第18章 第3节 测量小灯泡的电功率（能力提升练习）

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第18章 第3节 测量小灯泡的电功率（能力提升练习）
　
一．选择题（共6小题）
1．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
2．如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（　　）
A．手移动变阻器的滑片，眼睛观察变阻器的滑片的位置
B．手移动变阻器的滑片，眼睛观察小灯泡是否发光
C．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
3．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．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了
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．闭合开关前，滑片P应滑到B端
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
4．如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是（　　）
A． B．C． D．
5．在测定小灯泡功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表。分析数据得到的下列结论，正确的是（　　）
电压U/V 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35
A．灯丝的电阻随电压增大而减小
B．小灯泡的额定功率为0.8W
C．小灯泡的额定功率为四次功率的平均值
D．通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
6．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6v的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1，和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（　　）
A．R1＞R2 P1＞P2 B．R1＜R2 Pl＜P2
C．R1＞R2 P1＜P2 D．R1＜R2 P1＞P2
　
二．多选题（共1小题）
7．小明按图示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为lOΩ，变阻器甲的规格“10Ω 1A”、乙的规格“50Ω 0.5A”，电流表量程有“0～0.6A”、“0～3A”，电压表量程有“0～3V”、“0～15V”，下列说法正确的是（　　）
A．当电压表示数为2.5V时，灯泡消耗的功率等于额定功率
B．为减小误差，电压表量程选“0～3V”，电流表量程选“0～0.6A”
C．变阻器应选择甲“1OΩ 1A”
D．由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同
　
三．填空题（共6小题）
8．如图所示是测量小灯泡额定功率的实验原理图，图中甲表为　 　，乙表为　 　，小灯泡的额定电压是3.8V，电源电压是6V，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到　 　端，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片到电压表的示数是　 　V，从图中读取电流表的示数是　 　A，小灯泡的额定功率是　 　W。
9．为了迅速准确地测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，至少需要　 　节干电池，用　 　调节小灯泡两端电压后，电压表应和小灯泡并联，为了提高测量的准确程度，最好选　 　的量程，闭合开关后，调节　 　使电压表的示数为　 　，若此时电流表的示数为0.2A，则该小灯泡的额定功率为　 　，滑动变阻器的作用是　 　。
10．在“测定小灯泡的电功率”实验中，连接了如图所示的电路。当闭合开关S后，若发现：
（1）灯泡发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因是　 　；
（2）灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是　 　；
（3）灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，故障原因是　 　。
11．小华同学在“测定小灯泡的功率”实验中，所用的滑动变阻器上标有”50Ω 2A”字样，小灯泡标有“0.3A”字样，他按下图正确连接好实验电路，合上开关便记下两表的示数为2V，0.2A．接着移动滑片P，当变阻器的滑片P移动到中点时小灯泡恰好正常发光时。由此可知小华所用的电源电压为　 　V，小灯泡的额定电压是　 　V，小灯泡的额定功率为　 　。小灯泡正常发光时的电阻是　 　Ω。
12．李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。
（1）根据图示电路（实物图），在方框内画出电路图。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至　 　（选填“A”或“B”）端。
（3）实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏　 　（选填“大”或“小”），原因是　 　。
13．
（1）小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经看不清，某兴趣小组同学们想通过实验测量该灯泡的额定功率，图甲为所连的部分实验电路。
①请你将图中所缺两根导线补充完整；连接完成后，检查发现原先的连线中有一处错误，请在接错的导线上打上“×”，并改正。
