的电阻特点可知，低温挡的额度功率：P低＝＝＝200W。
答：（1）正常工作时中温挡1min内消耗的电能为2.4×104J；
（2）电阻R1的阻值为121Ω；
（3）低温挡的额度功率为200W。
16．（2022•营口一模）如图所示的电路，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω。求：
（1）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3）电路的最小功率。
【解答】解：（1）当开关S2断开，S1、S3闭合时，电阻R1和R2并联接入电路，电流表测量干路中的电流，
所以电阻R1两端的电压等于电阻R2两端的电压等于电源电压，即U1＝U2＝U＝12V，
通过R1的电流为：
I1＝＝＝0.6A，
通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.4A，
干路中的电流为：
I＝I1+I2＝0.6A+0.4A＝1A，所以电流表的示数为1A；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，电路中只有电阻R2工作，
通电5min电路消耗的电能为：
W＝t＝×5×60s＝1440J；
（3）当开关S1、S3断开，S2闭合时，电阻R1和R2串联接入电路，电路中的总电阻最大，由P＝知电路的总功率最小，
最小功率为：
P＝＝＝2.88W。
答：（1）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数为1A；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能为1440J；
（3）电路的最小功率为2.88W。
15.2 电功率（第2课时）（原卷版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点4 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例4-1】如图甲所示，是小毛同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V B．定值电阻R0的阻值为2Ω
C．图线a是电源总功率P总的图线 D．滑动变阻器的最大功率为2W
【典例4-2】如图是小林家的一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数。若小林家的电能表标有“3000r/（kW•h）”，将该电加热器单独接入电路中，电加器的两个开关都闭合，且正常工作30min，电能表的转盘转了
转。由上述参数可得R1＝ Ω。
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
【典例4-3】如图甲所示电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，电流表量程为0～3A，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示，求：
（1）L2正常发光时的电阻；
（2）若只闭合开关S1，电源电压调节为10V，滑片P滑至中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器的最大阻值；
（3）只闭合S3，滑片P移至最左端，调节电源电压，使小灯泡L2正常发光，求此时电路消耗的总功率。
【变式4-1】如图甲所示，电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为20Ω B．R2的最大阻值为25Ω
C．电源电压为9V D．该电路消耗的最大电功率为3.6W
【变式4-2】如图所示的电路，电源电压为6V，电压表的示数为2V，则灯泡L1两端的电压为 V，灯泡L1与L2的电功率之比为 。
【变式4-3】如图所示的电路中，灯泡L标有“12V 6W”，当S1、S2、S3均闭合，滑片P滑到最左端a时、小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数为1.5A；当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，电压表为3V。求：
（1）电源电压；
（2）R1的阻值；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，R2的电功率。
考点5 电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
【典例5-1】下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是（ ）
①电能表和电压表 ②电能表和电流表 ③电能表和秒表 ④电压表和电流表
A．①② B．③④ C．①④ D．②③④
【典例5-2】在探究电功率跟哪些因素有关的实验中，某同学设计了如下图所示的电路图，他用不同规格的灯泡做实验，他想研究的问题是小灯泡的电功率跟 有关。实验后有同学提出把小灯泡换成定值电阻也能完成此次探究任务，你认为是否可行 （选填“可以”或“不可以”），请说明理由 。
【变式5-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【变式5-2】小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 移动。
考点6 探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤⑤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
【典例6-1】某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V；下列有关说法中正确的是（ ）
A．该同学接错了一根导线，需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B．正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转，故障原因可能是滑动变阻器断路
C．排除故障后，按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.7W，此时小灯泡的电阻是8.9Ω
D．调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额，那么当电压表示数U实＝0.5U额时，灯泡实际功率P实＞0.25P额
【典例6-2】学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：
（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
【典例6-3】小明在做“测小灯泡电功率”的实验时，实验电路图如图甲所示，所用小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏转情况如图乙所示，其主要原因是
。闭合开关，小灯泡不发光，电压表没示数，电流表有示数，进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，电路可能的故障是 （假设电路只有一处故障）。
（2）排除故障后进行实验，并将有关数据及现象记录在表格中：
次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
偏暗
2
2.5
0.30
正常
3
2.8
0.32
更亮
分析表格中数据，可知小灯泡的额定功率为 W，由表格中的数据可以发现，小灯泡的实际功率越 （选填“大”或“小”），小灯泡越亮。
（3）随着灯泡变亮，电压与电流的比值越来越大，其原因是 。
（4）完成实验后，小明又想测量另一只额定电压为U额的灯泡的电功率，却发现电流表出现了故障，于是他找来一个阻值为的定值电阻R0，设计了如图丙所示电路，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开S1， ，读出电压表为U；
③则小灯泡的额定功率的表达式P＝ （用已知的U额、U、R0表示）。
【变式6-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【变式6-2】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V。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，将图中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端；
（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小明移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1 ΔR2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（6）另一名同学发现不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①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；
②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片 （选填“左移”、“右移”或“保持不动”），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I额、R0、I表示）
【变式6-3】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小南同学选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。
（2）小南同学能够顺利完成实验探究，则她选用的滑动变阻器的规格为 。
A.“10Ω 0.5A” B.“20Ω 1A”
（3）确认可以进行实验后，小南同学将滑片移到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，小南应将滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端移动。
（4）小南同学根据实验测得的数据，绘制出了小灯泡中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。小南同学还发现小灯泡的I﹣U图象不是过原点的直线，原因是 。
（5）同组的小西同学认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率，于是他找来一个阻值为5Ω的定值电阻R，设计了如图丁所示的电路，测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。正确连接电路后，其操作如下：
①只闭合开关S和 ，移动滑片P使电压表的示数为3.8V；
②保持滑片P的位置不变，只闭合开关S和另一开关，记下电压表的示数为4.8V；
