浙教版中考复习科学——测量小灯泡额定电功率（课件 33张ppt）

(共33张PPT)
测量小灯泡额定电功率

一、探究用电器的电功率实验（伏安法）
1、提出问题：我们已经用电压表、电流表间接测量过小灯泡的电阻了，你能设计一个方法来测量出小灯泡的电功率吗？怎样测量？
2、实验设计
（1）实验原理P＝UI
根据P＝UI可知，只要用电压表（伏特表）测出小灯泡两端的电压、用电流表（安培表）测出通过小灯泡的电流，就可以间接测量出小灯泡的电功率了，即用伏安法测小灯泡的电功率，为了测量不同电压下的电功率，我们要用串联滑动变阻器的办法来控制加在灯泡两端的电压
（2）实验器材：电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器
（3）实验电路：若所用小灯泡的额定电压是2.5V，要测出小灯泡的功率，至少需安内节干电池（3V）作电源，电路图和实物电路图设计如图甲、乙所示

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甲
乙

3、实验步骤：
（1）按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端
（2）检查电路无误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于2.5V时，停止滑动，记录此时电流表的示数，并观察灯泡的亮度，记录在表格中
（3）调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.4倍（注意不能超过小灯泡的额定电压太多，则会损坏小灯泡），记录每一次对应电流表示数，并观察灯泡亮度，记录在表格中。

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实验数据表格：





4、实验分析：（1）小灯泡的发光情况由他的实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
（2）灯泡消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，功率越大。
（3）灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
二、单电表测功率
1、用一只电流表测量额定电压是U的小灯泡的功率；
（1）用一个阻值为R0的定值电阻、电流表、小灯泡、滑动变阻器、三个开关及电源连成如图所示的电路；
（2）S打到1，调节变阻器，使电流表的示数变为 ，此时灯泡和电阻R0并联，灯泡正常发光
（3）保持P滑片不动，S打到2，读出此时电流表的示数I2
（4）计算可得到灯泡的额定功率：

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2、用一只电流表测量额定电流是I的小灯泡的功率；
（1）用一个阻值为R0的定值电阻、电流表、小灯泡、滑动变阻器、三个开关及电源连成如图所示的电路；
（2）闭合S和S2，断开S1调节变阻器，使电流表的示数变为I，此时灯泡和电阻R0并联，灯泡正常发光
（3）保持滑片P不动，闭合S1，断开S2，读出此时电流表的示数I2
（4）计算可得到灯泡的额定功率：
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3、用一只电压表测额定电压是U的小灯泡的功率
（1）用一个阻值为R0的定值电阻、电压表、小灯泡、滑动变阻器、三个开关及电源连成如图所示的电路。
（2）闭合开关S1和S3，调节变阻器，使电压表的示数变为U，此时灯泡和电阻R0串
联，灯泡正常发光。
（3）保持P滑片不动，断开S3，闭合S2，读出此时电压表的示数,U2
（4）计算可得到的额定功率：
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4、用一只电压表测额定电流是I的小灯泡的功率
（1）用一个阻值为R0的定值电阻、电压表、小灯泡、滑动变阻器、三个开关及电源连成如图所示的电路。
（2）闭合开关S和S1，调节变阻器，使电压表的示数变为IR0，此时灯泡和电阻R0串
联，灯泡正常发光。
（3）保持P滑片不动，断开S1，闭合S2，读出此时电压表的示数,U
（4）计算可得到的额定功率：

课堂练习
1.某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)请用笔画线代替导线,完成如图甲实物电路的连接.(要求：连线不得交叉,电压表量程要正确)



(2)检查电路连接无误后，闭合开关S，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 。
(3)故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作出了如图乙所示的I?U图象。据图可知小灯泡的额定功率为 W。
(4)现将该小灯泡与一个10Ω的定值电阻串联后接入电压为3V的电源两端，此时小灯泡的实际功率是 W。
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【解析】解答 解：（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V＜3.0V，电压表选用小量程，将电压表并联在小灯泡的两端，如右图所示；
（2）电路中无电流，则为断路，电压表有示数，则与电压表并联的之外部分一定完好，说明与电压表并联的灯泡所在支路断路而导致电压表串联在电路中了，可能的原因是小灯泡断路（或小灯泡坏了或灯座处接触不良）；
（3）由图乙知，灯额定电压2.5V对应的电流为0.3A，所以其额定功率P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由图乙知，只有当灯电压U灯=1.0V，对应的电流I=0.2A时，根据串联电路电流的特点，通过定值电阻的电流大小等于0.2A，此时定值电阻的电压U定=IR=0.2A×10Ω=2V，又根据串联电路电压的特点，灯和定值电阻的总电压U=U灯+U定=1V+2V=3V刚好为电源电压．
所以，此时小灯泡的实际功率P实=U灯×I=1V×0.2A=0.2W．
故答案为：（1）如右上图所示；（2）小灯泡断路（或小灯泡坏了或灯座处接触不良）；
（3）0.75；（4）0.2．
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2.实验室电源电压为6V,要测量小灯泡的额定功率,小伟选择一个额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω左右的小灯泡,小强画出了电路图(图甲).