②电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。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，观察小灯泡是否发光
③当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。
（2）测量后，兴趣小组同学们交流讨论时提出：串联电路中滑动变阻器的电功率与其接入电路的电阻大小有什么关系？于是他们又进行了猜想和实验。
提出猜想：小明认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而增大。小宇认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而减小。
实验验证：他们将图甲所示的电路中的灯泡换成10Ω的定值电阻，电压表改接到滑动变阻器两端进行实验。实验中，他们通过两个电表的示数，计算了滑动变阻器接入电路的电阻及其电功率，并将数据记录在表中。
序号 R定/Ω R滑/Ω P滑/W
1 10 2 0.50
2 10 5 0.80
3 10 10 0.90
4 10 15 0.86
5 10 20 0.80
①根据表中的数据在图丙中用平滑的曲线画出P滑随着R滑变化的图象。
②根据图象分析可知：　 　的猜想是错误的（小明/小宇/小明和小宇）。
③通过计算可得电路中的电源电压为　 　V。
④小华根据图象得出：当滑动变阻器的电阻与串联的定值电阻相等时，滑动变阻器的电功率最大。你认为要得到这个结论，他们还应进行的实验是　 　。
A．改变电源电压，重复上述实验过程
B．改变定值电阻的阻值，重复上述实验过程
C．继续改变滑动变阻器接入电路的电阻，重复上述实验过程。
　
四．实验探究题（共1小题）
14．同学们在“探究小灯泡实际功率的规律”时，用两节新干电池串联组成的电源和标有“2.5V”字样的小灯泡等元件连接了如图甲所示的电路，请回答：
（1）连接电路时，开关应　 　（选填“闭合”或“断开”）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到　 　处（选填“A”或“B”）；
（3）实验中，小飞发现闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，则电路故障可能是　 　。
（4）小飞排除故障后，进行多次实验，并记下相应的电压表和电流表的示数，绘制成如图乙所示的I﹣U关系图象。根据图象可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小灯泡正常发光时的电功率为　 　W；
（5）另一组同学通过测额定电流计算小灯泡的额定功率时，电压表突然坏了，又没有好的电压表更换，但有一个R=5Ω的定值电阻和另一个电流表K，小飞和他们一起讨论找到了解决问题的方法，此方法应是：先　 　，再调节滑动变阻器，使电流表K的示数为　 　A即可。
　
五．解答题（共3小题）
15．小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍），待测小灯（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5瓦～0.8瓦之间）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线若干；他正确串联实验器材，然后，将电压表并联在电路中。闭合电键后，继续移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐而增加，电压表的示数逐渐变小。他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。
①请画出小华同学连接的实验电路图。
②如果将小华所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65瓦。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。（需写出计算过程）
16．冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
（1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么状态？并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温档时，开关S1、S2应处于什么状态？并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。
（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
17．测灯泡的额定功率，器材如图所示：其中被测灯泡的额定电压为3.6V，估计它的额定功率为0.8W；电源电压恒为6V；电流表量程0﹣0.6A和0﹣3A；电压表量程为0﹣3V和0﹣15V；开关、滑动变阻器；备用导线若干。
（1）给实物图补画出所缺导线，使它成为一个完整的实验电路。
（2）若在实验过程中发现电压表“0﹣15V”量程不灵，无法按常规方法进行实验。请你在不增减器材的情况下，重新设计出测定小灯泡额定功率的电路图，并画在方框内。
（3）若实验室里有四种规格的滑动变阻器：“10Ω 1A”、“15Ω 1.5A”、“20Ω 2A”、“50Ω 2A”。则无论是正常实验还是后来重新设计的实验，都是选用　 　规格的滑动变阻器为宜。
　
第18章 第3节 测量小灯泡的电功率
参考答案与试题解析
　
一．选择题（共6小题）
1．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
【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、根据本实验的现象和数据，可以得出“电流相同时，电压越大，用电器的电功率越大”；由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以无法得出“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。
　
2．如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（　　）
