2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题18.3 测量小灯泡的电功率（五大考点）
考点1 伏安法测小灯泡电功率的原理和电路图 1
考点2 伏安法测小灯泡电功率的实验步骤和数据处理 9
考点3 伏安法测小灯泡电功率实验的注意事项故障分析 17
考点4 用电压表和已知阻值电阻测灯泡的电功率 22
考点5 用电流表和已知阻值电阻测灯泡的电功率 29
考点1 伏安法测小灯泡电功率的原理和电路图
【典例分析】（2024·山东青岛·一模）在物理实验中，对物理量进行多次测量，有的是为了通过多次测量减小误差，有的是为了通过多次实验寻找规律，其中为了通过多次测量减小误差的是（ ）
A．“测量小灯泡的电功率”时，测量多组对应的电压和电流值
B．“测量定值电阻的阻值”时，测量多组对应的电压和电流值
C．“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值
D．“探究串联电路各点间电压的关系”时测量多组对应的总电压和各部分电路两端的电压
答案：B
规范解答：A．在“测量小灯泡的电功率”时，实验过程中，测量多组对应的电压和电流值，可以求得不同电压下的电功率，是为了探究额定功率和实际功率之间的关系，找到普遍规律，故A不符合题意；
B．在“测量定值电阻的阻值”时，实验中测量多组对应的电压和电流值，采用多次测量电流和电压值，用分别求出的灯泡的电阻取平均值的办法来减小误差，提高准确度，故B符合题意；
C．在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验中，通过测量多组对应的电流和电压值，是为了探究导体中的电流和导体两端电压的关系，找到普遍规律，故C不符合题意；
D．在探究“串联电路各点间电压的关系”的实验中，测量多组对应的总电压和各部分电路两端的电压，是为了探究总电压和各部分电路两端电压的关系，找到普遍规律，故D不符合题意。
故选B。
【变式1-1】（23-24九年级上·全国·单元测试）小明在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用如图1所示的器材和电路，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：向右移动滑片P，灯泡变亮 ；
(2)连接好电路闭合开关后，小灯泡不亮，电压表和电流表均偏转，则下一步操作应该是___________；
A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路
C．更换电池 D．移动滑片P
(3)根据测得的数据绘制的通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图2所示，分析图像可知：小灯泡的额定功率为 W；
(4)利用图1中器材和电路 （选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系；
(5)完成上述实验后，小明进一步思考，在没有电流表的情况下能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图3所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表 （选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额= （用R0、U额、U等物理量符号表示）。
答案：(1)
(2)D
(3)0.625
(4)不能
(5) B
规范解答：（1）要求向右移动滑片P，灯泡变亮，则电路的电流变大，电路的电阻变小，则滑动变阻器电阻减小，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中与灯泡串联，如图所示：
（2）连接好电路闭合开关后，电压表和电流表均偏转，电路为通路，灯泡两端有电压，灯泡不亮，说明电路的电流过小，则移动滑片P，增大电路的电流。
故选D。
（3）根据测得的数据绘制的通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图可知，小灯泡在额定电压2.5V下的电流为0.25A，因此小灯泡的额定功率
P=U灯I灯=2.5V×0.25A=0.625W
（4）探究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故利用图1中器材和电路不能探究电流与电压的关系。
（5）[1][2]电压表在使用时，电流要从电压表正接线柱流入、从负接线柱流出，故将电压表B点的接线改接到C点，此时电压表测灯与定值电阻的电压，观察并记录电压表示数U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻的电压为
U0=U-U额
由欧姆定律，通过定值电阻的电流
根据串联电路的电流规律，通过定值电阻的电流等于小灯泡的额定电流，则小灯泡的额定功率可表示为
【变式1-2】（23-24九年级上·全国·单元测试）小明同学在测量额定电压为的小灯泡电功率实验中，连接了如图甲所示的电路；
(1)连接电路时，开关应 ；
(2)小明在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将 ，电压表的示数将 ；（选填“发生变化”或“不发生变化”）
(3)小明发现实验电路连接有误，若只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的接法 ；
(4)排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的图像，该图像不是直线，主要原因是 ；某次实验时电流表示数如图丙所示，此时小灯泡的电阻是 ；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是 W；
(5)实验结束后，小明用一个发光二极管替换小灯泡来测量发光二极管的功率，闭合开关后，发现当二极管亮度与小灯泡相当时，功率却小得多，这是因为二极管将电能转化为光能的效率比小灯泡 （选填“高”或“低”）；
(6)实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，测出了另一个额定电流为的小灯泡的额定功率，已知电源电压为，请写出实验步骤及测定额定功率的表达式：
① ；
② ；
表达式 。
答案：(1)断开
(2) 发生变化 不发生变化
(3)
(4) 灯丝电阻随温度升高而增大 10 0.988
(5)高
(6) 按图连接电路，只闭合，移动滑片P，使电流表示数为 滑片P位置不变，再闭合，电流表的示数为I
规范解答：（1）为了电路中各元件安全，连接电路时，开关应处于断开状态。
（2）[1][2]观察图甲发现，电压表测电源电压，电流表测电路的电流；所以闭合开关，调节滑动变阻器滑片，滑动变阻器的阻值发生变化，则电路中电流大小发生变化，所以电流表示数发生变化；由于电压表测电源电压，所以电压表的示数将不发生变化。
（3）测量小灯泡的电功率实验中，电压表测小灯泡两端电压，由于图甲中，电压表测电源电压，所以将电压表并联在小灯泡两端，如下图所示：
（4）[1]由于灯丝电阻随温度升高而增大，所以灯泡的电阻不是固定值，故灯泡两端电压与通过灯泡的电流不成正比，所以图像不是直线。
[2]由图丙可知，电流表选择0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.18A，所以通过灯泡的电流为0.18A，由图乙可知，此时灯泡两端电压为1.8V，则此时小灯泡的电阻
[3]小灯泡的额定电压为3.8V，由图乙可知，通过灯泡的电流为0.26A，则小灯泡正常发光时的额定功率
（5）小灯泡发光时发热，所以小灯泡将电能转化为光能和内能，二极管把大部分电能转化为光能，二极管亮度与小灯泡相当时，功率却小得多，即二极管与小灯泡转化的光能相同时，二极管的功率小，则二极管消耗的电能少，所以二极管将电能转化为光能的效率比小灯泡高。
（6）[1]丁图所示电路中，只闭合S1，小灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，移动滑片P，使电流表示数为0.3A，此时小灯泡正常发光，两端电压为额定电压。
[2]保持滑片P位置不变，再闭合S2，此时小灯泡短路，电流表示数为I，由欧姆定律知，滑动变阻器接入电路中的阻值
[3]步骤①中，滑动变阻器两端电压
由串联电路电压规律知，小灯泡额定电压
小灯泡额定电功率
【变式1-3】（23-24九年级上·山东菏泽·期末）图甲是“测量小灯泡功率”实验电路，电源电压3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字“ ”（选填“3”或“15”）的接线柱相连；
（2）根据实验数据画出I-U图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（3）结合图甲的信息思考：能否利用图乙电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？并说明理由 。
答案： 3 0.625 不能，见解析
规范解答：（1）[1]电源电压3V，故电压表选用小量程与灯并联，连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字3的接线柱相连。
（2）[2]由图甲可知，小灯泡的额定电压为2.5V，对应的额定电流为0.25A，小灯泡的额定功率
P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
（3）[3]探究“探究电流与电压的关系”，要控制电阻的大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系。
【变式1-4】（2024·辽宁大连·一模）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，实验器材有：干电池三节，额定电压为2.5V的小灯泡（电阻大约为10Ω）、滑动变阻器甲（20Ω 1A）和乙（5Ω 3A）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图甲所示的电路补充完整 ；
（2）为完成实验应该选择滑动变阻器 （选填“甲”或“乙”），闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 端；（选填“A”或“B”）
（3）在实验过程中，电压表的示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器滑片应向 （选填“A”或“B”）端滑动；小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）实验后小组讨论认为，利用单刀双掷开关、电流表、阻值为R0的定值电阻，设计如图丙所示的电路也能测出小灯泡的额定功率。步骤如下：
①S接1，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为；
②S接2，保持滑片不动，读出电流表示数为I；
③则小灯泡的额定功率为P= （用所给符号表示）。
答案： 甲 B A 0.75
规范解答：（1）[1]在测量小灯泡额定功率的实验中，电流表应与灯泡串联，电压表应与灯泡并联，灯泡额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程，正常发光时灯丝的电阻约为10Ω，则灯泡的额定电流约为
所以电流表选用小量程。滑动变阻器采用一上一下的方式串联接入电路。如图所示：
（2）[2]三节干电池串联的电压为4.5V，即电源电压为4.5V；小灯泡的额定电压为2.5V，要正常发光，滑动变阻器两端的电压为
U滑=4.5V-2.5V=2V
滑动变阻器的接入电路中的阻值大约是
故选滑动变阻器甲。
