人教版九年级物理全一册同步考点专题训练18.3测量小灯泡的电功率(原卷版+解析)

这是一份人教版九年级物理全一册同步考点专题训练18.3测量小灯泡的电功率(原卷版+解析)，共62页。



典例分析＋变式训练
考点1 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1】（2021秋•鹿邑县期末）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．①②B．③④C．①④D．②③④
【典例2】（2020秋•定海区校级月考）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 。

【典例3】（2022•道外区一模）有一个阻值未知的定值电阻Rx（阻值6Ω～10Ω）和一个标有“0.3A”字样的小灯泡（阻值约为10Ω），要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
（1）图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正（所画的导线不能交叉）。
②改正电路后，正确操作，当电压表示数为1.8V时，电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为 Ω。
（2）小涵利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电源电压恒为5V，滑动变阻器规格是“20Ω 2A”请在空白处填上适当内容。
①断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器，直到 。
②断开S1，小涵在M、N间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务。以下有两个元件：
a.5Ω的定值电阻；
b.规格是“0～999.9Ω”的电阻箱R。
请任选择两个元件中的一个，写出操作过程，测出小灯泡的额定功率。


。（如需要可写出计算的思路）
【典例4】（2022•江阳区模拟）张华利用如图甲所示装置，在ab之间接入不同元件，完成了多个电学实验，他实验所使用的是电压为6V的恒压电源。
（1）如图甲所示，他每次实验时，闭合开关S前，要将滑动变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端。
（2）他在ab之间接入一只标有“4V”字样的小灯泡，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）。排除故障后移动滑片P，测得4组数据并在坐标纸上描点，如图乙所示，由图可知，小灯泡的额定功率为 W， 也要影响电阻大小。
（3）他将一只内部为纯电阻的黑箱接在ab之间，多次实验得出图丙的图像，由此可知黑箱的“等效电阻”为 Ω。
（4）他在ab之间又接入一只电阻箱，通过实验收集的数据描绘出如图丁的图像，由此可初步得出的结论是： 。
【变式训练1】（2021•荆门）在探究“电功率与电阻关系”时，实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中A灯泡比B灯泡亮
B．图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
C．图乙中A灯泡比B灯泡亮
D．图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
【变式训练2】（2020秋•海淀区校级月考）小明探究“电压一定时，电阻的电功率与电阻阻值的反比关系”，他设计的实验电路如图所示。
（1）请将他的实验步骤补充完整。
①按照电路图连接电路，连接过程中保持开关断开，并将滑动变阻器滑片调至阻值最大位置；
②将电阻箱阻值调制某一合适数值，闭合开关，调节滑动变阻器至合适阻值，读出此时电流表示数I，读出此时电压表示数U，并将电阻箱阻值R、电压表示数U和电流表示数I记录入数据表格；
③断开开关， ，读出时电流表示数I，并将电阻箱阻值R、电压表示数U和电流表示数I记录入数据表格；
④仿照步骤③再做4次，利用公式P＝UI计算出每一次测量的电功率，整理仪器，分析数据，得出结论。
（2）请设计出一个步骤③中需要的实验数据记录表格。
（3）利用此实验电路图还可以完成的实验有： 。（写出一个即可）

【变式训练3】（2021•齐齐哈尔）小君在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。
（1）请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时电流表示数变小；导线不交叉）。
（2）在连接电路时，开关必须 ；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
（4）排除故障后，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为 Ω，定值电阻的电功率为 W。
（5）完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②闭合开关 ，断开开关 （填写S、S1、S2），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
【变式训练4】（2022•梁山县校级模拟）小明同学利用“伏安法”进行实验。小灯泡额定电压为3.8V，电源电压保持9V不变，滑动变阻器规格为“40Ω1A”。
（1）如图甲是某同学连接的实物电路图。请只改动一条导线使电路连接正确，在错误处画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确（注意不能与其它导线交叉）；
（2）改正错误后，调节滑动变阻器滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的电阻为 （保留一位小数），小灯泡的额定功率为 W。
（3）小明又找来R1＝10Ω、R2＝20Ω、R3＝30Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U0＝4V，接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）移动。
（4）实验结束后，小明还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致，但是发现电源意外损坏了，于是他找来另一个未知电压的电源（电压恒定不变），并设计了如图丙所示的电路，请你将他的实验步骤补充完整（已知定值电阻的阻值为R0）。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合开关，记录此时电流表示数为I1；
②再将滑动变阻器滑片P移到 ，记录此时电流表示数为I2；
③滑动变阻器的最大阻值R滑动＝ （用测出的物理量和已知量的字母表示）。
【变式训练5】（2022•舟山模拟）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率的变化规律。图中电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻的电功率。数据如表。

（1）完成第3次实验后接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向
（选填“左”或“右”）移动到适当位置。
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是 。
A.定值电阻的电功率与电流成正比 B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压。小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 W。
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P﹣I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA′的含义是 。
考点2 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 \* GB3 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
【典例5】（2021•郫都区校级模拟）在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。
分析实验记录，她得出了以下结论
①小灯泡的额定功率为0.625W
②小灯泡的实际功率越大，亮度越亮
③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时，能正常发光。
其中正确的是（ ）
A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确
【典例6】（2021秋•合肥期末）“探究小灯泡电功率”的实验电路图如图甲，实验中选用“2.5V”的小灯泡，滑动变阻器滑片向左移动时，电压表示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；实验得到小灯泡的U﹣I图象如图乙，则小灯泡的额定功率是 W。

【典例7】（2022•虞城县二模）某实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验，待测小灯泡标有“2.5V”字样，电源电压为6V，图甲为他们连接的部分电路。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；
（2）本实验的实验原理是 （写出公式）；
（3）实验室提供有“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，他们选用的是 （选填“A”或“B”）；
（4）当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是 。
（5）当电压表的示数如图丙所示时，电路中的电流为0.3A，此时小灯泡的实际功率为
W；
（6）为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器， ，读出并记录电流表的示数。
（7）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁所示，分析图像可知，当小灯泡两端电压增大时，小灯泡的实际功率 ，小灯泡的电阻 （两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【典例8】（2022•碑林区校级三模）测定“小灯泡电功率”的实验电路如图所示，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应位于 （选填“A”或“B”）端。
（2）小明同学闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡发光较暗，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）小明同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。
（4）由图丙发现小灯泡电阻是变化的，原因是 。
（5）小明做完测量小灯泡的电功率实验后想：灯泡从通电到正常发光是否需要时间？如果需要时间，则这段时间内灯泡实际电功率是怎样变化的？为研究这两个问题，小明在老师的指导下，用相机的高速连拍功能拍摄了建筑工地用的白炽灯泡点亮的过程如图丁所示（灯泡越来越亮），并同时用电流传感器测得通过灯泡的电流随时间变化状况如图戊所示，实验过程保持灯泡两端的电压220V恒定不变。由图中的信息可知，灯泡从通电到正常发光需要的时间为 s，这段时间内，灯泡的实际功率在不断 。由此小明认为白炽灯泡的亮度，不但跟灯泡的实际功率有关，还跟 有关。
【变式训练1】（2021秋•安居区期末）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
【变式训练2】（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。

【变式训练3】（2022春•东台市期中）在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，小灯泡的额定功率小于2W，设计的电路如图甲所示的电路。

（1）连接电路时开关应处于 （闭合/断开）状态。
（2）小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中，出现如乙图所示情形，差两根导线，一根是B与灯泡的 （左/右）接线柱相连，另一根是灯泡的左接线柱与电流表的
（0.6/3）接线柱相连。
（3）在实验中，若电压表示数为2V，为了使灯两端电压达到3.8V，必须将滑片向 （左/右）调节；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙，则灯泡的额定功率为 W。

（4）完成上述实验后，小明把小灯泡更换成定值电阻（如图丁），利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系：
实验时，小明先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，记下对应的电流；再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻，将滑动变阻器适当向 （左/右）移动，使电压表示数仍为2V；当小明再换接15Ω电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其可能的原因 （答出一种情况即可），请你在不增减器材的条件下帮小明解决这个问题，完成实验，你的方法是： ；
（5）测量结束后，应断开开关，先拆除 两端的导线，再拆除其他导线。
【变式训练4】（2022•香洲区校级开学）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。

（1）请将如图甲中电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮）
（2）连接电路时，开关处于 （选填“闭合”或“断开”）状态，并且应将滑片P置于 （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数始终为6V，则故障原因为 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器，电压表示数如图乙所示，读数为 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （填“左”或“右”）移动。
（4）调节滑动变阻器，得到多组数据，画出如图丙所示的I﹣U图象，从图象可算出小灯泡的额定功率为 W。
（5）小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验（电源电压不变，R阻值已知，小灯泡的额定电压为U额），请补充完整实验步骤：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额。
② ，读出此时电压表示数为U。
③则小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用U额、R、U表示）。
【变式训练5】（2022•社旗县一模）如图甲所示，物理兴趣小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。
（2）连好电路闭合开关后，灯泡不亮，检查电路发现电流表有示数、电压表无示数，若电路仅有一处故障，可能是 （选填字母序号）。
A.灯泡断路 B.灯泡短路 C.滑动变阻器断路
（3）故障排除后继续实验，当电压表示数为2.3V时，要使灯泡正常发光，应将变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）侧移动。当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W。
（4）同学们根据实验数据画出了灯泡的I﹣U的图像，如图丙所示，该图像不是一条直线，原因是 。
（5）某同学在做实验时，发现电流表坏了，将其拆掉后，又在实验室找到一个已知阻值为R0的电阻和两个开关，借助现有的实验器材，设计了如图丁所示电路，也测出了灯泡的额定功率。测量步骤如下：