A．手移动变阻器的滑片，眼睛观察变阻器的滑片的位置
B．手移动变阻器的滑片，眼睛观察小灯泡是否发光
C．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
【解答】解：按电路图连接电路，闭合开关之前，为保护电路，要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处，闭合开关时，电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压，此时要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数。
故选：C。
　
3．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．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了
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．闭合开关前，滑片P应滑到B端
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【解答】解：A、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A正确；
B、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，如小灯泡短路，灯座接触不良等，故不一定是小灯泡灯丝断了，故B错误；
C、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大位置。故C正确；
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：B。
　
4．如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是（　　）
A． B．C． D．
【解答】解：A、图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是小灯泡两端的电压，示数计为U1．根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为I=，则小灯泡电功率的表达式是P=U1I=；
B、图中定值电阻和小灯泡并联，电流表测量干路的总电流I，小灯泡两端的电压等于电源电压U．欧姆定律根据并联电路电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为I1=I﹣，则小灯泡电功率的表达式是P=UI1=U（I﹣）；
C、图中定值电阻和小灯泡并联，电压表测量电源电压，电源电压已知，电压表的测量是多余的，无法求出通过小灯泡的电流，因此无法测出小灯泡的功率；
D、图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是定值两端的电压，示数计为U2．根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，小灯泡两端的电压为U1=U﹣U2，通过小灯泡的电流表达式为I=，则小灯泡电功率的表达式是P=U1I=。
故选：C。
　
5．在测定小灯泡功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表。分析数据得到的下列结论，正确的是（　　）
电压U/V 1.5 2 2.5 3
电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35
A．灯丝的电阻随电压增大而减小
B．小灯泡的额定功率为0.8W
C．小灯泡的额定功率为四次功率的平均值
D．通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
【解答】解：A、由表中数据可知，随电压U的增大，R=逐渐变大，即灯丝电阻随电压增大而增大，故A错误；
B、由表中数据知，灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.32A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W，故B正确；
C、灯泡在额定电压下的功率为额定功率，不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率，故C错误；
D、由A知灯丝电阻R随电压U的增大而增大，不是定值，由I=知：通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，
故D错误；
故选：B。
　
6．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6v的L1、L2两只灯泡。将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1，和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化）（　　）
A．R1＞R2 P1＞P2 B．R1＜R2 Pl＜P2
C．R1＞R2 P1＜P2 D．R1＜R2 P1＞P2
【解答】解：灯泡的亮度是由灯泡的实际功率决定的，因为灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，所以L2的实际功率比L1的实际功率大。
由于两灯是串联，我们根据P=I2R可知，在电流相同的情况下，用电器的电功率与阻值成正比，所以R2＞R1。
因为两灯的额定电压U相同，根据P=可知，电功率与电阻成反比。由于R1＜R2，所以P1＞P2。
故选：D。
　
二．多选题（共1小题）
7．小明按图示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为lOΩ，变阻器甲的规格“10Ω 1A”、乙的规格“50Ω 0.5A”，电流表量程有“0～0.6A”、“0～3A”，电压表量程有“0～3V”、“0～15V”，下列说法正确的是（　　）
A．当电压表示数为2.5V时，灯泡消耗的功率等于额定功率
