物理北师大版九年级 第13章 三、学生实验：探究——小灯泡的电功率 习题（带解析）

第13章 三、学生实验：探究——小灯泡的电功率
一、单选题
1.???在测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率实验中，以下关于手和眼配合正确的是（　　）
A.?手调滑动变阻器的滑片，眼看电流表????????????????????????????????????????
B.?手调滑动变阻器的滑片，眼看电压表????????????????????????????????????????
C.?手调滑动变阻器的滑片，眼看电灯泡????????????????????????????????????????
D.?手调开关，眼看电流表
2.???下列说法正确的是（　　）
A.?对人体的安全电压是不高于36V????????????????????????????????????????
B.?保险丝应与所保护的电路并联起来????????????????????????????????????????
C.?在家庭电路中可以用铜丝代替保险丝????????????????????????????????????????
D.?用电路的电功率可用专用的功率表来测量
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.?闭合开关前，滑片P应滑到B端
B.?合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C.?实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
D.?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
4.???下列说法中，正确的是（　　）
A.?根据R=可知，导体的电阻由导体两端的电压和通过导体的电流共同决定
B.?发光二极管是半导体材料
C.?在测量小灯泡的电阻时多测几组数据是为了求平均数，减小误差
D.?在测量小灯泡的电功率时应该多测几组数据是为了求平均数，算出额定功率
???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
6.???在“测定小灯泡的功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数虽然有变化，却始终达不到灯泡的额定电压。其原因可能是下述的哪一种？（　　）
A.?电压表的量程太大?????????????????????????
B.?电流表的量程太大?????????????????????????
C.?电源电压太低?????????????????????????
D.?变阻器的电阻太大
7.???在做测量小灯泡的电功率的实验中，所选用的小灯泡的额定电压和电源电压是（　　）
A.?1.5V，1.5V?????????????????????????
B.?2V，2V?????????????????????????
C.?2.5V，3V?????????????????????????
D.?3V，6V
8.???在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（　　）
A.?电压表的正、负接线柱接错了?????????????????????????
B.?电压表的量程选择不合适?????????????????????????
C.?电压表坏了?????????????????????????
D.?电压表与滑动变阻器并联
9.???为了测定小灯泡的额定功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是（　　）
A.?手按开关，眼观电流表????????????????????????????????????????
B.?手移动变阻器的滑片，眼观电流表????????????????????????????????????????
C.?手移动变阻器的滑片，眼观电压表????????????????????????????????????????
D.?手移动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光
10.???为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，现提供如下器材：电压表（量程有“0～3V”和“0～15V”），电流表（量程有“0～0.6A”和“0～3A”），滑动变阻器（规格分别为“10ΩlA”、“20Ω2A”、“50Ω1.5A”），开关，电源（电压恒为4V）和若干条导线。某同学连接完电路后闭合开关，在滑动变阻器的滑片移动过程中，测量的数据如下表所示。若电源电压恒定不变，下列说法中正确的是（　　）
实验次数
1
2
3
4
5
6
电压表示数U/V
3.5
3.1
2.5
2.3
1.9
1.5
电流表示数I/A
0.16
0.19
0.22
0.24
0.26
0.28
A.?该小灯泡的额定功率为?0.55?W????????????????????????????????????????
B.?该小灯泡两端的电压越高，实际功率越小????????????????????????????????????????
C.?该同学所选的滑动变阻器规格为“50Ω??1.5?A”????????????????????????????????????????