①将开关S、S1闭合，S2断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ；
②将开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片 （选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”），记下此时电压表示数为U；
③灯泡的额定功率P额＝ （用U、U额和R0表示）。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021•永州模拟）在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（ ）
A．电流表的示数B．电压表的示数
C．灯泡的发光情况D．变阻器滑片的位置
2．（2022•无锡模拟）“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲，实验中选择“2.5V”小灯泡，实验中得到的U﹣I图象如图乙。下列说法不正确的是（ ）

A．调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
B．小灯泡的额定功率为0.75W，电阻为8.3Ω
C．实验中发现小灯泡无法调到额定电压，可能原因是电源电压与灯泡额定电压匹配
D．用图甲的电路，通过更换L的方法，能完成探究“电功率与电流的关系”
3．（2021•宝安区校级一模）一只汽车上的灯泡标有“12V、××W”，为了确定该灯泡的额定功率，下列最佳的方案是（ ）
A．接入12V电路，使之正常发光，再去与有标记的灯泡比亮度判断
B．在实验室用干电池、电压表、电流表器材测出灯丝的电阻，再用公式P额＝U额2/RL来计算
C．接入12V电路，测出通过灯泡的电流，再用P额＝U额I额计算
D．直接与其它标有“12V”字样的灯泡从外观上比较确定
4．（2021秋•龙口市期末）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
5．（2021•广安模拟）研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（ ）

A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
6．（2022•长春模拟）“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示，实验中选择“2.5V”规格的小灯泡，由三节新干电池组成的电源，实验中得到的U﹣I图像如图乙。下列说法正确的是（ ）

A．电压表应选择0～15V的量程
B．实验中应将各组小灯泡的电功率求平均值
C．调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
D．可用该电路图探究电流与电压的关系
二、填空题。
7．（2021秋•溧阳市期末）小明用如图所示电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，按电路图连接好实物后进行如下操作，请帮他补充完整：
（1）只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电流表示数为0.3A；
（2）断开S1，闭合S2， ；
（3）上一步操作中电阻箱示数如图所示，为 Ω；
（4）小灯泡的额定功率P＝ W。
8．（2020•南岗区模拟）小明同学为了探究“电功率与电压的关系”，选取三节新干电池串联做电源，找来“”、“”两只小灯泡按照如图甲所示的电路开始了实验探究。实验中小明应记录的是 。实验结束后，小明选用了量程适当的电流表继续用原有器材探究“电功率与电流的关系”，实验电路如图乙所示，请你帮助小明指出实验器材选取上应该注意的事项： 。

9．（2021秋•南海区期末）小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。
现有如下器材：电源（电压为6V）、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器。
（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 。

（2）闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，测得多组数据，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），则小灯泡的额定功率为 W。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、实验探究题。
10．（2022•西吉县一模）小刚在实验室利用图甲所示（如图所示）的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（电源电压恒定）。实验步骤如下：
（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的 （选填“最左”或“最右”）端。
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，该图象不是直线的原因是 。
11．（2022春•章贡区校级月考）在测量小灯泡的电功率时，小明组正确连接如图甲所示的电路。闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于如图乙所示位置，排除故障后，闭合开关，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图像如图丙所示。请你解答：
（1）请用笔画线代替导线将小明组的电路连接完整，要求向右移动滑片时小灯泡变亮；
（2）小明组发生的故障可能是：接线柱 （选填图甲中的接线柱数字编号）间出现了 （选填“短路”或“断路”）；
（3）此实验的原理是 ，小明组所测小灯泡的额定功率是 W；
（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值，请设计一个记录数据的表格。
12．（2022春•海淀区期末）在探究“导体两端电压一定时，导体的电功率与其电阻是否成反比”的实验中，某实验小组的同学设计了如图所示的电路图。他们从实验室找到了符合要求的实验器材：一个电源，六个阻值不同且已知阻值的定值电阻，一块电压表，一块电流表，一个滑动变阻器，一个开关和若干导线。
（1）他们设计的主要实验步骤如下，请将实验步骤补充完整。
①断开开关，按照如图所示电路组装器材，将滑动变阻器调至接入电路的阻值最大；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，用电压表测量R两端的电压U，用电流表测量通过R的电流I，并将U、R、I记入表格；
③断开开关， ，闭合开关，调节滑动变阻器滑片使 ，用电流表测量通过R的电流I，并将U、R、I记入表格；
④重复步骤③4次，读出每次实验中的电压表示数U、电流表示数I，并将U、I及定值电阻的阻值R记入表格；
⑤利用公式 计算每次实验中定值电阻的电功率，并记入表格。
（2）请画出此实验数据记录表。

13．（2022•揭阳模拟）小灯泡的额定电压为2.5V．实验中常用电压表和电流表测量小灯泡的电功率，某同学按照如图（a）所示的电路图，将实物连接成如图（b）所示的实验电路。

（1）请指出图（b）中的连线错误，并将错误之处写在下面的横线上。
①
②
③
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是 。
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示
分析实验数据可知：
①灯泡的额定功率为 W。
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是 。
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 （填“0”、“1”、“2”或“8.9”）Ω。
14．（2022•渝中区校级模拟）如图甲所示，小蜀做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4.5V，小灯泡的螺旋套上标有“3.8V”字样，滑动变阻器的规格是“20Ω 0.5A”。
（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：向右移动滑片时，灯变亮，且导线不能交叉）
（2）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图乙所示，则他接下来的操作是 ；闭合开关后，灯泡不发光，电流表和电压表都有示数，导致这一现象可能的原因是 。
A.灯丝断路 B.滑动变阻器断路 C.灯丝短路 D.滑动变阻器阻值太大
（3）逐步移动滑片，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 移（选填“左”或“右”），直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（4）小蜀将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验（灯未被烧坏）并依据实验数据，描出灯泡的I﹣U图像（如图a），任取曲线的一点构成如图所示的矩形（如图b中阴影部分），则矩形曲面积表示的物理含义是 ；
A.小灯泡的功率 B.滑动阻器的功率 C.总功率

（5）在某次实验中，小蜀向右调节滑动变阻器，滑动变阻器的功率减小了ΔP1，灯泡的功率变化了ΔP2，则ΔP1 ΔP2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（6）同学们利用上述器材准备继续探究“电流与电阻的关系”，小巴同学只用电阻箱替换灯泡，其它不变，每次调节滑片P使电压表示数均为2V。在保证电路安全的前提下，为了完成实验，电阻箱接入电路的阻值范围为 Ω。
15．（2022•秦淮区一模）在“测量小灯泡的电功率”和“测量阻值5Ω左右的未知电阻Rx”的实验中，电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选，待测小灯泡标有“6V”字样。小华按图甲连接电路，再将电压表接入电路。
将实物图按照如图甲所示连好，按实验规范操作，应将滑动变阻器R1的滑片置于
（选填“A”或“B”）端；闭合开关S，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（2）排除故障后，小华闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表的序号1中。接着，先后将滑片P移到R1中间某处及另一端，将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表序号2、3中。
①序号2数据中，电压表示数如图乙所示，为 V；
②小华发现这样是无法测定小灯泡的额定功率的，于是将电源电压调至8V，但由于忘记调换电流表量程，导致电流表被烧坏。经思考，他又找来了一个滑动变阻器R2和两个开关，重新设计实验方案如图丙所示，操作如下：
a．将电源电压调至12V；b．将R1、R2滑片置于阻值最大处，闭合开关S、S1，断开S2，移动R2滑片，使电压表示数为 V时，小灯泡正常发光；c．保持R1、R2滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，此时电压表示数为5V；则小灯泡的额定功率为 W。
（3）测完小灯泡额定功率后，在保持丙图中电源电压不变的情况下，小华想测待测电阻Rx的阻值，他将滑动变阻器R2换成测待测电阻Rx接入电路，操作如下，请帮他把实验步骤填写完整：
a．闭合开关S、S1，断开S2， ；
b．闭合开关S、S2，断开S1， ；
c．Rx阻值的表达式为Rx＝ 。
实验次数
1
2
3
4
5
电流（A）
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
电压（V）
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率（W）
0.10
0.225
0.40
0.625
0.90
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
小灯泡两端的电压U/V
0.5
1.0
1.5
2
2.5
3
通过小灯泡的电流I/A
0.12
0.16
0.19
0.23
0.25
0.28
小灯泡的亮度
暗→亮
正常发光
过亮
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
明亮
亮
更明亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
3.0
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.30
0.24
0.22
0.19
0.16
0.05
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡功率P/W
1
1.6
0.30
/
2
0.42
/
3
4.0
0.53
/
18.3 测量小灯泡的电功率（解析版）
考点直击