[3]为保护电路，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即B端。
（3）[4]闭合开关，电压表示数为2V，为测灯泡的额定功率，需要增大灯泡的电压直至为2.5V，故应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理，则需要将滑动变阻器的滑片向A端移动，减小变阻器的阻值。
[5]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，分度值为0.02A，则电流表的读数为0.3A，所以小灯泡的额定功率为
[6]①S接1，此时灯泡和并联，电流表测电流，移动干路上的滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为，则根据并联电路电压规律，此时灯泡的电压为，灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，S接2，此时灯泡和仍然并联，电流表测干路电流，读出电流表的示数为；
③则根据并联电流规律，灯泡的额定电流为
所以根据，小灯泡的额定功率为
考点2 伏安法测小灯泡电功率的实验步骤和数据处理
【典例分析】（2024·上海·三模）小张同学和小丁同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源共四款：4.5伏、6伏、7.5伏、9伏，待测小灯泡有三个，分别标有“2.5V”、“3.8V”“4.5V”字样，滑动变阻器2个、电流表2个、电压表2个（其中1个只有0~3伏完好）、开关及导线若干，小丁选择1个滑动变阻器和1个小灯泡进行实验，他闭合开关，移动变阻器滑片，发现电压表示数始终不变且不为0，他读出数值却忘记了记录，经过思考后他调整电路并重新实验，记录以下三组数据及现象，部分数据及现象见下表。
序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 电压表示数与电流表示数的比值（欧） 小灯亮暗程度
1 0.20 偏暗
2 10 正常发光
3 1.7 0.24 偏亮
（1）请判断电压表的并接位置并说明理由 ；
（2）请根据相关信息求解电源电压U （需写出主要推理和计算过程）；
（3）小灯泡的额定电功率P额= W；
小张从余下的器材中挑选合适的器材和一个小灯并正确连接电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现当电流表示数最大时，小灯泡发光仍较暗，他分析后，改变了电压表的位置，得到两组数据记录在表格中，并利用其中一组数据测得了小灯泡的额定电功率。小张实验中的部分数据见表。
序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 电压表示数与电流表示数的比值（欧）
1 10
2 2.0 x
（4）请简述电流表示数最大时，小灯泡发光较暗的原因 ；
（5）求解：小灯泡的额定功率P额（需写出解答过程） ；
（6）表中数据x的取值范围为 （保留分数）
答案： 电压表并联在滑动变阻器两端；理由见解析 6V 0.836 见解析 1.35W
规范解答：（1）[1]表中第3组数据可知，当电压表示数为1.7V时，灯泡偏亮，说明此时灯泡两端电压大于额定电压，而三个灯泡的额定电压分别为2.5V、3.8V、4.5V，说明电压表测的不是灯泡两端电压，而是滑动变阻器两端的电压。
（2）[2]当滑动变阻器两端电压与电流比为10欧时，灯泡正常发光，根据1、3组电流数据及灯泡亮暗程度可知，第2组数据中的电流大于0.2A，小于0.24A，则滑动变阻器两端的电压大于2V，小于2.4V，结合三个灯泡的额定电压可知，当滑动变阻器两端电压为2.2V，灯泡额定电压为3.8V时，电源电压刚好为6V，符合题意。故电源电压为6V。
（3）[3]由[2]可知电流表的示数为0.22A，则灯泡的额定功率为
P额＝U额I额＝3.8V×0.22A＝0.836W
（4）[4]电压表测量小灯泡两端电压，且量程为0~3V，当电压表示数最大时，仍未达到小灯泡的额定电压，实际功率小于额定功率，故小灯泡发光较暗。
（5）[5]由题知，小灯泡的额定电压为“2.5V”或“4.5V”；测定小灯泡电功率的实验电路中，电压表应并联在小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片，发现当电流表示数最大时，由欧姆定律可知此时电压表（量程0～3V）示数也最大，但小灯泡发光仍较暗，说明灯泡的额定电压大于3V，即4.5V；改变了电压表的位置后，能测出灯泡的额定功率，说明此时电压表并联在滑动变阻器的两端，且利用其中一组数据测得了小灯泡的额定电功率，若序号2的数据为小灯泡正常发光时的数据，则电源电压为
U=U额+U滑2=4.5V+2V=6.5V已知电源（电压为4.5伏、7.5伏、9伏中一个），所以电源电压不是6.5V，序号2的数据也不是小灯泡正常发光时的数据，则序号1数据为小灯泡正常发光的数据，且此时电压表示数与电流表示数的比值为10Ω，由欧姆定律可知灯泡正常发光时变阻器接入电路的阻值R滑1=10Ω；若电源电压为4.5V，则第序号1电压表示数为0，不符合题意；，因UL不能比额定电压大得太多，所以可知电源电压U应为7.5V。
由串联电路的电压特点可知灯泡正常发光时变阻器两端的电压为
U滑1=U-U额=7.5V-4.5V=3V则灯泡正常发光时的电流为
故灯泡的额定功率为
P'额=U'额I'额=4.5V×0.3A=1.35W
（6）[6]第2组数据中，电压表的示数为2V，小于第一组数据电压表的示数，由分压原理知，滑动变阻器电阻小于10Ω，由欧姆定律知，电流表的示数大于0.3A；小灯泡正常工作时的电阻为
若灯泡电阻不变，则当电压表示数为2V时，由分压原理知，滑动变阻器的电阻为
解得
由欧姆定律知，电路中的电流为
而实际上灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以实际的RL与R滑2均比以上所用值大，故表中数据x的取值范围为。
【变式2-1】（2023·黑龙江哈尔滨·二模）在制作调光灯的实践活动中，小宇选了额定电压为2.5V，耐压值为额定电压1.2倍的小灯泡，设计了如图甲所示的电路，电源电压为6V，图乙是该灯泡的U-I图像。下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.9W
B．小灯泡在亮度发生变化时，灯丝阻值不变
C．小灯泡发光越亮时，整个电路电能的利用效率越高
D．为保护小灯泡，滑动变阻器接入电路的最小值为5Ω
答案：C
规范解答：A．小灯泡额定电压2.5V，由乙得额定电流I≈0.28A，则小灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
故A错误；
B．由乙图知，I1=0.2A时，U1=1V，小灯泡的电阻
此时的小灯泡的实际功率
I2=0.3A时，U2=3V，小灯泡的电阻
此时的小灯泡的实际功率
P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W
可知小灯泡的亮度变化时，阻值改变，故B错误；
C．小灯泡发光越亮时，电能转化为光能的利用率就越高，故C正确；
D．为保护小灯泡，小灯泡两端允许的最大电压为
U大=2.5V×1.2=3V
此时I最大=0.3A，（因为耐压值为额定电压的1.2倍），滑动变阻器的最小电压
U小=U-U大=6V-3V=3V
则接入电路阻值最小值
故D错误。
故选C。
【变式2-2】（23-24九年级下·湖南娄底·开学考试）在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中，小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小 ；
(2)小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误，其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置，还有一处是 ；
(3)改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为，，第三次测量时，电流表的示数为0.26A，电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据，最后得出Rx= Ω；
(4)测量结束后，小亮提出利用这个电路还可以测量小灯泡的电功率，于是小明把定值电阻换成额定电压为2.5V、电阻约为的小灯泡进行实验。闭合开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2.5V时，此时灯泡的电功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）它的额定功率。
答案：(1)见解析
(2)连接电路的开关没有断开
(3)10.1
(4)等于
规范解答：（1）电源由三节干电池组成，即电源电压为4.5 V，根据欧姆定律可得，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的最大电流
所以电流表的量程选0~0.6 A，且与定值电阻Rx串联；滑动变阻器的右下方接线柱与开关的右接线柱相连时，滑片向右滑动时连入电路的电阻变小，如图所示；
（2）接完最后一根导线，电表有示数说明开关闭合；电流表示数较大，说明电路电阻较小，滑动变阻器滑片没有置于阻值最大处。因此实验操作中的两处错误是：连接电路时开关没有断开；没有把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处。
（3）由题图乙可知，电压表的量程为0~3 V，分度值为0.1 V，示数为2.6 V，根据欧姆定律可得，第三次测量时定值电阻的阻值
则定值电阻的阻值
（4）改变滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2.5 V即小灯泡两端的电压为2.5 V时，此时小灯泡的电压为额定电压，则电功率和额定功率相等。
【变式2-3】（2023·山东聊城·二模）小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压约为3V，Rx的阻值约为10Ω。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小 ；
（2）闭合开关，两电表均无示数，将电压表接在变阻器两端时也无示数，但接在开关两端时有示数，则电路故障是 ；
（3）排除故障后，闭合开关移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，则未知电阻 Ω；
（4）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随着它两端电压的变化如图丙所示，分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会 （选填“增大”、“减小”或“不变”），该小灯泡的额定功率为 W。
答案： 开关断路 9 增大 0.5
规范解答：（1）[1]要求滑片向左移动电流表示数变小，说明变阻器连入电路的电阻变大，故滑片以右电阻丝连入电路中，连接变阻器的B接线柱，电源电压为3V，Rx阻值约为10Ω，电路中的电流
故电流表的量程为0~0.6A，且与电阻串联；如下图所示：
（2）[2]闭合开关，两电表均无示数，则此电路有断路故障在开关闭合状态下，将电压表接在变阻器两端时无示数，说明电压表与电源不相连，是变阻器以外的部分有断路；接在开关两端时有示数，说明电压表和电源相连，是开关以外没有断路，故电路故障是开关发生断路。
（3）[3]图乙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，其值为0.3A，小灯泡的电阻
