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参考答案
一．实验探究题（共7小题）
1．小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
（1）用笔画线代替导线，帮小明把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
（2）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数约等于电源电压，则故障原因可能是 灯泡断路 。
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V．此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 0.26 A，小灯泡的额定功率是 0.65 W。
（4）完成实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0．请将实验步骤补充完整。
① 闭合S、S2，断开S1 （填三个开关闭合与断开情况），调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 U﹣U额 ，小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动， 闭合S、S1，断开S2 （填三个开关闭合与断开情况），记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额××（U﹣U滑） （用已知量和所测物理量符号表示）。
【解答】解：（1）因滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数约等于电源电压，则故障原因可能是灯泡断路；
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V．此时电流表的示数如图乙所示，电流表分度值为0.02A，则通过小灯泡的电流是0.26A，小灯泡的额定功率是
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（4）实验步骤：
①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，闭合S、S1，断开S2，记录电压表示数为U滑。
③在①中，定值电阻短路，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，根据串联电压的规律，灯的电压为额定电压；
在②中，灯短路，变阻器与定值电阻串联，根据串联电路电压的规律和分压原理有：
＝，R滑＝R0；
在①中，由欧姆定律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：IL＝＝×（U﹣U滑）；
小灯泡额定功率的表达式：P额＝U额IL＝U额××（U﹣U滑）；
故答案为：（1）如上所示；（2）灯泡断路；（3）0.26；0.65；（4）①闭合S、S2，断开S1；②闭合S、S1，断开S2；③U额××（U﹣U滑）。
2．某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中，小灯泡标有“3.8V”，滑动变阻器标有“12Ω 1.5A”，电源电压6V。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
（2）小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。
小明连线过程中肯定出现的错误是连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中。
还可能出现了以下错误中的 C （填字母序号）。
A．电压表串联在了电路中 B．电流表并联在了小灯泡两端
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱 D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱
（3）小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示数接近 6 V。
（4）更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 2.0 3.0 3.8 4.2
电流I/A 0.33 0.34 0.40 0.42
小灯泡亮度 不亮 较暗 正常 较亮
小灯泡电阻 6.0 8.8 9.5 10.0
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为 1.52 W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而 变大 。
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V．经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较 大 的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较 小 的电源。
【解答】解：（1）灯的电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗，故变阻器右下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中；
连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中
A．若电压表串联在了电路中，闭合开关后，电流很小，灯不发光，不符合题意；
B．电流表并联在了小灯泡两端，灯不发光，不符合题意；
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱，则变阻器连入电路的电阻为0，灯的电压为电源电压，符合题意；
D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱；变阻器最大电阻连入电路中，电路的电流较小，灯发光较暗，不符合题意；
故选C；
（3）小灯泡熄灭后，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数接近6V；