典例分析＋变式训练
考点1 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1】（2021秋•鹿邑县期末）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．①②B．③④C．①④D．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2】（2020秋•定海区校级月考）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。
【典例3】（2022•道外区一模）有一个阻值未知的定值电阻Rx（阻值6Ω～10Ω）和一个标有“0.3A”字样的小灯泡（阻值约为10Ω），要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
（1）图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正（所画的导线不能交叉）。
②改正电路后，正确操作，当电压表示数为1.8V时，电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为 7.5 Ω。
（2）小涵利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电源电压恒为5V，滑动变阻器规格是“20Ω 2A”请在空白处填上适当内容。
①断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器，直到 电流表示数为0.3A 。
②断开S1，小涵在M、N间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务。以下有两个元件：
a.5Ω的定值电阻；
b.规格是“0～999.9Ω”的电阻箱R。
请任选择两个元件中的一个，写出操作过程，测出小灯泡的额定功率。 a.因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻（约10Ω），所以断开S1，在M、N间接入5Ω定值电阻，不调节变阻器，闭合S2，变阻箱R0阻值调大，使电流表示数等于0.3A，利用等效替代法，此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻，可通过P＝I2（ΔR0+5Ω）计算灯泡电功率；
b.断开S1，不调节变阻箱和变阻器，利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱R，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P＝I2R计算灯泡电功率 。（如需要可写出计算的思路）
【答案】（1）①如上图所示；②7.5；（2）①电流表示数为0.3A；②a.因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻（约10Ω），所以断开S1，在M、N间接入5Ω定值电阻，不调节变阻器，闭合S2，变阻箱R0阻值调大，使电流表示数等于0.3A，利用等效替代法，此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻，可通过P＝I2（ΔR0+5Ω）计算灯泡电功率；
b.断开S1，不调节变阻箱和变阻器，利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱R，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P＝I2R计算灯泡电功率。
【解答】解：（1）①原电路中，滑动变阻器、电流表和电压表这3个元件串联在一起，然后与待测电阻并联，这种接法是错误的，电流表应和待测电阻串联，电压表应和待测电阻并联，待测电阻和变阻器串联，电路图如下：
；
②当电压表示数为1.8V时，电流表的示数如图乙所示，由图甲可知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.24A，待测电阻为Rx＝＝＝7.5Ω；
（2）①断开S2，闭合S1，此时为串联电路，调节滑动变阻器，直到电流表示数为0.3A，此时灯泡正常发光。
②a.因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻（约10Ω），所以断开S1，在M、N间接入5Ω定值电阻，不调节变阻器，闭合S2，变阻箱R0阻值调大，使电流表示数等于0.3A，利用等效替代法，此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻，可通过P＝I2（ΔR0+5Ω）计算灯泡电功率；
b.断开S1，不调节变阻箱和变阻器，利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱R，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P＝I2R计算灯泡电功率。
故答案为：（1）①如上图所示；②7.5；（2）①电流表示数为0.3A；②a.因5Ω定值电阻的阻值小于灯泡正常工作的电阻（约10Ω），所以断开S1，在M、N间接入5Ω定值电阻，不调节变阻器，闭合S2，变阻箱R0阻值调大，使电流表示数等于0.3A，利用等效替代法，此时电阻箱R0增加的电阻值ΔR0与5Ω定值电阻的阻值之和等于灯泡正常工作时的电阻，可通过P＝I2（ΔR0+5Ω）计算灯泡电功率；
b.断开S1，不调节变阻箱和变阻器，利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱R，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P＝I2R计算灯泡电功率。
【典例4】（2022•江阳区模拟）张华利用如图甲所示装置，在ab之间接入不同元件，完成了多个电学实验，他实验所使用的是电压为6V的恒压电源。
（1）如图甲所示，他每次实验时，闭合开关S前，要将滑动变阻器的滑片置于 B （选填“A”或“B”）端。
（2）他在ab之间接入一只标有“4V”字样的小灯泡，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生了 短路 （选填“短路”或“断路”）。排除故障后移动滑片P，测得4组数据并在坐标纸上描点，如图乙所示，由图可知，小灯泡的额定功率为 1.6 W， 温度 也要影响电阻大小。
（3）他将一只内部为纯电阻的黑箱接在ab之间，多次实验得出图丙的图像，由此可知黑箱的“等效电阻”为 10 Ω。
（4）他在ab之间又接入一只电阻箱，通过实验收集的数据描绘出如图丁的图像，由此可初步得出的结论是： 导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 。
【答案】（1）B；（2）短路；1.6；温度；（3）10；（4）导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关S前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，即B端；
（2）他在ab之间接入一只标有“4V”字样的小灯泡，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的支路短路或电压表短路，故故障原因可能是小灯泡发生了短路；
当灯正常发光时，根据图像乙可知通过灯的电流为0.4A；
灯的额定功率为：
P额＝U额I额＝4V×0.4A＝1.6W；
当灯泡的实际功率越大，灯丝的温度越高，灯丝的电阻越大，故温度也要影响电阻大小；
（3）由图丙知黑箱“等效电阻”的电流与电压成正比，且等效电阻两端的电压为4V时，通过它的电流为0.4A，则黑箱的“等效电阻”为：
R＝＝＝10Ω；
（4）由图丙知，I﹣图像为过原点的直线，故得出导体两端的电压一定时，电流与电阻的倒数成正比，即导体两端电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比。
故答案为：（1）B；（2）短路；1.6；温度；（3）10；（4）导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【变式训练1】（2021•荆门）在探究“电功率与电阻关系”时，实验准备了阻值分别为5Ω、15Ω的A、B两个同一类型的灯泡。同学们按图甲、图乙设计了两个实验电路进行探究。不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中A灯泡比B灯泡亮
B．图甲中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
C．图乙中A灯泡比B灯泡亮
D．图乙中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，两个灯泡的亮度都变亮
【答案】C。
【解答】解：A、甲图中两灯串联，串联电路中电流相等，灯泡消耗的实际电功率P＝UI＝I2R，因为RA＜RB，所以PA＜PB，因此甲灯泡比乙灯泡暗，故A错误；
B、甲图中滑动变阻器滑片向左滑动过程中，滑动变阻器的接入电阻变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据P＝I2R可知，每个小灯泡消耗的电功率变小，两个灯泡的亮度都变暗，故B错误；
C、乙图中两灯并联，所以两灯泡两端的电压相等，灯泡消耗的实际电功率P＝UI＝，因为RA＜RB，所以PA＞PB，因此甲灯泡比乙灯泡亮，故C正确；
D、乙图中滑动变阻器接在干路上，当滑片向左滑动时，变阻器接入电阻变大，根据分压原理，变阻器两端分得的电压变大，两灯泡两端的电压变小，根据P＝可知，灯泡的实际电功率变小，两个灯泡亮度都变暗，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2020秋•海淀区校级月考）小明探究“电压一定时，电阻的电功率与电阻阻值的反比关系”，他设计的实验电路如图所示。
（1）请将他的实验步骤补充完整。
①按照电路图连接电路，连接过程中保持开关断开，并将滑动变阻器滑片调至阻值最大位置；
②将电阻箱阻值调制某一合适数值，闭合开关，调节滑动变阻器至合适阻值，读出此时电流表示数I，读出此时电压表示数U，并将电阻箱阻值R、电压表示数U和电流表示数I记录入数据表格；
③断开开关， 将电阻箱调至另一合适位置，闭合开关，调节滑动变阻器至某一阻值，使电压表示数仍为U ，读出时电流表示数I，并将电阻箱阻值R、电压表示数U和电流表示数I记录入数据表格；
④仿照步骤③再做4次，利用公式P＝UI计算出每一次测量的电功率，整理仪器，分析数据，得出结论。
（2）请设计出一个步骤③中需要的实验数据记录表格。
（3）利用此实验电路图还可以完成的实验有： 电流一定时，电阻的功率与电阻阻值正比的关系 。（写出一个即可）

