专题08-伏安法实验之测量小灯泡的电功率(教师版含解析)-2021年中考物理电学提优特训专题.docx

专题08 伏安法实验之测量小灯泡的电功率(解析版)-2021年中考物理电学提优特训专题

1. (2020山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡的额定电压为2.5 V(阻值约为10 Ω)，滑动变阻器规格为“20 Ω　1 A”．

第1题图
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)．
(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外，还有________________作用．同学们把电路元件接入电路，刚接好最后一根导线， 灯泡就立即发光，发生这种现象的原因可能是______________________．
(3)经检查无误后，接通电路，向左移动滑动变阻器的滑片P，观察到____________________，表明小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的阻值为________Ω(结果保留一位小数)．继续向左移动滑片，则可能出现的现象有______________________________(写出一条即可)．
(4)实验结束后，小组同学根据实验数据，绘制了如图丙所示的图像，分析图像可得出结论：__________________________________________．

第1题图丙
【答案】(1)如答图所示　(2)改变小灯泡两端电压　电路连接过程中开关未断开　(3)电压表示数为2.5 V　8.3　小灯泡亮度变亮(答案合理即可) (4)小灯泡两端电压与通过它的电流之比不是定值(或小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大)(答案合理即可)

第1题答图

2. (2020青海)如图甲所示，是某小组测量额定电压为2.5 V小灯泡额定功率的实验电路．
(1)用笔画线代替导线，将实物图连接完整．

第2题图甲
(2)根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图．

(3)检查电路正确无误后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表指针均有示数，接下来正确的操作是________________________．
(4)该实验小组根据实验测出的多组数据，绘制了如图乙所示的I－U图像，则小灯泡的额定电功率是________W.

第2题图乙
(5)另一实验小组的实验方案正确，实验时电表的连接和示数如图丙所示，该实验可改进的地方是____________________，原因是____________________．

第2题图丙
【答案】(1)如答图甲所示　(2)如答图乙所示　(3)移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光　(4)0.75　(5)电流表改用小量程　被测电流小于0.6 A

甲 　乙
第2题答图
【解析】(1)测小灯泡电功率时，滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器遵循“一上一下”的接线原则接入电路，如答图所示；(2)滑动变阻器滑片向右滑时接入电路的阻值变大，如答图所示；(3)闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电压表有示数，说明不是小灯泡短路，可能是滑动变阻器连入电路的阻值太大，电路中电流太小所致，接下来应移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；(4)由图像可知，小灯泡两端电压为额定电压2.5 V时，额定电流为0.3 A，则小灯泡的额定功率为P额＝ U额I额＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；(5)图示中电流表的示数偏小，被测电流小于0.6 A，在小量程的范围内，为了减小测量误差，使读数更加准确，电流表应改用小量程．

3. (2020孝感)某同学利用如图甲所示电路来测量小灯泡的额定电功率，电源电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5 V，实验步骤如下：

第3题图
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)；
(2)正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于________(选填“A”或“B”)端；
(3)闭合开关S，发现电流表指针偏转，小灯泡微弱发光，而电压表指针无偏转，则故障的原因可能是电压表________(选填“断路”或“短路”)；
(4)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端电压达到额定电压，此时电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为________A；
(5)通过以上数据可以计算出小灯泡的额定功率为________W；

第3题图丁
(6)在测量小灯泡额定电功率时，另一位细心的同学在调节滑动变阻器的过程中，记录了多组电压表与电流表的示数，并大致描绘出了小灯泡的I－U图像，如图丁所示．通过图像可以发现不同电压下小灯泡的电阻不同，小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而________．
【答案】(1)如答图所示　(2)A　(3)断路　(4)0.30 (5)0.75　(6)增大

第3题答图
【解析】(1)要求滑片向左移动时，电流表示数变小，即变阻器接入电路中的阻值变大，故将变阻器右下接线柱连入电路中，如答图所示；(2)为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即A端；(3)电流表指针偏转，小灯泡微弱发光，说明电路是通路，电压表无示数，电路故障只能是电压表断路；(4)如图丙所示，电流表接0～0.6 A量程，分度值是0.02 A，示数是0.30 A；(5)小灯泡额定电压是2.5 V，正常发光时电流是0.30 A，则小灯泡额定功率P＝UI＝2.5 V×0.30 A＝0.75 W；(6)由图丁可知，灯泡两端电压增加量相同，电流增加量越来越小，由此可知灯丝电阻随温度的升高而增大．