（4）灯在额定电压下由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为：P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而变大；
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V，说明变阻器的最大电阻太小（或电源电压太高），经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较大的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较小的电源。
故答案为：（1）如上所示；（2）连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中；C；（3）6；（4）1.52；变大；（5）大；小。
3．小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）在图甲电路中用笔画线代替导线，请你帮忙将电路连接完整；
（2）连接电路时，开关应处于 断开 状态；
（3）实验过程中电压表示数为2V，为测定小灯泡的额定功率，小红应将变阻器滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动，同时注意观察的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.75 W；
（4）小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法，其电路图（如图丙所示），已知R0＝5Ω，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为 0.5 A时，再读出电流表A1的示数，才能算出小灯泡的额定功率。
【解答】解：（1）该实验中，灯泡应与电流表串联，电压表应与灯泡并联，如下图所示：
（2）连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态；
（3）灯在额定电压下正常发光，此时电压表的示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，同时注意观察的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，
则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）已知R0＝5Ω，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为0.5A时，此时由欧姆定律和并联电路电压的规律，灯的电压为：U′＝I′R′＝0.5×5Ω＝2.5V；再读出电流表A1的示数，由P＝UI才能算出小灯泡的额定功率。
故答案为：（1）如上图所示；（2）断开；（3）B；0.75；（4）0.5。
某班分小组进行实验在“测定小灯泡的电功率”实验中，每个实验小组电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时电阻约10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图甲所示。
实验序号 1 2 3 4
U/V 2.5 2.0 1.8 0.6
I/A 0.28 0.25 0.15 0.15
（1）应该选用的滑动变阻器是 R2 （选填“R1”或“R2”）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于 右 （选填“左”或“右”）端。
（3）电路正确连接后，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 通过左移滑片，减小电路电阻，增大电路的电流，来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮 。
（4）第一实验小组的同学按正确步骤进行实验，记录的部分数据如上表所示，其中有一组数据明显存在错误，这组数据是 3 。（选填实验序号），该组小灯泡的额定功率为 0.7 W。
【解答】解：（1）灯泡正常工作时，I额＝＝＝0.25A，
滑动变阻器电压为：UR＝U﹣U额＝6V﹣2.5V＝3.5V，
滑动变阻器电阻为：R＝＝＝14Ω＞10Ω。所以，选择滑动变阻器R2。
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于最大阻值的左端。
（3）闭电流表有示数，灯泡不亮，首先通过右移滑片，减小电路电阻，增大电路的电流，来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮。
（4）通过灯的电流随电压的增大而变大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯丝的温度升高，灯丝的电阻变大，即灯的电阻随电压的增大而增大；由欧姆定律I＝得R＝，
根据表中数据可知：4次实验的电阻大小分别为：R1＝8.9Ω、R2＝8Ω、R3＝12Ω、R4＝4Ω；
而表中灯的电压大小关系时：U1＞U2＞U3＞U4，第3次灯的电阻却为最大，不符合这个规律，故数据是3；
由表格中找到灯泡2.5V的电流为0.28A，则该组小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5V×0.28A＝0.7W。
故答案为：（1）R2；（2）左；（3）通过右移滑片，减小电路电阻，增大电路的电流，来判断灯泡短路还是电路电流太小造成的灯泡不亮；（4）0.7。
5．小明做测量小灯泡的额定功率的实验，电源电压6V，所用滑动变阻器的规格是“20Ω1A”，待测小灯泡的额定电压为2.2V或3.8V的一个。
（1）如图甲所示，正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，电流表示数为0.16A，则小灯泡额定的电压为 3.8V 。
（2）实验时，为了测量更准确，电压表选择0～3V量程，小明想了一个巧妙的办法，连接电路，调节滑片，当电压表示数为 2.2 V时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器恰好在中点上，则小灯泡的额定功率为 0.836 W。