（4）[4][5]小灯泡灯丝的电阻受温度影响，由小灯泡的电流随着它两端电压的变化图像可以看出，当小灯泡两端的电压增大时，电流也在增大，通过可知电阻在增大，则当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会变大；由图丙可知，小灯泡的额定电压是2.5V，对应的电流是0.2A，该小灯泡的额定功率为
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
【变式2-4】（2024·黑龙江绥化·二模）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉） ；
（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V；
（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率，你认为她这样处理数据的方法是 （选填“合理”或“不合理”）的；
（5）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为的定值电阻来测量未知电阻的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：
①当开关S，闭合，断开时，电流表示数为；
②当开关 闭合， 断开时，电流表示数为；
③未知电阻的阻值 （用已知量和测量量的符号表示）。
答案： 小灯泡断路 2.2 A 不合理 S、S1 S2
规范解答：（1）[1]实验中，灯泡与变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流。向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，说明此时变阻器接入电路中的电阻变小，则变阻器的A接线柱接入电路中，如图所示：
（2）[2]接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是与电压表并联的灯泡断路。
（3）[3][4]图乙得，电压表的分度值为0.1V，示数为2.2V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向A端移动，减小变阻器接入电路中的电阻，增大通过灯泡的电流，直到电压表的示数为2.5V。
（4）[5]不同电压下的灯泡的电功率不同，求不同电功率的平均值时没有意义的。
（5）[6][7][8]①当开关S，闭合，断开时，两电阻并联，电流表测量干路电流，电流表示数为；
②当开关S、S1闭合，开关S2断开，电路连接方式不变，电流表测量R0的电流，电流表示数为；
③由并联电路特点得，Rx的电压为
Rx的电流为
由欧姆定律得，未知电阻的阻值
考点3 伏安法测小灯泡电功率实验的注意事项故障分析
【典例分析】（2024·重庆南川·模拟预测）在“测量小灯泡的电功率”实验中（小灯泡标有“2.5V”字样），电源为2节新干电池。
（1）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）；
（2）明明同学在连接实验电路时还有部分导线未接上，如图1所示。请你用笔画线代替导线完成实物的连接，要求滑片向右滑动时，接入电路的电阻变大 ；
（3）连好电路后，闭合开关灯泡不亮，检查电路发现灯丝断开，其它完好。这时观察到实验电压表的示数是 V；
（4）更换相同型号的灯泡后，为测量小灯泡的额定功率，明明调节滑动变阻器，灯泡两端的电压为 V，此时电流表示数如图2所示为 A，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）明明之后又测量了在不同电压下小灯泡的电功率，在处理数据时 （选填“能”或“不能”）取平均值来减小误差，小灯泡的I-U图像图3是曲线是因为 。
答案： 断开 3 2.5 0.3 0.75 不能 灯泡电阻随温度的变化而变化
规范解答：（1）[1]在连接电路时，为了保护电路中的元件，防止在连接过程中因短路等原因造成损坏，开关应处于断开状态。
（2）[2]根据题目要求，滑片向右滑动时，接入电路的电阻应变大。则应将滑动变阻器的左下接线柱与灯泡串联。小灯泡的额定电压为2.5V，因此电压表应选择0 3V的量程，并将其并联在小灯泡的两端。电流表则串联在电路中，用于测量通过小灯泡的电流。如图所示：
（3）[3]当灯丝断开时，电路处于断路状态，但电压表仍然与电源的正负极相连，因此电压表的示数将等于电源电压。由于电源为2节新干电池，每节干电池的电压为1.5V，所以电源电压为3V，电压表的示数也应为3V。
（4）[4][5][6]为了测量小灯泡的额定功率，需要调节滑动变阻器使灯泡两端的电压达到额定电压2.5V。此时，电流表的示数如图2所示，电流表接小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A。根据电功率的计算公式P=UI，小灯泡的额定功率为
P=2.5V×0.3A=0.75W（5）[7][8]在测量不同电压下小灯泡的电功率时，灯泡的电阻随温度的升高而增大，小灯泡在不同电压下的电功率是不同的，不能取平均值来减小误差。同时，由于灯泡电阻的变化，其I U图像也会呈现为曲线而不是直线。
【变式3-1】（2024·广东广州·一模）小明连接了如图所示的电路图。已知电源电压恒为2.2V，小灯泡的额定功率为0.75W。闭合开关，发现LED发光而小灯泡没有发光，电压表的示数为1.7V，电流表的示数为0.16A。小明认为灯泡不亮的原因是灯泡发生了断路，该说法是否正确？ ；若正确，写出理由；若不正确，请分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。 。
答案： 不正确 实际电功率很小而不能发光
规范解答：[1][2]LED发光而小灯泡没有发光，电压表的示数为1.7V，电流表的示数为0.16A，说明电路不是断路，而电压表示数小于电源电压，说明灯泡分去部分电压，因而灯泡不是短路，因为电压和电流较小，电功率为
远小于灯泡的额定功率0.75W；原因是实际电功率很小而不能发光。
【变式3-2】（2024·湖北武汉·一模）用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”字样，闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（ ）
A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因是小灯泡断路
B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C．当小灯泡的实际电压为3V时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向左移动
D．电压表无示数，电流表有示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路
答案：C
规范解答：A．小灯泡不亮，电流表几乎无示数，说明电路可能断路，电压表的示数几乎等于电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即故障原因是小灯泡断路，故A正确，不符合题意；
B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，说明电路中电阻较大，且滑动变阻器没有变阻的作用，即故障原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱，故B正确，不符合题意；
C．当小灯泡的实际电压为3V时，小于灯泡额定电压3.8V，要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，因此应将滑动变阻器滑片向右移动，故C错误，符合题意；
D．电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不亮，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，因此电路故障可能是小灯泡短路，故D正确，不符合题意。
故选C。
【变式3-3】（23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）“测量小灯泡的电功率”实验中，同学们设计了如图甲所示的电路、其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表和电压表都是学生实验用普通电表且已选择好合适量程。
（1）此实验的原理是 ；
（2）连接电路闭合开关前应将滑片移至滑动变阻器的最 端（选填“左”或“右”）；
（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，电路 （选填“有”或“没有”）故障；
（4）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1；
（5）他们想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，则U2 I2 U1 I1（选填“>”、“<”或“=”）
答案： P=UI 左 没有 右 <
规范解答：（1）[1]“测量小灯泡的电功率”的实验原理是P=UI，实验中需要测量的物理量是灯泡两端的电压U和通过灯泡的电流I。
（2）[2]在进行电路实验时，为了保护电路和确保实验安全， 闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处， 即最左端。
（3）[3]在实验中， 当闭合开关后， 如果小灯泡不亮， 但电流表和电压表都有示数， 这通常意味着电路是通的， 即电路中没有断路或短路的问题，电路没有故障。
（4）[4]由图甲可知，电压表选择的量程是0~3V，图乙中电压表的示数为1.8V，小于灯泡额定电压为2.5V；根据串联分压的原理可知，需要减小滑动变阻器两端的电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，应将滑片向右移动。
（5）[5]发光二极管将电能转化为光能的效率更高，而小灯泡发光时，电能一部分转化为光能，还有一部分转化为内能。当二极管和小灯泡发光的亮度相等时，小灯泡消耗的电能就较多，所以U2 I2【变式3-4】（2024·江苏无锡·二模）在“测定小灯泡额定功率”实验中，小华同学用如图所示的实验器材进行了实验，其中电源电压保持6V不变，小灯泡的灯丝电阻大约10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）请用铅笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整（连线不得交叉） ；
实验序号 1 2 3 4 5
电流I/A 0.5 0.44 0.4 0.36 0.3
电压U/V 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5
电功率P/W 0.25 0.35 0.40 0.43 0.45
（2）小华在实验中，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为3V，他将滑片P向 （选填“左”或“右”）端滑动，直到电压表的示数为3.8V时，观察电流表的指针位置如图乙所示 A，小灯泡的额定功率为 W；
（3）小华想：滑动变阻器接入电路的阻值增大时，通过它的电流减小而它两端电压却增大，它消耗的功率是增大还是减小呢？小华为了探究这个问题，电压表和变阻器并联，经过仔细认真地实验，并计算出了相应的电功率，如表所示。分析表中数据 ；
（4）就“变阻器功率”的探究，你认为小华收集的数据是否充分？请说明理由？ ， 。
答案： 左 0.4 1.52 当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，它消耗的电功率也随之增大 不充分 电阻的变化范围很小，应增大电阻的变化范围