③小灯泡的额定功率P额＝ W。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•尤溪县模拟）如图甲所示，电路中的电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1和滑动变阻器R2并联 B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．电源电压为6V D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.45W
2．（2022•新泰市二模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是（ ）
①滑动变阻器的最大阻值是20Ω
②电源电压为8V
③滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
3．（2020秋•大武口区校级期末）某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时，连接如图所示电路图，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（ ）
A．灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较小 D．由于灯泡L2的电阻较大
4．（2021秋•宜昌期末）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（ ）
A．电压表的正、负接线柱接错了 B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了 D．电压表与滑动变阻器并联
二、填空题。
5．（2022•新泰市二模）电能表是用来测量电路消耗电能多少的仪表，小明家电能表本月底示数如图所示。小明观察到当他家里只有一台空调机连续工作1min时，电能表的指示灯闪了60次，则在这段时间内该空调的功率为 W。
6．（2022•宜城市模拟）如图甲所示，电源电压保持不变。定值电阻R的阻值为1Ω，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则图像中的线段 表示的是电压表V1随电流表变化情况；滑片滑动过程中，电路消耗的最大总功率为 W。
7．（2022•南昌县模拟）（1）图1是测量 的工具，其示数为 N；图2中温度计的示数为 ℃。
（2）图3所示实验装置可以用来研究同种液体内部压强与 的关系，右边的U形管 （是、不是）连通器。
（3）“测量小灯泡工作时的电阻”与“测量小灯泡的电功率”两个实验的目的 （选填“相同”、“不相同”），它们需要测量的物理量 （选填“相同”、“不相同”）。
8．（2022•姑苏区校级模拟）如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
（1）该电能表示数为 kW•h。
（2）小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t1；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：P＝ （单位：W）。（用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案 。
9．（2022•白云区一模）如图1所示，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）：
（1）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）连完电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 端（选填“左”或“右”），闭合开关后，发现小灯泡不亮、电流表和电压表指针偏转小，小明认为此时小灯泡灯丝烧断，他判断是否正确？ ，依据是
。
（3）故障排除后，某次测量中电压表示数为2V，为测量小灯泡额定功率，应向 移动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），使电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（4）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像，所图3所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是 。
（5）若把小灯泡换成一个定值电阻，能进行哪项实验： （选填序号，答案不唯一）。
A.探究电流与电阻关系 B.测量定值电阻阻值 C.探究电流与电压关系
10．（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 移动。
三、实验探究题。
11．（2022•亭湖区校级二模）小涵同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电功率。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R1“20Ω 1A”、R2“50Ω 1A”、R3“100Ω 0.2A”、电流表、电压表等。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实物连接成完整电路，要求：滑片向右移动时，灯泡亮度变亮（导线不许交叉）；闭合开关前，小涵同学发现电流表指针如图所示，其原因是 。
（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，则可能的故障是 。
（3）排除故障后，小涵继续实验。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，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小涵陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流，并把测得的数据填写在下表中。由于疏忽表格中项目不完整，请你帮小涵同学将所缺项目补全。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.26
0.3
实际功率P/W
0.08
0.162
0.286
0.408
0.546
/
亮度
不亮
不亮
很暗
较暗
亮
较亮
根据表中数据可知，小涵选择的滑动变阻器是 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。同组的三名同学根据表格中的数据描绘出小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像如图丙所示，其中正确的是 （选填“①”、“②”或“③”）。
12．（2022•洛阳二模）测量小灯泡额定功率的实验中，所用器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为3V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器，开关各一只，导线若干。
（1）连接电路时，开关应该 。
（2）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，要求：滑片P向右移时灯泡亮度变亮。
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，其原因是 。
（4）若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（5）若电流表损坏，为完成实验，小明找来了两个开关和一个定值电阻，设计了图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请你帮他将下面的实验步骤填写完整：
①闭合开关S、S1断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片不动， （填写S、S1、S2的通断情况），读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
13．（2022•兴庆区校级二模）小钟同学研究白炽灯亮度与电功率的关系，她取了额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究。
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）小钟连接电路后闭合开关，灯L1发出较刺眼的光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的 （选填“AB”或“CD”）接线柱接入了电路。同时还观察到电流表指针偏转情况如图3所示，造成这种现象的原因是 。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了，小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了，出现这种故障的原因可能是 。（填选项字母）
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表开路 D.灯泡接触不良
（4）排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
灯泡亮度
1
1.6
0.20
0.32
8.00
暗
2
2.2
0.22
0.48
较亮
3
2.5
0.24
10.42
亮
请将上表空缺处的数据补充完整，电阻 Ω；实际功率 W。
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；分析以上实验数据与现象，可以得出小灯泡的亮暗取决于 ， 越大，则灯泡越亮。
（6）也有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”。他的说法是 （选填“正确”或“错误”），原因
。
四、计算题。
14．（2022•钟山县模拟）某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1和R2均为发热电阻，R1的阻值为80Ω，R2阻值为404Ω，接通电源电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，电热锅处于“小火”炖煮状态。
（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
15．（2022•浦北县二模）如图甲是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，如表是该电炖锅的部分参数。求：
（1）正常工作时中温挡1min内消耗的电能；
（2）电阻R1的阻值；
（3）低温挡的额定功率。
额定电压
电炖锅挡位
额定功率/W
220V
低温
中温
400
高温
800
16．（2022•营口一模）如图所示的电路，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω。求：
