中小学教育资源及组卷应用平台
专题3 测量小灯泡额定功率实验探究
考点一、测量小灯泡额定功率实验探究
实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理：P＝UI。
实验电路图：如图
实验结论：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
实验有关注意事项：
①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置；
②滑动变阻器的作用：用于调节小灯泡两端的电压，使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程，一般遵循“能小则小”的原则；
④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；
⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)；
⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)；
⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)；
⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)。
典例1：（2024九上·鹿城月考）小明用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关进行小灯泡额定功率测定的实验，当移动滑动变阻器到图中位置时，电压表示数为2伏，接下来的操作是 。
（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为 瓦。
（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像如图丙，请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据 。
【答案】（1）向右移动滑动变阻器，直到电压表示数为2.5伏
（2）0.75
（3）①，灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变
【解析】【分析】 额定功率，是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器无法正常运行。
【解答】（1） 电压表示数为2伏 ，电路中的电阻较大，接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片， 直到电压表示数为2.5伏 。
（2）根据U-I图像可知，灯泡两端电压等于额定电压2.5V正常发光，此时通过它的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W
（3）电源电压为3V，灯的U-I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等（串联电路各处的电流相等），故由串联电路电压的规律，此时灯与变阻电压的电压都为1.5V， 灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变等于3v，只有图3中的虚线①符合这个条件。
变式1：（2024·金东模拟）科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验，所用电源为3节新干电池串联，小灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器上标有“20Ω IA”字样，小金同学根据设计好的电路图如图1 所示连接好电路。
（1）图1中，甲、乙是两只电表，则甲是 表；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小。则接下来应进行的操作是____；
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光
（3）继续实验，观察到电压表的示数为2伏，要使灯泡正常发光 端移动 (填“a”或“b”) ；
（4）小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率，用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V)，获得三组数据 (如表)：
实验序号 电流表示数/A 额定功率/W 额定功率的平均值 N
1 0.71 2.698 P=2.698+2.622+2.584：=2.6353
2 0.69 2.622
3 0.68 2.584
请判断该处理数据的方法正确与否，并说明理由： 。
【答案】（1）电流
（2）C
（3）b
（4）正确，采用多次测量取平均值的方法减少误差。
【解析】（1）根据电表的使用分析回答。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明小灯泡实际功率太小，据此分析。
（3）根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向。
（4）由于在进行读数时，具有误差，所以虽然用同一套器材做了三次实验，结果也会有差别，此时可以用求平均值的方法来减小误差。
【解答】（1）由图可知，乙表与灯泡并联是电压表，甲表串联在电路中是电流表。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明小灯泡实际功率太小，因此接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光，故选：C。
（3）继续实验，观察到电压表的示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器滑片向b端移动。
（4）测量灯泡的额定功率时，灯泡两端电压为额定电压，但由于电压表量程太大，导致读数出现误差，从而造成电功率数值不同，可以通过多次测量求平均值的办法减小误差，所以取平均值的做法是正确的。
故答案为：（1）电流表；（2）C；（3）b；（4）正确；求平均值可以减小误差。
变式2：小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____；（填选项符号）
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W；
（7）小丽根据小灯泡的I-U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 。
【答案】（1）
（2）断开；最左 （3）B （4）0.14 （5）右 （6）0.625
（7）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关应该断开，滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（4）根据电流表选用量程确定分度值读数；
（5）比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（6）根据图丙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（7）灯丝电阻随温度的升高而增大。
【解答】（1）原电路图中，电流表与灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的，在“测量小灯泡的电功率”实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路过程中，开关应该断开，滑动变阻器的滑片应该移动到阻值最大处，即最左端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即电路的故障可能是灯泡断路，故选：B；
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.14A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定电功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故这时应该向右端移动滑动变阻器的滑片；
（6）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（7）由图丙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的电阻随两端电压的增大而增大。
变式3：（2024九上·临海期末）为探究小灯泡亮度与电功率的关系，兴趣小组利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲进行实验，获得相关数据如表。图乙是实验过程中电路总功率、小灯泡功率随电流变化的曲线。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.1 0.9 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.05 0.19 0.24 0.26 0.28
功率P/W 0.005 0.171 0.425 0.546 0.725
小灯泡亮度 越来越亮
（1）从第2次到第3次实验，滑片P应向 移动。
（2）乙图中线段CD表示的物理量是 。
（3）整理数据发现，当小灯泡两端电压变大时，灯泡电阻也变大，请分析原因。
【答案】（1）左
（2）电流为I0时，滑动变阻器的电功率
（3）小灯泡两端的电压变大时，电流也变大，根据Q=I2Rt，相同时间产生的内能增多，温度升高，阻值增大
【解析】
（1）由表格数据可知，实验3中灯泡两端的电压值大于实验2中灯泡两端的电压值，而电源电压变，且U=U滑+UL，故实验3中应減小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压特点可知滑动变阻器的滑片P的移动方向。
（2）根据电路的总功率等于各用电器功率之和，同时结合图乙分析回答。
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【解答】
（1）由表格数据可知，实验3中灯泡两端的电压值大于实验2中灯泡两端的电压值，而电源电压不变，且U=U滑+UL，故完成实验2后，要想获得实验3的数据（即增大灯泡两端的电压），应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压特点可知，应減小滑动变阻器接入电路的阻值，则由图甲可知滑片P应向左移动。
（2）由图乙可知，电流为I0时，C点是此时电路的总功率，D点是此时灯泡的功率，根据电路的总功率等于各用电器功率之和可知，线段CD表示电流为I0时，滑动变阻器的电功率。
（3）由表中数据可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P= UI可知，灯泡功率变大，温度升高，灯丝的电阻随温度的升高而增大。
1.（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现家里的手电简使用久了，亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）：
①设计电路图，用导线完成电路连接。