D.?该同学连接电路时，将电压表并联在小灯泡的两端
二、填空题
1.???对于伏安法“研究小灯泡的电功率”和“研究小灯泡电阻”两个实验中所用的电路图，虽然相同但实验原理不同，前者是______；后者是______。
2.???小李同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电压为6V的电源、电流表、电压表、开关各一个，规格不同的滑动变阻器两个：R1（10Ω2A）、R2（50Ω 1.5A），导线若干。小李同学设计的电路如图甲所示，请你回答下列问题：
（1）连接电路时开关应______，滑动变阻器的滑片P应置于______端。（选填“左”或“右”）
（2）为了完成实验，应选用的滑动变阻器是______。（选填“R1”或“R2”）
（3）实验电路连好后，闭合开关时，小李同学发现灯泡没有发光，造成该现象的原因可能是______。（多选，填写选项前的字母）
A．小灯泡灯丝断路 B．电流表的接线柱松动而接触不良
C．滑动变阻器接入电路的阻值过大 D．电压表选用的量程过大
（4）解决小灯泡发光的问题后，小李同学移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.5V时，发现电流表示数如图乙所示，可知小灯泡的额定功率为______W。
3.???夏天的傍晚打开标有“PZ220V-40W”字样的台灯时，发现台灯比平时要暗。
小金猜想：是灯丝升华造成的，由于灯丝升华，横截面积变小，电阻变大，台灯两端电压不变，台灯功率变小，因此灯变暗了。
?小徐猜想：是电路的负荷增大造成的，傍晚天气热开了空调，电路的负荷增大了总电流变大，输电线上有电阻，导致台灯两端的电压降低，而灯丝电阻不变，台灯功率变小，因此灯变暗了。
（1）小金为了验证自己的猜想的，他用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡灯泡亮度与原灯泡亮度基本一样，说明小金的猜想是______（正确、错误）的。
（2）为了验证小徐的猜想是否正确，请定写出简便操作的验证方案：______，依照验证方案小徐猜想的顸期结果分析是______。
4.???小星在做“测定小灯泡的额定功率”实验时，如图所示，已知灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池（电压共4.5V），灯丝电阻大于10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω，1A”字样。
（1）小星按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡______。（选填“短路”或“开路”）
（2）小星排除故障后，当灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是______W。
（3）若电压表0～15V的量程损坏，换用0～3V的量程后，应将电压表的“-”接线柱连入图甲中的______点，“3”接线柱接入图甲中的______点，也可测出灯泡的额定功率；实验过程中，当电压表的读数为______V时，灯泡正常发光。
???在“测量小灯泡的额定功率”实验中，提供如下实验器材：
电源（输出电压恒为4.5V）、小灯泡（额定电压为3.8V）、滑动变阻器、电压表（量程0～3V，0～15V档已损坏）、电流表。
（1）实验小组初步设计电路如图甲所示。经分析，此电路无法测出小灯泡的额定功率，原因是______。
（2）重新设计电路，如图乙所示，请对照图乙在图丙中完成实物图的连接。
（3）连接电路完成后，闭合开关，发现电流表不动，电压表也无示数。若电路中只有一处故障，可能是______。
A．小灯泡断路?????????B．电压表断路?????????C．滑动变阻器断路
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为______V时，小灯泡正常发光。
???小豪在“测定小灯泡电功率”的实验申，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）如图1所示是他连接的实验电路，其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的导线。
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这个现象的原因是______。
（3）排除故障后，继续实验，并根据实验数据画出如图2所示的U-I图象，计算出小灯泡的额定功率是______W，请你将小灯泡正常工作时的电流在如图3的电流表中标出。
（4）根据图象可判断小灯泡的电阻随电压升高逐渐______，原因是______。
三、实验探究题
1.???小叶和小东用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡在不同电压下工作的电功率。已知电源两端电压恒为6V。
（1）请根据实验要求完成实物电路图1的连接。
（2）小东连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关S，却发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表指针偏转明显，可能发生的故障是______。
A．灯泡灯丝断了
B．灯座接线短路
C．蓄电池没有电了
D．电流表接线柱短路
（3）在发现电路有故障时，首要的规范操作应是：______。
（4）小东排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P至如图所示位置时，电压表示数为2.1V，若他想测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P向______端移动（选填“A”或“B”），使电压表的示数为2.5V。
（5）小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图2所示的I-U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W。
（6）若将小灯泡换成定值电阻，该电路还可以进行的实验有______（请写出一个即可）。
四、简答题
1.???小张和小明两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外他们所使用的器材规格均相同，小灯的额定电压可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”，小灯泡功率相差不大
（1）如图1是小张同学没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求滑片向右滑时，灯泡变暗）
物理量
实验序号
电压表
示数
电流表
示数
小灯亮
暗程度
1