（1）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3）电路的最小功率。
15.2 电功率（第2课时）（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点4 电功率的计算
（1）定义式：P=UI．即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积，该公式是电功率的普适公式，适用于所有的用电器。
P表示电功率，单位是W；U表示某段电路两端的电压，单位是V；I表示通过这段电路的电流，单位是A
（2）导出式：P=I2R，,这两个公式只适用于纯电阻电路，即能将电能全部转化为内能的用电器，如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
（1）分析比较用电器的电功率：
首先考虑公式P=UI分析，如果不好使，可以考虑：
①对于串联电路，因为电流到处相等，用P=I2R较为利便；
串联电路中电功率与电压、电阻的关系：串联电路：（电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比）
②对于并联电路，因为各并联电路两端电压相等，用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系：（电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比）
（2）计算用电器的电功率：计算每个用电器的电功率，无论串联、并联电路，都可以用P=I2R计算，也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
【典例4-1】如图甲所示，是小毛同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率P总随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为6V B．定值电阻R0的阻值为2Ω
C．图线a是电源总功率P总的图线 D．滑动变阻器的最大功率为2W
【答案】C。
【解答】解：AC、电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率P总与电流I成正比，图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源总功率P总随电流I变化的关系图线是a；由图像可知，电源总功率P总＝9W时，电流I＝3A，
由P＝UI可得，电源电压：U＝＝3V；故A错误，C正确；
B、由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图像可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且定值电阻R0的最大功率P0＝9W，此时电路中的电流I＝3A，
由P＝I2R可得，电阻R0的阻值：R0＝＝1Ω，故B错误；
D、图线a表示P总﹣I图像，图线b表示P0﹣I图像，则图线c表示PR﹣I图像，设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω，则滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝3V×I﹣1Ω×I2＝﹣1Ω×I2+3V×I＝﹣1Ω×I2+3V×I﹣（）2W+（）2W＝﹣（I﹣A）2×1Ω+2.25W＝2.25W﹣（I﹣A）2×1Ω，当I＝A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率为2.25W，故D错误。
故选：C。
【典例4-2】如图是小林家的一个电加热器的工作原理图，其中R1和R2是阻值不变的发热电阻，下表是它的部分参数。若小林家的电能表标有“3000r/（kW•h）”，将该电加热器单独接入电路中，电加器的两个开关都闭合，且正常工作30min，电能表的转盘转了 1320 转。由上述参数可得R1＝ 385 Ω。
额定电压
220V
额定加热功率
880W
额定保温功率
110W
【答案】1320；385。
【解答】解：由图知，电加器的两个开关都闭合时，电阻R1被短路，只有电阻R2连入电路，电阻较小，电源电压一定，根据P＝可知，此时电功率较大，处于加热挡；当开关S闭合、S1断开时，电阻R1、R2串联接入电路，电阻较大，电源电压一定，根据P＝可知，此时电功率较小，处于保温挡。
（1）由表中参数可知，P加热＝880W＝0.88kW，正常工作t＝30min＝0.5h消耗的电能：
W＝P加热t＝0.88kW×0.5h＝0.44kW•h，
电能表标有“3000r/（kW•h）”，是指电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000转，
则电加器的两个开关都闭合时，电加热器正常工作30min时，电能表转盘的转数：
n＝3000r/（kW•h）×0.44kW•h＝1320r；
（2）由表中参数可知，P加热＝880W，此时电路中只有R2，由P＝可知，R2＝＝＝55Ω；
P保温＝110W，此时电阻R1、R2串联，由P＝可知，R串＝R1+R2＝＝＝440Ω，
R2＝R串﹣R1＝440Ω﹣55Ω＝385Ω。
故答案为：1320；385。
【典例4-3】如图甲所示电路，电源电压可调，R为标有“1A”字样的滑动变阻器，电流表量程为0～3A，L1、L2是额定电压均为6V的小灯泡，其电流与电压的关系如图乙所示，求：
（1）L2正常发光时的电阻；
（2）若只闭合开关S1，电源电压调节为10V，滑片P滑至中点时小灯泡正常发光，滑动变阻器的最大阻值；
（3）只闭合S3，滑片P移至最左端，调节电源电压，使小灯泡L2正常发光，求此时电路消耗的总功率。
【解答】解：（1）当灯泡L2正常发光时，L2两端的电压U2＝6V，由图象可知通过L2的电流＝0.8A，由欧姆定律，L2正常发光时的电阻：＝＝＝7.5Ω；
（2）若只闭合S1时，灯L2与变阻器串联，因灯正常发光，灯的电压为＝6V，电流为＝0.8A，
根据串联电路电压的规律及欧姆定律可得，变阻器连入电路中的电阻：
R滑中＝＝＝5Ω，
滑动变阻器的最大阻值为：
R滑大＝2R滑中＝2×5Ω＝10Ω；
（3）只闭合S3，滑片P移至最左端，滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω，两灯泡串联，调节电源电压，使小灯泡L2正常发光，则L2两端的电压为6V，由图象可知通过L2的电流＝0.8A，根据串联电路的电流特点可知电路中的电流I′＝＝＝0.8A，从图中可知L1两端的电压′＝2V，
根据串联电路的电压特点可知电源电压U′＝′+′＝2V+6V＝8V，
此时电路消耗的总功率P＝U′I′＝8V×0.8A＝6.4W。
答：（1）L2正常发光时的电阻为7.5Ω；
（2）滑动变阻器的最大阻值为10Ω；
（3）此时电路消耗的总功率为6.4W。
【变式4-1】如图甲所示，电源电压不变，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的滑片从a端滑到b端的过程中，R2消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．R1的阻值为20Ω B．R2的最大阻值为25Ω
C．电源电压为9V D．该电路消耗的最大电功率为3.6W
【答案】D。
【解答】解：
由图甲可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。
AC、当滑动变阻器消耗的功率为0.8W时，其两端电压为2V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I1＝＝＝0.4A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I1R1+U1＝0.4A×R1+2V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；
当滑动变阻器消耗的功率为0.5W时，其两端电压为5V，
由P＝UI可得，此时电路中的电流为：I2＝＝＝0.1A，
由I＝及串联电路的电压规律可得，电源的电压：U＝I2R1+U2＝0.1A×R1+5V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
电源电压不变，则：0.4A×R1+2V＝0.1A×R1+5V，解得：R1＝10Ω；电源电压为：U＝I1R1+U1＝0.4A×10Ω+2V＝6V，故AC错误；
B、由图乙可知，当变阻器两端电压最大为5V时，滑动变阻器全部接入电路中，其电阻最大，此时电流最小为I2＝0.1A，
则滑动变阻器的最大阻值为：R2＝＝＝50Ω，故B错误；
当滑动变阻器接入电路的电阻为0时（电路为R1的简单电路），电路中的电阻最小，电流最大，
则电路中的最大电流为：I大＝＝＝0.6A；
该电路消耗的最大电功率：P大＝UI大＝6V×0.6A＝3.6W，故D正确。
故选：D。
【变式4-2】如图所示的电路，电源电压为6V，电压表的示数为2V，则灯泡L1两端的电压为 4 V，灯泡L1与L2的电功率之比为 2：1 。
【答案】4；2：1。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，
由电压表的示数可知，灯泡L2两端的电压U2＝2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，灯泡L1两端的电压：
U1＝U﹣U2＝6V﹣2V＝4V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P＝UI可得，灯泡L1与L2的电功率之比：
P1：P2＝U1I：U2I＝U1：U2＝4V：2V＝2：1。
故答案为：4；2：1。
【变式4-3】如图所示的电路中，灯泡L标有“12V 6W”，当S1、S2、S3均闭合，滑片P滑到最左端a时、小灯泡刚好正常发光，此时电流表的示数为1.5A；当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，电压表为3V。求：
（1）电源电压；
（2）R1的阻值；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，R2的电功率。
【解答】解：（1）当S1、S2、S3均闭合，滑片P滑到最左端a时，滑动变阻器连入电路的电阻为零，L和R1并联，电流表测干路电流；
因为此时小灯泡刚好正常发光，所以灯泡两端的电压：UL＝U额＝12V，
由并联电路的电压特点可知，电源电压：U＝UL＝12V；
（2）由P＝UI可知，灯泡正常发光时的电流：IL＝＝＝0.5A，
由并联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I﹣IL＝1.5A﹣0.5A＝1A，
由并联电路的电压特点和欧姆定律可知，R1的阻值：R1＝＝＝12Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，R1和R2串联，电压表测R2两端的电压；