②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为 2.0V、2.5V、3.0V 时，将电流表的示数分别填入记录表中。
序号 电压(伏) 电流(安) 灯泡亮度
1 2.0 0.18 暗
2 2.5 0.20 亮
3 3.0 0.22 很亮
据此回答下列问题：
（1）用笔画线代替导线，将电压表连入电路中。
（2）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是 。
（3）根据实验结果，请解释手电筒用久了会变暗的原因 。
【答案】（1）
（2）0.5W
（3）手电筒用久后，电池电压变小，所以实际功率变小，亮度变暗
【解析】（1）根据题意确定电压表测量的物理量，根据电压表的使用方法作图即可；
（2）从表格中找到灯泡的额定电流，然后根据P=Ui计算灯泡的额定功率；
（3）根据表格分析手电筒用久后电磁电压的变化，通过灯泡的电流变化，再跟机P=UI分析实际功率的变化即可。
【解答】（1）根据题意可知，这个实验要探究手电筒用久后，灯泡亮度的变化原因，那么电压表应该与灯泡并联。因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选择量程0~3V，如下图所示：
（2）根据表格可知，当灯泡的电压为2.5V时，通过它的额定电流为0.2A，
则灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（3）根据实验结果可知手电筒用久了会变暗的原因：手电筒用久后，电池电压变小，通过灯泡的电流变小，则灯泡的实际功率变小，因此亮度变暗。
2．（2024九下·柯桥会考）小柯在测量小灯泡电功率的实验中，选取额定电压为2V的小灯泡，电压恒为6V 的电源，滑动变阻器（R1:10Ω 0.5A， R2:15Ω 1A， R3:50Ω 2A）,电压表，电流表， 开关和导线若干，按如图甲所示电路进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整 (要求：滑片向左移时，灯泡变暗)。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）完成该实验的过程中，选择哪种规格的滑动变阻器最合适 . (选填“R1”、“R2” 或 “R3” )
（4）小柯认为该电路还可以用于探究电流与电压的关系，但必须更换其中一个实验器材，该如何更换 。
【答案】（1）
（2）0.72
（3）R2
（4）把小灯泡换成定值电阻
【解析】在测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器与小灯泡串联在电路中，电压表测量小灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流；根据电压表的示数、电流表的示数及电功率的计算公式计算出小灯泡的电功率。
【解答】（1）由于滑动变阻器与小灯泡串联在电路中，滑片向左移时，灯泡变暗，则滑动变阻器接入电路中的阻值变大，因此滑动变阻器下面连接右边的接线柱，将滑动变阻器下面右边的接线柱连接小灯泡左边的接线柱，如下图所示：
；
（2）从图乙可知，电流表接入电路中量程为0~0.6A，则分度值为0.02A，此时指针指在0.2后面的第8个小格，则其读数为：I=0.2A+0.02A×8=0.36A，则小灯泡的额定功率为：P额=U额I额＝2V×0.36A=0.72W；
（3）小灯泡正常发光时，小灯泡的分压为2V，则滑动变阻器的分压为：U滑=U-U额=6V-2V=4V，电路中的电流为0.36A，则滑动变阻器的阻值为：，所以最合适的滑动变阻器为R2；
（4）如果探究电流与电压的关系，由于小灯泡的阻值会随温度的变化而变化，因此应该把小灯泡换成定值电阻。
故答案为：（1）；（2）0.72；（3）R2；（4）把小灯泡换成定值电阻。
3．小科在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选取的电源电压恒为6 V，所用小灯泡的额定电压为“4.5 V”。
（1）甲图中实物电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移至阻值最大处。
（2）若电压表0~15 V量程损坏，在不更换电路元件的前提下，通过 的方法调整电路，仍可测出小灯泡的额定功率。
（3）调整好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器得到电流表和电压表的示数如图乙，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）为了提高测量精确程度，小宁认为：“因灯泡额定电压已知，故可采用多次测量求出灯泡电阻的平均值 ，然后利用额定电压和电阻求出灯泡额定功率”。小宁的方案是否可行，请你评价小宁的方案，并说明原因： 。
【答案】（1）右 （2）将电压表接到滑动变阻器两端
（3）1.35 （4）不可行。灯泡电阻会受温度影响而变化
【解析】（1）在连接电路时为了保护电路，开关断开，滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）根据在串联电路中电压规律进行解答；
（3）从图乙中读出电流表的示数，即小灯泡的额定电流，根据P=UI计算出小灯泡的额定功率；
（4）根据小灯泡的电阻受温度的影响进行解答。
【解答】（1）从甲图可知，滑动变阻器的的滑片在最右端时，接入电路中的阻值最大，因此闭合开关前应将滑片向右移至阻值最大处；
（2）由于小灯泡的额定电压为4.5V，电源电压为6V，则小灯泡正常发光时，滑动变阻器的分压为：，所以可以将电压表接到滑动变阻器两端；
（3）从图乙中可知，小灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为：；
（4）由于灯泡电阻会受温度影响而变化，所以小宁的想法是不可行的。
故答案为：（1）右；（2）将电压表接到滑动变阻器两端；（3）1.35；（4）不可行；灯泡电阻会受温度影响而变化。
4．（2024·杭州模拟）小科用图甲电路测量小灯泡不同电压下的电功率，该小灯泡的额定电压为2.5V， 电源电压为3V， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 2A”。
（1）请用笔画线代替导线把图甲的电路连接完整。
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到 端(选填“左”或“右”)。
闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的指针如图乙所示，则此时小灯泡的功率为 W。
（3）小科测出几组小灯泡的电压和电流后，画出的电流随电压变化图像如图丙所示，根据图像推测，当小灯泡两端电压为0.5V时，你认为通过小灯泡的电流大小最有可能的是 (选填“0.04A”“0.12A”或“0.20A”) 。
【答案】（1）
（2）左；0.6 （3）0.12A
【解析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中；
（2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P=UI求出此时小灯泡的功率；
（3）灯丝的电阻随温度的降低而减小。
【解答】 （1）小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端；滑动变阻器上下各选一个接线柱与电源串联在电路中，如下图所示：
（2）为了保护电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即最左端；
闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的指针如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.24A，则小灯泡额定功率为：
PL=ULIL=2.5V×0.24A=0.6W；
（3）由图丙可知，当灯泡两端电压为1.0V时，通过灯泡的电流为0.16A，此时灯泡的电阻为：
，
当小灯泡两端电压为0.5V时，灯泡两端电压减小，通过灯泡的电流也减小，因此通过灯泡的电流应小于0.16A；
若电流为0.04A，此时灯泡的电阻为：，
因灯丝的电阻随温度的降低而减小，故当小灯泡两端电压为0.5V时，通过小灯泡的电流大小最有可能的是0.12A。
5．（2024·杭州会考）小科利用两节新干电池、滑动变阻器(1安20欧)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、额定电压为2.5V的小灯泡、定值电阻(5欧、10欧、15欧)各一个、开关和导线若于进行电学实验。
（1）为了测量小灯泡的电阻，请用笔代替导线，完成图甲中电路连接 。当小科连接好最后一根导线时，小灯泡立即发光。请你指出他在实验操作中的不当之处 。
（2）小科掌握正确操作后，闭合开关，移动滑片，进行了多次实验测得数据如下表。通过数据分析，此小灯泡的额定功率为 。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
I/A 0.2 0.21 0.22 0.25 0.26
灯泡亮度 不亮 微光 微亮 亮 很亮
（3）小科认为根据提供的器材还可以探究电流与电阻的关系。于是他将小灯泡换成5欧的定值电阻，闭合开关，滑动滑片，此时，电流表读数如图乙所示。然后分别换上10欧、15欧的定值电阻，滑动滑片至适当位置，重复上述操作。其中的“适当位置”是指 。
【答案】（1）电压表的“3”接线柱与灯泡右接线柱（或滑动变阻器左接线柱）相连；连接电路时开关未断开
（2）0.625w
（3）电压表示数为2v
【解析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端；为了保护电路，在连接电路时，开关应该断开；
（2）根据表中数据利用P=UI求出灯泡额定功率；
（3）研究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变，根据电流表选用量程确定分度值读数，利用U=IR求出控制的电压，据此回答。
【解答】 （1）小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
；
当小科连接好最后一根导线时，小灯泡立即发光，说明连接电路时开关未断开；
（2）由表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，
则灯泡额定功率为：PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W；
（3）将小灯泡换成5Ω的定值电阻，闭合开关，滑动滑片，此时，电流表读数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.4A，则定值电阻两端电压为：UV=I1R1=0.4A×5Ω=2V；
研究电流与电阻的关系时，要控制电阻两端的电压不变，故上述操作中判断滑片已处于适当位置的依据是电压表示数为2V。
6．（2024·杭州模拟）文文用图甲所示器材测量小灯泡电功率。待测小灯泡L的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动，灯泡变亮)。
（2）文文正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，接下来应该____.
