中考物理必考实验 专题实验26测小灯泡的电功率

中考物理必考实验 专题实验26测小灯泡的电功率

实验26 测小灯泡的电功率 探究课题：测小灯泡的电功率 实验装置 实验原理 P=UI 探究过程 ‎1.按电路图连接实物图，注意连接时开关要断开，开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处；‎ ‎2.检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数；‎ ‎3.调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压，记录电流表示数，观察灯泡发光情况；‎ ‎4.调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压略高于额定电压，观察灯泡发光情况，记录电流表.电压表示数；‎ 记录表格 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/w 亮度 ‎1‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎3‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ 25‎ 实验结论 满分归纳——考点方向 器材作用 1. 滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压和电流 注意事项 ‎1.连接实验电路时，开关应断开；电流表应串联在被测电路中，电压表应并联在电路中，连接好电路后，要先用开关试触。‎ ‎2.如果发现电表的指针向左边偏转，说明电表的正负按线柱接反了。‎ ‎3.闭合开关前，发现其中一个电表指针没有指在零刻度上，出现这种现象的原因是没调零。‎ ‎4.闭合开关后，发现电表的指针偏转太大，或太小，那一定是电表的量程选择不合适。‎ ‎5.电表的量程选择得过小，会使指针偏转过大，损坏电表；选择得过大，会使指针偏转过小，测量不准确。一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的三分之一到三分之二之间。‎ ‎6.实验多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下的电功率，并进行比较不同功率下灯泡的亮度情况 ‎7.滑动变阻器应采用一上一下的连接方法。‎ ‎8.如果在实验中，无论如何移动滑动变阻器，电压表，或电流表的示数没有任何变化，那么可能的原因是：滑动变阻器接成了上面的两个接线柱或同时接在了下面的两个接线柱。‎ ‎9.实验中如果发现小灯泡不亮原因可能是：灯泡被短路、干路断路、电池电压太小、电路中阻值过大，电流太小 25‎ ‎10.实验进行一段时间后发现，小灯泡有些变暗，电流表示数稍微减小，电池电压假设没有损耗，其中原因可能是：小灯泡的电阻随温度的升高而增大，根据欧姆定律，使电流变小。‎ ‎1．（2019•莱芜区）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6V）、小灯泡（额定电压2.5V电阻约为10Ω）、滑动变阻器（50Ω 1A）、电压表（量程0～3V，0～15V）、电流表（量程0～0.6A，0～3A）、开关、导线若干。‎ ‎（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；‎ ‎（2）正确连接后闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表和电流表均无示数。小宁利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在A、E之间和A、F之间，电压表均有示数；接在C、F之间，电压表无示数。如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是　　（选填“小灯泡断路”“、“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”）；‎ ‎（3）排除故障后，小宁看到电压表示数为2V，此时小灯泡的功率　　（选填“大于、“小于”或“等于”）额定功率，要使灯泡L正常发光，滑动变阻器的滑片P应向　　（选填“A”或“B”）端移动，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　W。‎ ‎（4）测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍，发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍，请你帮他分析出现这种现象的主要原因是　　；‎ ‎（5）把上面电路中的小灯泡换成定值电阻，用这一电路还可以完成的实验有 ‎　　（写出一个即可）。‎ ‎【答案】（1）如下 25‎ 所示；（2）滑动变阻器断路；（3）小于；A；0.65；（4）因灯的电阻随温度的变化而变化；（5）研究电流与电压的关系 ‎【解析】（1）灯的额定电压2.5V，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的电流约为：‎ I＝＝＝0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：‎ ‎（2）把电压表分别接在A、E之间电压表有示数，则A﹣电源﹣开关﹣电压表组成的电路是连通的，同理，接在A、F之间，电压表均有示数；A﹣电源﹣开关﹣灯﹣电压表组成的电路为通路；而连接在C、F之间，电压表无示数，则可确定滑动变阻器断路；‎ ‎（3）排除故障后，小宁看到电压表示数为2V，小于灯的额定电压，此时小灯泡的功率小于灯的额定功率，‎ 灯在额定电压下正常发光，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A移动，直到电压表示数为额定电压；‎ 当灯正常发光时，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0.26A，则小灯泡的额定功率：‎ P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；‎ ‎（4）根据P＝，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，测出小灯泡额定功率后，该同学又把灯泡两端的电压调为额定电压的0.6倍，通过灯的电流也变小了，根据P＝UI灯的功率变小，灯的温度降低，灯丝的电阻变小，故发现测得的实际功率并不等于其额定功率的0.36倍；‎ ‎（5）把上面电路中的小灯泡换成定值电阻，通过移动变阻器的滑片可多次测量，用这一电路还可以完成的实验有研究电流与电压的关系 ‎【分析】（1）灯的额定电压2.5V，电阻约为10Ω，由欧姆定律求出灯的电流确定电流表选用小量程与灯串联，变阻器按一上一下接入电路中； ‎ 25‎ ‎（2）把电压表分别接在某两点间，若电压表有示数，则电压表所在的电路为通路，若无示数，则电压表所在的电流为断路； （3）灯的功率由实际电压决定； 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定滑片移动的方向； 根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P=UI求出小灯泡的额定功率； （4）根据公式，在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，根据灯的电阻随温度的变化而变化分析； （5）研究电流与电压关系时要控制电阻不变时，通过移动变阻器的滑片可多次测量，据此分析。