串联电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝12V﹣3V＝9V，
通过R1的电流为：I1'＝＝＝0.75A，
由串联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I1'＝0.75A，
则R2的电功率：P2＝U2I2＝3V×0.75A＝2.25W。
答：（1）电源电压为12V；
（2）R1的阻值为12Ω；
（3）当S1、S2闭合，S3断开，P滑到最右端b时，R2的电功率为2.25W。
考点5 电功率的测量
（1）实验室里通常根据电功率的计算公式P=UI测量电功率。
测量电功率的方法：
①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。
②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式计算出用电器的电功率。
③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P=UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。
（2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。
（3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U=IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。
【典例5-1】下列各组仪器中，可以用来测量电功率的是（ ）
①电能表和电压表 ②电能表和电流表 ③电能表和秒表 ④电压表和电流表
A．①② B．③④ C．①④ D．②③④
【答案】B。
【解答】解：（1）用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，由电功率公式P＝UI可以求出用电器的电功率，因此用④可以测出电功率；
（2）用电能表测出用电器消耗的电能，用秒表测出用电器工作时间，由公式P＝求出用电器的功率，因此用③可以测出电功率；
（3）用电能表和电压表不能测出电功率，用电能表和电流表不能测出电功率，因此用①②不可以测出电功率。
故选：B。
【典例5-2】在探究电功率跟哪些因素有关的实验中，某同学设计了如下图所示的电路图，他用不同规格的灯泡做实验，他想研究的问题是小灯泡的电功率跟 电流 有关。实验后有同学提出把小灯泡换成定值电阻也能完成此次探究任务，你认为是否可行 不可以 （选填“可以”或“不可以”），请说明理由 换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率 。
【答案】电流；不可以；换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率。
【解答】解：（1）图中两灯泡并联，小灯泡电压相同，电流不同，因此他想研究的问题是小灯泡的电功率跟电流大小有关；
（2）用小灯泡探究电功率跟哪些因素有关的实验中，是根据小灯泡的发光亮度来判断小灯泡电功率大小的，如果换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率，所以不可以用定值电阻代替小灯泡。
故答案为：电流；不可以；换用定值电阻，则无法判断比较定值电阻的实际功率。
【变式5-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】C。
【解答】解：
A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大的位置，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故B正确；
C、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多（可能是小灯泡短路或其它部分断路等），并不一定是小灯泡灯丝断了，故C错误；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
故选：C。
【变式5-2】小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 2.3 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 右 移动。
【答案】2.3；右。
【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
考点6 探究小灯泡的电功率实验
（1）实验目的：用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率；
（2）实验原理：；
（3）实验方法：伏安法。
（4）实验器材：干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干；
（5）实验步骤：步骤①根据电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；
步骤②检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤③调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，否则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中；
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI，算出小灯泡的实际功率，并填人表格中；
步骤⑤整理实验器材。
（6）实验分析和结论：
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大；
③灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
（7）实验补充：
实验中滑动变阻器的作用：
①闭合开关前，应该先调节滑动变阻器的滑片，使其连入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏；（保护电路）
②接通电源后，移动滑动变阻器的滑片，可以调节小灯泡两端的电压。（调节电压）
实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数
灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置
【典例6-1】某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V；下列有关说法中正确的是（ ）
A．该同学接错了一根导线，需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线
B．正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转，故障原因可能是滑动变阻器断路
C．排除故障后，按正确的步骤进行实验，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.7W，此时小灯泡的电阻是8.9Ω
D．调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额，那么当电压表示数U实＝0.5U额时，灯泡实际功率P实＞0.25P额
【答案】D。
【解答】解：A、原电路图中，灯泡和电压表被短路，需要改正的线应该是变阻器下端接线柱到灯泡右接线柱这根导线，应将这根导线改接到灯泡左接线柱上，故A错误；
B、正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，说明电路可能断路，而电压表指针明显偏转，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，即故障原因可能是小灯泡断路，故B错误；
C、小灯泡正常发光时，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0.26A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
此时小灯泡的电阻为：
R＝＝≈9.6Ω，故C错误；
D、当电阻不变时，由P＝可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，通过灯的电流变小，根据P＝UI可知，灯的功率减小，灯丝的电阻也减小，故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，小灯泡的实际功率P实＞0.25P额，故D正确。
故选：D。
【典例6-2】学习小组开展“测量小灯泡的功率”实验，实验电路如图甲，绘制出小灯泡的I﹣U关系曲线如图乙，已知小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压恒为6V。回答下列问题：
（1）闭合开关后移动变阻器的滑片，当电压表示数为 3.8 V时，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）实验时，变阻器的滑片向左移动过程中，电流表与电压表示数的比值将 变小 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】（1）3.8；（2）变小。
【解答】解：（1）小灯泡的额定电压为3.8V，当电压表示数为3.8V时灯泡正常工作，此时灯泡的功率为额定功率，读出电流表示数，即可计算小灯泡的额定功率；
（2）图中，电压表测灯的电压，电流测灯的电流，当滑片向左滑动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律，电路中电流变大，灯的电压变大，根据P＝UI，灯的功率变大，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；
由欧姆定律R＝，电流表与电压表示数的比值即灯的电阻的倒数，故电流表与电压表示数的比值将变小。
故答案为：（1）3.8；（2）变小。
【典例6-3】小明在做“测小灯泡电功率”的实验时，实验电路图如图甲所示，所用小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏转情况如图乙所示，其主要原因是 电流表正负接线柱接反了 。闭合开关，小灯泡不发光，电压表没示数，电流表有示数，进一步观察并检查电路，发现电压表、电流表、导线及其连接均完好，电路可能的故障是 小灯泡短路 （假设电路只有一处故障）。
（2）排除故障后进行实验，并将有关数据及现象记录在表格中：
次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
1
1.5
0.20
偏暗
2
2.5
0.30
正常
3
2.8
0.32
更亮
分析表格中数据，可知小灯泡的额定功率为 0.75 W，由表格中的数据可以发现，小灯泡的实际功率越 大 （选填“大”或“小”），小灯泡越亮。
（3）随着灯泡变亮，电压与电流的比值越来越大，其原因是 灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