规范解答：（1）[1]电源电压为6V，灯泡的电阻约为10Ω，电路中的最大电流
电流表、灯泡、滑动变阻器串联，滑动变阻器按一上一下接入电路，如图
（2）[2]要测灯泡的额定功率，则必须使灯泡两端电压由3V增大到3.8V，需要电流增大，因此应滑动变阻器电阻减小，滑片应向左滑。
[3][4]电流表选择量程，分度值为0.02A，读数为0.4A，则灯泡的额定功率
（3）[5]滑动变阻器接入电路的阻值增大时，通过它的电流减小而它两端电压却增大，从表中功率数据可以看出，当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，它消耗的电功率也随之增大。
（4）[6][7]滑动变阻器的功率
由上式可知，当滑动变阻器的电阻等于灯泡电阻时，P取最大值，因此滑动变阻器的功率随电阻的增大先变大，后变小；表格中的电阻变化范围太小，不能显示此规律，因此小华收集的数据是否充分不充分，原因是电阻的变化范围很小。
考点4 用电压表和已知阻值电阻测灯泡的电功率
【典例分析】（2024·河北邢台·模拟预测）在测定小灯泡的电功率实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻约为，电压表、电流表均符合实验要求。可供选择的滑动变阻器和的最大阻值分别为、；
（1）为完成实验，应该选用的滑动变阻器是 （选填“”或“”）；
（2）图甲是小亮同学所连接的实验电路，其中存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ；
（3）正确连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，小亮发现小灯泡始终不亮，电压表满偏、电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是 ；
A．小灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．小灯泡短路 D．滑动变阻器短路
（4）故障排除后，小亮移动滑片P，当小灯泡L正常发光时，电流表示数如图乙所示，其大小为 A，小灯泡的额定功率为 W；
【拓展】完成上述实验后，小亮向老师要了一个已知阻值为的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关，将拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为 V；
②再将开关拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③小灯泡额定功率的表达式为 （用已知量和测得量表示）。
答案： A 0.34 0.85 2.5
规范解答：（1）[1]在测定小灯泡的电功率实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻约为，说明滑动变阻器需要分担的电压为
根据串联分压，滑动变阻器需要分担的电压比小灯泡多，则滑动变阻器需要接入的电阻需要大于10Ω，故滑动变阻器选。
（2）[2]电流表需要串联在电路中，电压表需要并联在定值电阻两端，故电流从电池的正极出发，经过开关后、电流表、滑动变阻器、小灯泡回到负极，故电流表与小灯泡的右端接线柱连接错误，需要叉掉，需要用一个导线将小灯泡的左端接线柱与电压表的负接线柱相连，故如图所示：
（3）[3] A．若小灯泡断路，则小灯泡不亮，电流表的示数为零，电压指针满偏，故A符合题意；
B．若滑动变阻器断路，则电压表没有示数，故B不符合题意；
C．若小灯泡短路，则电流表有示数，故C不符合题意；
D．若滑动变阻器短路，则小灯泡发光，电流表有示数，电压表有示数，故D不符合题意。
故选A。
（4）[4][5]电流表示数如图乙所示，选择小量程，分度值为0.1A，其大小为0.24A；小灯泡的额定功率为
【拓展】①[6]闭合开关，将拨到触点2，小灯泡、定值电阻、滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡的电压，为了测量小灯泡的额定功率，需要让小灯泡正常方钢，故移动滑片，使电压表的示数为2.5V。
③[7]再将开关拨到触点1，保持滑片的位置不动，原电路不变，电压表测量的对象发生了改变，电压表测量小灯泡与定值电阻的总电压，读出电压表的示数U，故定值电阻两端的电压为
小灯泡的额定电流为
小灯泡的额定功率为
【变式4-1】（23-24九年级下·山东菏泽·期中）小华用图甲所示的实验电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定功率，其中电源由四节新的干电池串联组成。
（1）闭合开关后，小华发现 （填“电流表”或“电压表”）几乎无示数。检查电路后发现有一根导线连接错误，请在图甲中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确；
（2）改正错误后，小明调节滑片P使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为 W；
（3）小华用一个定值电阻R 接在原电路中电流表所在位置，设计了如图丙所示的电路，也测出了这个小灯泡的额定功率。具体操作是：闭合开关，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为U颗，保持滑片的位置不变，只将电压表的 点（选填“A”或“B”）接线改接到 点，观察并记录电压表的示数U，通过计算求出了小灯泡的额定功率P= （用所测物理量的符号表示）。
答案： 电流表 0.5 B C
规范解答：（1）[1][2]由图甲可知电流表与电压表串联，故电流表没有示数；该实验中电流表必须与小灯泡串联在电路中，电压表需与小灯泡并联，如图所示：
（2）[3]由图乙可知电流表读数
灯泡的额定功率
（3）[4][5][6]依题意，将电压表的B接线从B点该接到C点，开关闭合后，电压表测量小灯泡合定值电阻的总电压，则此时定值电阻的电压
则电路中电流
即小灯泡的额定功率
【变式4-2】（23-24九年级上·安徽合肥·期末）小明在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源电压为，待测小灯泡标有“”字样，滑动变阻器标有“，1A”字样。
（1）他按图甲连接电路，闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，则其可能原因是 ；
（2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上，则小灯泡的额定功率为 W；
（3）小明在实验中进行多次测量。其测量目的是 ；
A．求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差
B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
（4）小明又设计了图乙所示的电路，只用电压表测量额定电压为小灯泡的额定功率。已知本次滑动变阻器R最大阻值为，电源电恒定。其测量过程如下：
①闭合开关、，断开，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为；
②闭合开关、，断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，小灯泡正常发光；
③闭合开关、，断开，保持②步滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为3V；
④小灯泡的额定功率= W。
答案： 将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路 0.5 B 2 0.5
规范解答：（1）[1]闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，说明电路中电阻较大，且滑动变阻器没有变阻的作用，即其可能原因是将滑动变阻器两个下端接线柱接入了电路。
（2）[2]他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上，滑动变阻器两端电压为
根据串联电路电压规律可知，灯泡的额定电压为
则小灯泡额定功率为
（3）[3]灯泡在不同电压下的功率不同，求功率的平均值无意义。小明在实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系，故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
（4）[4][5]①闭合开关S1、S2，断开S3，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为4.5V，即为电源电压；
②闭合开关S1、S3，断开S2，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压；电源电压为4.5V，当灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为2.5V，由串联电路的电压特点可知，此时滑动变阻器两端的电压（电压表示数）为
所以，应移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，此时灯泡正常发光；
③闭合开关S1、S2，断开S3，此时滑动变阻器接入最大阻值，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压测量的电压为滑动变阻器最左端到滑片P之间电阻的电压；则滑动变阻器的滑片到最右端的电压为
根据串联分压特点，则滑片分割的两部分电阻为
且
可得，，由于③中滑片的位置和②中滑片位置相同，则②中滑片接入电阻中的阻值为，则②中的电流
小灯泡的额定功率
【变式4-3】（23-24九年级上·辽宁大连·期末）在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，用标有“20Ω，2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。实验电路如图甲所示。
（1）该实验的原理是 ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最 （填“左”或“右”）端：
（3）当小灯泡两端电压是2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流为 A。小灯泡的电阻是 Ω（结果保留一位小数）；
（4）完成上述的实验后，小明还想测另一只额定电压为U 的小灯泡的额定电功率。但发现电流表损坏。小明利用阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，操作如下：
①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 ，读出电压表示数为U2；
③小灯泡的额定功率P额= 。（用U1、U2和R0表示）
答案： 右 0.3 8.3 S、S2
规范解答：（1）[1]在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，用电压表测灯泡两端电压，用电流表测通过灯泡的电流，根据可以求出小灯泡正常发光时的电阻，故该实验的原理是。
（2）[2]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处，滑片应远离羡慕的接线柱，即最右端。
（3）[3][4]由乙图可知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，此时小灯泡两端电压是2.5V，则小灯泡的电阻为