（3）小明在（1）的基础上接着探究电流与电阻的关系，根据图甲，将小灯泡取下，保证电路中其他元件不变，在a、b两点间分别接入如图乙所示的5Ω、10Ω、20Ω几个不同阻值的定值电阻，为了使这三个电阻都能为实验所用，电压表控制a、b间不变的电压值应该在 3V﹣5V 范围之内选择。
（4）完成上述实验后，小明又在a、b两点间接入LED（发光二极管），如图丙所示，他将较长的引脚接入a端，发现灯不发光，因为LED具有 单向导电性 。
【解答】解：（1）正确连接电路后，闭合开关时，滑动变阻器的阻值最大，为20Ω；
根据I＝可知，滑动变阻器两端的电压为：U'＝IR'＝0.16A×20Ω＝3.2V；
根据串联电路电压规律可知，灯泡两端的电压为：UL＝U﹣U'＝6V﹣3.2V＝2.8V；
小灯泡发光较暗，说明小灯泡两端的电压小于额定电压，故该灯泡的额定电压为3.8V；
（2）因为电压表所选的量程是0～3伏，而灯的额定电压是3.8伏。所以对电路进行的调整，把电压表与变阻器并联，当电压表的示数是2.2V时，灯正常发光，此时U额＝U﹣U滑＝6V﹣2.2V＝3.8V；
因为此时变阻器只接入10欧电阻，所以，此时串联电路中电流是：I＝＝＝0.22A，
则灯的额定功率：P额＝U额I＝3.8V×0.22＝0.836W；
（3）探究电流与电阻的关系”实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，根据把5Ω、10Ω、20Ω分别接入电路中进行探究，保证电路中各元件的安全，且用三个电阻都能顺利地完成实验：
电流表的量程有两个：0﹣0.6A和0﹣3A，由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，故电路中的最大电流为1A，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压U大＝R小I大＝5Ω×1A＝5V；
因变阻器的最大阻值为20Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R大＝20Ω，此时电路中的最小电流I小＝＝＝0.15A，定值电阻的最小电压U小＝I小R定大＝0.15A×20Ω＝3V。故电压表控制a、b间不变的电压值应该在3V﹣5V范围之内选择；
（4）二极管在使用过程中，应使电流从长角流入，从短脚流出；将较长的引脚接入a端，则电流从短角流入，由于二极管具有单向导电性，故二极管不会发光。
故答案为：（1）3.8V；（2）2.2；0.836；（3）3V﹣5V；（4）单向导电性。
6．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）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为3V．断开开关，经检查，各元件完好，电路连接正确则实验中操作错误之处是 滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处 。
（3）改正错误后进行实验，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 B 端移动（选填“A”或“B”）。
（4）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象，则小灯泡额定功率是 0.625 W。
（5）根据小灯泡的I﹣U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随 温度 的变化而变化。
（6）若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值 偏大 （选填“偏大”或“偏小”）。
【解答】解：（1）滑动变阻器的右下方接线柱与开关相连时，滑片P向右移动时小灯泡变亮，如下图所示：
（2）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为3V，且各元件完好，电路连接正确，
则实验中操作错误之处是：滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；
（3）由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V，
若要测量小灯泡的额定功率，应使电压表的示数达到2.5V，
由串联电路的分压特点可知，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片P应向B端移动；
（4）由图丙可知，电压表的示数为2.5V时，通过的电流为0.25A，
则小灯泡额定功率是P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（5）据小灯泡的I﹣U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随温度的变化而变化；
（6）由图丙可知，灯泡两端的电压为2V时，通过的电流为0.225A，
由I＝的变形式R＝可得，灯泡两端的电压为2V、2.5V时的电阻分别为8.9Ω、10Ω，
若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝计算灯泡的额定功率，按此方案算出灯泡的额定功率比真实值偏大。
故答案为：（1）如上图所示；（2）滑动变阻器的滑片没有调到阻值最大处；（3）B；（4）0.625；（5）温度；（6）偏大。
7．在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是 开关没有断开 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 D 。
A．小灯泡短路 B．小灯泡开路 C．变阻器短路 D．变阻器开路
（4）排除上述故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来，将滑动变阻器的滑片向 B （选填“A”或“B”）端移动，使小灯泡正常发光，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
（5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于、等于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示，它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 实际电功率 。