（4）完成实验后，小明又想测量另一只额定电压为U额的灯泡的电功率，却发现电流表出现了故障，于是他找来一个阻值为的定值电阻R0，设计了如图丙所示电路，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开S1， 保持滑动变阻器滑片的位置不变 ，读出电压表为U；
③则小灯泡的额定功率的表达式P＝ U额× （用已知的U额、U、R0表示）。
【答案】（1）电流表正负接线柱接反了；小灯泡短路；（2）0.75；大；（3）灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）②保持滑动变阻器滑片的位置不变；③U额×。
【解答】解：（1）连接电路，闭合开关，电流表指针偏转情况如图乙所示，电流表指针反向偏转，说明连接电路时，电流表正负接线柱接反了；
闭合开关，小灯泡不发光，电流表有示数，说明电路是通路，电压表没示数，说明电压表被短路，即电路可能的故障是小灯泡短路；
（2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，小灯泡额定功率为：
PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
由表中数据可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P＝UI，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故可得出结论：灯泡的实际功率越大，灯泡越亮；
（3）随着灯泡变亮，灯泡的实际功率变大，温度升高，灯泡的电阻随温度的升高而增大，故电压与电流的比值越来越大；
（4）实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电压表为U；
③在步骤①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为U额时，灯泡正常发光；
在步骤②中，灯、定值电阻和变阻器仍串联，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时电路连接方式不变，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，此时定值电阻两端的电压为：
U0＝U﹣U额，
根据串联电路电流特点结合欧姆定律，小灯泡额定电流为：
I额＝I0＝＝，
则小灯泡的额定功率的表达式P＝U额I额＝U额×。
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反了；小灯泡短路；（2）0.75；大；（3）灯泡的电阻随温度的升高而增大；（4）②保持滑动变阻器滑片的位置不变；③U额×。
【变式6-1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
C．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】C。
【解答】解：
A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大的位置，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，故B正确；
C、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多（可能是小灯泡短路或其它部分断路等），并不一定是小灯泡灯丝断了，故C错误；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确。
故选：C。
【变式6-2】在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V。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，将图中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于 A （选填“A”或“B”）端；
（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图所示）为 2.2 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向 B （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）小明移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化了ΔR2，则ΔR1 ＞ ΔR2（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（6）另一名同学发现不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：
①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；
②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片 保持不动 （选填“左移”、“右移”或“保持不动”），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＝ （I﹣I额）R0I额 。（用I额、R0、I表示）
【答案】（1）如上图所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）＞；（6）②保持不动；③（I﹣I额）R0I额。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，灯泡的额定电流约为I＝＝＝0.25A，故电流表应选小量程与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关前，图中滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即A端；
（3）小明闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图所示，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，故应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应将图中滑片P向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）由图象信息可知，当灯泡两端电压为2.5V时对应的额定电流为0.2A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电路中的电流增大，电路中的总电阻减小，灯泡的电阻受温度影响增大，
由电路的总电阻R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小，故ΔR1＞ΔR2；
（6）实验步骤：
①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；
②闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器R的滑片保持不动，记下此时电流表的示数为I；
③在①中，灯泡与定值电阻并联，电流表测灯泡的电流，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；
在②中，灯泡与定值电阻并联，电流表测干路电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，通过定值电阻R0的电流为：I0＝I﹣I额，
由欧姆定律的变形公式，定值电阻R0的电压为：U0＝I0R0＝（I﹣I额）R0，
根据并联电路电压的规律，灯泡两端的电压等于定值电阻的电压，即U额＝U0＝（I﹣I额）R0，
所以灯泡的额定电压功率为：
P额＝U额I额＝（I﹣I额）R0I额。
故答案为：（1）如上图所示；（2）A；（3）2.2；B；（4）0.5；（5）＞；（6）②保持不动；③（I﹣I额）R0I额。
【变式6-3】在“测量小灯泡的电功率”实验中，小南同学选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。
（2）小南同学能够顺利完成实验探究，则她选用的滑动变阻器的规格为 B 。
A.“10Ω 0.5A”
B.“20Ω 1A”
（3）确认可以进行实验后，小南同学将滑片移到某一位置时，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，小南应将滑动变阻器的滑片向 A （填“A”或“B”）端移动。
（4）小南同学根据实验测得的数据，绘制出了小灯泡中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 0.625 W。小南同学还发现小灯泡的I﹣U图象不是过原点的直线，原因是 灯丝电阻受温度的影响 。
（5）同组的小西同学认为不用电流表也可以测量小灯泡的额定功率，于是他找来一个阻值为5Ω的定值电阻R，设计了如图丁所示的电路，测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。正确连接电路后，其操作如下：
①只闭合开关S和 S2 ，移动滑片P使电压表的示数为3.8V；
②保持滑片P的位置不变，只闭合开关S和另一开关，记下电压表的示数为4.8V；
③小灯泡的额定功率P额＝ 0.76 W。
【答案】（1）见解答图；（2）B；（3）A；（4）0.625；灯丝电阻受温度的影响；（5）①S2；③0.76。
【解答】解：（1）电压表和小灯泡并联，电压表测量小灯泡两端的电压，小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选用小量程；
电流表和小灯泡串联，电流表测量小灯泡的电流，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，根据欧姆定律得，小灯泡的额定电流约为：
I＝＝＝0.25A，所以电流表选用小量程；变阻器上下各选一个接线柱与电流表串联在电路中，如下图所示：
；
（2）电源电压为U＝6V，小灯泡的额定电压为UL＝2.5V，根据串联电路电压规律，则滑动变阻器两端的电压为：
UR＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
根据串联分压原理，
＝，即＝，
解得：R＝14Ω＞10Ω，
选择“20Ω 1A”的滑动变阻器，故选B；
（3）小南同学将滑片移到某一位置时，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，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故小南应将滑动变阻器的滑片向A端移动；
（4）小灯泡的额定电压是2.5V，如图丙知，小灯泡额定电压下的额定电流是0.25A，小灯泡的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由图象可知，灯泡的电流与电压不成正比，即灯泡电阻是变化的，原因是灯丝电阻受温度的影响；