A．更换阻值更小的滑动变阻器
B．更换两节新干电池
C．重新连接电路
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示、小灯泡的额定功率为 W：小灯泡用久了，钨丝会变绌，在2.5V 电压下，小灯泡实际功率 (选填“大于“、“小于”或“等于”) 额定功率。
【答案】（1）
（2）A；B
（3）0.7；小于
【解析】（1）根据滑动变阻器的使用方法来连接实物图。
（2）根据欧姆定律进行分析。
（3）根据P=UI计算灯泡的额定功率，钨丝升华后灯丝变细，灯泡的电阻变大，根据分析实际功率的变化。
【解答】（1）滑动变阻器要“一上一下”串联接入电路，向右滑灯泡变亮，滑动变阻器接入电路的电阻变小，应该将D接线柱接入电路，如图所示：
（2）悦悦正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，说明电路中的总电阻太大，电流太小，可以增大电源电压或者减小滑动变阻器的规格，故选：AB。
（3）此时电流表的量程为0～0.6A，分度值是0.2A，此时的电流表的示数为0.28A；小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
根据可知：灯泡的电压不变，灯丝的电阻变大，灯泡的实际功率变小。
7．（2024九下·义乌开学考）小科进行了“测量小灯泡电功率”的实验，现提供的器材有：电压恒定为6V的电源、额定电压为4.5V的小灯泡、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请将图甲补充完整（要求开关闭合后，滑片在最右端时滑动变阻器阻值最大）。
（2）小科连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是____。
A．将电源正负极对调
B．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）正确连接电路后，小科进行实验，记录实验数据并在电流-电压图像中描点，得到滑动变阻器电流与电压的关系，如图乙所示。由此可知，小灯泡的额定功率为 瓦。
（4）当小灯泡两端电压恰好为额定电压时，功率为，某次测量中小灯泡两端电压，小科计算得，但实际，理由是
【答案】（1）
（2）C
（3）2.25
（4）小灯泡的电阻随温度的降低而减小
【解析】（1）根据描述分析变阻器选择的接线柱，根据题干确定电流不变的量程，据此补充电路即可；
（2）在闭合开关前，为了避免电流过大而烧毁用电器，变阻器的滑片要调到阻值最大的位置，据此分析判断；
（3）电压表测变阻器的电压，根据串联电路电压的规律，可知电压表示数1.5V时灯正常发光，如图乙所示可知小灯泡的额定电流，根据P=UI得出灯的额定功率；
（4）因灯的电阻随温度的变小而变小，根据分析。
【解答】（1）开关闭合后，滑片在最右端时滑动变阻器阻值最大，故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联。根据图乙知，电流不超过0.6A，故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）小科连接好电路后，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，可能是电路的电流过小，电路的电阻过大，接下来他首先应进行的最合理操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故选C；
（3）根据图片可知，电压表测变阻器的电压，
当电压表示数为：UV=U总-U变=6V-4.5V=1.5V时，灯正常发光。
如图乙所示可知，小灯泡的额定电流为0.5A，
灯的额定功率为：P=UI=4.5V×0.5A=2.25W；
（4）若灯的电阻不随温度电压的而变化，当小灯泡两端电压恰好为额定电压U0时，功率为P0。
某次测量中小灯两端电压U1=U0，
根据可知，；
因灯的电阻随温度的变小而变小，故P1＞P0。
8．（2024九上·余杭期末）小科在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小科连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）待连接正确后，发现接通开关，调节电路后电压表示数为2V；接下去小科应该如何操作 答： 。
（3）小科根据记录的多组1-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图乙所示)，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小科根据小灯泡的I-U图像(如图乙所示)，分析出小灯泡的电阻在增大，你认为原因是 。
【答案】（1）
（2）向右调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V，读出电流表的示数
（3）0.625
（4）灯丝的电阻随温度升高而增大
【解析】 “测量小灯泡的电功率” 用电压表测量灯泡两端电压，电流表测量灯泡通过的电流，电流乘以电压即为电功率。
【解答】（1）电流表应该与用电器串联。
（2）电压表示数小于额定电压，所以向右调节滑动变阻器，减小滑动变阻器的分压，增大灯泡电压，达到额定电压。
（3）电压等于额定电压的时候，电流为0.25A，P=UI=2.5X0.25W=0.625W
（4）灯泡的灯丝是金属做的，金属的电阻随温度升高增大。
9．（2024九上·嘉兴期末）小嘉开展“测量小灯泡额定电功率并比较不同功率时小灯泡的亮度”的实验。
【实验器材】电压恒为4.5伏电源1个，额定电压为2.5伏小灯泡1只，规格为“20欧，1安”滑动变阻器1个等。
【实验步骤】
①设计一张实验记录表。
②连接电路（如图甲），闭合开关，小嘉发现电流表示数为0、电压表示数为4.5伏。造成该现象的原因是 ；
③改正电路后，调节滑动变阻器滑片，测出了四组数据，描点绘制出了小灯泡的图像（如图乙）。
⑴测量小灯泡的额定电功率时，调节滑动变阻器滑片的目的是 ；
⑵小嘉测得小灯泡的额定功率为 。
【答案】评价要素：记录的信息包含电压、电流、电功率和亮度等；记录的物理量规定好单位：体现能记录多组或多次实验数据的空白栏；电压表串联在电路中，电流表并联在小灯泡两端；使小灯泡两端的电压达到2.5伏；0.5瓦
【解析】根据伏安法测定电功率的原理、实验操作及注意事项进行分析。
【解答】①记录的信息包含电压、电流、电功率和亮度等；记录的物理量规定好单位：体现能记录多组或多次实验数据的空白栏。
比如：
②电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，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，与电压表并联的支路开路了；因此造成该现象的原因是电压表串联在电路中，电流表并联在小灯泡两端。
⑴测量小灯泡的额定电功率时，调节滑动变阻器滑片的目的是使小灯泡两端的电压达到2.5伏。
⑵小嘉测得小灯泡的额定功率为
10．（2023九上·北仑期末）图甲是小科的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0﹣3V”、“0﹣15V”两个量程，小科的哥哥正确选用了“ ”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V 。
（3）小科发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线 。（用图甲中导线旁的字母表示）
【答案】（1）0﹣3V
（2）0.75W
（3）b
【解析】电流表使用前要调零，电流表选择0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，滑动变阻器与灯泡串联。
【解答】（1）测定小灯泡额定功率时，电压表测量小灯泡两端电压，由于小灯泡上标有“2.5V”字样，所以电压表选用“0~3V”量程。
（2）由乙图可知，电流表选择0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，则小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（3）图中是灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联，而课本上滑动变阻器与灯泡串联，因而把导线b去掉，就与课本电路相同，故多了的一根导线是b。
11．（2024九上·镇海区期末）探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，如图甲所示连接电路。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是 。
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“A”或“B”）端移动。
（3）在将滑片P从阻值最大处移至合适位置的过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表的数据，描绘出如图丙所示的I-U图像。其中，U0表示电源电压。若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。
【答案】（1）小灯泡短路
（2）A
（3）
【解析】（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为0，说明电压表并联的电路短路，或电压表短路；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数，比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；
（3）根据串联电路电压的规律和P=UI计算出此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域。
【解答】 （1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数为0，说明电压表并联的电路短路，或电压表短路，即出现故障的原因可能是小灯泡短路（或电压表短路）；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.7V，小于灯泡额定电压2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向A端移动；
（3）若图中的阴影部分表示电压为2.0V时，灯泡消耗的实际功率大小，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为U滑=3V-2V=1V，根据串联电路电流特点，通过滑动变阻器的电流与小灯泡的电流相同，由P=UI知滑动变阻器的功率为：P滑=U滑I=1V×I，此时滑动变阻器所消耗的电功率的区域如下图所示：
12．（2024九上·南浔期末）要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）小浔所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，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；
（2）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（3）小浔在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，可判断电路故障是 。
【答案】（1）如图
（2）0.65W
（3）电流表被烧坏或电流表断路
【解析】（1）测量小灯泡额定功率的实验中，电压表应测灯泡两端的电压，据此分析甲图中的错误并改正。
（2）根据电流表的量程和分度值确定电流表的示数；根据P=UI求出灯泡的额定功率。
（3）已知电路故障是小灯泡或电流表被烧坏，结合所给实验现象分析具体的电路故障。
【解答】 （1）要测量小灯泡的额定功率，电压表应测灯泡两端的电压，而 图甲中电压表测灯泡和滑动变阻器的总电压。此时可以将电压表与变阻器相连的导线从变阻器上拆下，改接在电灯泡的右端即可，如下图所示：
（2）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.26A， 灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W。