‎ ‎2．（2019•济南）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 25‎ ‎　　（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　　。‎ ‎【答案】（1）开关没有断开；（2）如上；（3）D；（4）B；（5）实际电功率 ‎【解析】（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，因大于灯的额定电压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。‎ ‎3．（2019•恩施州）在测量小灯泡额定功率的实验中，电源电压为6V，现有一个额定电压为2.5V，‎ 25‎ 电阻大约为10Ω的小灯泡，实验电路如图。‎ ‎（1）实验室里有规格为甲“10Ω1A”和乙“50Ω1A”的滑动变阻器，为了完成该实验，你认为应该选择　　（选填“甲”、“乙”）滑动变阻器。‎ ‎（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，小灯泡不亮，其原因是　　。调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，电压表的指针偏转超过最大刻度，你判断故障可能是　　。‎ ‎（3）请根据实验数据绘出的小灯泡的I﹣U图象，计算出小灯泡的额定功率是　　W。‎ ‎【答案】（1）乙；（2）小灯泡的实际功率太小；灯泡断路；（3）0.5‎ ‎【解析】（1）电源电压为6V，现有一个额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω的小灯泡，由欧姆定律，灯的额定电流约为：‎ I＝＝＝0.25A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入的电阻：‎ R滑＝＝＝14Ω，‎ 故选用“50Ω1A”的滑动变阻器，即选择乙滑动变阻器；‎ ‎（2）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，电压表和电流表都有示数，则电路为通路，小灯泡不亮，其原因是，电路的电流过小，导致灯的实际功率过小；‎ 调整电路正常后，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表示数突然变为0，则电路可能断路，电压表的指针偏转超过最大刻度，则电压表与电源连通，故障可能是灯泡断路；‎ ‎（3）根据绘出的小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率是：‎ P＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W。‎ ‎4．（2019•十堰）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；‎ 25‎ ‎（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，同时注意观察电压表的示数变化，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。‎ ‎【答案】（1）如上图所示；（2）断开；（3）B；0.75；（4）0.5‎ ‎【解析】（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，同时注意观察电压表的示数变化，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。‎ 25‎ ‎5．（2019•盘锦）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）请你用笔画线代替导线，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）。‎ ‎【答案】（1）如上所示；（2）灯泡断路；（3）0.26；0.65；（4）①闭合S、S2，断开S1；U﹣U额；②闭合S、S1，断开S2；③U额××（U﹣U滑）‎ ‎【解析】（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：‎ 25‎ ‎（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）；‎ ‎6．（2019•西宁）小韩用如图1甲所示的电路测量小灯泡的电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω。‎ ‎（1）用笔画线表示导线，选好电流表量程，将图甲电路连接完整。‎ 25‎ ‎（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于　　（选填“C”或“D”）端。‎ ‎（3）闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡　　（选填“短路”或“断路”）。‎ ‎（4）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图1乙所示，此时小灯泡两端的电压为　　V，若要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑动变阻器的滑片P向　　（选填“C”或“D”）端移动，根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象，小灯泡的额定功率为　　W。‎ ‎（5）小韩还想用标有“600res/（kW•h）”的电能表测出一个电灶的电功率。测量时关闭其他用电器，只让电灶单独工作，发现6min电能表的转盘转过120r，则这段时间电灶消耗的电能是　　J，电灶的功率为　　W。‎ ‎【答案】（1）如上；（2）C；（3）断路；（4）2.2；D；0.5；（5）7.2×105；2000‎ ‎【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常发光时的电流约为：‎ I＝＝＝0.25A；故电流表选用小量程与灯串联，如下所示：‎ ‎（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的C端。‎ 25‎ ‎（3）若灯泡短路，则电压表示数为0，电路为通路，灯泡发光，电流表有示数，不符合题意；‎ 若灯泡断路，灯泡不发光，则电流表示数为0，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意；‎ 故闭合开关后，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是小灯泡断路；‎ ‎（4）图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V；‎ 灯在额定电压下正常发光，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D移动，直到电压表示数为额定电压；‎ 根据该同学实验得到的如图2所示的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为：‎ P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；‎ ‎（5）转盘转动120转，电灶消耗的电能：‎ W＝120×kW•h＝0.2kW•h＝0.2×3.6×106J＝7.2×105J；‎ 电灶的功率：‎ P＝＝＝2kW＝2000W。