（5）实验步骤：
①只闭合开关S和S2，移动滑片P使电压表的示数为3.8V；
②保持滑片P的位置不变，只闭合开关S和另一开关，记下电压表的示数为4.8V；
③在步骤①中，灯、定值电阻和变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V时，灯泡正常发光；
在步骤②中，灯、定值电阻和变阻器仍串联，电压表测灯与定值电阻两端的电压，因此时电路连接方式不变，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，此时定值电阻两端的电压为：
U0＝U﹣U额＝4.8V﹣3.8V＝1V，
根据串联电路电流特点结合欧姆定律，小灯泡额定电流为：
I额＝I0＝＝＝0.2A，
则小灯泡的额定功率的表达式P额＝U额I额＝3.8V×0.2A＝0.76W。
故答案为：（1）见解答图；（2）B；（3）A；（4）0.625；灯丝电阻受温度的影响；（5）①S2；③0.76。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2022•尤溪县模拟）如图甲所示，电路中的电源电压保持不变，R1为定值电阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R1和滑动变阻器R2并联
B．定值电阻R1的阻值为10Ω
C．电源电压为6V
D．滑动变阻器R2消耗的最大功率为0.45W
【答案】C。
【解答】解：A、由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误；
BC、当滑片P从a端移动到b端的过程中，变阻器R2接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I＝可知，电路中的电流变小，
设滑片P在a端和b端的电流分别为Ia、Ib，
由图乙可知，当变阻器的滑片在b端时，电压表的示数U2b＝4V，电流表示数Ib＝0.1A，
由欧姆定律可知，滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝40Ω，
由串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1b+U2b＝IbR1+U2b＝0.1A×R1+4V……①，
当变阻器的滑片在a端时，电压表的示数U2a＝0V，电流表示数Ia＝0.3A，
由串联电路的特点和欧姆定律可知，电源电压：U＝U1a+U2a＝IaR1+U2a＝0.3A×R1……②，
由①②解得：R1＝20Ω，U＝6V，故B错误、C正确；
D、滑动变阻器消耗的电功率：
P＝I2R2＝（）2R2＝＝＝，
所以，当R2＝R1＝20Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，为P＝＝＝0.2W，故D错误。
故选C。
2．（2022•新泰市二模）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器消耗的电功率与电流关系的图像如图乙所示。则下列分析正确的是（ ）
①滑动变阻器的最大阻值是20Ω
②电源电压为8V
③滑动变阻器消耗的电功率最大时，变阻器的阻值是20Ω
④整个电路消耗的最大电功率为14.4W
A．只有①③ B．只有①④ C．只有②③ D．只有②④
【答案】B。
【解答】解：①由图甲可知该电路为R和R0的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R两端的电压；
当滑动变阻器接入的阻值最大时，电路总电阻最大，由欧姆定律可知电路中的电流最小，
由图乙可知，电路中的电流最小为I1＝0.4A，此时滑动变阻器的功率为P1＝3.2W，
由P＝I2R可知滑动变阻器的最大阻值为：R＝＝＝20Ω，故①正确；
②当电路中的电流为0.4A时，由欧姆定律可知滑动变阻器两端的电压为：U1＝I1R＝0.4A×20Ω＝8V，
由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝U0+U1＝I1R0+U1＝0.4A×R0+8V﹣﹣﹣﹣（1）；
由图乙可知，当电路中的电流为I2＝0.6A时，滑动变阻器的功率为P2＝3.6W，
由P＝UI可知此时滑动变阻器两端的电压为：U2＝＝＝6V，
由串联电路的电压特点可知电源电压为：U＝U0′+U2＝I2R0+U2＝0.6A×R0+6V﹣﹣﹣﹣（2）；
将（1）（2）联立即可解得：R0＝10Ω，U＝12V，故②错误；
③由图乙可知滑动变阻器的最大功率为P2＝3.6W，
由P＝I2R可知此时滑动变阻器的电阻为：R2＝＝＝10Ω，故③错误；
④当滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω时，电路中只有R0，由P＝可知此时电路总功率最大，
则电路最大总功率为：P＝＝＝14.4W，故④正确。
故选：B。
3．（2020秋•大武口区校级期末）某同学在做“探究串并联电路电压规律”实验时，连接如图所示电路图，闭合开关S后发现L1正常发光，L2只能微弱发光。以下对于这一现象产生原因的分析中，合理的是（ ）
A．灯泡L2通过的电流小于灯泡L1 B．灯泡L2发生了短路
C．由于灯泡L2的电阻较小 D．由于灯泡L2的电阻较大
【答案】C。
【解答】解：
A、图中两灯串联，根据串联电路的电流规律知，通过两灯的电流相等，故A错误；
B、若灯泡L2发生了短路，则L2不发光，故B错误；
CD、通过两灯泡的电流相等，因为灯泡的亮暗取决于实际功率大小，且开关闭合后，灯泡L1正常发光，灯泡L2只能微弱发光，所以灯泡L1的实际功率功率大于L2的实际功率，
由P＝I2R可知，灯泡L1的电阻大于灯泡L2的电阻，故C正确，D错误。
故选：C。
4．（2021秋•宜昌期末）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（ ）
A．电压表的正、负接线柱接错了 B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了 D．电压表与滑动变阻器并联
【答案】D。
【解答】解：滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
故选：D。
二、填空题。
5．（2022•新泰市二模）电能表是用来测量电路消耗电能多少的仪表，小明家电能表本月底示数如图所示。小明观察到当他家里只有一台空调机连续工作1min时，电能表的指示灯闪了60次，则在这段时间内该空调的功率为 1200 W。
【答案】1200。
【解答】解：3000imp/kW•h，表示电路中每消耗1kW•h的电能，表盘上的指示灯闪烁3000次。
当电能表的指示灯闪了60次时，该空调消耗的电能：W＝kW•h＝0.02kW•h；
1min内该空调的功率P＝＝＝1.2kW＝1200W。
故答案为：1200。
6．（2022•宜城市模拟）如图甲所示，电源电压保持不变。定值电阻R的阻值为1Ω，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的图象如图乙所示。则图像中的线段 dc 表示的是电压表V1随电流表变化情况；滑片滑动过程中，电路消耗的最大总功率为 45 W。
【答案】dc；45。
【解答】解：
（1）由甲图可知，三个电阻串联，电流表测电路中电流，电压V1测R1两端电压，电压表V2测R2两端电压。
滑片P从b点滑到a点的过程中，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大；根据串联分压原理可知，滑动变阻器R1两端的电压变小；由于电源电压不变，则R2两端的电压变大，所以通过R1的电流随两端电压的减小而增大；通过R2的电流随两端电压的增大而增大；由此可知，乙图中dc是电压表V1随电流表变化情况图线，ec是电压表V2随电流表变化情况图线；
（2）由乙图可知，滑片在b点时，Ib＝1A，U1b＝12V，U2b＝2V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：
电源电压U＝IbR+U1b+U2b，即：U＝1A×R+12V+2V；
滑片在a点时，Ia＝3A，U1a＝6V，U2a＝6V，则根据欧姆定律和串联电路的电压特点可得：
电源电压U＝IaR+U1a+U2a，即：U＝3A×R+6V+6V；
因为电源电压不变，所以：1A×R+12V+2V＝3A×R+6V+6V，
解得：R＝1Ω，
则电源电压：U＝IbR+U1b+U2b＝1A×1Ω+12V+2V＝15V；
由I＝可得R2的阻值：
R2＝＝＝2Ω，
当滑片在a点时，电路中电流最大，此时电路中电功率最大，电路中的最大总功率：
P最大＝UIa＝15V×3A＝45W。
故答案为：dc；45。
7．（2022•南昌县模拟）（1）图1是测量 力 的工具，其示数为 2.6 N；图2中温度计的示数为 ﹣14 ℃。
（2）图3所示实验装置可以用来研究同种液体内部压强与 深度 的关系，右边的U形管 不是 （是、不是）连通器。
（3）“测量小灯泡工作时的电阻”与“测量小灯泡的电功率”两个实验的目的 不相同 （选填“相同”、“不相同”），它们需要测量的物理量 相同 （选填“相同”、“不相同”）。
【答案】（1）力；2.6；﹣14；（2）深度；不是；（3）不相同；相同。
【解答】解：（1）图1是弹簧测力计，是用来测量力的工具；由图可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，过2N后还有3个小格，其示数是2N+0.2N×3＝2.6N；
由图2可知，温度计的分度值是2℃，向下数值增大，为零下温度，此温度计显示的温度是﹣14℃；
（2）图3所示实验装置可以用来研究同种液体内部压强与深度的关系；
U形管本身是一个连通器，但与压强计的探头连接后，一端被封闭，不符合“上端开口，底部连通”这一特点，因此U形管不是连通器；
（3）测量小灯泡电阻的实验原理为R＝，测量小灯泡的电功率实验原理为P＝UI，故“测量小灯泡工作时的电阻”与“测量小灯泡的电功率”两个实验的目的不相同；在这两个实验中，都需要测灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，故它们需要测量的物理量相同。
故答案为：（1）力；2.6；﹣14；（2）深度；不是；（3）不相同；相同。
8．（2022•姑苏区校级模拟）如图所示为学校实验室中某电能表的表盘。
（1）该电能表示数为 1469.5 kW•h。
（2）小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220V 10W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器，将该节能灯接入220V的测量电路，设计了以下三种测量方案：
方案一：测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t1；
方案二：测量出1min时间内电能表转盘转过的圈数n；
方案三：测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