【答案】（1）将电阻箱调至另一合适位置，闭合开关，调节滑动变阻器至某一阻值，使电压表示数仍为U
（2）表格设计如下：
（3）电流一定时，电阻的功率与电阻阻值正比的关系。
【解答】解：（1）探究“电压一定时，电阻的电功率与电阻阻值的反比关系”，需控制电压相同，改变电阻，所以：
步骤③断开开关，将电阻箱调至另一合适位置，闭合开关，调节滑动变阻器至某一阻值，使电压表示数仍为U，读出时电流表示数I，并将电阻箱阻值R、电压表示数U和电流表示数I记录入数据表格；
（2）步骤③中需要记录的实验数据有：实验次数、电阻阻值、电阻两端的电压值、流过电路的电流、电阻的功率，故表格设计如下：
（3）如图电路可以完成的实验有电流一定时，电阻的功率与电阻阻值正比的关系；测量电阻的功率等。
故答案为：（1）将电阻箱调至另一合适位置，闭合开关，调节滑动变阻器至某一阻值，使电压表示数仍为U
（2）表格设计如下：
（3）电流一定时，电阻的功率与电阻阻值正比的关系。
【变式训练3】（2021•齐齐哈尔）小君在做“测量定值电阻Rx的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻Rx、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。
（1）请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时电流表示数变小；导线不交叉）。
（2）在连接电路时，开关必须 断开 ；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于 B 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是 B 。
A.滑动变阻器断路 B.定值电阻断路 C.定值电阻短路
（4）排除故障后，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为 8 Ω，定值电阻的电功率为 0.72 W。
（5）完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（U＞U额），请你完成下面的实验步骤。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 U﹣U额 ；
②闭合开关 S、S2 ，断开开关 S1 （填写S、S1、S2），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③小灯泡额定功率的表达式为P额＝ U额 。
【答案】（1）；（2）断开；B；（3）B；
（4）8；0.72；（5）①U﹣U额；②S、S2；S1；③U额。
【解答】解：（1）向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小，说明滑动变阻器的滑片P在向右移动过程中接入电路的有效电阻在增大，故应接A端；如图所示：
（2）在连接电路时，开关必须断开；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应滑到阻值最大处，即B端；
（3）分析电路可知为串联电路，电压表测Rx两端电压，发现电流表始终无示数，则一定发生断路故障；同时电压表有示数，说明此时电压表与电源连通，测电源电压，电压表与电源两端连接的地方无故障，故障一定是Rx断路；
（4）电流表接“0～0.6A”量程，指针指在0.3A处，则电流为0.3A，电阻R＝＝＝8Ω；电功率P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W；
（5）①闭合开关S、S1，断开开关S2，灯L、R0、滑动变阻器R三者串联，此时电压表测R0和R串联的总电压，根据串联电路电压的特点，电压表的示数为U′＝U﹣U额；
②要测小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压U额，还需要测定小灯泡正常发光时的电流，根据串联电路电流处处相等的特点，可先测通过R0的电流，通过闭合开关 S、S2，断开开关S1，此时电压表测R0两端电压表示数为U1；
③则通过R0的电流为：I＝，由于串联电路电路处处相等，则通过灯的电流大小等于通过R0的电流大小，根据P额＝U额I＝U额得到小灯泡的额定功率。
故答案为：（1）；（2）断开；B；（3）B；
（4）8；0.72；（5）①U﹣U额；②S、S2；S1；③U额。
【变式训练4】（2022•梁山县校级模拟）小明同学利用“伏安法”进行实验。小灯泡额定电压为3.8V，电源电压保持9V不变，滑动变阻器规格为“40Ω1A”。
（1）如图甲是某同学连接的实物电路图。请只改动一条导线使电路连接正确，在错误处画“×”并用笔画线代替导线将电路连接正确（注意不能与其它导线交叉）；
（2）改正错误后，调节滑动变阻器滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像如图乙所示，则灯泡正常发光时的电阻为 12.7Ω （保留一位小数），小灯泡的额定功率为 1.14 W。
（3）小明又找来R1＝10Ω、R2＝20Ω、R3＝30Ω定值电阻想要继续探究“电流与电阻的关系”，只将10Ω的定值电阻代替小灯泡连入电路，调节滑动变阻器使定值电阻两端电压为U0＝4V，接下来断开开关，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，则闭合开关后，应将滑动变阻器的滑片向 A （选填“A”或“B”）移动。
（4）实验结束后，小明还想知道所用的滑动变阻器的最大值与铭牌标注是否一致，但是发现电源意外损坏了，于是他找来另一个未知电压的电源（电压恒定不变），并设计了如图丙所示的电路，请你将他的实验步骤补充完整（已知定值电阻的阻值为R0）。
①将滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合开关，记录此时电流表示数为I1；
②再将滑动变阻器滑片P移到 最左端 ，记录此时电流表示数为I2；
③滑动变阻器的最大阻值R滑动＝ •R0 （用测出的物理量和已知量的字母表示）。
【答案】（1）如图；（2）12.7；1.14；（3）A；（4）最左端；•R0。
【解答】解：
（1）由图甲可知，灯泡和滑动变阻器并联，电压表串联在电路测电源电压是错误的，正确的是灯与变阻器串联，电流表与灯串联，电压表与灯并联，如图所示：
；
（2）小灯泡额定电压为3.8V，从图乙可知小灯泡正常发光时的电流I额＝0.3A，由欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电阻为RL＝＝≈12.7Ω，小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（3）探究“电流与电阻的关系”，应保持定值电阻两端的电压不变，取下10Ω的定值电阻，换成20Ω的定值电阻，由串联分压规律可知，定值电阻分压变大，要保持定值电阻两端电压不变，由电路图知，应向A端移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器分压变大，从而使定值电阻分压减小，达到保持定值电阻两端电压不变的目的；
（4）①将滑动变阻器滑片P移到最右端，记录此时电流表示数为I1；
②将滑片P移动到最左端，记录此时电流表的示数为I2；
③在①中，R0短路，电路为变阻器最大电阻的简单电路，由欧姆定律，电源电压：
U＝I1R滑动﹣﹣﹣﹣①，
在②中，滑动变阻器的最大阻值与R0并联，电流表测并联电路的总电流；
因变阻器的电压始终等于电源电压，由欧姆定律，通过变阻器的电流大小不变，根据并联电路电流的规律可知，此时通过R0的电流为：I0＝I2﹣I1，由欧姆定律，R0的电压即电源电压：
U＝（I2﹣I1）R0﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
R滑动＝•R0。
故答案为：（1）如上图；（2）12.7；1.14；（3）A；（4）最左端；•R0。
【变式训练5】（2022•舟山模拟）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率的变化规律。图中电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻的电功率。数据如表。

（1）完成第3次实验后接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向 左 （选填“左”或“右”）移动到适当位置。
（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是 B 。
A.定值电阻的电功率与电流成正比 B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比
（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压。小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为 0.3 W。
（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P﹣I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA′的含义是 滑动变阻器的电功率 。
【答案】（1）左；（2）B；（3）0.3；（4）滑动变阻器的电功率。
【解答】解：（1）由表格中数据可知，在第3次实验中，R0两端的电压为2.0V，第4次实验中，R0两端的电压为2.5V，因为串联电路具有分压作用，完成第3次实验后，应增大R0两端的电压，所以应减小滑动变阻器分得的电压，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，所以滑片应向左移动到适当位置。
（2）由表中数据可知，第1次与第2次的电功率之比：＝＝，第1次和第2次电流的平方比：＝＝，因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比，B正确。
（3）当定值电阻两端的电压为1V，由串联电路的电压规律可知，滑动变阻器两端的电压为：U滑＝4V﹣1V＝3V，通过R0的电流为0.10A，由串联电路的电流规律可知，此时通过滑动变阻器的电流也为0.10A，所以此时滑动变阻器的功率为：P滑＝U滑I滑＝3V×0.10A＝0.3W。
（4）由题图乙可知，图中A点代表消耗的总功率，A'点代表的是定值电阻的功率，因为在串联电路中电路消耗的总功率等于各部分用电器消耗的电功之和，所以AA'代表的是滑动变阻器的电功率。
故答案为：（1）左；（2）B；（3）0.3；（4）滑动变阻器的电功率。
考点2 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 \* GB3 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
【典例5】（2021•郫都区校级模拟）在测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时。小红所观察和记录的结果如表所示。
分析实验记录，她得出了以下结论
①小灯泡的额定功率为0.625W
②小灯泡的实际功率越大，亮度越亮
③小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端时，能正常发光。
其中正确的是（ ）
A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确
【答案】D。
【解答】解：
①灯泡两端电压等于额定电压2.5V时正常发光，由表中数据知，此时通过灯泡的电流为0.25A，
所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W，故①正确；
②由表中数据知，灯泡两端电压越大，通过的电流也越大，由P＝UI可知，灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故②正确；
③由I＝可得，各次实验灯泡电阻分别为：R1＝＝≈4.17Ω，
R2＝＝＝6.25Ω，
R3＝＝≈7.89Ω，
R4＝＝≈8.70Ω，
R5＝＝＝10Ω，
R6＝＝≈10.71Ω，
所以小灯泡的电阻随两端的电压升高而增大，故③正确；
④小灯泡和阻值为2Ω的定值电阻串联接在电压为3V的电源两端，
由表中数据知，当灯泡电压2.5V，对应电流为0.25A，
此时定值电阻两端电压：UR＝IR＝0.25A×2Ω＝0.5V，
恰好满足电源电压：U＝UL+UR＝0.5V+2.5V＝3V，
所以灯泡能正常发光，故④正确。
故选：D。
【典例6】（2021秋•合肥期末）“探究小灯泡电功率”的实验电路图如图甲，实验中选用“2.5V”的小灯泡，滑动变阻器滑片向左移动时，电压表示数 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；实验得到小灯泡的U﹣I图象如图乙，则小灯泡的额定功率是 0.75 W。