‎ ‎7．（2019•日照）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 25‎ 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。‎ ‎【答案】（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 ‎【解析】（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：‎ 25‎ ‎（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）灯在额定电压下正常发光，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。‎ ‎8．（2019•仙桃）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为8Ω）。‎ 25‎ ‎（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）。‎ ‎（2）闭合开关前，应将滑片移到　　端（选填“A”或“B”）。‎ ‎（3）闭合开关，发现灯泡不亮，移动滑片灯泡仍不亮。突然小芳的文具盒掉到桌上，灯泡亮了。小芳敲了几下桌子，灯泡又熄灭了。出现这种故障的原因是　　。‎ A．开关短路 B．灯泡短路 C．电压表断路 D．灯泡接触不良 ‎（4）排除故障，再次闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为　　V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　W。‎ ‎（5）现有规格为“10Ω 2A”、“20Ω 1A”和“50Ω 0.2A”的甲、乙、丙三个滑动变阻器，为了实验的顺利进行，小明应在其中选择　　接入电路。‎ ‎（6）小芳利用图甲装置　　（选填“能”或“不能“）做“探究通过定值电阻的电流与电压的关系”的实验。‎ ‎【答案】（1）见下图；（2）B；（3）D；（4）2.5；0.75；（5）20Ω 1A；（6）不能 ‎【解析】（1）滑动变阻器要采取“一上一下”的连接方式，滑片向左移动时灯泡变亮，电流增大，电阻减小，接左下接线柱，如图所示：‎ ‎（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即B端；‎ 25‎ ‎（3）灯泡有时候发光，有时候不发光，说明灯泡没有损坏，是接触不良，故D符合题意；‎ 故选：D；‎ ‎（4）当灯泡两端的电压为额定电压时即电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光；‎ 电流表的量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，‎ 灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；‎ ‎（5）实验中，要测出额电功率，要保持小灯泡两端的电压为额定电压（小灯泡的电阻约为8Ω），所需变阻器的阻值最大，‎ 电路中的电流为I＝＝＝0.3125A，则R滑＝＝＝＝11.2Ω＞10Ω，应该选择“20Ω 1A”的变阻器，而“50Ω 0.2A”的电流太小，不合适；‎ ‎（6）要探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，而灯丝随温度的升高而增大，不是定值，不能探究电流与电压的关系。‎ ‎9．（2019•怀化）小红利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。‎ ‎（1）按照图甲所示的电路图。请用笔画线代替导线，在图乙中将实物图连接完整。（要求：导线不能交叉）‎ ‎（2）连接实物电路时，开关应处于　　状态。‎ ‎（3）闭合开关前。滑动变阻器的滑片应调到最　　端（选填“左”或“右”）。‎ ‎（4）电路连接完成后，闭合开关发现：小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压。出现这种故障的原因可能是　　。‎ ‎（5）排除故障后，小红调节滑动变阻器的滑片P．多次进行了小灯泡的电功率的测量。当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，通过小灯泡的电流是 25‎ ‎　　A．小灯泡的额定功率为　　W。‎ ‎（6）小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是　　（选填下面的字母）。‎ A．求出灯泡在不同电压下功率的平均值，这样可以减小误差。‎ B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系。‎ ‎【答案】（1）如上图所示；（2）断开；（3）右；（4）小灯泡断路；（5）0.2；0.5；（6）B ‎【解析】（1）电压表并联在灯泡的两端，滑动变阻器一上一下的连接，下图所示：‎ ‎（2）为了保护电路，连接电路时，开关应该断开；‎ ‎（3）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，即最右端；‎ ‎（4）闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源两端相连，则故障为小灯泡发生断路；‎ ‎（5）由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，图丙的示数为0.2A，‎ 则灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；‎ ‎（6）小红在实验中通过移动滑动变阻器来改变灯泡两端的实际电压，测量出不同电压下的电功率，并分析灯泡亮暗与实际功率的关系，故B正确。‎ ‎10．（2019•宁夏）小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有“2.5V”的字样。‎ 25‎ ‎（1）图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。‎ ‎（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是　　。‎ ‎（3）排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。‎ 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W 灯泡的亮度 ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.16‎ ‎3.1‎ ‎0.08‎ 不亮 ‎2‎ ‎1.7‎ 较暗 ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.28‎ ‎8.9‎ ‎0.70‎ 正常 ‎4‎ ‎3.0‎ ‎0.30‎ ‎10.0‎ ‎0.90‎ 很亮 ‎（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是　　。