（3）在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭；经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在 不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，说明小灯泡没有问题，则故障是电流表断 路（或电流表被烧坏）。
13．（2024九上·江北期末）小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验，已知电源电压是3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器，进行几次实验，得到部分U和Ⅰ的数据如下表所示：
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
（1）在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W。
（3）实验中多次测量的目的是____。
A．探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B．多次测量求平均值，减小误差
【答案】（1）增大
（2）0.8
（3）A
【解析】（1）利用公式分别计算出灯泡在不同电压下的电阻，然后比较即可。
（2）根据图乙确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（3）根据实验中多次测量的目的分析判断。
【解答】（1）根据公式分别计算出灯泡的电阻依次为：2.8Ω、5Ω、6.67Ω，那么得到： 小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大。
（2）根据乙图可知，电流表的量程为0·0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.32A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
（3） 实验中多次测量的目的探究灯泡亮度与实际功率的大小关系，故选A。
14．（2024·嵊州模拟）图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V 恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡电阻约为8Ω。
（1）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“a”或“b”)。
（2）闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。
实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W|
1 2.0 0.28
2 2.5 I0
3 3.0 0.34
①移动滑片 P使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为 瓦。
②以电流的平方(F2 )为横坐标，以实际功率(P)为纵坐标，下列坐标图(实线部分)与实验数据相符的是 。(选填字母)
（3）与小灯泡的电阻相比较，虽然电流表的电阻非常小， 电压表的电阻非常大，但由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值 (选填“偏大”、 “偏小”或“不变”)。
【答案】（1）a
（2）0.8；D
（3）偏大
【解析】用“伏安法”测定小灯泡的电功率，根据电功率的计算公式P=UI。用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电 流，就可以求出小灯泡的实际功率。
【解答】(1)连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，保护电路，即位于a端；
（2）①根据图片知道，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.32A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W
②由P=I2R知道，如果灯泡的电阻不变，那么它的电功率与电流的平方成正比，图像为通过坐标原点的斜线。实际上，随着电流的增大，温度的升高，灯丝电阻在不断增大，即相同的电流时，电功率会更大，则图像会向纵轴方向弯曲，故D符合题意。
故答案为：D。
（3）小灯泡电压是准确的，因为电压表和灯泡并联，但电流表测量灯泡和电压表二者总电流，所以电流测量值偏大，功率等于电压乘以电流， 测量后计算出的电功率会比真实值偏大。
15．（2024·拱墅二模） 探究小灯泡的电功率。
（1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想： “小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是 。
（2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作：
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。
②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是 。
③当电压表示数为2.8伏时，电流表示数为0.3安，小乐根据P=UH算出小灯泡的额定功率为 W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值 (选填“大于” “小于”或“等于”) 计算值。
【答案】（1）电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮
（2）应将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.8V；0.84；大于
【解析】（1）图甲中两灯串联，根据P=UI，在电流相等时，灯两端的电压越大，灯的实际功率越大，灯越亮（2）灯泡在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；2电流表指针没有指在零刻度线上，根提电流表指针的位置判定通过灯泡的电流与灯泡的额定电流的大小，然后根据P=UI分析功率的大小关系。
【解答】（1）甲中两灯串联，通过两盏灯的电流相等。灯的电压越大，根据P=UI可知，灯的实际功率越大，灯越亮，支持该结论的实验现象是电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮。
（2）②灯在额定电压下正常发光，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，小于灯的额定电压2.8V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压。由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.8V。③由图可知电路中无电流时，电流表的指针指向零刻度线的左侧，则测量电流时，电流表的示数要小于灯泡的额定电流，根据P=UI可知，测得的灯泡的实际功率偏小，即小灯泡的额定功率的真实值大于0.84w。
故答案为：（1）电压表示数大的灯泡比示数小的灯泡亮：（2）②应将滑动变阻器的滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.8V；③0.84；大于。
16．（2024·滨江模拟）为了测量小灯泡的电功率，小滨进行了如下实验。他选用的电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”的字样。
（1）如图甲所示，在闭合开关前，滑片应该位于最 （选填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关，调节滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
（3）改变滑片的位置，测出多组电流和电压的数据，画出了如图丙所示的图象。由图象可知，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小滨分析图象发现，随着电压的升高，小灯泡的电阻在变化，小滨和同学们提出了下面的猜想：①电阻变化是测量误差引起的；②电阻变化是温度变化引起的。你认为哪个是猜想错误，并说明理由 。
【答案】（1）右
（2）左
（3）0.625
（4）①，因为误差引起的电阻变化应该是无规律的
【解析】（1）闭合开关前，为保护电路，滑片应该位于阻值最大处；
（2）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表选用的小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
（3）根据画出的如图丁所示的I﹣U图像可知灯在额定电压的电流，根据P＝UI得出小灯泡的额定功率；
（4）测量误差是没有规律的，会导致测量的电阻忽大忽小，而不是一直变大。
【解答】（1）闭合开关前，为保护电路，滑片应该位于阻值最大处的右端；
（2）灯在额定电压下正常发光，图丙中电压选用小量程，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，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压；
（3）根据画出的如图丁所示的I﹣U图像可知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）测量误差是没有规律的，会导致测量的电阻忽大忽小，而不是一直变大，所以猜想②可能正确，另一个猜想不正确的理由是：测量误差是没有规律的，会导致测量的电阻忽大忽小，而不是一直变大。
17．（2024·富阳模拟）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整(要求：滑片向左移时，灯泡变暗)；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数为1.5V，小灯泡发光较暗。要使小灯泡正常发光，接下去的实验操作步骤是 。
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的乐数，并绘制成如图乙所示的I-孔图像，I-U图像不是直线的原因是 ；
（4）根据I-U图像和三种规格的滑动变阻器：甲“10Ω1A”、乙“20Ω0.5A”、丙“50Ω0.2A”，请结合图像和实际器材分析，应选用的滑动变阻器的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】（1）
（2）向右移动滑片，同时应观察电压表的示数，直到电压表的示数为 2.5V；
（3）灯丝的电阻随温度的升高而增大
（4）乙
【解析】滑片向左移时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；正确连接好电路，闭合开关，发电流表有示数，则电路为通路，根据灯泡不亮，电压表无示数分析作答；当灯的实际电压等于额定电压时，灯正常发光；比较电压表示数与灯泡额定电压大小，根据串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器滑片移动方向；根据小灯泡的“I-U”图像可知灯泡正常发光时通过灯泡的电流，根据串联电路的电流特点、电压规律和欧姆定律可得变阻器连入电路中的电阻，进一步确定选用的滑动变阻器的规格。
【解答】（1）滑片向左移时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值变大，故滑动变阻器选用右下接线柱B与灯泡串联在电路中。
（2）排除故障后，闭合开关移动滑片，电压表示数为1.5V，此时小灯泡发光较暗，原因是实际电压低于额定电压，则小灯泡的实际功率小于额定功率；要使小灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应向右移动滑片，同时应观察电压表的示数，直到小灯泡正常发光；