4. (2020福建)“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯泡(U额为3.8 V)，定值电阻R0(阻值为10 Ω)、开关及若干导线．

甲 乙
第4题图
(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整．
(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端．
(3)正确连接电路后，闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是______________或________________．

第4题图丙
(4)排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表示数为______A时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙，该示数为________A，则小灯泡的额定功率为________W.
【答案】(1)如答图所示　(2)B　(3)小灯泡处断路　R0处短路　(4)0.38　0.7　1.216

第4题答图
【解析】(1)由图甲知，电流表与R0串联后与小灯泡并联，滑动变阻器按“一上一下”原则串联接入电路，具体如答图所示；(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，即B端；(3)闭合开关，发现灯不亮，可能是电路断路或并联部分出现短路，两电流表有示数且相同，说明是小灯泡处断路或R0处短路；(4)定值电阻与小灯泡并联，它们两端的电压相等，当并联电压等于小灯泡的额定电压UL＝3.8 V时，小灯泡正常发光， 此时电流表的示数为I2＝＝＝0.38 A，由图丙知，电流表的量程是0～3 A，分度值是0.1 A，示数为I1＝0.7 A，流过小灯泡的电流IL＝I1－I2＝0.7 A－0.38 A＝0.32 A，小灯泡的额定功率P＝ULIL＝3.8 V×0.32 A＝1.216 W.

5. (2020镇江改编)小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)．
(1) 图甲是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路，请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①__________________；②__________________．
(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3 V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则图甲中导线______(选填“①”“②”或“③”)发生了________(填写故障名称)．

甲 乙 丙
第5题图
(3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在U－I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示，则根据记录的数据和图像可知：
①小灯泡的额定功率为________W.
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______．
A. 5 Ω　2 A B. 10 Ω　2 A
C. 20 Ω　1 A D. 30 Ω　1 A
③小华对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定电功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)．
(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U－I 图像应为图丙中的虚线________(选填“①”“②”或“③”)，你选择的依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
【答案】 (1)①开关未断开　②滑动变阻器滑片未移至阻值最大处　(2)①　断路　(3)①0.75　②D　③偏大　(4)①　小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变或小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等
【解析】(1)连接电路时为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处，所以图甲中在器材操作上存在的两个不妥之处：①开关未断开；②滑动变阻器滑片未移至最左端(阻值最大处)；(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3 V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则是图甲中导线①发生了断路；(3)根据记录的数据和图像可知：①当小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时，通过小灯泡的电流为0.3 A，所以小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；②当小灯泡两端的电压为0.5 V时，电流为0.1 A，此时滑动变阻器两端的电压为U滑＝U－U灯＝3 V－0.5 V＝2.5 V；滑动变阻器接入电路中的阻值为R＝＝＝25 Ω；所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为“30 Ω　1 A”，故选D；③由图知，电压表与小灯泡并联，所测电压较准确，而电流表测通过小灯泡和电压表的电流之和，所测电流值偏大，由P＝UI可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大；(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U－I图像应为图丙中的虚线①，选择的依据是小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变或小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等．

6. (2020贺州)如图所示，在探究“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为3.8 V的小灯泡(电阻约为12 Ω)1个，12 V电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为A：“10 Ω　1 A”、B：“20 Ω　1 A”、C：“50 Ω　1 A”的滑动变阻器各1个，导线若干．

第6题图
(1)为了完成该实验，应选用滑动变阻器________(选填“A”“B”或“C”)．
(2)请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整(导线不得交叉)．
(3)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端．
(4)闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现小灯泡均不亮， 电流表无示数，电压表有示数，则该电路故障可能是________________(选填 “小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”)．
(5)排除故障后，继续实验，滑片P移到某一位置时， 电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动，直至电压表的示数为3.8 V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是________W.
(6)测量结束后，应先断开开关，然后拆除________两端上的导线，再拆除其他导线．
(7)以下不能用该实验装置完成的实验是(　　)
A. 探究串联电路中的电流规律
B. 探究串联电路中的电压规律
C. 探究电流与电压的关系
D. 测量小灯泡的电阻
【答案】 (1)C　(2)如答图所示　(3)A　(4)小灯泡断路　(5)B　1.14　(6)电源　(7)C