（4）[5][6]由电路图可知，只闭合开关S、S1，灯泡、R0和滑动变阻器R串联，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1，此时小灯泡正常发光；保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时灯泡、R0和滑动变阻器R仍串联，电压表测灯泡和R两端的总电压，读出电压表示数为U2，因此时电路连接方式不变，各电阻的大小和两端电压不变，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为
U0=U2-U1
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，灯的额定电流为
灯的额定功率为
考点5 用电流表和已知阻值电阻测灯泡的电功率
【典例分析】（23-24九年级下·安徽宣城·自主招生）在“测量小灯泡电阻”的实验中：电源（电压未知且保持不变）、电流表，电压表、“20Ω2A”的滑动变阻器、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、导线若干。
（1）如图甲是小明连接的电路，闭合开关前发现导线1或2中有一根导线连接错误，请找出是 （填“1”或“2”）；请你在图甲中错误的连线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ；
（2）实验过程中，小明向左调节滑动变阻器，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“＝”）；
（3）小明又设计了图丁所示的电路，测量另一只标有额定电流为0.3A小灯泡的额定功率，请完成下列步骤（已知：电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大电阻为20Ω）；
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为0.3A；
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为 A；
③接着将R1的滑片P调至最左端，电流表的示数为0.45A，再将R1的滑片P调至最右端，观察到电流表的示数为0.15A；
④该小灯泡额定功率P额＝ W。
答案： 1 < 0.3 0.9
规范解答：（1）[1][2]根据实验滑动变阻器需要一上一下使用接线柱接入电路中，因此接错的线是1号线，如下图所示：
（2）[3]当向左调节滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路的 总电阻减小，电路中的电流变大，滑动变阻器两端的电压减小，灯泡两端的电压增大,灯泡的实际功率变大；电源电压不 变，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量△P1，小于灯泡的功率变化量△P2，即 。
（3）[4]实验中需要测量灯泡的额定电功率，因此只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数仍为0.3A。
[5]设此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值为R，接着将R1的滑片P调至最左端，电流表的示数为0.45A，此时电源电压为
-----1再将R1的滑片P调至最右端，观察到电流表的示数为0.15A，此时电源电压为
------2联立1、2两式可得，则该小灯泡额定功率为
【变式5-1】（2024·上海静安·三模）小于和小琪在做“测定小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为3节新干电池全部串联接入且保持不变，小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器共2款，分别标有“10Ω 1A”和“5Ω 3A”字样，小于连接电路，将滑片P移至一端，闭合开关后，移动滑片P，当滑片P处于某一位置时，发现电压表，电流表示数如图所示，继续移动滑片P至另一端，全过程小灯始终发光偏暗；经过思考后，小于重新调整电路，移动滑片P至小灯正常发光时，电流表A示数在如图所示的基础上偏转了2小格
（1）请你用笔画线代替导线，将小于实验中调整电路前的实物电路图连接完整 ；
（2）小于判断小灯正常发光的依据是 ，电源电压U= V；
（3）计算说明滑动变阻器的规格( )和小灯的额定功率P额；( )
（4）小琪在一旁画出了猜测通过小灯泡的电流随其两端电压变化可能的图像，你认为正确的图像图像应该是图中的 （选填“甲”或“乙”），小琪和小于 （选填“能”或“不能”）用该实验装置中的器材完成探究电流与电压的关系；
（5）小于结束实验后，小琪想自己独立测量标有“0.3A”字样的小灯泡的额定功率，却发现电压表坏了，于是她设计了图丁电路。已知小灯泡的额定电流为，图中为电阻箱，R0为定值电阻（阻值未知），实验步骤如下：
①将单刀双掷开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器的滑片至适当位置，记下电流表示数为0.3A和电阻箱的读数R1；
②将单刀双掷开关接b，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数不变，记下电阻箱的读数R2；
③小灯泡的额定功率为P额= 。
答案： 小灯泡两端电压为2.5V 4.5 10Ω 1A 0.85W 甲 不能
规范解答：（1）[1]小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用0~3V的量程与灯并联，变阻器按一上一下连入电路中，如图所示：
（2）[2]当电压达到额定电压时，灯泡会正常发光。
[3]实验中使用3节干电池全部串联接入电路，电源电压为
（3）[4]由题可知，小于刚开始的实验中，滑动变阻器接入了两个下接线柱，导致全过程小灯泡始终发光偏暗，电路中的电流为0.3A，灯泡两端的电压为1.9V，此时可计算出电路最大电阻为
而此时小灯泡的电阻为
则此时接入的滑动变阻器阻值为
故选的是10Ω的电阻。
[5]小灯泡正常发光时的电流为0.34A，电压为2.5V，故而其额定功率为
（4）[6]灯泡电阻会随着温度变化而变化，I-U图不是定值电阻般的正比例函数图像，故是甲图。
[7]探究电流与电压的关系实验需要的是定值电阻作为实验器材，小灯泡阻值跟随温度变化，故不能用来作为该实验器材。
（5）[8]该实验用了等效替代的方式，开关在a端时，灯泡和电阻箱两端的电压等于开关在b端时电阻箱的电压，则有
所以灯泡正常发光时的电压为
灯泡的额定功率为
【变式5-2】（2024·黑龙江哈尔滨·三模）某小灯泡的额定电流为0.3A，图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路：
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整；
（2）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发现电压表的示数为 V、电流表的示数为 A；
（3）小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图乙所示，小灯泡的功率为 W；
（4）为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了图丙所示实验电路，所用电源电压恒定（未知），、均为电阻箱（0~999.9Ω）；
①实验步骤如下：
第1步：仅闭合，调至5Ω时，电流表的示数为0.3A；
第2步：仅闭合，、分别调至6Ω和9Ω时，电流表的示数为0.3A；
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，额定功率为 W；
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的有 。
A．将换成导线 B．将换成导线
答案： 3 0 0.36 10 0.9 A
规范解答：（1）[1]实验中，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器按照一上一下的原则接入电路，如图所示：
（2）[2][3]闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，变阻器、电流表、灯泡、电压表串联，由于电压表电阻很大，在调节滑片的过程中，会发现电压表的示数等于电源电压，为3V；电路电阻很大，电路几乎没有电流，电流表的示数为0A。
（3）[4]由图乙得，电压表的分度值为0.1V，示数为1.5V，电流表的分度值为0.02A，示数为0.24A，小灯泡的功率为
（4）①[5]仅闭合S1，R2调至5Ω时，灯泡与R2串联，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光；仅闭合S2，R1、R2分别调至6Ω和9Ω时，R1、R2串联，电流表测量电路电流，电流表的示数为0.3A，由等效电路得，两电路的总电阻相等，小灯泡正常发光时的电阻为
额定功率为
②[6]A．将R1换成导线，仅闭合S1，灯泡与R2串联，电流表测量电路电流，调节R2，使电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光，读出R2的阻值R2；仅闭合S2，电路变为R2的简单电路，调节R2，使电流表示数为0.3A，读出R2的阻值，灯泡正常发光的电阻为
故A符合题意；
B．将R2换成导线，仅闭合S1，电路变为灯泡的简单电路，电流表测量电路电流，当电流表示数为0.3A时，灯泡正常发光，当电流表电流不是0.3A时，灯泡不是正常发光的状态，即此时灯泡不一定正常发光；仅闭合S2，电路变为R1的简单电路，对实验没有意义；同时闭合S1、S2，灯泡与R1并联，并联电路各用电器互不影响，也无法确保灯泡正常发光，故无法得到灯泡的额定功率，故B不符合题意。
故选A。
【变式5-3】（2024·山东潍坊·三模）在测定小灯泡额定功率的实验中，所用灯泡的额定电压，额定功率大约为，电源电压为，有甲乙丙三个滑动变阻器可供选择（甲“”、乙“”、丙“”）
（1）在连接电路时，则应该选择变阻器 连入电路，才能保证实验的顺利进行。开始实验，在调节滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视 的示数，直至灯泡正常发光；
（2）小红按照电路图甲在连接电路时，闭合开关之后，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，那么可能的原因是 ；
（3）小强按图甲连接好电路，测量时发现闭合开关后，无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为，则电路中出现的故障可能是： ；
（4）小聪在测量过程中发现电压表的量程坏了，但他仍想用现有的器材电源电压测出灯泡的额定功率额定电压为，请你帮助小聪把图乙的实物电路连接完整。 连接好电路后，闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数为，要测量小灯泡的额定功率，应该将滑动变阻器的滑片向 移动，当电压表的示数为 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，可得出小灯泡的额定功率为 ；
（5）小亮的电压表损坏了，老师告诉他已经没有电压表可换，而给了他一个已知阻值为的定值电阻和单刀双掷开关，小亮重新设计了如图丁所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率；（额定电压用表示）
实验步骤：
①按图丁所示的电路进行连接；
②开关拨到位置，移动滑片P，使电流表示数为 ；
③开关拨到位置，滑片P位置不动，读出电流表示数，灯泡额定功率的表达式： （请你用所测的物理量I和已知的和来表示）
答案： 乙 电压表 滑动变阻器连入电路的电阻太大了，灯泡的实际功率太小了 灯泡断路 右 2.2 1.14