（3）灯泡正常发光时，其电压UL=2.5V，串联电路各处电流相等，由乙图可知电路中的电流为：I=0.25A，串联电路总电压等于各部分电压之和，根据串联电路的电压规律可得此时滑动变阻器两端电压：U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V，滑动变阻器电阻根据欧姆定律可得为14 Ω ， 滑动变阻器的最大电阻应大于14Ω，滑动变阻器允许通过的最大电流应大于0.25A，所以本实验中应该选择规格为“20Ω 0.5A”的滑动变阻器，故答案为：乙。
18．（2024九下·杭州月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供器材：2节新干电池，电流表1个，电压表1个，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 （选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（3）实验中电流表坏了，无法完成实验。小组同学认为只需再增加一个R0=5Ω的定值电阻就能完成，他们设计了如图丙的电路，其设计方案如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；
②保持滑片位置不变，电压表并联在R0两端，测出此时R0两端的电压U0，通过计算得出小灯泡的额定功率。可是实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率，请你指出该设计方案中存在的问题是： 。
【答案】（1）小灯泡短路
（2）左；1.25
（3）电源电压过小，实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V
【解析】（1）由图甲可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路中的电流，连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路没有发生开路，电压表物示数说明电压表接线柱之间被短路；
（2）根据串联电路中电压的特点和欧姆定律确定滑动变阻器的移动方向，根据电流表的量程读出电流表的示数，由P=UI计算小灯泡的额定功率；
（3）由图丙可知，灯泡L、R0和滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为5Ω，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，根据串联分压的特点可知R0两端的电压，再根据串联电路的电压特点分析无法测量出该小灯泡电功率的原因。
【解答】（1）小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明与电压表并联部分出现短路，则出现故障的原因是小灯泡短路；
（2）如果要将灯泡调至正常发光，需增大灯泡两端的电压，减小滑动变阻器接入的阻值，故需要将滑动变阻器滑片左端移动，直到电压表示数为2.5V时为止；
如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，根据电流表指针的位置可知，电流表的示数为0.5A，灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
（3）由图丙可知，灯泡L、R0和滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为5Ω，R0的阻值为5Ω；
当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，根据串联分压的特点可知R0两端的电压也约为2.5V，
根据题意可知，电源为2节干电池，则电源电压为3V，根据串联电路的电压特点可知，R0和灯泡L两端的电压之和大于电源电压，则实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V，所以实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率。
故答案为：（1）小灯泡短路；（2）左；1.25；（3）电源电压过小，实验中无法使电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V。
19．（2024九下·萧山月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为 W。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。请分析按此方法算出的小灯泡的额定功率比真实值 （填“偏大”或“偏小”），并说明理由。 。
【答案】（1）
（2）B
（3）0.6
（4）偏大；灯两端电压小于额定电压时，电阻偏小，由P=U2/R得功率偏大
【解析】（1）滑片P向右移动时小灯泡变亮，说明电路 中电流变大，滑动变阻器阻值变小，据此确定 滑动变阻器选用的下端接线柱；
（2）根据电压表选用量程确定分度值读数， 比较电压表示数与灯泡额定电压的大小，根据 串联电路电压规律和分压原理确定滑动变阻器 滑片移动方向；
（3）根据串联电路的分压规律求出每个灯泡 两端的电压；根据图像得出此时的电流，根据P=UI求出总功率的大小；
（4）根据图丙同时结合欧姆定律比较两个电压下灯泡电阻的关系，再根据P=U2/R得出此方案算出灯泡的额定功率与真实值的关系。
【解答】（1）滑片P向右移动时小灯泡变亮，说明 电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑 动变阻器选用右下接线柱与开关串联在电路 中；
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电 压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程， 分度值0.1V，其示数为2V，小于灯泡额定电压2.5V；若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯 泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减 小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑动变阻 器的滑片P应向B端移动；
（3）若将该实验中的两个相同的小灯泡串联 在3V的电路中，根据串联电路的分压规律可
知，每个灯泡两端的电压为1.5V，根据图丙可知，此时的电路中的电流为0.2A，则电路消耗
的总功率为：p ' = UI ' = 3v×0.2A = 0.6W；
（4）由图丙可知，因为灯泡两端的电压为2V 时，其通过灯泡的电流小于灯泡两端的电压为额定电压2.5V时的电流，灯泡两端的电压为2V时对应的电阻小于电压为2.5V时对应的电阻，因此若用第（2）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，即此时灯泡的电阻小于灯泡正常发光时的电阻，按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。
20．小金用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下 (第 4次实验时电流表指针位置如图乙所示)：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.25 2.0 2.5 3.0
电流表示数/A 0.17 0.20 0.30 0.37
（1）请将实物图连接完整；
（2）该小灯泡的额定功率为 W；'
（3）正确连接电路，闭合开关发现灯泡不亮，且电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．滑动变阻器某处断路 D．滑动变阻器某处短路
（4）在整理实验数据时，小金发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，小灯泡的额定功率为 P0，若某次实验小灯泡两端电压 则实际功率 P1与额定功率 P0的数值关系为 P0 4P1(选填"<”或“=”或“>”)， 请简述原因 。
【答案】（1）
（2）0.85W
（3）A
（4）<；根据小灯泡的电阻R 随温度升高而增大，则P随之减小
【解析】（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端。
（2）根据电流表选用量程确定分度值读数，利用P=UI求出小灯泡的额定功率。
（3）正确连接电路，闭合开关发现灯泡不亮，且电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路。
（4）根据结合灯丝电阻随温度的升高而增大分析回答。
【解答】（1）小灯泡上标有“2.5V”字样，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，如下图所示：
（2）第4次实验时电流表指针位置如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.34A，由表中数据可知，此时灯泡两端电压为2.5V，则小灯泡额定功率为：
PL=ULUL=2.5V×0.34A=0.85W。
（3）正确连接电路，闭合开关发现灯泡不亮，且电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路，即故障可能是灯泡短路，故选：A。
（4）若小灯泡的电阻不变，且小灯泡额定电压等于实际电压的2倍时，根据可知，小灯泡的额定功率P0等于实际功率P1的4倍。
当小灯泡的实际电压等于额定电压的0.5倍时，小灯泡的电阻随温度降低而减小，由可知，小灯泡的额定功率P0小于实际功率P1的4倍。
故答案为：（1）见解答图；（2）0.85：（3）A：（4）＜；根据小灯泡的电阻R 随温度升高而增大，则P随之减小 。
21．（2024·舟山模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为；
③请写出未知电阻的阻值表达式： （用、和表示）。
【答案】（1）不发光
（2）0.75W
（3）
【解析】（1）在测灯泡电功率的实验中，如果灯泡发生断路，那么电压表串联在电路中，此时测电源电压。由于电压表的内阻很大，因此电流表的示数几乎为零。
（2）根据图3确定灯泡的额定电流，然后根据P=UI求出额定功率；
（3）在没有电压表时，使定值电阻与待测电阻串联，根据开关的状态、电流表的示数以及欧姆定律得出电源电压，根据电源电压不变列等式表示出未知电阻Rx的阻值表达式。
【解答】（1）根据图2可知，闭合开关后，电压表的示数等于电源电压，而电流表的示数几乎为零，那么说明此时灯泡可能发生断路，即灯泡不发光；
（2）根据图3可知，灯在额定电压下2.5V时的电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
（3）实验步骤：
①只闭合开关S1，两电阻串联，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I1；
②开关S1、S2闭合后，只有电阻R0工作，电流表测量电路中的电流，电流表的示数为I2；
③两次实验中电源电压不变，则得到：U=I2R0=I1（R0+Rx），
那么未知电阻Rx的阻值表达式：。
22．（2024·义乌模拟）学习小组进行测定小灯泡电功率的实验，已知电源电压3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S，将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点，记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
（1）请用笔代替导线，完成图甲中电路连接；
（2）移动滑片使小灯泡正常发光时，电流表示数为0.42A，则小灯泡的额定电功率为 W。
（3）小金将数学几何图像分析与电学知识融合，通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1-S6（如图乙），有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积 表示；
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中，判断小灯泡实际功率的变化量△P灯与滑动变阻器功率的变化量△P滑哪一个更大？请结合图中信息说明理由： 。
【答案】（1）
（2）1.05
（3）S1；△P灯=（S1+S2+S4+S5）-S1=S2+S4+S5；△P滑=（S2+S3）-(S3+S6）=S2-S6，因此△P灯大于△P滑