第6题答图
【解析】(1)小灯泡的额定电压为3.8 V，电阻约为12 Ω，灯泡正常发光时的电流I＝＝≈0.32 A，小灯泡正常发光时，滑动变阻器需要分压U滑＝12 V－3.8 V＝8.2 V，此时滑动变阻器连入电路中的阻值R滑＝＝＝25.625 Ω，故选用C规格的滑动变阻器；(2)实验中电压表应与小灯泡并联测小灯泡两端的电压，由于小灯泡的额定电压为3.8 V，所以电压表应选用0～15 V量程，如答图所示；(3)为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处，即A端；(4)移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数则故障可能是小灯泡断路；(5)电压表选的是0～15 V量程，分度值为0.5 V，此时电压表的示数为3 V，小于小灯泡的额定电压3.8 V，因此为了使小灯泡正常发光，应增大小灯泡两端的电压，根据串联分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，即将滑动变阻器的滑片向B端移动；电流表接小量程，分度值为0.02 A，示数为0.3 A，小灯泡的额定功率P额＝U额I＝3.8 V×0.3 A＝1.14 W；(6)测量结束后，应先断开开关，然后拆除电源两端的导线，再拆除其它导线；(7)将电流表分别串联在电路不同处，可探究串联电路电流的特点；将电压表分别并联在小灯泡和滑动变阻器的两端，可探究串联电路电压的特点；探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，因此不能用该装置探究电流与电压关系；根据欧姆定律，可以用该装置测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，进而测量小灯泡的电阻．故选C.

7. (2020淄博)小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率．待测小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率估计在0.8 W左右．

第7题图
(1)请画出导线，完成电路连接．
(2)小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________.
(3)改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，测量数据和实验现象记录在下表中．
实验要求
小灯泡的发光
情况
电压表
示数/V
电流表
示数/A
小灯泡的实际
功率/W
U实＝U额
明亮
2.5
0.28

U实＝0.8U额
较暗
2
0.25

U实＝0.4U额
微弱
1
0.20

①小灯泡的额定功率是________W；
②实验结果表明：________越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是________________________．
(4)小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是____________________，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向____(选填“A”或“B”)调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况．
【答案】(1)如答图所示　(2)①连接电路时开关未断开　②闭合开关前滑动变阻器滑片未调至阻值最大处　(3)①0.7　②电流(或电压)　③金属的电阻随着温度的变化而变化　(4)电池组用两节即可　B

第7题答图
【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5 V ，额定功率估计在0.8 W左右，则正常工作的电流I＝＝＝0.32 A，小灯泡的左接线柱接电流表的“0.6”接线柱，小灯泡的右接线柱接电压表的“3”接线柱，具体如答图所示；(2)他在连接电路中出现的错误是：①连接电路时开关未断开；②闭合开关前滑动变阻器滑片未调至阻值最大处；(3)①根据表格数据可知，实际电压等于额定电压 2.5 V时，通过灯泡的电流为0.28 A，则小灯泡的额定功率为P额＝2.5 V×0.28 A＝0.7 W；②由数据可知，小灯泡两端的电压越小(或流经小灯泡的电流越小)，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；③小灯泡电阻变化的原因是，随着电流的变化小灯泡的灯丝产生热量发生变化，而金属的电阻随着温度的变化而变化；(4)实验设计不完善的地方是：小灯泡的额定电压为2.5 V，电源用两节干电池即可；修改后需要把滑动变阻器的滑片向B端移动，从而调节小灯泡两端的电压至2.5 V.