【解答】解：（1）为保护电路，在连接电路时，开关应断开，故小军操作上出现的错误是没有断开开关；
（2）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（3）A．若小灯泡短路，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；
B．若小灯泡开路，则电压表串联在电路中测电源电压，电压表示数即为电源电压，不符合题意；
C．若变阻器短路，则电流表示数，电压表示数即为电源电压，不符合题意；
D．若变阻器开路，整个电路断路，灯不发光，两表都没有示数，符合题意；故选D；
（4）灯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； 灯在额定电压下正常发光，2.5V大于灯的额定电压2.5V，应减小灯的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数；
（5）根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线，它们与两坐标轴围成的矩形的面积等于UI，根据P＝UI，故两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的实际电功率。
故答案为：（1）开关没有断开；（2）如上；（3）D；（4）B；（5）实际电功率。
8．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V：
（1）连接电路时，开关应 断开 。
（2）图甲是小刚所接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（3）纠正错误后闭合开关，灯泡不亮。小组同学提出下列原因，其中不合理的是 D
A．滑动变阻器接入电路电阻太大 B．导线接触不良
C．灯泡灯丝断了 D．电源正、负极接反了
（4）故障排除后，小刚进行了实验，根据测量数据，画出了小灯泡电流、电压变化的图象，如图乙所示，由图象可知小灯泡的额定功率为 1.52 W，此时小灯泡的电阻为 9.5 Ω。
（5）细心的同学观察图象发现这不是一条直线图象，从而得出灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比。请你分析导致这种现象的原因是 灯丝的电阻随温度的变化而变化 。
【解答】解：（1）为了保护电路，连接电路时，开关必须断开；
（2）电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端，测灯泡和滑动变阻器的总电压，所以电压表的“15”接线柱和滑动变阻器右下端接线柱连接错误，应把电压表并联在灯泡两端，电压表的“15”接线柱和灯泡右端接线柱连接，如下图所示：
（3）闭合开关后，灯泡不亮，说明电路中电流太小，或者出现了断路，与电流的方向无关。故选D。
（4）当电压为额定电压3.8V时，对应的电流值为0.4A，则电功率P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
∵I＝∴R＝＝＝9.5Ω。
（4）当小灯泡的电压升高时，实际功率也增大，温度升高，小灯泡的灯丝的电阻会变大。
故答案为：（1）断开；（3）D；（4）1.52；9.5；（5）灯丝的电阻随温度的变化而变化。
9．课外兴趣小组活动时，某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系，已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦。小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式P＝UI，求得对应的功率，并作出功率随电压变化的图线a。小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由R＝计算出小灯泡的电阻R，再测出若干个电压值，最后根据P＝，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线b。则下列反映了他们的实验结果的图线是（ B ）
A．B． C．D．
【解答】解：（1）∵P＝，∴灯泡正常发光时的电阻R＝＝≈8.3Ω；
由题意知：P甲＝和P乙＝，由此可见，电功率P关于电压U的二次函数（跟y＝ax2+bx+c，且a＞0，b＝0，c＝0时相符合），故图象是经过原点开口向上的抛物线，故CD错误。
（2）∵P甲＝和P乙＝，灯泡电阻R随温度升高而变大，
∴①当小灯泡两端电压U＜2.5V时，小灯泡在低于额定电压下工作，
它的电阻R＜8.3Ω，则P甲＞P乙，此时抛物线a在抛物线b的上方。
②当小灯泡两端电压U＝2.5V时，小灯泡在额定电压下工作，
它的电阻R＝8.3Ω，则P甲＝P乙＝0.75W，且此时两抛物线相交。
③当小灯泡两端电压U＞2.5V，小灯泡在高于额定电压下工作，
它的电阻R＞8.3Ω，则P甲＜P乙，此时抛物线a在抛物线b的下方。
综上所述，B图中的图线反映了他们的实验结果。故选：B。
10．金属的电阻随温度升高而增大，小灯泡发光时，灯丝温度高，灯丝电阻比不发光时大得多，在课外兴趣小组活动时，某校甲乙同学用实验研究小灯泡的电功率跟所加电压的关系，实验室提供给他们的器材是：额定电压6V，额定功率为3W的小灯泡1只，电压表1只，电流表1只，变阻器1只，电源（大于6V）1个，开关1个，导线若干。
（1）甲同学根据P＝UI设计了如图a所示的电路进行研究。乙同学先由计算式R＝U额2/P额算出小灯泡的电阻R，再根据P＝U2/R设计了如图b所示的电路进行研究，你认为哪位同学设计的电路是合理的 甲 （填“甲”或“乙”或“甲和乙”）
（2）若甲乙同学按照各自所设计的电路进行实验，甲同学先测出若干组电压和电流值，再由P＝UI求得对应的功率，并做出功率岁电压变化的图线；乙同学先测若干电压值，再由P＝U2/R求得对应的功率，也做出功率随电压变化的图线，则下图中哪个图线反映了他们的实验结果 B 。（图中标有a的为甲同学所得的图线，图上标有b的为乙同学所得图线）
【解答】解：（1）乙同学忽视了灯泡电阻的变化，甲同学设计的电路避免了由于灯泡电阻的变化所受到的影响；所以甲同学设计的电路更合理。
甲同学设计的电路，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量灯泡中的电流，根据P甲＝UI＝可知，小灯泡的功率P甲随灯泡两端的电压及灯泡的电阻的改变而改变，符合题意，甲电路是合理的。