B．为减小误差，电压表量程选“0～3V”，电流表量程选“0～0.6A”
C．变阻器应选择甲“1OΩ 1A”
D．由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同
【解答】解：A、当电压表示数为2.5V即灯泡两端的电压为2.5V时，灯泡消耗的功率等于额定功率，故A正确；
B、灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选0～3V的量程；根据欧姆定律可得，灯泡的额定电流为IL===0.25A，所以电流表的量程选0～0.6A，故B正确；
C、灯泡正常发光时，变阻器两端的电压UR=U﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器接入电路中的电阻R====14Ω＞10Ω，所以变阻器选“50Ω 0.5A”，故C错误；
D、由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同，故D正确。
故选：ABD。
　
三．填空题（共6小题）
8．如图所示是测量小灯泡额定功率的实验原理图，图中甲表为　电压表　，乙表为　电流表　，小灯泡的额定电压是3.8V，电源电压是6V，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到　b　端，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片到电压表的示数是　3.8　V，从图中读取电流表的示数是　0.5　A，小灯泡的额定功率是　1.9　W。
【解答】解：由图知，甲与灯泡并联，是电压表，乙与灯泡串联，是电流表；
在闭合开关前，应将滑片移至最b端使其阻值最大；
要测量灯泡的额定功率，灯泡两端的电压应等于3.8V；
由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A；
所以P=UI=3.8V×0.5A=1.9W。
故答案为：电压表；电流表；b；3.8；0.5；1.9。
　
9．为了迅速准确地测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，至少需要　2　节干电池，用　滑动变阻器　调节小灯泡两端电压后，电压表应和小灯泡并联，为了提高测量的准确程度，最好选　0～3V　的量程，闭合开关后，调节　滑动变阻器　使电压表的示数为　2.5V　，若此时电流表的示数为0.2A，则该小灯泡的额定功率为　0.5W　，滑动变阻器的作用是　调节小灯泡两端的电压，使灯泡两端的电压为2.5V　。
【解答】解：小灯泡的额定电压为2.5V，每节干电池的电压为1.5V，要测灯泡的额定功率，至少需要2节干电池；
为了提高测量的准确程度，电压表应选择0～3V的量程，闭合开关后，调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V；
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
在实验中滑动变阻器的主要作用是调节小灯泡两端的电压，使灯泡两端的电压为2.5V。
故答案为：2；滑动变阻器；0～3V；滑动变阻器；2.5V；0.5W；调节小灯泡两端的电压，使灯泡两端的电压为2.5V。
　
10．在“测定小灯泡的电功率”实验中，连接了如图所示的电路。当闭合开关S后，若发现：
（1）灯泡发光，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，则故障原因是　电流表短路　；
（2）灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是　灯泡发生短路　；
（3）灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变，故障原因是　滑动变阻器连接方法错误（四个接线柱中接了两上或两下）　。
【解答】解：（1）灯泡发光，说明电路是通路，电流表无示数，说明电流表短路；
（2）电压表无示数，说明电路断路或灯泡短路，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡不发光，说明灯泡发生了短路；
（3）无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数均不变；
移动滑动变阻器滑片，电表示数都不变，说明变阻器下面两接线柱接入电路。
故答案为：（1）电流表短路；（2）灯泡发生短路；
（3）滑动变阻器连接方法错误（四个接线柱中接了两上或两下）。
　
11．小华同学在“测定小灯泡的功率”实验中，所用的滑动变阻器上标有”50Ω 2A”字样，小灯泡标有“0.3A”字样，他按下图正确连接好实验电路，合上开关便记下两表的示数为2V，0.2A．接着移动滑片P，当变阻器的滑片P移动到中点时小灯泡恰好正常发光时。由此可知小华所用的电源电压为　12　V，小灯泡的额定电压是　4.5　V，小灯泡的额定功率为　1.35W　。小灯泡正常发光时的电阻是　15　Ω。
【解答】解：
连接好实验电路，合上开关时滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω，灯泡两端的电压为2V，通过灯泡和滑动变阻器的电流为0.2A，
则滑动变阻器的电压U=IR=0.2A×50Ω=10V，
故电源电压U=2V+10V=12V；
当变阻器的滑片P移动到中点时小灯泡恰好正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为25Ω，通过灯泡和滑动变阻器的电流为0.3A，
则滑动变阻器的电压U=IR=0.3A×25Ω=7.5V，
则灯泡的额定电压U额=12V﹣7.5V=4.5V，
故灯泡的额定功率P=UI=4.5V×0.3A=1.35W，
灯泡正常发光时的电阻R===15Ω。
故答案为：12；4.5；1.35W；15。
　
12．李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。
（1）根据图示电路（实物图），在方框内画出电路图。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至　A　（选填“A”或“B”）端。