规范解答：（1）[1]灯泡的功率约为1W，则灯泡的电阻约为
串联电路电压比等于电阻比，即
解得
实验中要选择最大阻值稍大于8.36欧姆的滑动变阻器，所以选择滑动变阻器乙。
[2]开始实验，在调节滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，直至电压表示数等于灯泡的额定电压，此时灯泡正常发光。
（2）[3]小红按照电路图甲在连接电路时，闭合开关之后，发现电压表、电流表均有示数，说明电路没有断路，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，则可能的原因是滑动变阻器连入电路的阻值太大，电路中电流太小，灯泡的实际电功率太小，所以灯泡不能发光。
（3）[4]无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为，可能是灯泡断路，电压表串联进电路，因电压表阻值很大，所以电路中电流很小，电流表没有示数。
（4）[5]电源电压为6V，灯泡的额定电压为3.8V，则灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压为2.2V，小于小量程的最大测量值，所以只需将电压表并联在滑动变阻器两端，测量滑动变阻器的电压即可，如图所示
[6][7]闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数为，要测量小灯泡的额定功率，应该将滑动变阻器的滑片向右移，减小滑动变阻器连入电路的阻值，减小滑动变阻器的分压，直至电压表示数为2.2V，此时灯泡两端的电压为3.8V，灯泡正常发光。
[8]图丙中电流表连接的是小量程，示数为0.3A，则灯泡的额定功率为
（5）[9]开关拨到位置，灯泡与电阻并联后与滑动变阻器串联，灯泡两端的电压等于定值电阻两端的电压，移动滑片P，使电流表示数为
此时灯泡两端的电压为U0。
[10]开关拨到位置，滑片P位置不动，灯泡和定值电阻两端的电压不变，流过的电流也不变，电流表测量干路电流，读出电流表示数，则流过灯泡的电流为
灯泡的额定功率
【变式5-4】（2024·山东济宁·三模）某实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中，实验器材：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片需调至最左端，请将图中电路连接完整 。
（2）小丽同学正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，但是电流表、电压表示数较小，接下来正确的操作是( )
A．检查电路是否短路
B．更换电流表
C．检查小灯泡是否接触良好或损坏
D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）电路故障排除后，小丽闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数为如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）实验中电压表意外损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额= 。（以上均用U额、I、R0表示）
答案： D 0.5
规范解答：（1）[1]灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，闭合开关前，滑动变阻器的滑片需调至最左端，滑动变阻器的右下方接线柱与开关串联，如下图所示：
（2）[2]灯泡不亮，电流表、电压表示数较小，说明电路是通路，但电阻较大，可能是滑动变阻器接入电路的阻值太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行D操作。
（3）[3]由乙图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，则灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W（4）[4][5]①闭合开关S、S1，断开开关S2时，灯泡L与定值电阻R0并联，电流表测定值电阻中的电流，移动干路上的滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为，则根据并联电路电压规律，此时灯泡的电压为U额，灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，只闭合开关S、S2，此时灯泡和R0仍然并联，电流表测干路电流，读出电流表的示数为I；
③则根据并联电流规律，灯泡的额定电流为
所以根据，小灯泡的额定功率为2024-2025学年人教版物理九年级全一册考点分类专题易错题汇编培优练
专题18.3 测量小灯泡的电功率（五大考点）
考点1 伏安法测小灯泡电功率的原理和电路图 1
考点2 伏安法测小灯泡电功率的实验步骤和数据处理 4
考点3 伏安法测小灯泡电功率实验的注意事项故障分析 7
考点4 用电压表和已知阻值电阻测灯泡的电功率 10
考点5 用电流表和已知阻值电阻测灯泡的电功率 13
考点1 伏安法测小灯泡电功率的原理和电路图
【典例分析】（2024·山东青岛·一模）在物理实验中，对物理量进行多次测量，有的是为了通过多次测量减小误差，有的是为了通过多次实验寻找规律，其中为了通过多次测量减小误差的是（ ）
A．“测量小灯泡的电功率”时，测量多组对应的电压和电流值
B．“测量定值电阻的阻值”时，测量多组对应的电压和电流值
C．“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”时测量多组对应的电流和电压值
D．“探究串联电路各点间电压的关系”时测量多组对应的总电压和各部分电路两端的电压
【变式1-1】（23-24九年级上·全国·单元测试）小明在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用如图1所示的器材和电路，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求：向右移动滑片P，灯泡变亮 ；
(2)连接好电路闭合开关后，小灯泡不亮，电压表和电流表均偏转，则下一步操作应该是___________；
A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路
C．更换电池 D．移动滑片P
(3)根据测得的数据绘制的通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图像如图2所示，分析图像可知：小灯泡的额定功率为 W；
(4)利用图1中器材和电路 （选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系；
(5)完成上述实验后，小明进一步思考，在没有电流表的情况下能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图3所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表 （选填“A”或“B”）点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额= （用R0、U额、U等物理量符号表示）。
【变式1-2】（23-24九年级上·全国·单元测试）小明同学在测量额定电压为的小灯泡电功率实验中，连接了如图甲所示的电路；
(1)连接电路时，开关应 ；
(2)小明在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表的示数将 ，电压表的示数将 ；（选填“发生变化”或“不发生变化”）
(3)小明发现实验电路连接有误，若只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上画“×”并用笔画线代替导线画出正确的接法 ；
(4)排除故障后，继续实验，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图乙所示的图像，该图像不是直线，主要原因是 ；某次实验时电流表示数如图丙所示，此时小灯泡的电阻是 ；当小灯泡正常发光时，它的额定功率是 W；
(5)实验结束后，小明用一个发光二极管替换小灯泡来测量发光二极管的功率，闭合开关后，发现当二极管亮度与小灯泡相当时，功率却小得多，这是因为二极管将电能转化为光能的效率比小灯泡 （选填“高”或“低”）；
(6)实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，测出了另一个额定电流为的小灯泡的额定功率，已知电源电压为，请写出实验步骤及测定额定功率的表达式：
① ；
② ；
表达式 。
【变式1-3】（23-24九年级上·山东菏泽·期末）图甲是“测量小灯泡功率”实验电路，电源电压3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）连接电路时，图中导线a端应与电压表上标有数字“ ”（选填“3”或“15”）的接线柱相连；
（2）根据实验数据画出I-U图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（3）结合图甲的信息思考：能否利用图乙电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？并说明理由 。
【变式1-4】（2024·辽宁大连·一模）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，实验器材有：干电池三节，额定电压为2.5V的小灯泡（电阻大约为10Ω）、滑动变阻器甲（20Ω 1A）和乙（5Ω 3A）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线将图甲所示的电路补充完整 ；
（2）为完成实验应该选择滑动变阻器 （选填“甲”或“乙”），闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 端；（选填“A”或“B”）
（3）在实验过程中，电压表的示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器滑片应向 （选填“A”或“B”）端滑动；小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）实验后小组讨论认为，利用单刀双掷开关、电流表、阻值为R0的定值电阻，设计如图丙所示的电路也能测出小灯泡的额定功率。步骤如下：
①S接1，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为；
②S接2，保持滑片不动，读出电流表示数为I；
③则小灯泡的额定功率为P= （用所给符号表示）。
考点2 伏安法测小灯泡电功率的实验步骤和数据处理
【典例分析】（2024·上海·三模）小张同学和小丁同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源共四款：4.5伏、6伏、7.5伏、9伏，待测小灯泡有三个，分别标有“2.5V”、“3.8V”“4.5V”字样，滑动变阻器2个、电流表2个、电压表2个（其中1个只有0~3伏完好）、开关及导线若干，小丁选择1个滑动变阻器和1个小灯泡进行实验，他闭合开关，移动变阻器滑片，发现电压表示数始终不变且不为0，他读出数值却忘记了记录，经过思考后他调整电路并重新实验，记录以下三组数据及现象，部分数据及现象见下表。
序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 电压表示数与电流表示数的比值（欧） 小灯亮暗程度
1 0.20 偏暗
2 10 正常发光
3 1.7 0.24 偏亮
（1）请判断电压表的并接位置并说明理由 ；