【答案】变大；0.75。
【解答】解：如图甲，实验中选用“2.5V”的小灯泡，根据串联电路电压的特点可知，串联电路的各部分电路电压的分配跟电阻成正比，滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，所分配的电压减小，小灯泡的电压增大，电压表测量小灯泡的电压，电压表示数变大；
由图乙可知，小灯泡额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流是0.3A，
小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。
故答案为：变大；0.75。
【典例7】（2022•虞城县二模）某实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验，待测小灯泡标有“2.5V”字样，电源电压为6V，图甲为他们连接的部分电路。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；
（2）本实验的实验原理是 P＝UI （写出公式）；
（3）实验室提供有“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，他们选用的是 A （选填“A”或“B”）；
（4）当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是 电流表正负接线柱接反了 。
（5）当电压表的示数如图丙所示时，电路中的电流为0.3A，此时小灯泡的实际功率为 0.72 W；
（6）为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器， 使电压表示数为2.5V ，读出并记录电流表的示数。
（7）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁所示，分析图像可知，当小灯泡两端电压增大时，小灯泡的实际功率 增大 ，小灯泡的电阻 增大 （两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】（1）如上图所示；（2）P＝UI；（3）A；（4）电流表正负接线柱接反了；（5）0.72；（6）使电压表示数为2.5V；（7）增大；增大。
【解答】解：（1）由图丁可知，实验中电流最大电流为0.3A，故电流表应选小量程与电源串联；变阻器应上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）在测量小灯泡的电功率实验中，用电压表测灯泡两端的电压，用电流表测通过灯泡的电流，故测量小灯泡的电功率实验原理是P＝UI；
（3）由图丁可知，当小灯泡电压为2.5V时，其电流为0.3A；由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入的电阻：
R滑＝＝≈11.7Ω＞10Ω，故选滑动变阻器是A；
（4）当闭合开关时，由图乙可知，电流表指针向左偏转，说明电流表正负接线柱接反了；
（5）当电压表的示数如图丙所示时，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.4V，电路中的电流为0.3A，灯泡的实际功率为：
P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W；
（6）灯在额定电压下的功率为额定功率，要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，读出并记录电流表的示数；
（7）由小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁可知，当小灯泡两端电压增大时，通过灯泡的电流也增大，由P＝UI可知，小灯泡的实际功率增大；
由小灯泡的电流I与电压U的关系图像如图丁可知，小灯泡两端电压增大的快而通过灯泡的电流增大的慢，由R＝可知，小灯泡的电阻增大。
故答案为：（1）如上图所示；（2）P＝UI；（3）A；（4）电流表正负接线柱接反了；（5）0.72；（6）使电压表示数为2.5V；（7）增大；增大。
【典例8】（2022•碑林区校级三模）测定“小灯泡电功率”的实验电路如图所示，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片应位于 A （选填“A”或“B”）端。
（2）小明同学闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表示数如图乙所示，此时灯泡发光较暗，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动。
（3）小明同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W。
（4）由图丙发现小灯泡电阻是变化的，原因是 小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
（5）小明做完测量小灯泡的电功率实验后想：灯泡从通电到正常发光是否需要时间？如果需要时间，则这段时间内灯泡实际电功率是怎样变化的？为研究这两个问题，小明在老师的指导下，用相机的高速连拍功能拍摄了建筑工地用的白炽灯泡点亮的过程如图丁所示（灯泡越来越亮），并同时用电流传感器测得通过灯泡的电流随时间变化状况如图戊所示，实验过程保持灯泡两端的电压220V恒定不变。由图中的信息可知，灯泡从通电到正常发光需要的时间为 6×10﹣2 s，这段时间内，灯泡的实际功率在不断 减小 。由此小明认为白炽灯泡的亮度，不但跟灯泡的实际功率有关，还跟 温度 有关。
【答案】（1）A；（2）B；（3）0.5；（4）小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（5）6×10﹣2；减小；温度。
【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的A端；
（2）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1.7V，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B移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率是：P额＝U额I额＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）由图丙可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流也增大，但灯泡两端的电压增加比通过灯泡的电流增加的更快，由欧姆定律可知，小灯泡的电阻随电压增大而增大，由P＝UI可知，电压和电流都增大时，电功率增大，温度升高，说明小灯泡的电阻随温度的升高而增大；
（5）由图戊可得灯泡从通电到正常发光需要的时间是6×10﹣2s；
由图戊可知，灯泡从通电到正常发光的过程中，灯泡两端的电压U不变，通过灯泡的电流I减小，由P＝UI可知，灯泡的实际功率不断减小；
由（4）可知，灯泡的电阻随温度的升高而增大，因此白炽灯泡的亮度，不但跟灯泡的实际功率有关，还跟温度有关。
故答案为：（1）A；（2）B；（3）0.5；（4）小灯泡的电阻随温度的升高而增大；（5）6×10﹣2；减小；温度。
【变式训练1】（2021秋•安居区期末）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。
【变式训练2】（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。
【变式训练3】（2022春•东台市期中）在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，小灯泡的额定功率小于2W，设计的电路如图甲所示的电路。

（1）连接电路时开关应处于 断开 （闭合/断开）状态。
（2）小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中，出现如乙图所示情形，差两根导线，一根是B与灯泡的 右 （左/右）接线柱相连，另一根是灯泡的左接线柱与电流表的 0.6 （0.6/3）接线柱相连。
（3）在实验中，若电压表示数为2V，为了使灯两端电压达到3.8V，必须将滑片向 右 （左/右）调节；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙，则灯泡的额定功率为 1.52 W。

（4）完成上述实验后，小明把小灯泡更换成定值电阻（如图丁），利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系：
实验时，小明先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，记下对应的电流；再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻，将滑动变阻器适当向 左 （左/右）移动，使电压表示数仍为2V；当小明再换接15Ω电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其可能的原因 定值电阻两端控制的电压太低 （答出一种情况即可），请你在不增减器材的条件下帮小明解决这个问题，完成实验，你的方法是： 适当提高定值电阻两端控制的电压 ；
（5）测量结束后，应断开开关，先拆除 电源 两端的导线，再拆除其他导线。
【答案】（1）断开；（2）右；0.6；（3）右；1.52；（4）左；定值电阻两端控制的电压太低；适当提高定值电阻两端控制的电压；（5）电源。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时应断开开关；
（2）小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率小于2W，由P＝UI可知，小灯泡的额定电流：I＝＜≈0.53A＜0.6A，电流表应选0～0.6A的量程；
为了调节小灯泡两端的电压，滑动变阻器应与小灯泡串联，为了测量通过小灯泡的电流，电流表应与小灯泡串联；
小明在按照图甲所示的电路图连接实物过程中，出现如乙图所示情形，差两根导线，一根是B与灯泡的右接线柱相连，另一根是灯泡的左接线柱与电流表的“0.6”接线柱相连；
（3）电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V，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，由实物电路图可知，应向右移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为灯泡的额定电压3.8V；图丙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
（4）将5Ω的电阻换为10Ω后，根据串联电路的分压原理可知，电压表的示数变大，所以应增大滑动变阻器的阻值，用手将实物电路图中滑动变阻器的滑片向左滑动，眼睛看电压表使电压表的示数为2V，并读出电流表的示数；
换接15Ω电阻时，根据串联电路的分压原理可知，电压表的示数变大，为使电压表的示数不变，所需滑动变阻器的阻值更大，电压表的示数无法达到2V，可能是滑动变阻器的阻值太小或是定值电阻两端控制的电压太低或是电源电压太高造成的，在不改变电路和器材的前提下，针对这一问题，改进的方法是：适当提高定值电阻两端控制的电压；
（5）测量结束后，应断开开关，为防止电源短路，故先拆除电源两端的导线，再拆除其他导线。
故答案为：（1）断开；（2）右；0.6；（3）右；1.52；（4）左；定值电阻两端控制的电压太低；适当提高定值电阻两端控制的电压；（5）电源。
【变式训练4】（2022•香洲区校级开学）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。

（1）请将如图甲中电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮）
（2）连接电路时，开关处于 断开 （选填“闭合”或“断开”）状态，并且应将滑片P置于 A （选填“A”或“B”）端。闭合开关后，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数始终为6V，则故障原因为 小灯泡断路 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器，电压表示数如图乙所示，读数为 2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 右 （填“左”或“右”）移动。
（4）调节滑动变阻器，得到多组数据，画出如图丙所示的I﹣U图象，从图象可算出小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（5）小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验（电源电压不变，R阻值已知，小灯泡的额定电压为U额），请补充完整实验步骤：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额。
② 闭合开关S和S2，断开S1 ，读出此时电压表示数为U。
③则小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额× （用U额、R、U表示）。
【答案】（1）如上图所示；（2）断开；A；小灯泡断路；（3）2.2；右；（4）0.75；（5）②闭合开关S和S2，断开S1；③U额×。
【解答】解：（1）滑动变阻器滑片P向右移灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路时，开关处于断开状态，并且应将滑片P置于阻值最大处，即A端；闭合开关后，移动滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电路可能断路，电压表示数始终为6V，电压表与电源连通，则故障原因为小灯泡断路；
（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，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；
（4）根据如图丙所示的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.3A，从图象可算出小灯泡的额定功率为：
P＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）实验步骤：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额；
②闭合开关S和S2，断开S1，读出此时电压表示数为U；
③在①中，电压表测灯两端的电压，灯正常发光；
在②中，电压表测灯与定值电阻两端的电压，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，此时定值电阻的电压：
UR＝U﹣U额，
由欧姆定律可求出灯的额定电流：
I＝，
则小灯泡额定功率的表达式：
P额＝U额I＝U额×。
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；A；小灯泡断路；（3）2.2；右；（4）0.75；（5）②闭合开关S和S2，断开S1；③U额×。
【变式训练5】（2022•社旗县一模）如图甲所示，物理兴趣小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。
（2）连好电路闭合开关后，灯泡不亮，检查电路发现电流表有示数、电压表无示数，若电路仅有一处故障，可能是 B （选填字母序号）。
A.灯泡断路 B.灯泡短路 C.滑动变阻器断路
（3）故障排除后继续实验，当电压表示数为2.3V时，要使灯泡正常发光，应将变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）侧移动。当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）同学们根据实验数据画出了灯泡的I﹣U的图像，如图丙所示，该图像不是一条直线，原因是 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 。
（5）某同学在做实验时，发现电流表坏了，将其拆掉后，又在实验室找到一个已知阻值为R0的电阻和两个开关，借助现有的实验器材，设计了如图丁所示电路，也测出了灯泡的额定功率。测量步骤如下：