①若使用方案二，小明计算额定功率的关系式应该为：P＝ 30n （单位：W）。（用数字和n表示）
②比较三种方案，最可行的是方案 三 。
【答案】（1）1469.5；（2）①30n；②三。
【解答】解：（1）电能表单位是kW•h，最后一位是小数位，由图知电能表的示数是1469.5kW•h；
（2）①方案二：2000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转2000转，
则节能灯1min消耗的电能：W＝kW•h，
节能灯的实际电功率：
P＝＝＝0.03nkW＝30nW；
②节能灯的功率：P＝10W＝0.01kW，
电能表转盘转一圈消耗的电能为：
W＝kW•h，
节能灯需要工作的时间：
t＝＝＝0.05h＝180s；
由以上分析可知：
方案一：因节能灯功率较小，根据t＝可知，测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t较长，不易操作；
方案二：因节能灯功率较小，节能灯工作1min电能表转动不到一圈，无法测量；
方案三：电能表转盘转动1圈消耗的电能可供节能灯工作180s，比较容易测量。
比较可知，方案三容易操作，实验误差较小，最可行。
故答案为：（1）1469.5；（2）①30n；②三。
9．（2022•白云区一模）如图1所示，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）：
（1）连接电路时，开关应 断开 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）连完电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最 左 端（选填“左”或“右”），闭合开关后，发现小灯泡不亮、电流表和电压表指针偏转小，小明认为此时小灯泡灯丝烧断，他判断是否正确？ 不正确 ，依据是 若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数 。
（3）故障排除后，某次测量中电压表示数为2V，为测量小灯泡额定功率，应向 右 移动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），使电压表的示数为 2.5 V，此时电流表的示数如图2所示，则小灯泡的额定功率是 0.6 W。
（4）根据测出的数据，画出了小灯泡的电流与电压变化的关系图像，所图3所示，发现图线是弯曲的，其主要原因是 灯丝的电阻随温度的升高而变大 。
（5）若把小灯泡换成一个定值电阻，能进行哪项实验： C （选填序号，答案不唯一）。
A.探究电流与电阻关系 B.测量定值电阻阻值 C.探究电流与电压关系
【答案】（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）C。
【解答】解：（1）连接电路时，开关应断开；
（2）连接好电路后，为保护电路，应先把滑动变阻器的滑片置于阻值大处的最左端；
小明的判断不正确，因为小灯泡和电流表串联，若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；
（3）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2V，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，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压2.5V；
小灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡的额定电流为0.24A，额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）由图丁知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而变大，不是一个定值，故电流与电压不成正比，发现图线是弯曲的；
（5）AC、在该实验后把小灯泡换成一个定值电阻，电阻阻值不变，移动滑片可以改变电阻两端电压，用电流表测出不同电压下的电流，该实验可以探究电流与电压的关系，还可以测量电阻，故AB不符合题意；
B、要探究电流与电阻的关系，需要控制电压不变，改变电阻，而定值电阻不能完成任务，故C符合题意。
故答案为：（1）断开；（2）左；不正确；若小灯泡烧断，由串联电路的特点，电流表也没有示数；（3）右；2.5；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而变大；（5）C。
10．（2022•成都模拟）小红利用如图甲所示的电路来测量标有“2.5V”的小灯泡的电功率。正确连接好电路，闭合开关后移动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡两端电压为 2.3 V，在此基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向 右 移动。
【答案】2.3；右。
【解答】解：灯在额定电压下正常发光，图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.3V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V。
故答案为：2.3；右。
三、实验探究题。
11．（2022•亭湖区校级二模）小涵同学按照图甲所示的电路图测量小灯泡在不同电压下的电功率。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R1“20Ω 1A”、R2“50Ω 1A”、R3“100Ω 0.2A”、电流表、电压表等。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实物连接成完整电路，要求：滑片向右移动时，灯泡亮度变亮（导线不许交叉）；闭合开关前，小涵同学发现电流表指针如图所示，其原因是 电流表指针没有调零 。
（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，则可能的故障是 小灯泡断路 。
（3）排除故障后，小涵继续实验。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 B （选填“A”或“B”）端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，小灯泡的额定功率为 1.25 W。
（4）小涵陆续测量出了灯泡在不同电压下对应的电流，并把测得的数据填写在下表中。由于疏忽表格中项目不完整，请你帮小涵同学将所缺项目补全。
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.5
0.9
1.3
1.7
2.1
2.5
电流I/A
0.16
0.18
0.22
0.24
0.26
0.3
实际功率P/W
0.08
0.162
0.286
0.408
0.546
/
亮度
不亮
不亮
很暗
较暗
亮
较亮
根据表中数据可知，小涵选择的滑动变阻器是 R2 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。同组的三名同学根据表格中的数据描绘出小灯泡中的电流随它两端电压变化的图像如图丙所示，其中正确的是 ③ （选填“①”、“②”或“③”）。
【答案】（1）见解答图；电流表指针没有调零；（2）小灯泡断路；（3）B；1.25；（4）实际功率P/W；R2；③。
【解答】解：（1）滑片向右移动时，灯泡亮度变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，故变阻器应选右下接线柱与灯泡串联在电路中，如下图所示：
；
闭合开关前，小涵同学发现电流表指针如图乙所示，电流表指针没有指在零刻度线上，故在使用电流表前，应将电流表指针调零；
（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，说明电路可能断路，电压表指针偏转到最右端，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，即可能的故障是小灯泡断路；
（3）闭合开关，移动滑片，电压表示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若要灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故应向B端移动滑片，当小灯泡正常发光时，电流表示数为0.5A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（4）本题“测量小灯泡在不同电压下的电功率”，因此需要计算出小灯泡的实际功率，故遗漏的物理量和单位为：实际功率P/W；
由表中数据可知，当灯泡两端的电压U1＝0.5V时，电路中的电流I1＝0.16A，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压：
U滑＝U﹣U1＝4.5V﹣0.5V＝4V，
由欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻：
R滑＝＝＝25Ω＞20Ω，由表中数据可知，电路中的电流大于0.2A，故小涵选择的滑动变阻器是R2“50Ω 1A”；
根据表中数据，第1次灯的电阻为：
R1＝＝≈3.1Ω，同理，第2、3次……6次的电阻分别为5Ω、5.9Ω……和8.3Ω，灯的电阻随温度的升高而变大；
图丙中②表示电流与电压成正比，即电阻为一定值，与②相比，相同电压下，通过灯的电流应变小，故其中正确的是③。
故答案为：（1）见解答图；电流表指针没有调零；（2）小灯泡断路；（3）B；1.25；（4）实际功率P/W；R2；③。
12．（2022•洛阳二模）测量小灯泡额定功率的实验中，所用器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为3V）、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器，开关各一只，导线若干。
（1）连接电路时，开关应该 断开 。
（2）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，要求：滑片P向右移时灯泡亮度变亮。
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，其原因是 电路中的电流过小 。
（4）若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为 0.3 A，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（5）若电流表损坏，为完成实验，小明找来了两个开关和一个定值电阻，设计了图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，小灯泡的额定电压为U额，请你帮他将下面的实验步骤填写完整：
①闭合开关S、S1断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 U﹣U额 ；