（2）请根据相关信息求解电源电压U （需写出主要推理和计算过程）；
（3）小灯泡的额定电功率P额= W；
小张从余下的器材中挑选合适的器材和一个小灯并正确连接电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现当电流表示数最大时，小灯泡发光仍较暗，他分析后，改变了电压表的位置，得到两组数据记录在表格中，并利用其中一组数据测得了小灯泡的额定电功率。小张实验中的部分数据见表。
序号 电压表示数（伏） 电流表示数（安） 电压表示数与电流表示数的比值（欧）
1 10
2 2.0 x
（4）请简述电流表示数最大时，小灯泡发光较暗的原因 ；
（5）求解：小灯泡的额定功率P额（需写出解答过程） ；
（6）表中数据x的取值范围为 （保留分数）
【变式2-1】（2023·黑龙江哈尔滨·二模）在制作调光灯的实践活动中，小宇选了额定电压为2.5V，耐压值为额定电压1.2倍的小灯泡，设计了如图甲所示的电路，电源电压为6V，图乙是该灯泡的U-I图像。下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为0.9W
B．小灯泡在亮度发生变化时，灯丝阻值不变
C．小灯泡发光越亮时，整个电路电能的利用效率越高
D．为保护小灯泡，滑动变阻器接入电路的最小值为5Ω
【变式2-2】（23-24九年级下·湖南娄底·开学考试）在测量电阻约为10Ω的定值电阻Rx的实验中，小明和小亮用如图所示的器材进行实验。
(1)用笔画线代替导线在甲图中完成实物电路连接，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时连入电路的电阻变小 ；
(2)小明把最后一根导线连接完毕后，看到电压表和电流表立即有较大示数。小亮认为在实验操作中有两处错误，其中一处是滑动变阻器的滑片没有滑到电阻最大的位置，还有一处是 ；
(3)改正错误后，小明改变Rx两端的电压和电流，两次测得的电阻值分别为，，第三次测量时，电流表的示数为0.26A，电压表的示数如图乙所示。根据以上三次实验数据，最后得出Rx= Ω；
(4)测量结束后，小亮提出利用这个电路还可以测量小灯泡的电功率，于是小明把定值电阻换成额定电压为2.5V、电阻约为的小灯泡进行实验。闭合开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2.5V时，此时灯泡的电功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）它的额定功率。
【变式2-3】（2023·山东聊城·二模）小明利用“伏安法”测量未知电阻Rx的阻值，电源电压约为3V，Rx的阻值约为10Ω。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，要求：滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电流表示数变小 ；
（2）闭合开关，两电表均无示数，将电压表接在变阻器两端时也无示数，但接在开关两端时有示数，则电路故障是 ；
（3）排除故障后，闭合开关移动变阻器的滑片P至某一位置，此时电压表示数为2.7V，电流表示数如图乙所示，则未知电阻 Ω；
（4）若将待测电阻换成额定电压2.5V小灯泡测额定功率，通过小灯泡的电流随着它两端电压的变化如图丙所示，分析图像可知，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会 （选填“增大”、“减小”或“不变”），该小灯泡的额定功率为 W。
【变式2-4】（2024·黑龙江绥化·二模）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率”实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池），额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。
（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉） ；
（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为 V。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V；
（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率，你认为她这样处理数据的方法是 （选填“合理”或“不合理”）的；
（5）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为的定值电阻来测量未知电阻的阻值，实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定。电路正确连接后：
①当开关S，闭合，断开时，电流表示数为；
②当开关 闭合， 断开时，电流表示数为；
③未知电阻的阻值 （用已知量和测量量的符号表示）。
考点3 伏安法测小灯泡电功率实验的注意事项故障分析
【典例分析】（2024·重庆南川·模拟预测）在“测量小灯泡的电功率”实验中（小灯泡标有“2.5V”字样），电源为2节新干电池。
（1）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）；
（2）明明同学在连接实验电路时还有部分导线未接上，如图1所示。请你用笔画线代替导线完成实物的连接，要求滑片向右滑动时，接入电路的电阻变大 ；
（3）连好电路后，闭合开关灯泡不亮，检查电路发现灯丝断开，其它完好。这时观察到实验电压表的示数是 V；
（4）更换相同型号的灯泡后，为测量小灯泡的额定功率，明明调节滑动变阻器，灯泡两端的电压为 V，此时电流表示数如图2所示为 A，则小灯泡的额定功率为 W；
（5）明明之后又测量了在不同电压下小灯泡的电功率，在处理数据时 （选填“能”或“不能”）取平均值来减小误差，小灯泡的I-U图像图3是曲线是因为 。
【变式3-1】（2024·广东广州·一模）小明连接了如图所示的电路图。已知电源电压恒为2.2V，小灯泡的额定功率为0.75W。闭合开关，发现LED发光而小灯泡没有发光，电压表的示数为1.7V，电流表的示数为0.16A。小明认为灯泡不亮的原因是灯泡发生了断路，该说法是否正确？ ；若正确，写出理由；若不正确，请分析出现该实验现象的原因并写出分析过程。 。
【变式3-2】（2024·湖北武汉·一模）用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8V”字样，闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况，分析错误的是（ ）
A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因是小灯泡断路
B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱
C．当小灯泡的实际电压为3V时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片向左移动
D．电压表无示数，电流表有示数，小灯泡不亮，可能是小灯泡短路
【变式3-3】（23-24九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）“测量小灯泡的电功率”实验中，同学们设计了如图甲所示的电路、其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω 2A”，电流表和电压表都是学生实验用普通电表且已选择好合适量程。
（1）此实验的原理是 ；
（2）连接电路闭合开关前应将滑片移至滑动变阻器的最 端（选填“左”或“右”）；
（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，电路 （选填“有”或“没有”）故障；
（4）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1；
（5）他们想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，则U2 I2 U1 I1（选填“>”、“<”或“=”）
【变式3-4】（2024·江苏无锡·二模）在“测定小灯泡额定功率”实验中，小华同学用如图所示的实验器材进行了实验，其中电源电压保持6V不变，小灯泡的灯丝电阻大约10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）请用铅笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整（连线不得交叉） ；
实验序号 1 2 3 4 5
电流I/A 0.5 0.44 0.4 0.36 0.3
电压U/V 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5
电功率P/W 0.25 0.35 0.40 0.43 0.45
（2）小华在实验中，移动滑片P到某处，发现电压表的示数为3V，他将滑片P向 （选填“左”或“右”）端滑动，直到电压表的示数为3.8V时，观察电流表的指针位置如图乙所示 A，小灯泡的额定功率为 W；
（3）小华想：滑动变阻器接入电路的阻值增大时，通过它的电流减小而它两端电压却增大，它消耗的功率是增大还是减小呢？小华为了探究这个问题，电压表和变阻器并联，经过仔细认真地实验，并计算出了相应的电功率，如表所示。分析表中数据 ；
（4）就“变阻器功率”的探究，你认为小华收集的数据是否充分？请说明理由？ ， 。
考点4 用电压表和已知阻值电阻测灯泡的电功率
【典例分析】（2024·河北邢台·模拟预测）在测定小灯泡的电功率实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻约为，电压表、电流表均符合实验要求。可供选择的滑动变阻器和的最大阻值分别为、；
（1）为完成实验，应该选用的滑动变阻器是 （选填“”或“”）；
（2）图甲是小亮同学所连接的实验电路，其中存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ；
（3）正确连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，小亮发现小灯泡始终不亮，电压表满偏、电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是 ；
A．小灯泡断路 B．滑动变阻器断路 C．小灯泡短路 D．滑动变阻器短路
（4）故障排除后，小亮移动滑片P，当小灯泡L正常发光时，电流表示数如图乙所示，其大小为 A，小灯泡的额定功率为 W；
【拓展】完成上述实验后，小亮向老师要了一个已知阻值为的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关，将拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为 V；
②再将开关拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③小灯泡额定功率的表达式为 （用已知量和测得量表示）。
【变式4-1】（23-24九年级下·山东菏泽·期中）小华用图甲所示的实验电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定功率，其中电源由四节新的干电池串联组成。
（1）闭合开关后，小华发现 （填“电流表”或“电压表”）几乎无示数。检查电路后发现有一根导线连接错误，请在图甲中错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线把电路连接正确；