‎ ‎（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是　　。‎ ‎（6）此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻还能完成的探究实验是　　。‎ ‎【答案】（1）如上所示；（2）灯泡短路；（3）如上表所示；（4）灯的实际功率越大，灯越亮；（5）灯的电阻随温度的变化而变化；（6）电压一定时，电流与电阻的关系 ‎【解析】（1）原电路中，电压表测电源电压是错误的，电压表应测灯的电压，如下所示：‎ ‎（2）电路连接正确后，闭合开关，而电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表没有示数，则可能的故障是灯泡短路；‎ ‎（3）当电压表示数为1.7V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0.24A，由欧姆定律，灯的电阻：‎ R＝＝≈7.1Ω；‎ 25‎ 灯的功率：‎ P＝UI＝1.7V×0.24A≈0.41W；‎ 实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 电功率P/W 灯泡的亮度 ‎1‎ ‎0.5‎ ‎0.16‎ ‎3.1‎ ‎0.08‎ 不亮 ‎2‎ ‎1.7‎ ‎0.24‎ ‎7.1‎ ‎0.41‎ 较暗 ‎3‎ ‎2.5‎ ‎0.28‎ ‎8.9‎ ‎0.70‎ 正常 ‎4‎ ‎3.0‎ ‎0.30‎ ‎10.0‎ ‎0.90‎ 很亮 ‎（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是灯的实际功率越大，灯越亮。‎ ‎（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是灯的电阻随温度的变化而变化；‎ ‎（6）此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，可控制电阻电压一定，故还能完成的探究实验是：电压一定时，电流与电阻的关系。‎ ‎11．（2019•深圳）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。‎ ‎（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物图连接完整（要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时小灯泡变暗）。‎ ‎（2）某小组连接好电路后，检查连线正确，但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是　　。排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某处，电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片P向　　（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率为　　W。‎ ‎（3）测出小灯泡的额定功率后，某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，其原因是　　。‎ 25‎ ‎（4）若将小灯泡换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是　　（填标号）。‎ A．探究电流与电压的关系 B．探究电流与电阻的关系 ‎【答案】（1）连图如上图所示；（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处；A；0.8；（3）灯泡电阻随温度发生变化；（4）A ‎【解析】（1）滑片向B移动时灯泡变暗，则其阻值变大，所以下面应接左边的A接线柱，连图如下图所示：‎ ‎（2）某小组连接好电路后，闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭，说明闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有在阻值最大处，即滑动变阻器的阻值太小，致使灯泡烧坏；‎ 由图乙知，电压表的量程应为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；‎ 灯泡两端电压低于额定电压，为使其正常发光，应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端即A端滑动，使电压表的示数为2.5V为止；‎ 由图丙知，电流表的量程应为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.32A，则P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；‎ ‎（3）若灯的电阻不变，根据P＝，灯泡两端电压为额定电压的一半，实际功率为额定，而实际中，灯的电阻随温度的变化而变化，故测得的功率不等于其额定功率的；‎ ‎（4）把小灯泡换成定值电阻后，电阻阻值R一定，由电压表可测出电阻两端的电压U，电流表可测流过电阻的电流，因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验，故A正确；‎ 故选：A。‎ ‎12．（2019•安顺）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）‎ 25‎ ‎（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用　　（选填“A”或“B”）‎ A．“10Ω 5A”的滑动变阻器 B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器 ‎（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是　　。‎ ‎（3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为　　W。‎ ‎（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：‎ ‎①　　（填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为　　；‎ ‎②　　（填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；‎ ‎③灯泡额定功率的表达式为P额＝　　。‎ ‎【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）①闭合开关S、S1；U﹣U额；②闭合开关S、S2；③‎ ‎【解析】（1）灯泡正常工作时电流为IL＝＝≈0.2A．测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器电压为：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，‎ 由I＝可得滑动变阻器电阻为：R滑＝＝＝17.5Ω．