8. (2020玉林)如图所示，在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为8 Ω.
(1)连接电路时，开关应________(选填 “断开”或“闭合”)．
(2)图甲中有一根导线连接错误，请你把它找出来并打上“×” (表示不要)，并用笔重新画一根正确连接的导线．

第8题图
(3)改正电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表和电流表均无示数，原因可能是下列选项中的________( 用字母表示)．
A. 灯泡短路 B. 灯泡断路
C. 滑动变阻器短路 D. 滑动变阻器断路
(4)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5 V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为________A，由此可知小灯泡的额定功率为________W.
(5)现有两个额定电压均为15 V的灯泡L1和L2，它们的电压U与电流I的关系曲线如图丙所示，将L1和L2串联后接在15 V的电源上，则两灯消耗实际功率的差值为________W.
【答案】(1)断开　(2)如答图所示　(3)D　(4)0.34　0.85　(5)1

第8题答图
【解析】(1)为了保护电路安全，连接电路时开关应断开；(2)小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为8 Ω，小灯泡的额定电流约为I＝＝＝0.312 5 A，则电流表应该选0～0.6 A量程，串联在电路中，电压表应该选0～3 V量程，并联在灯泡两端，因此应将小灯泡右接线柱与电压表的“－”接线柱相连，具体如答图所示；(3)小灯泡始终不亮，电流表、电压表均无示数，说明电路中某处发生了断路；如果灯泡断路，则电压表有示数，因此可能是滑动变阻器断路，故选D；(4)电流表选0～0.6 A量程，分度值为0.02 A，其示数为0.34 A，小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5 V×0.34 A＝0.85 W；(5)两灯串联，串联电路的电流处处相等且总电压为15 V，由丙图可知，电路中的电流为0.2 A，两个灯泡两端的电压分别为10 V和5 V，因此它们消耗的实际功率的差值为ΔP＝U1I－U2I＝10 V×0.2 A－5 V×0.2 A＝1 W.

9. (2020云南省卷)如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5 V，额定功率不大于1 W的小灯泡功率的实物连接图．

第9题图
(1)在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处：①__________________________；②__________________________．
(2)改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数．但小灯泡不亮，可能的原因是________(填写选项中的字母)．
A. 小灯泡短路
B. 连接小灯泡的导线接触不良
C. 滑动变阻器接入电路的电阻过大
(3)小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上(如图乙所示)．下表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格．请你补出阴影处所缺的内容：______________________，分析数据后得到小灯泡的额定电流为________A，额定功率为________W.
次数
小灯泡两端
电压U/V
通过灯丝
电流I/A
小灯泡的
电功率P/W
1

2

3

(4)实验后，小明将一只5 Ω的定值电阻与标有“20 Ω　1 A”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3 V 的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为________W.
【答案】 (1)①电压表选用0～15 V量程　②滑动变阻器连接成两个下接线柱(或电流表的正、负接线柱接反)　(2)C (3)小灯泡的发光情况(或小灯泡的亮度)　0.30　0.75 (4)0.45
【解析】(1)

第9题解图
①滑动变阻器的接法：①滑动变阻器按“一上一下”接入电路，滑片到下接线柱的距离越长，接入电路的阻值越大；②根据电路图连接实物图时，滑片移动时，电路图和实物图中滑动变阻器接入电路中的阻值变化情况应相符； ②电表连接与量程的选取：电流表与被测元件串联；电压表并联在被测元件两端，电流均正进负出．a.电流表量程的选取：根据电源电压、电路总电阻，由欧姆定律求得电路电流，或根据小灯泡的U额、P额求出额定电流，确定电流表量程；b.电压表量程的选取：根据电源电压(实物图中电池的节数)或根据灯泡的U额确定电压表的量程0～3 V；(2)若小灯泡短路，则电流表有示数，电压表无示数，小灯泡不亮，不符合题意；若连接小灯泡的导线接触不良，即小灯泡断路，电流表和电压表均无示数，小灯泡不亮，B不符合题意；若滑动变阻器接入电路的电阻过大，由欧姆定律I＝可知，电路中的电流非常小，电流表和电压表均有示数，由P＝I2R可知，小灯泡的实际功率很小，不能发光．C正确，故选C；(3)小灯泡的亮暗程度是由小灯泡实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮，所以图中阴影部分应填上“小灯泡的亮暗”；小灯泡在2.5 V的电压下正常发光，通过小灯泡的电流随其两端电压的增大而增大，对应图乙中的三组数据可知，2.5 V时的电流应为0.3 A，则小灯泡的额定功率为P＝ULIL＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；(4)滑动变阻器消耗的功率P＝I2R滑＝()2R滑＝＝，当R滑＝R时，P最大，则滑动变阻器消耗的最大功率P滑＝＝0.45 W.
10. (2020 包头)在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5 V，阻值约为8 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”．图甲是某实验小组未连接完整的实验电路．