（3）实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率。若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏　大　（选填“大”或“小”），原因是　电流表的测量值偏大　。
【解答】解：（1）根据实物图画出电路图，注意各元件顺序要对应，电路图如图所示；
（2）由电路图知，当滑动变阻器滑片在A端时，滑动变阻器接入电路的阻值为最大阻值，因此闭合开关前，滑动变阻器滑片应移至A端；
（3）由电路图知，电压表并联在灯泡两端，电压表的测量值U与真实值相等；
根据并联电路电流的规律，电流表测的是流过灯泡与流过电压表的电流之和，电流表的测量值I比真实值大，
因此由P=UI求出的测量值比真实值大；
故答案为：（1）如上所示；
（2）A；
（3）大；电流表的测量值偏大。
　
13．
（1）小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经看不清，某兴趣小组同学们想通过实验测量该灯泡的额定功率，图甲为所连的部分实验电路。
①请你将图中所缺两根导线补充完整；连接完成后，检查发现原先的连线中有一处错误，请在接错的导线上打上“×”，并改正。
②电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数。接下来应进行的操作是　C　；
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，观察小灯泡是否发光
③当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　1.14　W。
（2）测量后，兴趣小组同学们交流讨论时提出：串联电路中滑动变阻器的电功率与其接入电路的电阻大小有什么关系？于是他们又进行了猜想和实验。
提出猜想：小明认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而增大。小宇认为滑动变阻器的电功率随其接入电路的电阻增大而减小。
实验验证：他们将图甲所示的电路中的灯泡换成10Ω的定值电阻，电压表改接到滑动变阻器两端进行实验。实验中，他们通过两个电表的示数，计算了滑动变阻器接入电路的电阻及其电功率，并将数据记录在表中。
序号 R定/Ω R滑/Ω P滑/W
1 10 2 0.50
2 10 5 0.80
3 10 10 0.90
4 10 15 0.86
5 10 20 0.80
①根据表中的数据在图丙中用平滑的曲线画出P滑随着R滑变化的图象。
②根据图象分析可知：　小明和小宇　的猜想是错误的（小明/小宇/小明和小宇）。
③通过计算可得电路中的电源电压为　6　V。
④小华根据图象得出：当滑动变阻器的电阻与串联的定值电阻相等时，滑动变阻器的电功率最大。你认为要得到这个结论，他们还应进行的实验是　B　。
A．改变电源电压，重复上述实验过程
B．改变定值电阻的阻值，重复上述实验过程
C．继续改变滑动变阻器接入电路的电阻，重复上述实验过程。
【解答】解：（1）①将灯泡的左接线柱与电流表0.6A的接线柱相连；
因为灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表的量程为0～15V，并将电压表并联在灯泡两端；
由于滑动变阻器要按一上一下原则接线，故将上方任一接线柱改接下方一接线柱，如下图所示：
②闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，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C项操作；
③根据图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，故灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
（2）①先根据表中数据进行描点，然后用平滑曲线连接起来；如下图所示：
②根据图象可知，滑动变阻器的电功率先随接入电路的电阻增大而增大，然后随电阻的增大而减小，故小明和小宇的猜想都是错误的；
③根据第一组数据，由P=I2R可得，当滑动变阻器为2Ω时，电路中的电流：I===0.5A，
由I=可得，电源电压：U=IR=0.5A×（10Ω+2Ω）=6V；
④实验中有关的因素定值电阻和滑动变阻器的阻值，根据根据控制变量法的思想，为了使该小组同学的探究目的更全面，应再改变定值电阻的阻值，重复上述实验过程，故选B。
故答案为：（1）②C；③1.14；（2）②小明和小宇；③6；④B。
　
四．实验探究题（共1小题）
14．同学们在“探究小灯泡实际功率的规律”时，用两节新干电池串联组成的电源和标有“2.5V”字样的小灯泡等元件连接了如图甲所示的电路，请回答：
（1）连接电路时，开关应　断开　（选填“闭合”或“断开”）；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到　A　处（选填“A”或“B”）；
（3）实验中，小飞发现闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，则电路故障可能是　小灯泡断路　。
（4）小飞排除故障后，进行多次实验，并记下相应的电压表和电流表的示数，绘制成如图乙所示的I﹣U关系图象。根据图象可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”），小灯泡正常发光时的电功率为　0.75　W；
（5）另一组同学通过测额定电流计算小灯泡的额定功率时，电压表突然坏了，又没有好的电压表更换，但有一个R=5Ω的定值电阻和另一个电流表K，小飞和他们一起讨论找到了解决问题的方法，此方法应是：先　将定值电阻R与电流表K串联再与小灯泡并联　，再调节滑动变阻器，使电流表K的示数为　0.5　A即可。
【解答】解：（1）连接电路时，为保护电路元件的安全，开关应断开。
（2）为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，由图可知滑片应移到A处；
（3）连好电路，小飞发现闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数接近3V，说明电压表与电源两极相连，即电路故障应为小灯泡断路。