【解析】额定功率等于额定电压与额定电流的乘积。
【解答】（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选0~3V的量程，且与灯泡并联；滑动变阻器按一
上一下的原则串联在电路中，然后与电源和开关串联组成电路。
（2）由图象可知，灯泡正常发光时的电流为，则灯泡的额定功率：P= UI =2.5Vx0.42A= 1.05W ；
（3）由P= UI可知，当电流为I1时，小灯泡的实际功率P实=U1I1 ，可以用图乙中的面积S1表示；数形结合分别求出 △P灯 与 △P滑 对应的面积然后比较大小。
23．（2024·滨江模拟）小明在测定小灯泡额定功率时，所有电源电压为3伏恒定不变，滑动变阻器规格为"30Ω22A”。小灯泡额定功率为2.5伏。
（1）请用笔画线代替导线，在答题纸上完成电路连接，要求滑片Р向右滑动时，电流表的示数变大。
（2）小明测得小灯光的额定功率是 瓦。
（3）小灯泡灯丝的阻值随着温度的变化而变化。小明在图乙中画出小灯泡电流随电压变化的曲线a，但不能直观判断“小灯泡电阻是随着温度的升高变大还是变小”。老师建议他在图乙中再画出定值电阻曲线b，只要比较图乙中的A、B、C三点，就能比较出灯丝电阻随温度变化的情况。请简要说明小明的比较过程。
（4）查阅资料后发现：滑动变阻器AB之间是粗细均匀的金属线缠绕在绝缘体上，其电阻与长度成正比。小明用一把刻度尺就能较准确地将滑片Р移到阻值为12欧的位置处。小明的操作是 。（刻度处读取的数据可用字母a等表示）
【答案】（1）画图 略
（2）0.75
（3）因为b是定值电阻曲线，故A、B电阻相同；C与A电压相同，C比A电流大，所以C比A电阻小，所以C比B电阻小。所以a曲线是电阻随温度升高而增大。
（4）滑动变阻器接B，用刻度尺测得AB间距离为a，将滑片Р移动距离B点12a/30处
【解析】（1）滑片P向右滑动时，电流表的示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，据此确定滑动变阻器选用的下端接线柱；滑动变阻器上下各选一个接线柱串联在电路中。
（2）根据图乙确定灯泡额定电压对应的额定电流，利用P=UI求出小灯泡额定功率。
（3）b是定值电阻曲线，故A、B点电阻相同；C与A电压相同，由图知，C、A点的电流大小，根据欧姆定律可知，C、A点的电阻大小，据此分析。
（4）滑动变阻器接B，用刻度尺测得AB间距离为a，求出单位长度的电阻，进而求出滑片P移到阻值为12欧的位置。
【解答】（1）滑片P向右滑动时，电流表的示数变大，说明滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器选用右下接线柱；滑动变阻器上下各选一个接线柱与电阻R和开关串联在电路中，如下图所示：
（2）由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为：PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W。
（3）由图知，b是定值电阻曲线，故A、B点电阻相同；C与A点的电压相同，由图知，C比A电流大，根据欧姆定律可知，C比A电阻小，即C比B电阻小，所以a曲线是电阻随温度升高而增大。
（4）用刻度尺测得AB间距离为a，单位长度的电阻为：，应将滑片P移动距离B点处。
故答案为：（1）见解答图；（2）0.75；（3）由图知，b是定值电阻曲线，故A、B点电阻相同；C与A点的电压相同，由图知，C比A电流大，根据欧姆定律可知，C比A电阻小，即C比B电阻小，所以a曲线是电阻随温度升高而增大；（4）用刻度尺测得AB间距离为a，单位长度的电阻为：。应将滑片P移动距离处。
24．（2024·嘉兴模拟）小嘉利用如图甲所示的电路图来测量小灯泡的电功率。其中电源电压为3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）仪器连接完成后，小嘉进行实验并开始记录数据，得到小灯泡U-I图像如乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（2）完成实验后小嘉同学进行了反思，如果电压表损坏了，能不能用其他实验器材来完成实验呢？经过思考，他选用了一个定值电阻（R0=10Ω），并设计了如图丙所示电路，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，为确保R0两端的电压为2.5V，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为 A；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，读出电流表的示数I；
③小灯泡的额定功率表达式为P= （用已知量和测量量表示）。
【答案】（1）0.5
（2）0.25；2.5×(I-0.25)W
【解析】（1）从图乙中找出，当小灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流的大小，根据P=UI计算出小灯泡的额定功率的大小；
（2）①从图中可以看出，闭合S1后，S2连接1时，电流表测量通过R0的电流，根据计算出通过R0的电流；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，则灯泡与R0并联，电流表测量干路电流，读出电流表的示数I，则可计算出通过小灯泡的电流；
③根据电功率的计算公式计算出小灯泡的额定功率。
【解答】（1）从图乙可以看出，当小灯泡两端的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为：；
（2） ①从图中可以看出，闭合S1后，S2连接1时，电流表测量通过R0的电流， 则；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，则灯泡与R0并联，电流表测量干路电流，读出电流表的示数I，则通过小灯泡的电流为I-0.25A；
③小灯泡的额定功率表达式为P=2.5×（I-0.25）W。
故答案为：（1）0.5；（2）0.25；2.5×（I-0.25）W。
25．（2024·湖州模拟）在“测量小灯泡额定功率”实验中， 同学们进行了如下研究。
【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为 6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω1A”)等各一只，导线若干。
（1）【实验方案】按图甲电路进行实验，将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 ；
（2）【实验反思】电压表选用0~15 伏量程与电压表选用0~3 伏的量程相比，会导致3.8伏读数不够精确，这是因为 。实验改进：现电压表选用0~3伏的量程，并将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为2.2伏，即可减小误差。
（3）【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图，电压表选用0~3 伏量程。按照规范操作，闭合开关，电压表示数如图丁所示，出现此现象的原因是 (从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。
（4）【分析评价】在老师的指导下，同学们对实验展开分析讨论时得知：导线、电源、电流表等也有电阻，可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比 (选填“偏大”、 “偏小 ”或 “相等”)。
【答案】（1）1.064
（2）分度值较大
（3）由于学生电源的电压恒为6V，小灯泡规格为“3.8V”， 由图丙知道，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知道，当灯泡正常发光时，电压表的示数应是，电压表若选用0～3伏量程，在使用滑动变阻器调节过程中，电压表指针偏角会较大，所以出现图丁的现象。
（4）偏大
【解析】额定功率，是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率，则用电器可能会损坏；若实际功率小于额定功率，则用电器无法正常运行。
【解答】（1）由图知道，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.28A，则小灯泡的额定功率为
（2）电压表选用0 15V量程进行实验，由于该量程下每一小格为0.5V，即分度值较大，所以读数不够精确。
（3）由于学生电源的电压恒为6V，小灯泡规格为“3.8V”， 由图丙知道，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据串联分压原理知道，当灯泡正常发光时，电压表的示数应是电压表若选用0～3伏量程，在使用滑动变阻器调节过程中，电压表指针偏角会较大，所以出现图丁的现象。
（4）电压表中也有电流通过，导致电流表测得电流是通过电压表和小灯泡的电流之和，大于通过小灯泡的电流，根P=UI知道，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
典例分析
举一反三
课后巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
专题3 测量小灯泡额定功率实验探究
考点一、测量小灯泡额定功率实验探究
实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。
实验原理：P＝UI。
实验电路图：如图
实验结论：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。
实验有关注意事项：
2 连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置；
②滑动变阻器的作用：用于调节小灯泡两端的电压，使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5
③电表要选择合适的量程，一般遵循“能小则小”的原则；
④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；
⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)；
⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)；
⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)；
⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)。
典例1：（2024九上·鹿城月考）小明用图甲电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关进行小灯泡额定功率测定的实验，当移动滑动变阻器到图中位置时，电压表示数为2伏，接下来的操作是 。
（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为 瓦。
（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像如图丙，请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条，并说明你选择的依据 。
变式1：（2024·金东模拟）科学兴趣小组开展“测量小灯泡电功率”的实验，所用电源为3节新干电池串联，小灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器上标有“20Ω IA”字样，小金同学根据设计好的电路图如图1 所示连接好电路。
（1）图1中，甲、乙是两只电表，则甲是 表；
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有正常偏转，但偏转的角度较小。则接下来应进行的操作是____；
A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路 C．移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光
（3）继续实验，观察到电压表的示数为2伏，要使灯泡正常发光 端移动 (填“a”或“b”) ；