乙同学先由计算式R＝算出小灯泡的电阻R＝＝＝12Ω，再根据P＝设计了如图b所示的电路进行研究，认为灯泡的电阻保持不变，与题目中说的“金属的电阻随温度升高而增大”不符，所以乙电路设计不合理。故答案为：甲。
（2）根据公式P甲＝和P乙＝知电功率P是关于电压U的二次函数，故图象是经过原点的抛物线，所以选项C、D是错误的。
由P甲＝和P乙＝及“金属的电阻随温度升高而增大”可知：
①当小灯泡两端的电压小于额定电压6V时，小灯泡在小于额定电压下工作，它的电阻小于12Ω，则P甲＞P乙，所以此时抛物线a应在抛物线b上方。
②当小灯泡两端的电压等于额定电压6V时，小灯泡在额定电压下工作，它的电阻等于12Ω，则P甲＝P乙，所以此时抛物线a与抛物线b相交。
③当小灯泡两端的电压大于额定电压6V时，小灯泡在大于额定电压下工作，它的电阻大于12Ω，则P甲＜P乙，所以此时抛物线a应在抛物线b下方。故选B。
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伏安法测电功率专题实验练习
1．小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
（1）用笔画线代替导线，帮小明把图甲电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮。
（2）正确连接电路后，闭合开关，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数约等于电源电压，则故障原因可能是 。
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V．此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 A，小灯泡的额定功率是 W。
（4）完成实验后，小明又设计了如图丙所示的电路图，只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0．请将实验步骤补充完整。
① （填三个开关闭合与断开情况），调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 ，小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动， （填三个开关闭合与断开情况），记录电压表示数为U滑。
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用已知量和所测物理量符号表示）。
2．某小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中小灯泡标有“3.8V”，滑动变阻器标有“12Ω 1.5A”，电源电压6V。
（1）请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
（2）小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。
小明连线过程中肯定出现的错误是 。
还可能出现了以下错误中的 （填字母序号）。
A．电压表串联在了电路中 B．电流表并联在了小灯泡两端
C．连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱 D．连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱
（3）小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示数接近 V。
（4）更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 2.0 3.0 3.8 4.2
电流I/A 0.33 0.34 0.40 0.42
小灯泡亮度 不亮 较暗 正常 较亮
小灯泡电阻 6.0 8.8 9.5 10.0
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为 W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而 。
（5）小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2V．经过分析，至少有两种方案可行：一是，其它条件均不变时，换用总阻值较 的滑动变阻器；二是，其它条件均不变时，换用电压较 的电源。
3．小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）在图甲电路中用笔画线代替导线，请你帮忙将电路连接完整；
（2）连接电路时，开关应处于 状态；
（3）实验过程中电压表示数为2V，为测定小灯泡的额定功率，小红应将变阻器滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，同时注意观察的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）小红还设计出了只有电流表没有电压表时测量小灯泡电功率的方法，其电路图（如图丙所示），已知R0＝5Ω，此方案最关键的一步是必须调节变阻器滑片，使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数，才能算出小灯泡的额定功率。
4．某班分小组进行实验在“测定小灯泡的电功率”实验中，每个实验小组电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时电阻约10Ω左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为10Ω、50Ω，实验电路如图甲所示。
实验序号 1 2 3 4
U/V 2.5 2.0 1.8 0.6
I/A 0.28 0.25 0.15 0.15
（1）应该选用的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于 （选填“左”或“右”）端。
（3）电路正确连接后，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 。
（4）第一实验小组的同学按正确步骤进行实验，记录的部分数据如上表所示，其中有一组数据明显存在错误，这组数据是 。（选填实验序号），该组小灯泡的额定功率为 W。