滑动变阻器应选“50Ω 0.5A”的 25‎ 滑动变阻器，故选B；‎ ‎（2）闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数有示数，说明与电压表并联的灯泡断路；‎ ‎（3）根据图乙知，当电压为额定电压U＝2.5V时，电流I＝0.25A，‎ 小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W ‎（4）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：‎ ‎①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额；‎ ‎②闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表示数为U1；‎ ‎③通过灯泡的电流：I＝IR0＝，‎ 灯泡的额定功率的表达式为P额＝U额I＝U额×＝。‎ ‎13．（2019•哈尔滨）用标有“2.5V”小灯泡，进行“研究小灯泡的电功率”实验。（允许加在小灯泡两端的最大电压 为1.2U额）‎ ‎（1）进行实验：‎ ‎①如图1是未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，正确连接图中实物电路。‎ ‎②如图2，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是　　A，灯泡额定功率是 ‎　　W。‎ ‎（2）通过实验得到：灯泡实际功率越大，灯越亮。试从能量转化角度解释“灯泡实际功率越大，灯越亮”的原因。‎ ‎（3）以小灯泡为例，用数据说明选用电流表0.6A而不用3A量程的理由。‎ 25‎ ‎【答案】（1）①如上所示；②0.32；0.8；‎ ‎（2）电流做功的过程就是电能转换为其它形式能的过程，灯泡实际功率越大，表示单位时间电流做的功越多，即转化成的光能越大，故灯越亮；‎ ‎（3）由欧姆定律，灯正常发光时的电阻为：R＝＝＝A，在3V电压下通过灯的电流小于I′＝＝≈0.384A＜0.6A．故用电流表0.6A而不用3A量程 ‎【解析】（1）①变阻器按一上一下接入电路中，电压表与灯并联，如下所示：‎ ‎②如图2，电流表选用小量程，分度值为0.02A，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是0.32A，灯泡额定功率是：‎ P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；‎ ‎（2）电流做功的过程就是电能转换为其它形式能的过程，灯泡实际功率越大，表示单位时间电流做的功越多，即转化成的光能越大，故灯越亮；‎ ‎（3）由欧姆定律，灯正常发光时的电阻为：‎ R＝＝＝A，允许加在小灯泡两端的最大电压为1.2U额＝3V，因灯的电阻随温度的升高而变大，故在3V电压下通过灯的电流小于：‎ I′＝＝≈0.384A＜0.6A。‎ 故用电流表0.6A而不用3A量程。‎ ‎14．（2019•河南）在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A“，小灯泡的额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。‎ ‎（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代 25‎ 替导线，完成图乙中实物电路的连接。‎ ‎（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为　　W。‎ 实验次数 物理量 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 电压/V ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ 电流/A ‎0.24‎ ‎0.32‎ ‎0.38‎ ‎0.44‎ 电功率/W ‎（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而　　。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝　　Ω的定值电阻。‎ ‎（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。‎ ‎①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为　　；‎ ‎②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；‎ ‎③小灯泡的额定功率：P额＝　　。（用U额、U0、R0表示）‎ 若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值　　（选填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎【答案】（1）如上图所示；（2）1.05；（3）增大； 10；‎ ‎（4）①5.5V；③U额•；偏小 ‎【解析】（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流约为：I＝＝＝0.48A＜0.6A，所以，电流表选择0﹣0.6A的量程；‎ 灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接 25‎ 线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：‎ ‎（2）由（1）可知，电流表选择0﹣0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，‎ 则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W。‎ ‎（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P＝UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。‎ 由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，‎ 由I＝可得，第5次实验时电路总电阻：R总＝＝≈18.2Ω＜20Ω，‎ 因R总＝RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，‎ 故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω。‎ ‎（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，‎ ‎①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，‎ 电压表的示数：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V。‎ ‎②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。‎ ‎③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额•。‎ 将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，‎ 根据P额＝U额I额＝U额•可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。‎ 25‎