1.3V
0.17A
暗
2
2.0V
0.22A
正常发光
3
3.0V
0A
不发光
（2）小张正确连接好电路，闭合电键时记录了第1组数据，当小灯正常发光时记录了第2组数据，把滑片移到端点时小灯闪亮一下，后熄灭，并记录了第3组数据，如表所示。则他们所用电源的电压为______伏，甲同学所用小灯的额定功率为______瓦。
（3）同座位的小明实验时，当他连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光。在一旁观察的小张一惊，提醒小明实验中有问题。请你帮助小明找出实验中两个操作不当之处：
①______；
②______。
（4）小明同学改正了操作错误重新连接好电路后，当小明同学所选用的小灯正常发光时，电压表的示数如图2所示，而滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为______欧，小明同学所选用小灯泡正常发光时的电流为______安。
五、计算题
1.???小明用如下器材测量一只小灯泡的额定功率：小灯泡（额定电压为3.8V）、电源、电流表、电压表、滑动变阻器R（20Ω 2A）、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是小明开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，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在原图上画出正确的接法。
（2）小明排除了故障后进行实验。当滑片移到某位置时，电压表示数为3V，他应将滑动变阻器的滑片向______移动，直到电压表的示数为______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为______A，小灯泡的额定功率为______W。
（3）在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数改变时，电压表与电流表的示数之比也改变，分析原因是______。
（4）小明在电流表损坏的情况下，利用上述实验器材和向邻桌借来的滑动变阻器R'，设计了如图丙所示的电路，测出了额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。请你将实验步骤补充完整：
①闭合开关S、S2，断开S1，将R的滑片滑到最左端，同时______，测得电源电压为6V。
②闭合开关S、S1，断开S2，调节R的滑片，使电压表的示数为______V，此时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持R的滑片不动，然后调节R'的滑片，使电压表的示数与步骤②相同，再将R的滑片滑到最______（选填“左”或“右”）端，读出此时电压表的示数为4V。
④小灯泡的额定功率P额=______W。
（5）小明利用在（4）中测得电源电压，还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将甲图改接后的电路中小灯泡换成四个阻值分别为5Ω，10Ω，15Ω和20Ω的定值电阻，其余连接均不改变。
①在实验过程中，将4个定值电阻依次接入电路，调节滑动变阻器滑片使定值电阻两端的电压保持某个值不变，为了能够顺利得到4组I、R数据完成实验，该电压的取值大小至少是______V。
②四次实验中，当电压表调到控制电压时，滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是______。
第13章 三、学生实验：探究——小灯泡的电功率
【选择题答案】
1.??B???????2.??A???????3.??B???????4.??B???????5.??B???????
6.??C???????7.??C???????8.??D???????9.??C???????10.??C???????
【解析】
1.??
解：由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压，故在用手调节滑动变阻器的滑片时，眼应观察电压表的示数的变化，当电压表达到额定电压时，再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。
故选：B。
据实验过程可知，在测量小灯泡的额定功率的实验中，让灯泡在不同电压下发光，故用手调节滑片时，眼要观察电压表的示数。
本题考查了在测定小灯泡的额定功率的实验过程，据实验过程即可判断实验时手与眼的分工。
2.??
解：A．不高于36V的电压对人体是安全的，该选项正确；
B．当电流过大时，保险丝能自动切断电路，起到保护电器的作用，因此跟被保护的电路是串联的，该选项说法错误；
C．电阻丝的材料是由电阻大、熔点低的材料制成的，温度过高时能自动熔断，起到保护电路的作用，千万不能用铜丝代替保险丝，因为铜的熔点很高，不容易熔断，该选项说法错误；
D．用电器的功率一般采用伏安法测量，或用电能表和秒表来测量，没有专用的功率表，该选项说法错误。
故选：A。
（1）经验表明，对人体的安全电压是不高于36V，家庭电路电压是220V；
（2）保险丝通常安装在火线上，它是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的，当电路中有过大电流通过时，保险丝发热自动熔断，切断电路，从而起到保护电路的作用；
（3）电功率是表示电流做功快慢的物理量，它的大小等于电压和电流的乘积，即P=UI。
本题考查范围比较广，有安全电压、保险丝的使用和电功率的测量，是学生出错比较多的问题，应当引起注意。
3.??
解：A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大位置。故A正确；
B、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，并不一定是小灯泡灯丝断了，故B错误；
C、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。
D、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，正确；
故选：B。
（1）闭合开关前，滑动变阻器应滑到电阻最大位置；
（2）闭合开关后，小灯泡不发光的原因有：小灯泡灯丝断路、小灯泡被短路、小灯泡接触不良、电源电压太小、滑动变阻器连入电路的电阻太大等原因；
（3）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；
（4）当电压表的示数为额定电压时，根据电流表的示数和公式P=UI即可求出小灯泡的额定功率。
此题是测量灯泡的电功率实验中的一些问题，主要考查了滑动变阻器的使用，电路故障的分析及额定功率的计算，还考查了灯泡的亮暗程度与实际功率的关系。
4.??