5．小明做测量小灯泡的额定功率的实验，电源电压6V，所用滑动变阻器的规格是“20Ω1A”，待测小灯泡的额定电压为2.2V或3.8V的一个。
（1）如图甲所示，正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，电流表示数为0.16A，则小灯泡额定的电压为 。
（2）实验时，为了测量更准确，电压表选择0～3V量程，小明想了一个巧妙的办法，连接电路，调节滑片，当电压表示数为 V时，小灯泡恰好正常发光，此时滑动变阻器恰好在中点上，则小灯泡的额定功率为 W。
（3）小明在（1）的基础上接着探究电流与电阻的关系，根据图甲，将小灯泡取下，保证电路中其他元件不变，在a、b两点间分别接入如图乙所示的5Ω、10Ω、20Ω几个不同阻值的定值电阻，为了使这三个电阻都能为实验所用，电压表控制a、b间不变的电压值应该在 范围之内选择。
（4）完成上述实验后，小明又在a、b两点间接入LED（发光二极管），如图丙所示，他将较长的引脚接入a端，发现灯不发光，因为LED具有 。
6．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）连接好电路，闭合开关，发现小灯泡很亮，电压表示数为3V．断开开关，经检查，各元件完好，电路连接正确则实验中操作错误之处是 。
（3）改正错误后进行实验，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 端移动（选填“A”或“B”）。
（4）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象，则小灯泡额定功率是 W。
（5）根据小灯泡的I﹣U图象计算出不同电压下灯丝电阻值不同，原因是灯丝电阻随 的变化而变化。
（6）若用第（3）小问中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯泡的额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
7．在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）如图甲所示是小军已经连接的部分实验电路，在连接电路时，小军操作上出现的错误是 。
（2）请你用笔画线代替导线在答题卡上帮小军将图甲所示的实物电路连接完整。
（3）连接完实验电路，检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表的示数都为零。出现这种现象的原因可能是 。
A．小灯泡短路 B．小灯泡开路 C．变阻器短路 D．变阻器开路
（4）排除上述故障后，闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡两端电压略高于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。接下来，将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，使小灯泡正常发光，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。
（5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略低于、等于2.5V，观察小灯泡的亮度并记下电压表、电流表的示数。根据这些实验数据画出小灯泡的电流电压I﹣U关系图象，过此图线上任一点M分别做两坐标轴的平行线如图乙所示，它们与两坐标轴围成的矩形的面积在数值上等于小灯泡此时的 。
8．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V：
（1）连接电路时，开关应 。
（2）图甲是小刚所接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（3）纠正错误后闭合开关，灯泡不亮。小组同学提出下列原因，其中不合理的是
A．滑动变阻器接入电路电阻太大 B．导线接触不良
C．灯泡灯丝断了 D．电源正、负极接反了
（4）故障排除后，小刚进行了实验，根据测量数据，画出了小灯泡电流、电压变化的图象，如图乙所示，由图象可知小灯泡的额定功率为 W，此时小灯泡的电阻为 Ω。
（5）细心的同学观察图象发现这不是一条直线图象，从而得出灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比。请你分析导致这种现象的原因是 。
9．课外兴趣小组活动时，某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系，已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦。小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式P＝UI，求得对应的功率，并作出功率随电压变化的图线a。小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由R＝计算出小灯泡的电阻R，再测出若干个电压值，最后根据P＝，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线b。则下列反映了他们的实验结果的图线是（ ）
A．B．C．D．
10．金属的电阻随温度升高而增大，小灯泡发光时，灯丝温度高，灯丝电阻比不发光时大得多，在课外兴趣小组活动时，某校甲乙同学用实验研究小灯泡的电功率跟所加电压的关系，实验室提供给他们的器材是：额定电压6V，额定功率为3W的小灯泡1只，电压表1只，电流表1只，变阻器1只，电源（大于6V）1个，开关1个，导线若干。
（1）甲同学根据P＝UI设计了如图a所示的电路进行研究。乙同学先由计算式R＝U额2/P额算出小灯泡的电阻R，再根据P＝U2/R设计了如图b所示的电路进行研究，你认为哪位同学设计的电路是合理的 （填“甲”或“乙”或“甲和乙”）
（2）若甲乙同学按照各自所设计的电路进行实验，甲同学先测出若干组电压和电流值，再由P＝UI求得对应的功率，并做出功率岁电压变化的图线；乙同学先测若干电压值，再由P＝U2/R求得对应的功率，也做出功率随电压变化的图线，则下图中哪个图线反映了他们的实验结果 。（图中标有a的为甲同学所得的图线，图上标有b的为乙同学所得图线）
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