①将开关S、S1闭合，S2断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 U额 ；
②将开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片 保持不动 （选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”），记下此时电压表示数为U；
③灯泡的额定功率P额＝ U额× （用U、U额和R0表示）。
【答案】（1）如上图所示；（2）B；（3）右；0.75；（4）小灯泡的电阻随温度的变化而变化；（5）①U额；②保持不动；③U额×。
【解答】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程并联在灯泡的两端；变阻器上下各选一个接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）连好电路闭合开关后，灯泡不亮，检查电路发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的支路可能短路，即灯泡短路，故选B；
（3）小灯泡两端电压为2.3V，小于额定电压2.5V，要增大电压表示数，就要减小变阻器分得的电压，根据串联电路的分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻，所以要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向右滑动；
当灯泡正常发光时，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0.3A，灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）根据绘制的灯泡的I﹣U图像如图丙所示，该图像不是直线的原因是：小灯泡的电阻随温度的变化而变化；
（5）实验步骤：
①将开关S、S1闭合，S2断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U额；
②将开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片保持不动，记下此时电压表示数为U；
③在①中，灯泡与R0串联，电压表测灯泡两端的电压；移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压，灯泡正常发光；
在②中，灯泡与R0串联，电压表测灯泡和R0两端的电压；保持滑片不动，由于电路中电阻没有发生变化，此时灯泡仍正常发光，电压表的示数为U；
根据串联电路电压规律可知，定值电阻两端的电压为：
U0＝U﹣U额，
电路中的电流为：
I＝＝；
则灯泡额定功率的表达式为P额＝U额I＝U额×。
故答案为：（1）如上图所示；（2）B；（3）右；0.75；（4）小灯泡的电阻随温度的变化而变化；（5）①U额；②保持不动；③U额×。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021•永州模拟）在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（ ）
A．电流表的示数B．电压表的示数
C．灯泡的发光情况D．变阻器滑片的位置
【答案】B。
【解答】解：在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表的示数，使电压表的示数等于额定电压，这样测出的功率等于灯泡的额定电功率。
故选：B。
2．（2022•无锡模拟）“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲，实验中选择“2.5V”小灯泡，实验中得到的U﹣I图象如图乙。下列说法不正确的是（ ）

A．调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
B．小灯泡的额定功率为0.75W，电阻为8.3Ω
C．实验中发现小灯泡无法调到额定电压，可能原因是电源电压与灯泡额定电压匹配
D．用图甲的电路，通过更换L的方法，能完成探究“电功率与电流的关系”
【答案】C。
【解答】解：A、调节滑片，变阻器连入电路的阻值发生变化，这样灯泡两端电压和电流都会发生变化，由P＝UI知，其实际功率发生变化，所以灯泡亮度会发生改变，故A正确；
B、由图象知，灯泡电压等于额定电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
由欧姆定律可得灯泡电阻：R＝＝≈8.3Ω．故B正确；
C、实验中，移动滑片调节灯泡两端电压，但都无法使灯泡两端电压调到额定电压2.5V，可能是电源电压低于灯泡的额定电压的原因，故C错误；
D、由P＝UI知，电功率与电压和电流有关，所以探究“电功率与电流的关系”所以可换用不同灯泡且保持电压不变，测量电流再计算出电功率，从而得到电功率与电流的关系，故意D正确。
故选：C。
3．（2021•宝安区校级一模）一只汽车上的灯泡标有“12V、××W”，为了确定该灯泡的额定功率，下列最佳的方案是（ ）
A．接入12V电路，使之正常发光，再去与有标记的灯泡比亮度判断
B．在实验室用干电池、电压表、电流表器材测出灯丝的电阻，再用公式P额＝U额2/RL来计算
C．接入12V电路，测出通过灯泡的电流，再用P额＝U额I额计算
D．直接与其它标有“12V”字样的灯泡从外观上比较确定
【答案】C。
【解答】解：
AD、用肉眼判断亮度的强弱，从外观上比较灯泡的规格，误差较大，都不是最佳方案。
B、因为灯丝的电阻与温度有关，所以，在实验室用伏安法测出灯丝的电阻与灯泡正常发光时的电阻不同，算出的功率也不是灯泡正常发光时的额定功率，本方案不是最佳方案。
C、将灯泡接入12V的电路中，测出通过灯泡的电流，再用电功率公式求出其功率，即为灯泡的额定功率，是最佳方案。
故选：C。
4．（2021秋•龙口市期末）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。
5．（2021•广安模拟）研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（ ）

A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
【答案】B。
【解答】解：A、从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；
B、两个灯泡亮度不同，间接反映电功率大小，但是由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以不能得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论，故B错误；
C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大。故C正确；
D、两灯泡串联，流过它们的电流相同，LI、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确。
故选：B。
6．（2022•长春模拟）“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示，实验中选择“2.5V”规格的小灯泡，由三节新干电池组成的电源，实验中得到的U﹣I图像如图乙。下列说法正确的是（ ）

A．电压表应选择0～15V的量程
B．实验中应将各组小灯泡的电功率求平均值
C．调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
D．可用该电路图探究电流与电压的关系
【答案】C。
【解答】解：A、由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程，故A错误；
B、不同电压下小灯泡的功率不同并不是实验误差，而是小灯泡电阻发生了变化，所以实验中不能将各组小灯泡的电功率求平均值，故B错误；
C、调节滑片，变阻器连入电路的阻值发生变化，这样灯泡两端电压和电流都会发生变化，由P＝UI知，其实际功率发生变化，所以灯泡亮度会发生改变，故C正确；
D、由控制变量法知，在探究电流与电压的关系，需要控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而变大，所以不能用该电路图探究电流与电压的关系，故D错误。
故选：C。
二、填空题。
7．（2021秋•溧阳市期末）小明用如图所示电路测量额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率，按电路图连接好实物后进行如下操作，请帮他补充完整：
（1）只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电流表示数为0.3A；
（2）断开S1，闭合S2， 滑片不动，调节电阻，使电流表示数为0.3A ；
（3）上一步操作中电阻箱示数如图所示，为 12 Ω；
（4）小灯泡的额定功率P＝ 1.08 W。
【答案】（2）滑片不动，调节电阻，使电流表示数为0.3 A；（3）12；（4）1.08。
【解答】解：
（1）只闭合开关S1，移动变阻器的滑片P，使电流表示数为0.3A，即使灯泡正常发光；
（2）断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.3A时，
（3）读出电阻箱连入电路中的电阻为R＝0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+2×1Ω＝12Ω；当小灯泡或电阻箱单独接入电路中时，若电流表示数均为0.3A，则小灯泡正常发光时的电阻与电阻箱接入电路中时的电阻值相等，大小为12Ω；
（3）小灯泡的功率为：P＝I2R＝（0.3A）2×12Ω＝1.08W。
故答案为：（2）滑片不动，调节电阻，使电流表示数为0.3 A；（3）12；（4）1.08。
8．（2020•南岗区模拟）小明同学为了探究“电功率与电压的关系”，选取三节新干电池串联做电源，找来“”、“”两只小灯泡按照如图甲所示的电路开始了实验探究。实验中小明应记录的是 两次电压表示数和对应的灯泡的发光情况 。实验结束后，小明选用了量程适当的电流表继续用原有器材探究“电功率与电流的关系”，实验电路如图乙所示，请你帮助小明指出实验器材选取上应该注意的事项： 选用两节干电池串联做电源 。

【答案】两次电压表示数和对应的灯泡的发光情况；选用两节干电池串联做电源。
【解答】解：（1）电功率与电压和电流有关，探究电功率与电压关系时应控制两灯的电流相等，
图甲中，串联的两灯电流相等，可以通过比较灯泡两端电压的大小比较灯泡的功率大小，所以应记录两次电压表的示数，
而灯泡的实际功率越大时越亮，所以还应观察两灯的发光情况；
（2）探究电功率与电流的关系时，应控制电压相等，
图乙中，并联的两灯电压相等，可以通过比较通过两灯的电流比较灯泡的功率大小，
使用原有的器材进行探究，电源电压为4.5V，超过两灯的额定电压比较多，这样易烧坏灯泡，所以实验时选用两节干电池串联做电源进行实验。
故答案为：两次电压表示数和对应的灯泡的发光情况；选用两节干电池串联做电源。
9．（2021秋•南海区期末）小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。
现有如下器材：电源（电压为6V）、电流表、电压表、开关各一个、导线若干、滑动变阻器。
（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是 应先对电流表调零 。