（2）改正错误后，小明调节滑片P使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为 W；
（3）小华用一个定值电阻R 接在原电路中电流表所在位置，设计了如图丙所示的电路，也测出了这个小灯泡的额定功率。具体操作是：闭合开关，调节变阻器的滑片，使电压表的示数为U颗，保持滑片的位置不变，只将电压表的 点（选填“A”或“B”）接线改接到 点，观察并记录电压表的示数U，通过计算求出了小灯泡的额定功率P= （用所测物理量的符号表示）。
【变式4-2】（23-24九年级上·安徽合肥·期末）小明在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源电压为，待测小灯泡标有“”字样，滑动变阻器标有“，1A”字样。
（1）他按图甲连接电路，闭合开关S后，无论怎样移动变阻器的滑片，发现两电表的示数较小且均不发生变化，则其可能原因是 ；
（2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验，他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，滑片的位置恰好在变阻器中点上，则小灯泡的额定功率为 W；
（3）小明在实验中进行多次测量。其测量目的是 ；
A．求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差
B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系
（4）小明又设计了图乙所示的电路，只用电压表测量额定电压为小灯泡的额定功率。已知本次滑动变阻器R最大阻值为，电源电恒定。其测量过程如下：
①闭合开关、，断开，将滑动变阻器的滑片移到右端，电压表示数为；
②闭合开关、，断开，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，小灯泡正常发光；
③闭合开关、，断开，保持②步滑动变阻器滑片的位置不变，此时电压表示数为3V；
④小灯泡的额定功率= W。
【变式4-3】（23-24九年级上·辽宁大连·期末）在测量小灯泡正常发光时电阻的实验中，用标有“20Ω，2A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线、3节干电池和标有“2.5V”电压的小灯泡进行实验。实验电路如图甲所示。
（1）该实验的原理是 ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最 （填“左”或“右”）端：
（3）当小灯泡两端电压是2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流为 A。小灯泡的电阻是 Ω（结果保留一位小数）；
（4）完成上述的实验后，小明还想测另一只额定电压为U 的小灯泡的额定电功率。但发现电流表损坏。小明利用阻值为R0的定值电阻，设计了如图丙所示的电路，操作如下：
①依据电路图连接好电路，只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电压表的示数为U1；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合开关 ，读出电压表示数为U2；
③小灯泡的额定功率P额= 。（用U1、U2和R0表示）
考点5 用电流表和已知阻值电阻测灯泡的电功率
【典例分析】（23-24九年级下·安徽宣城·自主招生）在“测量小灯泡电阻”的实验中：电源（电压未知且保持不变）、电流表，电压表、“20Ω2A”的滑动变阻器、额定电压为2.5V的小灯泡、开关、导线若干。
（1）如图甲是小明连接的电路，闭合开关前发现导线1或2中有一根导线连接错误，请找出是 （填“1”或“2”）；请你在图甲中错误的连线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确 ；
（2）实验过程中，小明向左调节滑动变阻器，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“＝”）；
（3）小明又设计了图丁所示的电路，测量另一只标有额定电流为0.3A小灯泡的额定功率，请完成下列步骤（已知：电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R1的最大电阻为20Ω）；
①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为0.3A；
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不变，调节滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为 A；
③接着将R1的滑片P调至最左端，电流表的示数为0.45A，再将R1的滑片P调至最右端，观察到电流表的示数为0.15A；
④该小灯泡额定功率P额＝ W。
【变式5-1】（2024·上海静安·三模）小于和小琪在做“测定小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为3节新干电池全部串联接入且保持不变，小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器共2款，分别标有“10Ω 1A”和“5Ω 3A”字样，小于连接电路，将滑片P移至一端，闭合开关后，移动滑片P，当滑片P处于某一位置时，发现电压表，电流表示数如图所示，继续移动滑片P至另一端，全过程小灯始终发光偏暗；经过思考后，小于重新调整电路，移动滑片P至小灯正常发光时，电流表A示数在如图所示的基础上偏转了2小格
（1）请你用笔画线代替导线，将小于实验中调整电路前的实物电路图连接完整 ；
（2）小于判断小灯正常发光的依据是 ，电源电压U= V；
（3）计算说明滑动变阻器的规格( )和小灯的额定功率P额；( )
（4）小琪在一旁画出了猜测通过小灯泡的电流随其两端电压变化可能的图像，你认为正确的图像图像应该是图中的 （选填“甲”或“乙”），小琪和小于 （选填“能”或“不能”）用该实验装置中的器材完成探究电流与电压的关系；
（5）小于结束实验后，小琪想自己独立测量标有“0.3A”字样的小灯泡的额定功率，却发现电压表坏了，于是她设计了图丁电路。已知小灯泡的额定电流为，图中为电阻箱，R0为定值电阻（阻值未知），实验步骤如下：
①将单刀双掷开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器的滑片至适当位置，记下电流表示数为0.3A和电阻箱的读数R1；
②将单刀双掷开关接b，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数不变，记下电阻箱的读数R2；
③小灯泡的额定功率为P额= 。
【变式5-2】（2024·黑龙江哈尔滨·三模）某小灯泡的额定电流为0.3A，图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路：
（1）请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整；
（2）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发现电压表的示数为 V、电流表的示数为 A；
（3）小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图乙所示，小灯泡的功率为 W；
（4）为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了图丙所示实验电路，所用电源电压恒定（未知），、均为电阻箱（0~999.9Ω）；
①实验步骤如下：
第1步：仅闭合，调至5Ω时，电流表的示数为0.3A；
第2步：仅闭合，、分别调至6Ω和9Ω时，电流表的示数为0.3A；
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω，额定功率为 W；
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的有 。
A．将换成导线 B．将换成导线
【变式5-3】（2024·山东潍坊·三模）在测定小灯泡额定功率的实验中，所用灯泡的额定电压，额定功率大约为，电源电压为，有甲乙丙三个滑动变阻器可供选择（甲“”、乙“”、丙“”）
（1）在连接电路时，则应该选择变阻器 连入电路，才能保证实验的顺利进行。开始实验，在调节滑动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视 的示数，直至灯泡正常发光；
（2）小红按照电路图甲在连接电路时，闭合开关之后，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，那么可能的原因是 ；
（3）小强按图甲连接好电路，测量时发现闭合开关后，无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为，则电路中出现的故障可能是： ；
（4）小聪在测量过程中发现电压表的量程坏了，但他仍想用现有的器材电源电压测出灯泡的额定功率额定电压为，请你帮助小聪把图乙的实物电路连接完整。 连接好电路后，闭合开关，移动滑片到某一位置，电压表示数为，要测量小灯泡的额定功率，应该将滑动变阻器的滑片向 移动，当电压表的示数为 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，可得出小灯泡的额定功率为 ；
（5）小亮的电压表损坏了，老师告诉他已经没有电压表可换，而给了他一个已知阻值为的定值电阻和单刀双掷开关，小亮重新设计了如图丁所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率；（额定电压用表示）
实验步骤：
①按图丁所示的电路进行连接；
②开关拨到位置，移动滑片P，使电流表示数为 ；
③开关拨到位置，滑片P位置不动，读出电流表示数，灯泡额定功率的表达式： （请你用所测的物理量I和已知的和来表示）
【变式5-4】（2024·山东济宁·三模）某实验小组在“测量小灯泡的额定功率”实验中，实验器材：电压恒定为6V的电源、电流表、电压表、额定电压为2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关和导线若干。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片需调至最左端，请将图中电路连接完整 。
（2）小丽同学正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，但是电流表、电压表示数较小，接下来正确的操作是( )
A．检查电路是否短路
B．更换电流表
C．检查小灯泡是否接触良好或损坏
D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）电路故障排除后，小丽闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表的示数为如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）实验中电压表意外损坏，小组同学经过讨论后，选用阻值为R0的定值电阻进行实验，设计如图丙所示的电路也测出了小灯泡的额定功率，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S、S1，断开开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为 ；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S、S2，断开开关S1，读出电流表的示数为I；
③小灯泡的额定功率的表达式：P额= 。（以上均用U额、I、R0表示）