解：
A、根据R=可知，导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值；
但电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻由导体的长度、材料和横截面积以及温度决定，与它两端的电压和通过的电流无关．故A错误；
B、制作发光二极管的材料是半导体材料，常用的有硅、锗等材料．故B正确；
C、灯丝的电阻与温度有关，调节变阻器能起到改变小灯泡两端电压的作用（即改变灯丝的温度），多测几组数据不是为了求平均值，而是为了得到灯丝电阻与温度的普遍规律，故C错误；
D、额定功率是灯泡在额定电压下的功率；灯泡的电压不同时，通过的电流不同，灯泡的功率不同，求功率的平均值无意义，所以这种方法去计算额定功率是错误的；
测小灯泡的功率，测多组数据的目的是：探究灯泡亮度与实际功率的关系，找出普遍规律；故D错误．
故选B．
（1）导体电阻是导体本身的一种性质，其大小决定于导体的长度、材料和横截面积，与它两端的电压和通过的电流无关，R=这个导出公式只说明导体电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值；
（2）二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性；
（3）灯泡灯丝的电阻会随温度的增大而增加，而灯泡亮度大时，此时的温度也会升高，其电阻会增大；
（4）灯泡在不同电压下，电流不同，功率不同，求功率的平均值无意义．
此题主要考查的是学生对电阻大小影响因素的了解和掌握，明白灯泡亮度增大时，灯丝的温度会升高，知道温度对电阻的影响变化规律是解决此题的关键．
5.??
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。
（1）要探究电功率和电压、电流之间的关系，必须要求电压或电流中的其中一个量不变来研究另一个，所以采用控制变量法得到三者的关系。从图可知，两个灯泡串联，则通过两个灯泡的电流相同，从而可以判断出探究的问题。在该实验中功率的大小无法直接计算出来，可以借助转换法进行判断。
（2）灯泡实际功率越大，灯泡越亮，通过灯泡的亮度可以比较灯泡电功率的大小。
（3）灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，无法准确得出实际功率和灯泡两端的电压关系。
考查学生利用实验探究电功率跟电流、电压的关系的能力，考查学生动手操作的实践能力。控制变量法在实验探究时的具体应用是此题考查的重点，使用这种方法时要充分理解控制包含的两层含义：既要控制相同的物理量，又要控制不同的物理量。
6.??
解：A、电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
B、电流表量程的大小，也不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
C、如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，符合题意；
D、变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，因此它不是电压过低的原因，不合题意。
故选：C。
首先确定这里的电路连接是正确的，那么影响电压表的示数的原因只有两个，一是电源电压的大小，二是变阻器的阻值，因此，在阻值调节后仍不能达到额定电压，就说明电源电压可能太低了。
解决此题的关键是找到在电路中可能影响电压的因素，要知道，电流表、电压表的量程是不会对电路中的电压造成影响的，而变阻器又是可以调节的，因此，真正的原因就出在电源电压方面。
7.??
解：在实验中为了测得小灯泡的功率，应让其达到额定功率，因电路中用到滑动变阻器，故分到小灯泡上的电压比电源电压要小一些，故电流电压应稍大于小灯泡的额定电压，但如果大太多，容易烧坏灯泡。所以最符合的就是2.5V，3V。
故选：C。
从实验的原理和电路图中可以得到正确的电压值。
电源的选择一般比待测器件的额定电压稍大一点即可。
8.??
【试题解析】
解：滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
故选：D。
本题考查了测灯功率的实验中滑动变阻器的使用，滑动变阻器是我们电学实验常用的电路元件，也是常考的内容，在学习时一定要掌握好。
9.??
解：由于滑动变阻器的作用是调节灯两端的电压，故在用手调节滑动变阻器的滑片时，眼应观察电压表的示数的变化，当电压表达到额定电压时，再去观察电流表的示数及灯泡的亮度。
故选：C。
据实验过程可知，在测量小灯泡的额定功率的实验中，让灯泡在不同电压下发光，故用手调节滑片时，眼要观察电压表的示数。
本题考查了在测定小灯泡的额定功率的实验过程，据实验过程即可判断实验时手与眼的分工。
10.??