（4）小组同学为了得到比较准确的小灯泡额定功率，用同一套器材做了三次实验(电压表均调到3.8V)，获得三组数据 (如表)：
实验序号 电流表示数/A 额定功率/W 额定功率的平均值 N
1 0.71 2.698 P=(2.698+2.622+2.584)/3=2.6353
2 0.69 2.622
3 0.68 2.584
请判断该处理数据的方法正确与否，并说明理由： 。
变式2：小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
（2）连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是____；（填选项符号）
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W；
（7）小丽根据小灯泡的I-U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 。
变式3：（2024九上·临海期末）为探究小灯泡亮度与电功率的关系，兴趣小组利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲进行实验，获得相关数据如表。图乙是实验过程中电路总功率、小灯泡功率随电流变化的曲线。
次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.1 0.9 1.7 2.1 2.5
电流I/A 0.05 0.19 0.24 0.26 0.28
功率P/W 0.005 0.171 0.425 0.546 0.725
小灯泡亮度 越来越亮
（1）从第2次到第3次实验，滑片P应向 移动。
（2）乙图中线段CD表示的物理量是 。
（3）整理数据发现，当小灯泡两端电压变大时，灯泡电阻也变大，请分析原因。
1.（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现家里的手电简使用久了，亮度会变暗。为探究原因，他拆下灯珠进行如下实验（灯珠上标有“2.5V”的字样）：
①设计电路图，用导线完成电路连接。
②闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数分为 2.0V、2.5V、3.0V 时，将电流表的示数分别填入记录表中。
序号 电压(伏) 电流(安) 灯泡亮度
1 2.0 0.18 暗
2 2.5 0.20 亮
3 3.0 0.22 很亮
据此回答下列问题：
（1）用笔画线代替导线，将电压表连入电路中。
（2）由实验数据可知，小灯泡的额定功率是 。
（3）根据实验结果，请解释手电筒用久了会变暗的原因 。
2．（2024九下·柯桥会考）小柯在测量小灯泡电功率的实验中，选取额定电压为2V的小灯泡，电压恒为6V 的电源，滑动变阻器（R1:10Ω 0.5A， R2:15Ω 1A， R3:50Ω 2A）,电压表，电流表， 开关和导线若干，按如图甲所示电路进行实验。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整 (要求：滑片向左移时，灯泡变暗)。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器至电压表示数为2V，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）完成该实验的过程中，选择哪种规格的滑动变阻器最合适 . (选填“R1”、“R2” 或 “R3” )
（4）小柯认为该电路还可以用于探究电流与电压的关系，但必须更换其中一个实验器材，该如何更换 。
3．小科在做“测量小灯泡的电功率”实验时，选取的电源电压恒为6 V，所用小灯泡的额定电压为“4.5 V”。
（1）甲图中实物电路连接完整后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移至阻值最大处。
（2）若电压表0~15 V量程损坏，在不更换电路元件的前提下，通过 的方法调整电路，仍可测出小灯泡的额定功率。
（3）调整好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器得到电流表和电压表的示数如图乙，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）为了提高测量精确程度，小宁认为：“因灯泡额定电压已知，故可采用多次测量求出灯泡电阻的平均值 ，然后利用额定电压和电阻求出灯泡额定功率”。小宁的方案是否可行，请你评价小宁的方案，并说明原因： 。
4．（2024·杭州模拟）小科用图甲电路测量小灯泡不同电压下的电功率，该小灯泡的额定电压为2.5V， 电源电压为3V， 滑动变阻器的规格为“20Ω， 2A”。
（1）请用笔画线代替导线把图甲的电路连接完整。
（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到 端(选填“左”或“右”)。
闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数达到额定电压时，电流表的指针如图乙所示，则此时小灯泡的功率为 W。
（3）小科测出几组小灯泡的电压和电流后，画出的电流随电压变化图像如图丙所示，根据图像推测，当小灯泡两端电压为0.5V时，你认为通过小灯泡的电流大小最有可能的是 (选填“0.04A”“0.12A”或“0.20A”) 。
5．（2024·杭州会考）小科利用两节新干电池、滑动变阻器(1安20欧)、电压表(0~3V)、电流表(0~0.6A)、额定电压为2.5V的小灯泡、定值电阻(5欧、10欧、15欧)各一个、开关和导线若于进行电学实验。
（1）为了测量小灯泡的电阻，请用笔代替导线，完成图甲中电路连接 。当小科连接好最后一根导线时，小灯泡立即发光。请你指出他在实验操作中的不当之处 。
（2）小科掌握正确操作后，闭合开关，移动滑片，进行了多次实验测得数据如下表。通过数据分析，此小灯泡的额定功率为 。
序号 1 2 3 4 5
U/V 1.0 1.5 2.0 2.5 2.8
I/A 0.2 0.21 0.22 0.25 0.26
灯泡亮度 不亮 微光 微亮 亮 很亮
（3）小科认为根据提供的器材还可以探究电流与电阻的关系。于是他将小灯泡换成5欧的定值电阻，闭合开关，滑动滑片，此时，电流表读数如图乙所示。然后分别换上10欧、15欧的定值电阻，滑动滑片至适当位置，重复上述操作。其中的“适当位置”是指 。
6．（2024·杭州模拟）文文用图甲所示器材测量小灯泡电功率。待测小灯泡L的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(滑片向右移动，灯泡变亮)。
（2）文文正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，接下来应该____.
A．更换阻值更小的滑动变阻器
B．更换两节新干电池
C．重新连接电路
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示、小灯泡的额定功率为 W：小灯泡用久了，钨丝会变绌，在2.5V 电压下，小灯泡实际功率 (选填“大于“、“小于”或“等于”) 额定功率。
7．（2024九下·义乌开学考）小科进行了“测量小灯泡电功率”的实验，现提供的器材有：电压恒定为6V的电源、额定电压为4.5V的小灯泡、电流表（0~0.6A）、电压表（0~3V）、开关、滑动变阻器和导线若干。
（1）请将图甲补充完整（要求开关闭合后，滑片在最右端时滑动变阻器阻值最大）。
（2）小科连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是____。
A．将电源正负极对调
B．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）正确连接电路后，小科进行实验，记录实验数据并在电流-电压图像中描点，得到滑动变阻器电流与电压的关系，如图乙所示。由此可知，小灯泡的额定功率为 瓦。
（4）当小灯泡两端电压恰好为额定电压时，功率为，某次测量中小灯泡两端电压，小科计算得，但实际，理由是
8．（2024九上·余杭期末）小科在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3V的电源一个、小灯泡(额定电压为2.5V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）如图甲所示是小科连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
（2）待连接正确后，发现接通开关，调节电路后电压表示数为2V；接下去小科应该如何操作 答： 。
（3）小科根据记录的多组1-U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图乙所示)，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小科根据小灯泡的I-U图像(如图乙所示)，分析出小灯泡的电阻在增大，你认为原因是 。
9．（2024九上·嘉兴期末）小嘉开展“测量小灯泡额定电功率并比较不同功率时小灯泡的亮度”的实验。
【实验器材】电压恒为4.5伏电源1个，额定电压为2.5伏小灯泡1只，规格为“20欧，1安”滑动变阻器1个等。
【实验步骤】
①设计一张实验记录表。
②连接电路（如图甲），闭合开关，小嘉发现电流表示数为0、电压表示数为4.5伏。造成该现象的原因是 ；
③改正电路后，调节滑动变阻器滑片，测出了四组数据，描点绘制出了小灯泡的图像（如图乙）。
⑴测量小灯泡的额定电功率时，调节滑动变阻器滑片的目的是 ；
⑵小嘉测得小灯泡的额定功率为 。
10．（2023九上·北仑期末）图甲是小科的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）测小灯泡电压的电压表有“0﹣3V”、“0﹣15V”两个量程，小科的哥哥正确选用了“ ”量程。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V 。
（3）小科发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线 。（用图甲中导线旁的字母表示）
11．（2024九上·镇海区期末）探究小组在进行“测定小灯泡的电功率”的实验中，所用电源电压为3V且保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，如图甲所示连接电路。
（1）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是 。
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （填“A”或“B”）端移动。
（3）在将滑片P从阻值最大处移至合适位置的过程中，小组同学记录了多组电压表和电流表的数据，描绘出如图丙所示的I-U图像。其中，U0表示电源电压。若图中的阴影部分表示电压为2.0V时灯泡消耗的实际功率大小，请你在图中将表示此时滑动变阻器消耗的实际功率大小的区域涂黑。
12．（2024九上·南浔期末）要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的器材有：标有“2.5V”的小灯泡、电池组（电压为3V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
（1）小浔所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，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；
（2）移动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（3）小浔在实验过程中，移动变阻器滑片时，小灯泡突然熄灭。经判断，电路故障是小灯泡或电流表被烧坏。查找故障时，在不拆开电路的情况下，他把一根导线接在电流表两端接线柱，小灯泡又发光了，可判断电路故障是 。
13．（2024九上·江北期末）小宁同学进行“测量小灯泡电功率”实验，已知电源电压是3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
小宁同学通过调节滑动变阻器，进行几次实验，得到部分U和Ⅰ的数据如下表所示：
电压U/V 0.5 1.0 2.0 2.5 2.8
电流I/A 0.18 0.20 0.30 0.34