(1)小伟看到电路图后提出一个建议：简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗?为什么?

(2)若按照小强设计的电路图进行实验，实验室里有最大阻值是10Ω和60Ω的滑动变阻器，你认为应该选择最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
(3)将图乙中的滑动变阻器和电压表(选用合适的量程)接入电路。

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(4)在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是： 。 调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是6V，你判断故障可能是： 。
(5)为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系,做了多次实验,并根据实验数据绘出了小灯泡的U?I图象(如图丙所示).请根据图象信息计算出小灯泡的额定功率是 W。

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3.在测定标有“3.8V”小灯泡(阻值约为10Ω)额定功率的实验中,所给的器材如下：学生电源(有3V、6V二档)、电阻R1=5Ω、两块电流表(0?0.6?3A)、两只滑动变阻器(A、“5Ω2A”,B、“10Ω 1A”).请完成下列实验：



(1)请根据图甲中的电路，将图乙中实物电路补充完整。
(2)在这个实验中,你将选用学生电源的 V档,选择 (选填“A”、“B”)滑动变阻器。
(3)实验时,先调节滑动变阻器的滑片,使电流表A2的示数为 A，此时另一只电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
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4. 在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，小灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定不变。
（1）请你用笔划线代替导线，将甲图中的实物电路完整，要求滑片向左移动时灯泡变亮。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现灯泡始终不亮，电流表有示数，
电压表无示数，其故障原因可能是????????????????。
（3）排除故障后，开始实验，闭合开关，电压表的示数为2.5V，此时应将变阻器滑片向????????????????（选填“左”或“右”）端调节，在移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，此时电流表的示数为0.4A，则灯泡的额定功率为????????????????W。
（4）完成上述实验后，又找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关，并借助部分现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，也测出了小灯泡的额定功率，请完成下列的实验步骤：
①闭合开关S1和S3，移动滑片，当电压表的示数为3.8V时，停止移动滑片，然后再断开闭合的开关；
②保持滑片的位置不动，再闭合开关S1和S2，读出此时电压表的示数为U；
③灯泡额定功率的表达式为P额=????????????????（用已知量和测量量表示）。
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【解析】（1）根据滑片向左滑动，灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器电阻变小，靠近下接线柱，应接左边下接线柱，如图所示：

（2）闭合开关，电流表有示数，说明电路中存在短路，电压表无示数，说明与电压表并联的小灯泡短路；
（3）灯泡两端实际电压为2.5V小于额定电压3.8V，为了测量额定电压，电压表示数应变大，根据串联分压，
滑动变阻器电阻应变小，滑片应向左滑动；为了确定灯泡两端电压等于额定电压，眼睛应注视电压表；
灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W；
（4）①让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，使灯泡正常工作，应闭合开关S1和S3，移动滑片电压表示数为3.8V；
②使灯泡能够正常工作，能够通过已知电阻R0计算出通过灯泡电流，应闭合开关S1和S2，读出电压表示数U，由R0两端电压：U0=U-U灯，通过R0电流：I0=U0/R0；
③当闭合S1和S3时，R0和灯泡串联，电压表测灯泡两端电压，当闭合S1和S2时，电压表测R0和灯泡两端总电压，由R0两端电压，U0=U-U灯=U-3.8V，通过R0电流I0=U0/R0=（U?3.8V）/R0，
灯泡的额定功率P=U灯I=3.8V×(U?3.8V)/R0
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5. 某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压约为6V左右）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V），开关各一只，导线若干，滑动变阻器两只：R1（5Ω 0.5A）、R2（10Ω 0.5A）。



（1）请你说出在这个实验中，滑动变阻器所起作用是： 。本实验中电压表应选用 挡，滑动变阻器应选用
（R1/R2）
（2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下列的情况，请根据现象分别指出故障的可能原因： 。
①连接好电路，闭合开关后，看到电压表指针如图1偏转；
②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数．取下灯泡，两表的示数不变。

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（3）排除故障后，调节滑动变阻器，发现电压表的0～15V量程已坏，为了测小灯泡的额定功率，姚远小组设计了另一种实验方案．（电阻R的阻值已知，电源电压未知）
①电路如图2所示，连接好电路；
②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；
③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2。
先算出灯泡的电阻和R两端电压，再根据? ， 计算灯泡的额定功率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤②改为 。