【分析】
?（1）（4）伏安法测灯泡电阻的实验中，如果电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器阻值减小时，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，电流表示数和电压表示数都增大。如果电压表并联在滑动变阻器两端，滑动变阻器阻值减小时，总电阻减小，电流增大，灯泡电压增大，滑动变阻器电压减小，电流表示数增大，电压表示数减小。
（2）小灯泡的电流随它两端电压的增大而增大。
（3）由表格中数据可知，当电压的示数即滑动变阻器两端的电压为3.5V时，通过的电流为0.16A，根据欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的电阻，即可判断其规格。
本题学生一般容易出错，滑动变阻器规格的确定都是个难点，在类似的实验题目中，不直接告诉我们选择的量程，要根据相关的参数进行计算分析，考查了学生知识的综合运用和分析的能力。
【解答】
D.移动滑动变阻器滑片，电路电流增大，灯泡电压增大，电源电压不变，滑动变阻器电压减小，测量过程中电压表和电流表的示数变化相反，原因为电压表并联在滑动变阻器两端，故D错误；
A.灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL额=4V-2.5V=1.5V，由表格可知，灯泡的额定电流IL额=0.28A，功率：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W，故A错误；
B.小灯泡的电流随它两端电压的增大而增大，则功率也增大，故B错误；
C.由表格数据可知，当滑动变阻器两端的电压为U1=3.5V时，电路中的电流I1=0.16A，
滑动变阻器接入电路的阻值大于20Ω，
故滑动变阻器的规格为50Ω 1.5A，故C正确；
故选C。
第13章 三、学生实验：探究——小灯泡的电功率
【填空题答案】
1.??P=UI? R=U/I???????
2.??断开? 右? R2? ABC? 0.75???????
3.??错误 ? 关闭家里空调等大功率用电器，观察台灯亮度是否变化 ? 台灯亮度变亮 ????????
4.??开路 ? 0.76 ? C ? B ? 0.7 ????????
5.??电压表量程太小 ? A ? 0.7 ????????
6.??灯泡断路 ? 0.625 ? 增大 ? 灯丝的电阻随温度升高而变大 ????????
【解析】
1.??
解：研究小灯泡的电功率的实验原理是：P=UI；
研究小灯泡电阻的实验原理是：R=U/I
故答案为：P=UI；R=U/I。
研究小灯泡的电功率的实验中，目的是得出灯的亮度与灯的实际功率的大小关系，根据P=UI求出灯的功率；研究灯泡电阻实验中，目的是得出灯的电阻与温度的关系，根据欧姆定律求出灯的电阻。
本题考查研究小灯泡的电功率和研究小灯泡电阻两个实验原理的不同和相同之处，属于基础题目。
2.??
解：（1）为了保护电路，在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片P应置于阻值最大处的右端；
（2）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，变阻器分得的电压U滑=6V-2.5V=3.5V，
灯正常发光时的电流I=0.25A，
变阻器连入电路中电阻R滑=14Ω，故选用R2（50Ω 1.5A）；
（3）实验电路连好后，闭合开关时，小李同学发现灯泡没有发光，可能是小灯泡灯丝断路、电流表的接线柱松动而接触不良或滑动变阻器接入电路的阻值过大，
但电压表选用的量程过大不影响灯泡的发光情况，只是电压表偏转过小，故ABC符合题意，D不符合题意；
（4）电压表测灯泡的电压，灯泡正常工作时，电压表示数为2.5V，
由图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时的电流为0.3A，
小灯泡L的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
故答案为：（1）断开；右；（2）R2；（3）ABC；（4）0.75。
（1）为保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器滑片P应置于阻值最大处；
（2）根据欧姆定律求灯的额定电流，根据串联电路的规律和欧姆定律求变阻器连入电路中电阻，然后确定变阻器的规格；
（3）灯泡没有发光，可能是断路有可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大；
（4）电压表测灯泡电压，灯泡正常工作时，电压表示数为灯泡的额定电压，读出电流值，根据P=UI计算功率。
本题测定小灯泡额定功率，考查器材的选择、电路连接注意事项、故障的分析、额定功率的计算等知识，是一道中考常见题。
3.??
解：
（1）用新的相同规格的灯泡替代原来的灯泡灯泡亮度与原灯泡亮度基本一样，说明小金的猜想是错误的。
（2）关闭家庭空调等大功率用电器；
观察台灯亮度是否变化，若台灯亮度变亮，则小徐猜想是正确的；若台灯亮度不变，则小徐的猜想是错误的。
根据P=UI，电路中的电流I=P/U，电路中用电器功率越小，电路中的电流越小，由欧姆定律，电路导线的电压：
U损=IR线越小，根据串联电路电压的规律，则台灯的电压越大，故台灯亮度变亮。
故答案为：（1）错误；（2）关闭家里空调等大功率用电器，观察台灯亮度是否变化；台灯亮度变亮。
（1）根据实验结果说明小金的猜想是否正确；
（2）根据小华的猜想，关闭家庭中大功率用电器，比较灯泡的明暗；根据P=UI分析电路中的电流变化，电路中由欧姆定律分析电路导线的电压变化，根据串联电路电压的规律，分析台灯的电压变化，确定台灯的亮度变化。
本题考查学生对生活中常见现象了解情况，需要学会利用物理语言来解释身边现象，同时要熟练掌握常见现象的产生原因。
4.??