（4）由小灯泡的I﹣U图象可知，随着灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流增大，
根据P=UI可知，灯泡的实际功率增大。
由I﹣U图象可知，当灯泡的额定电压U额=2.5V时，所对应的电流I额=0.3A，
灯泡额定功率：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）根据等效替代的思想，可通过计算定值电阻R0的电压间接得到灯泡L的电压，所以将已知阻值的电阻R与小灯泡并联，电流表K测定值电阻R的电流；
当R两端电压为2.5V时灯泡正常发光，测出此时通过灯泡的电流即可。电路图如下：
步骤：
①根据电路图连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电流表K示数：
Ik===0.5A，此时灯泡正常发光；
②读出此时电流表A的示数IL；
③则小灯泡额定功率的表达式：P额=U额IL=2.5V×IL。
故答案为：
（1）断开；（2）A；（3）小灯泡断路；（4）增大；0.75；（5）将定值电阻R与电流表K串联再与小灯泡并联；0.5。
　
五．解答题（共3小题）
15．小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍），待测小灯（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5瓦～0.8瓦之间）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线若干；他正确串联实验器材，然后，将电压表并联在电路中。闭合电键后，继续移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐而增加，电压表的示数逐渐变小。他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。
①请画出小华同学连接的实验电路图。
②如果将小华所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65瓦。请根据相关信息计算出小灯泡的额定功率。（需写出计算过程）
【解答】解：①测定灯泡的功率的实验滑动变阻器和灯泡是串联的，灯泡亮度增大，是因为滑动变阻器的电阻减小造成的，串联电路中，电阻起分担电压的作用，电阻越小，分担的电压越小，电压表的示数减小，说明电压表并联在滑动变阻器的两端。如图。
②由题意P=URI=1.65W，所以I=，
此时灯泡正常工作，所以灯泡的额定功率为：
PL=ULI=2.5V×=，
所以，0.5W≤≤0.8W
解不等式得：7.66V≤U总≤10.75V
又因为电源电压为2的整倍数，所以U取8V或10V，
当U总=10V时，
PL==0.55W，
当U总=8V时，
PL==0.75W。
答：灯泡的额定功率为0.55W或0.75W。
　
16．冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温档和低温档，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
（1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说明要使电热毯处于低温档时，开关S1、S2应处于什么状态？并写出低温档时电热毯发热电功率的表达式。
（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温档时，开关S1、S2应处于什么状态？并写出高温档时电热毯发热电功率的表达式。
（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由。
【解答】解：（1）由图甲可知，当S1闭合，S2断开时电路中的总电阻最大，电路中的电流最小，根据P=I2R可知，电功率最小，所以此时电热毯处于低温档；
此时电路中的电流为I=，
低温档时电热毯发热电功率为P=I2R2=（）2R2。
（2）由乙图可知，当S1、S2闭合时，两电阻丝并联，电路中的电阻最小，根据P=可知，电源电压不变时，电热毯的总功率最大，即此时电热毯处于高温档位；
高温档时电热毯发热电功率P′=P2+P3=+。
（3）由焦耳定律可知，在甲电路中，低温档时R1有电流通过要发热，浪费电能，所以较好的电路是乙。
答：（1）图甲中处于低温档时，S1闭合，S2断开；低温档时电热毯发热电功率的表达式为P=（）2R2。
（2）图乙中处于高温档时，S1、S2均闭合；高温档时电热毯发热电功率的表达式为P=+。
（3）较好的电路是乙；因为在甲电路中，低温档时R1要发热，浪费电能。
　
17．测灯泡的额定功率，器材如图所示：其中被测灯泡的额定电压为3.6V，估计它的额定功率为0.8W；电源电压恒为6V；电流表量程0﹣0.6A和0﹣3A；电压表量程为0﹣3V和0﹣15V；开关、滑动变阻器；备用导线若干。
（1）给实物图补画出所缺导线，使它成为一个完整的实验电路。
（2）若在实验过程中发现电压表“0﹣15V”量程不灵，无法按常规方法进行实验。请你在不增减器材的情况下，重新设计出测定小灯泡额定功率的电路图，并画在方框内。
（3）若实验室里有四种规格的滑动变阻器：“10Ω 1A”、“15Ω 1.5A”、“20Ω 2A”、“50Ω 2A”。则无论是正常实验还是后来重新设计的实验，都是选用　“15Ω 1.5A”　规格的滑动变阻器为宜。
【解答】解：（1）电压表的“15”接线柱接灯的右端，滑动变阻器的C接线柱接在灯的右端。
（2）当电压表“0﹣15V”量程不能用时，由串联电路的电压特点知，电源电压等于各用电器的电压之和，故当灯的额定电压是3.6V，电源电压为6V时，滑动变阻器上的电压为2.4V，故使用电压表的0﹣3V的量程测量滑动变阻器的电压为2.4V时，灯的电压就是3.6V。
（3）灯的正常工作电流I===0.22A，灯的电阻为R===16.4Ω，电路的总电阻R总===27.3Ω，
故滑动变阻器的阻值至少应为27.3Ω﹣16.4Ω=10.9Ω，故应使用“15Ω1.5A”规格的滑动变阻器。
　
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