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【解析】(1)滑动变阻器所起作用：①闭合开关前，为防止电路中电流过大，损坏电路元件，应将变阻器的滑片滑到最大值处；②为测定小灯泡的额定功率，应调节滑片使灯泡两端电压达到额定电压3.8V；灯泡正常发光时电压3.8V,电流约为I=U/R=3.8V/10Ω=0.38A，
此时滑动变阻器连入阻值：R滑=U滑/I=(6V?3.8V)/0.38A≈5.8Ω，所以应选择10Ω,0.5A的滑动变阻器；
(2)①由图甲可知，电压表指针偏转到了最大值了，所以原因是电压表使用了0?3V量程，应使用0?15V量程；
②灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，电压表示数较大，把灯泡取下，两表的示数不变，所以灯泡断路；
(3)因为灯泡电阻随温度的变化而变化,题中移动滑片P至任一位置所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等，所以根据P0=U2/RL，求出的功率与额定功率的真实值相差较大；要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤2改为：开关S拔到位置1,移动滑片P直到电流表示数为I1=U0/R=3.8V/R为止,读出电流表示数I1；所以灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×(I2?3.8VR).
故答案为：(1)保护电路;调节灯泡两端电压使之达到额定电压;R2；(2)①电压表量程应选0?15V；②灯泡处发生断路；
(3)②;开关S拨到位置1,移动滑片P使电流表示数I1=3.8VR;P额=3.8V×(I2?3.8V/R)。
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6. 在做测量小灯泡电功率的实验，所用小灯泡额定电压为2.5V，额定功率不超过1.5W。




(1)小明和小红先用伏安法测小灯泡的额定功率，他们连好的部分电路如图1所示，请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整。
(2)小明在实验中连接好电路，闭合开关后，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是 。
(3)排除故障后,小明同学闭合开关移动滑片P到某一点时发现电压表、电流表情况如图2所示,此时小灯泡的实际电流是 A,此时小灯泡的亮度 (选填“正常”、“较亮”或“较暗”),要想测出小灯泡的额定功率需要把滑片向 端移动(选填“A”或“B”)。
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(4)小明和小红尝试用其他方法测该小灯泡的额定功率,他们设计的电路如图3所示,请你把他们的实验步骤补充完整,并根据他们的实验数据计算出小灯泡额定功率的大小(电源电压保持不变)。
a:闭合开关S和S2，滑片移动到最左端，选择电压表合适量程，读出电压表示数为4.5V。
b:闭合开关S和S1，选择电压表的合适量程，移动滑片直到电压表示数为小灯泡额定电压2.5V。c:保持滑片位置不变，闭合开关 ，读出此时电压表示数为2.7V，则可知小灯泡的额定功率大小是 W。

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【解析】(1)由P=UI可知,灯泡的额定电流约为：I=P额/U额=1.5W/2.5V=0.6A，因此电流表量程选择0?0.6A；灯泡的额定电压为2.5V，因此电压表的量程选择0?3V；将灯泡与电流表串联，电压表并联在灯泡两端；如下图所示：
(2)灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路；电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，
因此电路故障为灯泡断路；
(3)电流表的量程为0?0.6A，分度值为0.02A，示数为0.42A；由于电路电流小于灯泡的额定电流，
因此滑动变阻器接入电路的阻值需减小，故将滑片向B端移动；
(4)闭合开关S和S2，滑片移动到最左端，电压表测量电源电压，则电源电压为4.5V；当断开开关S2,闭合开关S、S1时，滑动变阻器与灯泡串联，
根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：U=UL+UR，即：4.5V=2.5V+IR?????①
保持滑片位置不变,断开开关S1、同时闭合开关S、S2时,滑动变阻器与电阻R0串联，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：
U=U0+U′R,即：U=U0+I0R，所以,4.5V=2.7V+2.7V/6Ω×R?????②
解①②可得，R=4Ω；I=0.5A；则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.5A=1.25W。
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7.如图甲是额定电压为25V小电灯功率（正常发光时电阻约为8Ω）的实物电路，电器为两节新干电池。



（1）开关闭合前，滑动变阻器滑片应该移动到 （选填“左”或“右）；
（2）开关闭合后，若电路连接正确，发现小电灯不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因是 。
（3）排除故障后，移动滑片，获得多组对应的电压、电流值，绘出如下I-U图象，则小电灯的额定功率为
W．小电灯的电阻值随电压的升高而逐渐 。

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（4）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小明选用一个R=5Ω的电阻，设计了如图丙的电路及实验方案：
①将单刀双挥开关S打至2位置，调节滑片使电压表的示数为额定电压；
②保持滑片位置不变，将单刀双掷开关S打至1的位置，读出电压表的示数U0，计算得到小灯泡的额定功率。指出他的设计方案中存在的问题是 。