解：（1）灯泡不亮，灯泡有两种：短路、断路。灯泡短路，同时电压表也会短路，灯泡不亮，电压表无示数。灯泡断路或开路，灯泡不亮，电压表会串联在电路中，电压表测量电源电压，电压表有示数。
故答案为：开路。
（2）由图乙，电流表接入的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，指针正好指在0.2A上，所以电路的电流是：I=0.2A；
灯泡正常发光，额定电压是：U=3.8V；
灯泡的额定功率是：P=UI=3.8V×0.2A=0.76W。
故答案是：0.76。
（3）U滑动变阻器=U电源-U额定=4.5V-3.8V=0.7V；
电压表的0～15V量程已损坏，所以将电压表0～3V量程接在滑动变阻器两端，调节滑动变阻器，使电压表示数为0.7V，即可测出小灯泡的额定功率。
故答案为：C；B；0.7。
（1）灯泡不亮有两种情况：一种是短路，一种是断路，如图，电压表并联在灯泡的两端，如果灯泡短路，不但灯泡被短路，同时电压表也被短路，灯泡不亮，电压表也会无示数；如果灯泡开路，电压表会直接串联在电路中，其它元件只起导线作用，电压表测量电源电压，灯泡不亮，电压表有示数，并且等于电源电压。
（2）根据电流表所选量程，可知其分度值，再根据指针所指位置即可知电流大小，再利用P=UI即可求出灯泡的额定功率。
（3）电源两端的电压恒为4.5V，灯泡的额定电压是3.8V，测小灯泡的额定功率时，滑动变阻器两端的电压为电源电压和灯泡额定电压的差，即0.7V，电压表的0～15V量程损坏，所以可用电压表0～3V量程测滑动变阻器两端的电压。
本题是一道考查测量小灯泡电功率的题，解决本题的关键是串联电路电压的特点，实验中要会分析故障，解决实验中遇到的实际问题；此题有助于提高学生判断并解决实验故障的能力，且有一定的拔高难度，属于难题。
5.??
解：（1）因只能使用量程0～3V，而灯的电压为3.8V，电压表量程太小，无法测出小灯泡的额定功率；
（2）根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：
4.5V-3.8V=0.7V时，灯的电压为3.8V正常发光，故可将电压表并联在变阻器的两端，如下所示：
（3）A．若小灯泡断路，整个电路断路，两表都没有示数，符合题意；
?B．若电压表断路，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；
C．若滑动变阻器断路，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意；
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，由（2）知，当电压表示数为0.7V时，小灯泡正常发光。
故答案为：（1）电压表量程太小；（2）如上所示；?（3）A；（4）0.7。
（1）因只能使用量程0～3V，而灯的电压为3.8V，据此分析；
（2）（4）根据串联电路电压的规律，当变阻器的电压为：4.5V-3.8V=0.7V时，灯的电压为3.8V正常发光，据此分析；
（3）逐一分析每个答案，找出符合题意的选项。
本题测量小灯泡的额定功率，考查电路连接、对器材的要求、故障分析实验方案的设计。
6.??
解：（1）经分析，滑动变阻器与灯泡并联错误。
如果电流从电流表出来，先经过灯泡，再滑动变阻器，到电源的负极。只移动一根导线的情况下，会造成电压表测滑动变阻器两端电压。
如果电流从电流表出来，先经过滑动变阻器，再经灯泡到电源的负极，只改变一根导线，电压表测灯泡电压，符合题意。如图。
?
（2）灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，灯泡中无电流，电压表有示数，电压表串联在电路中测电源电压。
（3）由图象知，灯泡在2.5V时的电流为0.25A。
所以，P=UI=2.5V×0.25A=0.625W。
电流表使用的0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，所以电流为0.25A时，指针如图。
?