电功率P/W 0.09 0.20 0.60 0.952
灯泡发光情况 不亮 发暗光 发较亮光 正常发光 发出强光
（1）在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随温度的升高而 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W。
（3）实验中多次测量的目的是____。
A．探究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系
B．多次测量求平均值，减小误差
14．（2024·嵊州模拟）图1是小明同学“测量小灯泡电功率”的实物连接图。电源电压为6V 恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时小灯泡电阻约为8Ω。
（1）连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于 端(选填“a”或“b”)。
（2）闭合开关，进行实验，并将实验数据记录在表中。
实验序号 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W|
1 2.0 0.28
2 2.5 I0
3 3.0 0.34
①移动滑片 P使电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图2所示，则小灯泡额定功率为 瓦。
②以电流的平方(F2 )为横坐标，以实际功率(P)为纵坐标，下列坐标图(实线部分)与实验数据相符的是 。(选填字母)
（3）与小灯泡的电阻相比较，虽然电流表的电阻非常小， 电压表的电阻非常大，但由于电流表、电压表电阻的影响，测量后计算出的电功率会比真实值 (选填“偏大”、 “偏小”或“不变”)。
15．（2024·拱墅二模） 探究小灯泡的电功率。
（1）小乐设计了如图甲所示的电路图来验证如下猜想： “小灯泡的电功率与电压有关，电压越大，功率越大”。则支持该结论的实验现象是 。
（2）为了测定额定电压为“2.8V”的小灯泡的额定电功率，小乐进行如下操作：
①按图乙所示连接电路并将滑动变阻器调到阻值最大。
②闭合开关，将滑动变阻器滑片移到某一位置，电压表示数如图丙所示，此时为测定小灯泡额定功率，小乐接下来的操作是 。
③当电压表示数为2.8伏时，电流表示数为0.3安，小乐根据P=UH算出小灯泡的额定功率为 W，断开开关，发现电流表的指针如图丁所示，则小灯泡的额定功率的真实值 (选填“大于” “小于”或“等于”) 计算值。
16．（2024·滨江模拟）为了测量小灯泡的电功率，小滨进行了如下实验。他选用的电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”的字样。
（1）如图甲所示，在闭合开关前，滑片应该位于最 （选填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关，调节滑片到某一位置时，电压表示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动。
（3）改变滑片的位置，测出多组电流和电压的数据，画出了如图丙所示的图象。由图象可知，小灯泡的额定功率为 W。
（4）小滨分析图象发现，随着电压的升高，小灯泡的电阻在变化，小滨和同学们提出了下面的猜想：①电阻变化是测量误差引起的；②电阻变化是温度变化引起的。你认为哪个是猜想错误，并说明理由 。
17．（2024·富阳模拟）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整(要求：滑片向左移时，灯泡变暗)；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电压表示数为1.5V，小灯泡发光较暗。要使小灯泡正常发光，接下去的实验操作步骤是 。
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的乐数，并绘制成如图乙所示的I-孔图像，I-U图像不是直线的原因是 ；
（4）根据I-U图像和三种规格的滑动变阻器：甲“10Ω1A”、乙“20Ω0.5A”、丙“50Ω0.2A”，请结合图像和实际器材分析，应选用的滑动变阻器的是 (填“甲”“乙”或“丙”)。
18．（2024九下·杭州月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供器材：2节新干电池，电流表1个，电压表1个，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω）
（1）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 （选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”）；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2V。为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（3）实验中电流表坏了，无法完成实验。小组同学认为只需再增加一个R0=5Ω的定值电阻就能完成，他们设计了如图丙的电路，其设计方案如下：
①调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；
②保持滑片位置不变，电压表并联在R0两端，测出此时R0两端的电压U0，通过计算得出小灯泡的额定功率。可是实验过程仍无法测量出该小灯泡的电功率，请你指出该设计方案中存在的问题是： 。
19．（2024九下·萧山月考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮）。
（2）移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，滑动变阻器的滑片P应向 （选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为 W。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。请分析按此方法算出的小灯泡的额定功率比真实值 （填“偏大”或“偏小”），并说明理由。 。
20．小金用如图甲所示电路研究小灯泡的电学特性，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，读取并记录电压表、电流表的示数。实验数据记录如下 (第 4次实验时电流表指针位置如图乙所示)：
实验次数 1 2 3 4 5
电压表示数/V 1.0 1.25 2.0 2.5 3.0
电流表示数/A 0.17 0.20 0.30 0.37
（1）请将实物图连接完整；
（2）该小灯泡的额定功率为 W；'
（3）正确连接电路，闭合开关发现灯泡不亮，且电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是
A．灯泡短路 B．灯泡断路
C．滑动变阻器某处断路 D．滑动变阻器某处短路
（4）在整理实验数据时，小金发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，小灯泡的额定功率为 P0，若某次实验小灯泡两端电压 则实际功率 P1与额定功率 P0的数值关系为 P0 4P1(选填"<”或“=”或“>”)， 请简述原因 。
21．（2024·舟山模拟）某同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
（1）闭合开关发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）
（2）故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3）他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为；②开关S1、S2闭合后，电流表的示数为；
③请写出未知电阻的阻值表达式： （用、和表示）。
22．（2024·义乌模拟）学习小组进行测定小灯泡电功率的实验，已知电源电压3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。小金按照图甲连好电路后闭合开关S，将滑动变阻器滑片慢慢移动至另一端点，记录数据并绘制成小灯泡电流随电压变化曲线如图乙所示。
（1）请用笔代替导线，完成图甲中电路连接；
（2）移动滑片使小灯泡正常发光时，电流表示数为0.42A，则小灯泡的额定电功率为 W。
（3）小金将数学几何图像分析与电学知识融合，通过绘制网格将图乙进行处理：分出6块区域，面积分别为S1-S6（如图乙），有了新的发现与收获：
①当电流为I1时，小灯泡的实际功率可以用图乙中的面积 表示；
②当电流为I1逐渐增大到I2的过程中，判断小灯泡实际功率的变化量△P灯与滑动变阻器功率的变化量△P滑哪一个更大？请结合图中信息说明理由： 。
23．（2024·滨江模拟）小明在测定小灯泡额定功率时，所有电源电压为3伏恒定不变，滑动变阻器规格为"30Ω22A”。小灯泡额定功率为2.5伏。
（1）请用笔画线代替导线，在答题纸上完成电路连接，要求滑片Р向右滑动时，电流表的示数变大。
（2）小明测得小灯光的额定功率是 瓦。
（3）小灯泡灯丝的阻值随着温度的变化而变化。小明在图乙中画出小灯泡电流随电压变化的曲线a，但不能直观判断“小灯泡电阻是随着温度的升高变大还是变小”。老师建议他在图乙中再画出定值电阻曲线b，只要比较图乙中的A、B、C三点，就能比较出灯丝电阻随温度变化的情况。请简要说明小明的比较过程。
（4）查阅资料后发现：滑动变阻器AB之间是粗细均匀的金属线缠绕在绝缘体上，其电阻与长度成正比。小明用一把刻度尺就能较准确地将滑片Р移到阻值为12欧的位置处。小明的操作是 。（刻度处读取的数据可用字母a等表示）
24．（2024·嘉兴模拟）小嘉利用如图甲所示的电路图来测量小灯泡的电功率。其中电源电压为3V，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）仪器连接完成后，小嘉进行实验并开始记录数据，得到小灯泡U-I图像如乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（2）完成实验后小嘉同学进行了反思，如果电压表损坏了，能不能用其他实验器材来完成实验呢？经过思考，他选用了一个定值电阻（R0=10Ω），并设计了如图丙所示电路，请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”，为确保R0两端的电压为2.5V，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数为 A；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将开关S2拨到触点“2”，读出电流表的示数I；
③小灯泡的额定功率表达式为P= （用已知量和测量量表示）。
25．（2024·湖州模拟）在“测量小灯泡额定功率”实验中， 同学们进行了如下研究。
【实验器材】规格为“3.8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为 6V)、电流表、电压表、开关、滑动变阻器(“40Ω1A”)等各一只，导线若干。
（1）【实验方案】按图甲电路进行实验，将量程为0~15伏的电压表并联到小灯泡两端，闭合开关，移动变阻器滑片使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 ；
（2）【实验反思】电压表选用0~15 伏量程与电压表选用0~3 伏的量程相比，会导致3.8伏读数不够精确，这是因为 。实验改进：现电压表选用0~3伏的量程，并将其并联到滑动变阻器两端，调节滑片使电压表示数为2.2伏，即可减小误差。
（3）【重新实验】重新设计了如图丙所示电路图，电压表选用0~3 伏量程。按照规范操作，闭合开关，电压表示数如图丁所示，出现此现象的原因是 (从阻值角度分析)。同学们通过一定的措施后按图丙完成了实验。
（4）【分析评价】在老师的指导下，同学们对实验展开分析讨论时得知：导线、电源、电流表等也有电阻，可能会影响实验结果。你认为改进后重新实验测出的小灯泡“额定功率”与真实的小灯泡额定功率相比 (选填“偏大”、 “偏小 ”或 “相等”)。
典例分析
举一反三
课后巩固
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