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【解答】解：（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，即据图可知，闭合开关前，滑片处于最左边；
（2）闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路，电流表指针几乎不动，说明电路存在断路，
电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的灯泡断路。
（3）由图象可知，灯泡额定电压2.5V所对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由图象可知，随电压增大，灯泡电阻增大。
（4）由题意知，电源电压约为3V，灯泡正常发光时电阻约为8Ω，当变阻器电阻为零时，设灯泡两端的电压为U，



故答案为：（1）左；（2）灯泡断路；（3）0.5；增大；（4）无论怎样调节变阻器，都不能使灯泡正常发光。
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8. 图甲是小明同学设计的测小灯泡电功率的实验电路（灯泡额定电压U额=2.5V）。




（1）小明所接的实验电路存在连接错误，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。
（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．检查开关是否闭合 C．移动滑动变阻器滑片 D．检查电压表是否断路
（3）正确操作后，小灯泡发光，这时电压表的时数为2V，则应向 （左/右）端移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数等于
时为止，此时电流表的示数（如图乙所示）为 A，则小灯泡的额定功率为 W。

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（4）同组的小悦同学也设计了一个电路图（如图丙），测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻R的阻值为25Ω，正确操作过程如下：①只闭合开关S和S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1= A；②闭合开关S和，断开开关，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I2；③小灯泡额定功率表达式为P额= （用符号表示）。

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【解答】解：（1）测小灯泡的功率实验中电流表、灯泡、滑动变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压。由图可知：电压表与灯泡串联了，电流表与灯泡串联了，所以将电流表与灯泡右边的导线接在电压表的负接线柱，如图所示：
（2）正确的操作，在闭合开关前，滑动变阻器是在阻值最大处，电流表有示数，
小灯泡不亮，说明电路中电阻太大，需要移动滑动变阻器滑片，观察灯泡是否发光，故选C；
（3）小灯泡发光，这时电压表的示数为2V，要使灯泡正常发需提高灯泡两端电压，
由串联电路的分压原理可知应将滑片向右移动，直到电压表示数为2.5V为止；
由图乙知电流表使用0～0.6A量程，分度值0.02A，所以灯泡正常发光时通过的电流为0.3A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由实验电路图可知主要测量步骤：
①闭合开关S和S2，断开S1，调节滑动变阻器使电流表示数为
②闭合开关S和S1，断开开关S2，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为I2；
③通过灯泡的电流IL=I2-I1，则灯泡L的额定功率P=U额（I2-I1）。
故答案为：（1）见上图；（2）C；（3）右；2.5；0.3；0.75；（4）①0.1；②S1；S2；③U额（I2-I1）。
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9. 小刚在“测该小灯泡的额定功率”的实验中,实验室提供如下器材：被测小灯泡(额定电压时2.5V,电阻约为10Ω)、电源(电压恒为6V)、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“10Ω1A”“50Ω0.5A”的滑动变阻器两个，导线若干。



(1)按如图1甲设计的电路，他应选用规格为 的滑动变阻器。
(2)实物连接如图1乙所示。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，经检查是由于一根导线连接错误，请你在图乙中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线。
(3)小刚改正错误后闭合开关，发现小灯泡很暗，为测小灯泡的额定功率，下一步进行的操作是 ，操作后电流表的示数如图1丙所示，则可知该的额定功率为 W。
(4)小刚发现不用电流表,用实验室提供的两个滑动变阻器(已知最大阻值分别为R1和R2)和电压表也能测出这盏灯的额定功率，设计的电路如图2所示；以下是他的实验步骤，请你补充完整：
①将电压表调零，断开开关，按图连接电路；
②将R1的阻值调为最大, ，闭合开关S,调节R1使电压表的示数为U1=2.5V，记录数据；
③保持R1滑片的位置不变, ，读出并记录电压表的示数U2,断开关S;小灯泡的额定功率：P额= 。
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10.两只铭牌模糊的小灯泡L1、L2，仅能看清分别标有“0.3A”和“0.5A”字样。


图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图；
①图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；
②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端；
③闭合开关，电流表示数为0.1A，移动滑片P，通过观察 表的示数来判断小灯泡是否正常发光，小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡L1的额定功率为 W。
小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L2的额定功率，请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R（阻值已知）这三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便。
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【解析】
①原电压表测电源电压是错误的，应测灯的电压，如下图1所示：




②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处的B端；
③灯在额定电流下正常发光，闭合开关，电流表示数为0.1A，滑动滑片P，通过观察电流表的示数来判断小灯泡是否正常发光，小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压大小为2.5V，则小灯泡L1的额定功率为：
2. 【答案】
如下图2所示
【解析】
在上面分析的基础上，设计的电路如下图2所示：
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