（4）由图象知，灯泡在0.5V、1.5V、2.5V时的电流分别为0.07A、0.18A、0.25A。
根据R=U/I得灯泡在0.5V、1.5V、2.5V时的电阻分别为7.1Ω、8.3Ω、10Ω。
可见灯泡电压增大，电阻增大。
实验时，灯丝长度、横截面积、材料不同，电压增大，电流增大，温度升高，灯丝电阻增大。
故答案为：（1）如实物图；（2）灯泡断路；（3）0.625；如电流表表盘；（4）增大；灯泡的电阻随温度升高而变大。
（1）实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑：
从电流表、电压表的量程、连接方式、正负接线柱的接入方法上考虑。
从滑动变阻器接线柱的选择考虑。
（2）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；
灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0。
灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数。
（3）在图象上找出灯泡在2.5V时的电流，根据P=UI计算功率。
确定电流表的量程，认清每大格和每小格代表的示数，在电流表上标出电流值。
（4）根据R=U/I计算灯泡在0.5V、1.5V、2.5V时的电阻，判断灯泡电阻随电压变化规律。
根据电阻大小的影响因素，分析电阻变化的原因。
（1）对于从给定的实验数据或图象总结实验结论，有的根据数据直接总结实验结论，有的通过计算得出结论，这是解决信息给予题的一种方法。
（2）在实物图中找出错误之处，对电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用逐条分析，防止遗漏错误。
第13章 三、学生实验：探究——小灯泡的电功率
【答案】
??A? 断开开关，检查电路是否有短路发生? A? 0.5? 探究电流与电压关系???????
2.??（1）
???????；（2）3.0；0.44；（3）①连接电路时开关没有断开；②滑动变阻器的滑片没有移到电阻值为最大的位置；（4）5；0.3；????????
3.??右? 3.8? 0.3? 1.14? 灯丝电阻随温度变化而变化? 将R′的滑片滑到最左端? 2.5? 左? 0.625? 3? 4：1???????
【解析】
1.??
解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0～3V量程与灯泡并联，实物电路连接如图所示：
（2）A．若灯泡灯丝断了，电压表串联在电路中测电源电压，电压表指针偏转明显，由于电压表自身电阻非常大，所以电路中电流几乎为0，电流表没有示数，灯不发光，符合题意；
B．若灯座接线短路，电压表没有示数，不符合题意；
C．若蓄电池没有电了，电压表没有示数；不符合题意；
D．电流表接线柱短路，则电流表没有示数，不符合题意；
故选A；
（3）在发现电路有故障时，首要的规范操作应是断开开关，检查电路是否有短路发生；
（4）灯在额定电压下正常发光，电压表示数为2.1V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，由串联电路的分压原理知，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为额定电压；
（5）由图2知，灯泡两端电压等于额定电压为2.5V时，通过它的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）若将小灯泡换成定值电阻，阻值大小不变，该电路还可以探究电流与电压关系的实验。
故答案为：（1）见上图；（2）A；（3）断开开关，检查电路是否有短路发生；（4）A；（5）0.5；（6）探究电流与电压关系。
（1）根据灯泡的额定电压确定电压表量程并与灯泡并联；
（2）逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；
（3）在发现电路有故障时，先要断开开关，检查是否有短路处；
（4）灯在额定电压下正常发光，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；
（5）由图象读出灯泡电压为2.5V时电流大小，根据P=UI计算出电功率；
（6）探究电流与电压的关系时要控制电阻不变。
本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路的连接、故障分析、实验的操作、电功率的计算等，考查知识点多，综合性强。
2.??