（2）闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，测得多组数据，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），则小灯泡的额定功率为 0.625 W。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 变大 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）应先对电流表调零；（2）0.625；变大。
【解答】解：
（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针没有指在零刻度线上，所以接下来的操作：应先对电流表调零；
（2）由图像知，在额定电压下（2.5V时），通过灯泡的电流为I＝0.25A，所以灯泡的额定功率：P额＝U额I＝2.5V×0.25A＝0.625W；
在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电流也增大，根据P＝UI知小灯泡的亮度增大，灯丝的温度升高，电阻变大，所以电压表与电流表的示数之比变大。
故答案为：（1）应先对电流表调零；（2）0.625；变大。
三、实验探究题。
10．（2022•西吉县一模）小刚在实验室利用图甲所示（如图所示）的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（电源电压恒定）。实验步骤如下：
（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的 最左 （选填“最左”或“最右”）端。
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡 短路 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为 0.24 A，小灯泡的额定功率为 0.6 W。
（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，该图象不是直线的原因是 灯丝的电阻随温度的升高而增大 。
【答案】（1）最左；（2）短路；（3）右；0.24；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】解：（1）为了保护电路，开关闭合前，应将滑片移到变阻器的阻值最大处，即最左端；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路是通路，电压表没有示数，说明电压表并联的支路短路，故故障的原因可能是小灯泡短路；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，小于灯泡额定电压2.5V，故应增大灯泡两端电压，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，故此时应将变阻器的滑片向右滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止；
由图丙可知，电流表应选小量程，此时电流表的示数如图乙所示，分度值为0.02A，其示数为0.24A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以I﹣U图象不是直线。
故答案为：（1）最左；（2）短路；（3）右；0.24；0.6；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
11．（2022春•章贡区校级月考）在测量小灯泡的电功率时，小明组正确连接如图甲所示的电路。闭合开关后，发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于如图乙所示位置，排除故障后，闭合开关，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图像如图丙所示。请你解答：
（1）请用笔画线代替导线将小明组的电路连接完整，要求向右移动滑片时小灯泡变亮；
（2）小明组发生的故障可能是：接线柱 ③⑦⑥ （选填图甲中的接线柱数字编号）间出现了 断路 （选填“短路”或“断路”）；
（3）此实验的原理是 P＝UI ，小明组所测小灯泡的额定功率是 0.75 W；
（4）利用上述电路，用定值电阻替换小灯泡，测量该定值电阻的阻值，请设计一个记录数据的表格。
【答案】（1）如上图所示；（2）③⑦⑥；断路；（3）P＝UI；0.75；（4）如上表所示。
【解答】解：（1）滑动变阻器向右移动滑片时灯泡变亮，说明电路中的电流变大，滑动变阻器的阻值变小，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下图所示：
；
（2）由甲图知，电源由两节干电池串联组成，即电源电压为3V；
由图乙知，电流表示数为0，说明电路可能有断路发生，电压表示数为3V，等于电源电压，说明电压表到电源间是通路，所以故障可能是③⑦⑥间出现断路了；
（3）本实验通过伏安法测小灯泡的电功率，原理为P＝UI；
灯泡正常发光时的电压等于额定电压2.5V，由图象可知此时通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）测量定值电阻的阻值时，要记录导体两端的电压和通过导体的电流，根据R＝算出电阻阻值，为提高测量的准确程度，要多次测量取平均值，如下表所示：
故答案为：（1）如上图所示；（2）③⑦⑥；断路；（3）P＝UI；0.75；（4）如上表所示。
12．（2022春•海淀区期末）在探究“导体两端电压一定时，导体的电功率与其电阻是否成反比”的实验中，某实验小组的同学设计了如图所示的电路图。他们从实验室找到了符合要求的实验器材：一个电源，六个阻值不同且已知阻值的定值电阻，一块电压表，一块电流表，一个滑动变阻器，一个开关和若干导线。
（1）他们设计的主要实验步骤如下，请将实验步骤补充完整。
①断开开关，按照如图所示电路组装器材，将滑动变阻器调至接入电路的阻值最大；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，用电压表测量R两端的电压U，用电流表测量通过R的电流I，并将U、R、I记入表格；
③断开开关， 更换阻值不同的电阻R ，闭合开关，调节滑动变阻器滑片使 定值电阻两端的电压不变 ，用电流表测量通过R的电流I，并将U、R、I记入表格；
④重复步骤③4次，读出每次实验中的电压表示数U、电流表示数I，并将U、I及定值电阻的阻值R记入表格；
⑤利用公式 P＝UI 计算每次实验中定值电阻的电功率，并记入表格。
（2）请画出此实验数据记录表。

【答案】（1）③更换阻值不同的电阻R；定值电阻两端的电压不变；⑤P＝UI；（2）见上表。
【解答】解：（1）实验步骤：
①断开开关，按照如图所示电路组装器材，将滑动变阻器调至接入电路的阻值最大；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，用电压表测量R两端的电压U，用电流表测量通过R的电流I，并将U、R、I记入表格；
③断开开关，更换阻值不同的电阻R，闭合开关，调节滑动变阻器滑片使定值电阻两端的电压不变，用电流表测量通过R的电流I，并将U、R、I记入表格；
④重复步骤③4次，读出每次实验中的电压表示数U、电流表示数I，并将U、I及定值电阻的阻值R记入表格；
⑤利用公式P＝UI计算每次实验中定值电阻的电功率，并记入表格；
（2）数据记录表格：
故答案为：（1）③更换阻值不同的电阻R；定值电阻两端的电压不变；⑤P＝UI；（2）见上表。
13．（2022•揭阳模拟）小灯泡的额定电压为2.5V．实验中常用电压表和电流表测量小灯泡的电功率，某同学按照如图（a）所示的电路图，将实物连接成如图（b）所示的实验电路。

（1）请指出图（b）中的连线错误，并将错误之处写在下面的横线上。
① 滑动变阻器都接上面了
② 电压表量程选错了，因为电源是两节干电池，电压只有3V，所以电压表应该选择小量程0﹣3V
③ 电流表正负接线柱接反了
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是 小灯泡短路 。
（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如表所示
分析实验数据可知：
①灯泡的额定功率为 0.7 W。
②7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是 实际功率太小 。
③小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 1 （填“0”、“1”、“2”或“8.9”）Ω。
【答案】（1）滑动变阻器都接上面了；电压表量程选错了，因为电源是两节干电池，电压只有3V，所以电压表应该选择小量程0﹣3V；电流表正负接线柱接反了；（2）小灯泡短路；（3）0.7；实际功率太小；1。
【解答】解：（1）①电流表在使用时，电流应该从“+”接线柱流入，从“﹣”接线柱流出，图中显然接反了；
②电压表要并联在电路中，电压表量程选错了，因为电源是两节干电池，电压只有3V，所以电压表应该选择小量程0﹣3V；
③滑动变阻器应该“一上一下”的连接，图中都选择了上面的接线柱，显然是错误的。
（2）闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；电流表指针偏转，说明电路不存在断路；电压表示数为零，说明与电压表并联的灯泡短路。
（3）①由表中实验数据可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.28A，灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W。
②由表中实验数据可知，7、8两次实验，灯泡电压与电流很小，灯泡实际功率很小，由于灯泡实际功率很小不足以引起灯泡发光，所以灯泡熄灭。
③由表中第8组实验数据可知，此时灯泡电阻R＝＝＝2Ω，灯泡电阻受温度影响，随温度降低而减小，小灯泡在断电一段时间后，灯丝温度降低，灯泡电阻阻值减小，则灯泡电阻可能是1Ω。
故答案为：（1）滑动变阻器都接上面了；电压表量程选错了，因为电源是两节干电池，电压只有3V，所以电压表应该选择小量程0﹣3V；电流表正负接线柱接反了；（2）小灯泡短路；（3）0.7；实际功率太小；1。
14．（2022•渝中区校级模拟）如图甲所示，小蜀做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4.5V，小灯泡的螺旋套上标有“3.8V”字样，滑动变阻器的规格是“20Ω 0.5A”。
（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：向右移动滑片时，灯变亮，且导线不能交叉）
（2）在实验前检查仪器时，发现电流表的指针如图乙所示，则他接下来的操作是 调零 ；闭合开关后，灯泡不发光，电流表和电压表都有示数，导致这一现象可能的原因是 D 。
A.灯丝断路 B.滑动变阻器断路 C.灯丝短路 D.滑动变阻器阻值太大
（3）逐步移动滑片，电压表示数为2V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 右 移（选填“左”或“右”），直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 1.14 W。
（4）小蜀将滑片P从阻值最大位置移到阻值最小位置进行实验（灯未被烧坏）并依据实验数据，描出灯泡的I﹣U图像（如图a），任取曲线的一点构成如图所示的矩形（如图b中阴影部分），则矩形曲面积表示的物理含义是 B ；
A.小灯泡的功率 B.滑动阻器的功率 C.总功率