②保持滑动变阻器的滑片不动， 闭合开关S、S2断开S1 （填写S、S1、S2的通断情况），读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ U额• 。
【答案】（1）断开；（2）见解答图；（3）电路中的电流过小；（4）0.3；0.75；（5）①U﹣U额；②闭合开关S、S2断开S1；③U额•。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关应该断开；
（2）在测量小灯泡额定功率的实验中，电压表并联在灯泡两端，电流表与灯泡串联在电路中；变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中，滑片P向右移时灯泡亮度变亮，说明电路中电流变大，电阻变小，故变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）电路连接正确后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路中的电流过小；
（4）由图甲可知，电流表选用小量程；若小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.3A，小灯泡额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）实验步骤：
①闭合开关S、S1断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U﹣U额；
②保持滑动变阻器的滑片不动，闭合开关S、S2断开S1，读出电压表示数为U1；
③在步骤①中，灯泡、R0和滑动变阻器三者串联，此时电压表测定值电阻R0和滑动变阻器两端的总电压，根据串联电路电压的特点，电压表的示数为U′＝U﹣U额时，灯泡正常发光；
在步骤②中，灯泡、R0和滑动变阻器三者仍串联，电压表测定值电阻R0两端的电压；因此时电路连接方式不变，电阻和电流不变，灯泡仍正常发光，由于串联电路电流处处相等，则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小，根据欧姆定律可知，I＝I0＝，则灯泡额定功率的表达式为：
P额＝U额I＝U额•。
故答案为：（1）断开；（2）见解答图；（3）电路中的电流过小；（4）0.3；0.75；（5）①U﹣U额；②闭合开关S、S2断开S1；③U额•。
13．（2022•兴庆区校级二模）小钟同学研究白炽灯亮度与电功率的关系，她取了额定电压分别为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究。
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）小钟连接电路后闭合开关，灯L1发出较刺眼的光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的 CD （选填“AB”或“CD”）接线柱接入了电路。同时还观察到电流表指针偏转情况如图3所示，造成这种现象的原因是 电流表正负接线柱接反 。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了，小明敲了几下桌子，灯泡又熄灭了，出现这种故障的原因可能是 D 。（填选项字母）
A.开关短路 B.灯泡短路 C.电压表开路 D.灯泡接触不良
（4）排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数
电压U/V
电流I/A
实际功率P/W
电阻R/Ω
灯泡亮度
1
1.6
0.20
0.32
8.00
暗
2
2.2
0.22
0.48
较亮
3
2.5
0.24
10.42
亮
请将上表空缺处的数据补充完整，电阻 10 Ω；实际功率 1.71 W。
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变 电压 表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；分析以上实验数据与现象，可以得出小灯泡的亮暗取决于 小灯泡的实际功率 ， 小灯泡的实际功率 越大，则灯泡越亮。
（6）也有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”。他的说法是 错误 （选填“正确”或“错误”），原因 灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义 。
【答案】（1）如上图；（2）CD；电流表正负接线柱接反；（3）D；（4）10；1.71；（5）电压；小灯泡的实际功率；小灯泡的实际功率；（6）错误；灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义。
【解答】解：（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱用导线相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱用导线相连，如下图所示：
；
（2）灯L1很亮，说明电路是通路，但是电流太大，移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太小，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器上面两个CD接线柱被导线接入电路了；
电流表反偏，说明它的正负接线柱接反了；
（3）灯泡有时候发光，有时候不发光，说明灯泡没有损坏，是接触不良，故D符合题意，故选：D；
（4）由表中第2组实验数据可知，此时灯泡电阻：
R＝＝＝10Ω
由表中第三组实验数据可知：灯泡实际功率P＝UI＝2.5V×0.24A＝1.71W
（5）L1的额定功率为2.5V，电压表选择0～3V量程；L2的额定功率为 3.8V，电压表选择0～15V量程；所以L2替换L1，同时更换电压表量程；
由表格数据知电压表示数增大、电流表示数增大，根据P＝UI知小灯泡的实际功率也增大，小灯泡变亮，由此可知小灯泡的亮暗程度与灯泡的实际功率有关。
（6）灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义。
故答案为：（1）如上图；（2）CD；电流表正负接线柱接反；（3）D；（4）10；1.71；（5）电压；小灯泡的实际功率；小灯泡的实际功率；（6）错误；灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义。
四、计算题。
14．（2022•钟山县模拟）某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示，电热锅额定电压为220V，R1和R2均为发热电阻，R1的阻值为80Ω，R2阻值为404Ω，接通电源电热锅处于“大火”加热状态；当锅内温度达到100℃时，电热锅处于“小火”炖煮状态。
（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流多大？
（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率多大？
【解答】解：（1）两开关均闭合时，电路为R1的简单电路，总电阻较小，电源电压不变，根据P＝可知总功率较大，电热锅处于“大火”加热状态时，根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝2.75A；
（2）只闭合S1时，两电阻串联，总电阻较大，电源电压不变，根据P＝可知总功率较小，电热锅处于“小火”炖煮状态，故电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率P＝＝＝100W。
答：（1）电热锅在额定电压下，处于“大火”加热状态时，电路中的电流为2.75A；
（2）电热锅在额定电压下，处于“小火”炖煮状态时，电功率为100W。
15．（2022•浦北县二模）如图甲是某家用多功能电炖锅，深受消费者认可和青睐。它有三段温控功能：高温炖、中温煮和低温熬，图乙是它的简化电路图，如表是该电炖锅的部分参数。求：
（1）正常工作时中温挡1min内消耗的电能；
（2）电阻R1的阻值；
（3）低温挡的额定功率。
额定电压
电炖锅挡位
额定功率/W
220V
低温
中温
400
高温
800
【解答】解：（1）由P＝可知，正常工作时中温挡1min内消耗的电能：
W中＝P中t＝400W×1×60s＝2.4×104J；
（2）当S1闭合，S2拨到B时，R1、R2并联；当S1断开，S2拨到A时，R1、R2串联；当S1闭合，S2拨到A时，电路为R1的简单电路；
因为并联电路的总电阻小于各支路的电阻，串联电路中的总电阻大于各串联导体的电阻，所以由P＝UI＝可知，R1、R2并联时，电路中的电阻最小，电功率最大，电炖锅为高温挡；R1、R2串联时，电路中的电阻最大，电功率最小，电炖锅为低温挡；电路为R1的简单电路时，电炖锅为中温挡；
由P＝UI＝可知，中温挡电路中的电阻：R中＝＝＝121Ω，
即电阻R1的阻值：R1＝121Ω；
（3）由并联电路的特点可知，高温挡和中温挡时R1两端的电压都等于电源电压220V，由P＝UI＝可知，高温挡时R1消耗的的电功率与中温挡时R1消耗的的电功率相等，即高温挡时R1消耗的的电功率：P1＝P中＝400W，
因此高温挡时R2消耗的的电功率：P2＝P高﹣P1＝800W﹣400W＝400W，
由P＝UI＝可知，R2的阻值：R2＝＝＝121Ω，
由串联电路的电阻特点可知，低温挡的额度功率：P低＝＝＝200W。
答：（1）正常工作时中温挡1min内消耗的电能为2.4×104J；
（2）电阻R1的阻值为121Ω；
（3）低温挡的额度功率为200W。
16．（2022•营口一模）如图所示的电路，电源电压恒为12V，定值电阻R1＝20Ω，R2＝30Ω。求：
（1）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能；
（3）电路的最小功率。
【解答】解：（1）当开关S2断开，S1、S3闭合时，电阻R1和R2并联接入电路，电流表测量干路中的电流，
所以电阻R1两端的电压等于电阻R2两端的电压等于电源电压，即U1＝U2＝U＝12V，
通过R1的电流为：
I1＝＝＝0.6A，
通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.4A，
干路中的电流为：
I＝I1+I2＝0.6A+0.4A＝1A，所以电流表的示数为1A；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，电路中只有电阻R2工作，
通电5min电路消耗的电能为：
W＝t＝×5×60s＝1440J；
（3）当开关S1、S3断开，S2闭合时，电阻R1和R2串联接入电路，电路中的总电阻最大，由P＝知电路的总功率最小，
最小功率为：
P＝＝＝2.88W。
答：（1）开关S2断开，S1、S3闭合时，电流表的示数为1A；
（2）开关S3断开，S1、S2闭合时，通电5min电路消耗的电能为1440J；
（3）电路的最小功率为2.88W。
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