解：（1）当滑片右移时，灯变暗说明连入电阻变大，下面的接线柱选择A；如图所示：
（2）由第3组数据可知，电压表示数为3.0V，电流表示数为0，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，小灯泡灯丝断，此时电压表测量的是电源电压为3.0V；
当小灯正常发光时记录了第2组数据（额定电压及额定电压下的电流），额定功率为：
P=UI=2.0V×0.22A=0.44W
（3）当他连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光，
说明①连接电路时开关没有断开，②没有将变阻器的滑片调到阻值最大位置；
（4）第一次实验中滑片处于最大阻值处，闭合开关得到第一组数据，滑动变阻器电压为：
U1=U总-UL=3.0V-1.3V=1.7V，
滑动变阻器最大阻值为：R=10Ω，
小明同学实验时，灯泡与滑动变阻器串联，使用的滑动变阻器相同，滑片恰好在滑动变阻器的中点上，所以滑动变阻器接入电路的电阻：R′=0.5R=0.5×10Ω=5Ω；
电压表选择0～3V量程，分度值0.1V，则电压为1.5V，
根据串联电路的总电压等于各部分电压之和可得：
变阻器两端的电压U′=U-UL=3.0V-1.5V=1.5V，
根据串联电路电流处处相等，所以灯泡电流为：IL=I′=0.3A；
故答案为：（1）???????；（2）3.0；0.44；（3）①连接电路时开关没有断开；②滑动变阻器的滑片没有移到电阻值为最大的位置；（4）5；0.3；
（1）要求滑片向右滑时，灯泡变暗（电流变小），连入的电阻变大，下面的接线柱选A；
（2）由第3组数据可知，电压表有示数，电流表示数为0，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路：小灯泡灯丝断，此时电压表测量的是电源电压；当小灯正常发光时记录了第2组数据（额定电压及额定电压下的电流），利用P=UI求解；
（3）为了保护电路，连接电路时开关要断开，滑片P置于使连入电阻最大的位置；
（4）利用小张同学的第3组数据判断出电源电压，根据第一次实验利用串联电路的特点和欧姆定律求得滑动变阻器的最大阻值，求得滑片中点时接入电路的电阻和电压，求得滑动变阻器电流即灯泡电流，根据P=UI计算灯泡额定功率；
本题涉及电压表的读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算，要认真审题，注意隐含条件，虽综合性强，但都属于基础知识，难度适中。
3.??
解：
（1）原电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与灯串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）小明排除了故障后进行实验。当滑片移到某位置时，电压表示数为3V，小于3.8V，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向右移动，使电压表示数为3.8V；
小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为0.3 A，小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.3=1.14 W。
（3）由欧姆定律，电压表与电流表的示数之比即灯的电阻，分析原因是：灯丝电阻随温度变化而变化；
（4）实验步骤：
①闭合开关S、S2断开S1，将R的滑片滑到最左端，两滑动变阻器串联，电压表测R两端电压，应将R′的滑片滑到左端，即只有R连入电阻中，所以此时电压表示数U等于电源电压6V；
②闭合开关S、S1，断开S2，调节R的滑片，使电压表的示数为 3.5V，此时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持R的滑片不动，然后调节R'的滑片，使电压表的示数与步骤②相同，再将R的滑片滑到最左端，读出此时电压表的示数为4V；
在③的最后一次操作中，由串联电路电压的规律，R′的电压为2V，由分压原理，R′=10Ω，即在③的第二次操作中，R′的电阻为10Ω，由等效替代法，灯正常发光时的电阻为10Ω，
④小灯泡的额定功率P额=0.625 W。
（5）①根据串联电路电压的规律及分压原理当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的定值电阻应最大，此时，电阻的电压最小，UV=3V，
即最小电压为3V，
②电路的最小电阻与最大电阻之为5Ω：20Ω=1：4，因电阻的电压不变（由串联电路电压的规律，变阻器的电压也不变），由欧姆定律，电路的电流之比为4：1，根据P=UI，在电压不变时，电功率与电流成正比，
滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比是4：1。
故答案为：（1）如上图所示；（2）右； 3.8；0.3； 1.14； （3）灯丝电阻随温度变化而变化；
（4）①将R′的滑片滑到最左端；②3.5；? ③左；? ④0.625；
（5）①3；? ②4：1。
（1）原电路中，灯与电流表并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与灯串联，电压表与灯并联；
（2）灯在额定电压下正常发光，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；
根据电流表的选用的量程确定分度值读数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（3）由欧姆定律结合灯丝电阻随温度变化而变化分析；
（4）实验步骤：
①通过开关的转换，使电压表测量出电源电压；
分析②的电路连接，根据串联电路电压的规律可知灯正常发光时电压表的示数；
根据等效替代法，为测量出灯正常发光的电阻，
再将R的滑片滑到最左端，读出此时电压表的示数为4V，根据串联电路电压的规律及分压原理可得出R
闭合开关S、S2断开S1，将R的滑片滑到最左端，两滑动变阻器串联，电压表测R两端电压，应将R′连入电路的电阻，从而可知灯正常发光时的电阻，根据P额得出小灯泡的额定功率。
（5）①根据串联电路电压的规律及分压原理得出最小电压；
②得出电路的最小电阻与最大电阻之为，根据电阻的电压不变，由欧姆定律得出电路的电流之比，根据P=UI，在电压不变时，电功率与电流成正比求出滑动变阻器消耗的最大功率和最小功率之比。
本题测量一只小灯泡的额定功率，考查电路连接、操作过程、影响电阻大小的因素、设计方案测额定功率的能力及串联电路的规律和欧姆定律的运用。