（5）在某次实验中，小蜀向右调节滑动变阻器，滑动变阻器的功率减小了ΔP1，灯泡的功率变化了ΔP2，则ΔP1 ＜ ΔP2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（6）同学们利用上述器材准备继续探究“电流与电阻的关系”，小巴同学只用电阻箱替换灯泡，其它不变，每次调节滑片P使电压表示数均为2V。在保证电路安全的前提下，为了完成实验，电阻箱接入电路的阻值范围为 4～16 Ω。
【答案】（1）如上图所示；（2）调零；D；（3）右；1.14；（4）B；（5）＜；（6）4～16。
【解答】解：（1）向右移动滑片时，灯变亮，说明电路中电流变大，变阻器接入电路的阻值变小，故变阻器应选右下接线柱与灯泡串联接入电路中，如下图所示：
；
（2）由图乙知，检查仪器时，电流表指针未指在零刻度处，所以接下来的操作是电流表调零；
电流表有示数，说明电路中未发生断路，电压表有示数，说明灯泡未发生短路，则可能是因为滑动变阻器接入电路的电阻太大，使得电路中的电流太小，灯泡的电功率太小造成的，故选D；
（3）逐步移动滑片，电压表示数为2V，小于灯泡的额定电压3.8V，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；
此时电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流大小为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）图中横坐标表示电压，阴影部分宽即电压为U总﹣UL＝U滑，纵坐标表示电流，阴影部分长即电流为I，图中阴影部分面积等于通过滑动变阻器的电流与其两端电压的乘积，由P＝UI知，故矩形面积表示的物理含义是滑动变阻器的电功率，故选B；
（5）当向右调节滑动变阻器时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由串联电路的特点可知，灯泡两端的电压增大；由图a可知，通过灯泡的电流也变大，灯泡的实际功率变大；电源电压恒为4.5V，由P＝UI可知，电路总功率变大；电路总功率等于各用电器消耗功率之和，故滑动变阻器的功率减小ΔP1小于灯泡的功率变化ΔP2，即ΔP1＜ΔP2；
（6）滑动变阻器标有“20Ω 0.5A“字样，表示变阻器的最大电阻为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A，
电阻箱两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝U﹣UV＝4.5V﹣2V＝2.5V，
电阻箱的电压是变阻器分得的电压的＝0.8倍，根据分压原理，当变阻器接入最大电阻20Ω电阻时，对应的电阻箱的电阻最大为16Ω；
电流表量程为0﹣0.6A，故电路的最大电流为0.5A，由欧姆定律，电路的最小电阻：
R小＝＝＝9Ω，
由分压原理，电阻箱的电阻是滑动变阻器接入阻值的0.8倍，由电阻的串联可知，
电阻箱连入电路的最小电阻：R小′＝×9Ω＝4Ω；
故在保证电路安全的前提下，为了能完成实验，电阻箱接入电路的阻值范围为4～16Ω。
故答案为：（1）如上图所示；（2）调零；D；（3）右；1.14；（4）B；（5）＜；（6）4～16。
15．（2022•秦淮区一模）在“测量小灯泡的电功率”和“测量阻值5Ω左右的未知电阻Rx”的实验中，电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选，待测小灯泡标有“6V”字样。小华按图甲连接电路，再将电压表接入电路。
（1）将实物图按照如图甲所示连好，按实验规范操作，应将滑动变阻器R1的滑片置于 A （选填“A”或“B”）端；闭合开关S，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是小灯泡 短路 （选填“短路”或“断路”）。
（2）排除故障后，小华闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表的序号1中。接着，先后将滑片P移到R1中间某处及另一端，将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表序号2、3中。
①序号2数据中，电压表示数如图乙所示，为 2.5 V；
②小华发现这样是无法测定小灯泡的额定功率的，于是将电源电压调至8V，但由于忘记调换电流表量程，导致电流表被烧坏。经思考，他又找来了一个滑动变阻器R2和两个开关，重新设计实验方案如图丙所示，操作如下：
a．将电源电压调至12V；
b．将R1、R2滑片置于阻值最大处，闭合开关S、S1，断开S2，移动R2滑片，使电压表示数为 6 V时，小灯泡正常发光；
c．保持R1、R2滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，此时电压表示数为5V；则小灯泡的额定功率为 3.75 W。
（3）测完小灯泡额定功率后，在保持丙图中电源电压不变的情况下，小华想测待测电阻Rx的阻值，他将滑动变阻器R2换成测待测电阻Rx接入电路，操作如下，请帮他把实验步骤填写完整：
a．闭合开关S、S1，断开S2， 调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为6V（或将滑动变阻器R1调至阻值最大，读出电压表示数U1） ；
b．闭合开关S、S2，断开S1， 读出电压表示数U1（或读出电压表示数U2） ；
c．Rx阻值的表达式为Rx＝ （或） 。
【答案】（1）A；短路；（2）①2.5；②6；3.75；（3）a．调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为6V（或将滑动变阻器R1调至阻值最大，读出电压表示数U1）；b．读出电压表示数U1（或读出电压表示数U2）；c．（或）。
【解答】解：（1）为了保护电路，按实验规范操作，应将滑动变阻器R1的滑片置于阻值最大处，即A端；
闭合开关S，发现小灯泡不发光，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的支路短路或电压表短路，则电路故障可能是小灯泡短路；
（2）①序号2数据中，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.5V；
②b.将电源电压调至12V；将R1、R2滑片置于阻值最大处，闭合开关S、S1，断开S2，此时滑动变阻器R1、滑动变阻器R2和小灯泡串联在电源上，电压表并联在滑动变阻器R1和滑动变阻器R2两端；移动R2滑片使小灯泡两端电压为6V正常发光时，根据串联电路电压规律，故电压表示数为UV＝U﹣UL＝12V﹣6V＝6V；
c．如图丙，小灯泡和滑动变阻器R1串联在电路中，电压表测量小灯泡两端的电压，序号1是滑动变阻器R1阻值最大时电压表和电流表示数，故电源电压：
U＝U1+UL＝0.30A×R1+1.6V，
序号3是滑动变阻器R1阻值为零时电压表和电流表示数，故电源电压：
U＝4V，
根据电源电压保持不变，故0.30A×R1+1.6V＝4V，
解得滑动变阻器R1的阻值为：R1＝8Ω；
保持R1、R2滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，滑动变阻器R1、滑动变阻器R2和小灯泡串联在电源上，电压表测R1两端的电压，R1滑片置于阻值最大处，此时电压表示数为5V，则电路中的电流为：
I＝I1＝＝＝0.625A，
故小灯泡的额定功率：P＝U额I＝6V×0.625A＝3.75W；
（3）方法一：实验步骤：
a．闭合开关S、S1，断开S2，调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为6V；
b．闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数U1；
c．在a中，滑动变阻器R1、Rx和小灯泡串联在电源上，电压表并联在滑动变阻器R1和Rx两端；调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为6V，根据（2）中b可知，此时灯泡正常发光，通过灯泡的电流为0.625A；
在b中，滑动变阻器R1、Rx和小灯泡仍串联在电源上，电压表并联在滑动变阻器R1两端，其示数为U1，由于电路连接没有变化，电路中电阻、电压和电流没有变化，此时电路中的电流为I＝0.625A；根据串联电路电压规律，Rx两端电压为Ux＝6V﹣U1，Rx阻值的表达式为Rx＝＝；
方法二：实验步骤：
a．闭合开关S、S1，断开S2，将滑动变阻器R1调至阻值最大，读出电压表示数U1；
b．闭合开关S、S2，断开S1，读出电压表示数U2；
c．在a中，滑动变阻器R1、Rx和小灯泡串联在电源上，电压表并联在滑动变阻器R1和Rx两端；将滑动变阻器R1调至阻值最大，其阻值为8Ω，读出电压表示数U1；
在b中，滑动变阻器R1、Rx和小灯泡仍串联在电源上，电压表并联在滑动变阻器R1两端，其示数为U2，由于电路连接没有变化，电路中电阻、电压和电流没有变化，根据串联电路电压规律，Rx两端电压为Ux＝U1﹣U2，根据分压原理有：
＝，即＝，
解得Rx＝。
故答案为：（1）A；短路；（2）①2.5；②6；3.75；（3）a．调节变阻器R1的滑片，使电压表示数为6V（或将滑动变阻器R1调至阻值最大，读出电压表示数U1）；b．读出电压表示数U1（或读出电压表示数U2）；c．（或）。实验次数
1
2
3
4
5
电阻箱阻值R/Ω
电阻两端的电压U/V
电阻中的电流I/A
电阻消耗的功率P/W
实验次数
1
2
3
4
5
电阻箱阻值R/Ω
电阻两端的电压U/V
电阻中的电流I/A
电阻消耗的功率P/W
实验次数
1
2
3
4
5
电阻箱阻值R/Ω
电阻两端的电压U/V
电阻中的电流I/A
电阻消耗的功率P/W
实验次数
1
2
3
4
5
电流（A）
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
电压（V）
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
R0的电功率（W）
0.10
0.225
0.40
0.625
0.90
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
小灯泡两端的电压U/V
0.5
1.0
1.5
2
2.5
3
通过小灯泡的电流I/A
0.12
0.16
0.19
0.23
0.25
0.28
小灯泡的亮度
暗→亮
正常发光
过亮
实验次数
电流I/A
电压U/V
电阻R/Ω
电阻的平均值R/Ω
1
2
3
电 阻R/Ω
电 流I/A
电 压U/V
电功率P/W
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
明亮
亮
更明亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
3.0
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.30
0.24
0.22
0.19
0.16
0.05
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡功率P/W
1
1.6
0.30
/
2
0.42
/
3
4.0
0.53
/