第10题图
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，导线不能交叉．
(2)闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，电流表和电压表均无示数．小组成员找来一个两端接有导线的定值电阻(阻值为10 Ω)，一端接在电源负极接线柱上，另一端依次触碰接线柱A、B、C，只有触碰到C时，灯泡才发光．若导线无断路，且导线和器材连接均完好，电路只有一处故障， 则故障是__________________________．
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为________V，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W.
(4)某同学想利用该电路“测量定值电阻Rx的阻值”．于是取下小灯泡，将电阻Rx.接入小灯泡所在位置，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，闭合开关，移动滑片，测量四组对应的电压和电流值．数据如下表：
数据序号
2
3
4
电压U/V
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.32
0.39
0.48
由数据可得，电阻Rx的阻值为________Ω.
(5)能否将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置(其他连接均不变)，测量其阻值．你的判断是________．理由是___________________________________________．
【答案】 (1)如答图所示　(2)电流表断路　(3)2.5　0.7 (4)5(或5.03)　(5)不能　电阻两端电压超过电压表所接量程

第10题答图
【解析】(1)滑动变阻器与灯泡、电流表串联，采用“一上一下”接线柱接入电路，本题中滑动变阻器的左下接线柱与开关的接线柱A连接即可．如答图所示；(2)闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，说明电路断路：找来一根完好的导线一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，因为导线无断路，且导线和器材连接均完好，故电路故障是电流表断路；(3)灯泡额定电压为2.5 V闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5 V．小灯泡正常发光．电流表使用0～0.6 A量程，分度值为0.02 A．由图乙知电流表的示数为0.28 A．故小灯泡的额定功率为P＝ULIL＝2.5 V×0.28 A＝ 0.7 W；(4)根据R＝，由表中数据可得四次测量的电阻值分别为：R1＝＝＝5 Ω；R2＝＝＝5 Ω；R3＝＝≈5.13 Ω；R4＝＝＝5 Ω.故电阻Rx的阻值为Rx＝＝≈5.03 Ω；(5)电源电压为4.5 V，电压表选用量程为0～3 V．将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置，当滑动变阻器全部接入电路时，由串联电路的电压关系得，＝＝2.5，又UR＋U滑＝4.5 V，解得：UR≈3.2 V．故此时电阻两端电压超过电压表所接量程，滑动变阻器接入电路的阻值减小时，电阻分得的电压更大．故不能将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置测量其阻值．

11. (2020咸宁)有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5 A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验．

第11题图
(1)他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3 V保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是________(选填字母)；
A. 拧紧开关两端的接线柱
B. 拧紧小灯泡和它两端的接线柱
(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是______(填公式)，图甲中________(填仪器名称)的量程选择不合理；
(3)排除故障后，正确连接电路．使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为________V，小灯泡的额定功率为________W；
(4)小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为________；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；
③则小灯泡的额定功率表达式P额＝________(用字母表示)．
【答案】 (1)B　(2)P＝UI　电流表　(3)2.4　1.2 (4)I1　 IR0
【解析】(1)闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路；电压表示数接近于电源电压，说明电压表与电源正负极之间是接通的，所以故障是灯泡断路，因此应拧紧小灯泡和它两端的接线柱，检查是否是由此引起的断路，故选B；(2)伏安法测小灯泡额定功率的实验原理是P＝UI；小灯泡的额定电流为0.5 A，电流表应选小量程，图甲中的电流表选择大量程，故电流表的量程选择不合理；(3)图乙所示电压表选择小量程，分度值为0.1 V，示数为2.4 V，即小灯泡额定电压为2.4 V，小灯泡的额定功率P＝U额I额＝2.4 V×0.5 A＝1.2 W；(4)①闭合开关S1，开关S2连接b，滑动变阻器与灯泡串联，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1, 此时小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，滑动变阻器与电阻箱串联，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0，此时电阻箱连入电路的电阻与小灯泡正常发光时灯丝电阻相同；③则小灯泡的额定功率P额＝IR0.

12. (2020雅安)小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源(电压恒为8 V)，一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20 Ω　2 A”，小灯泡(额定电压2.5 V，额定功率小于1.2 W)，一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干．
(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接(要求连线不能交叉)．
(2)正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示．当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W.

第12题图
实验次数
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________(选填“增大”、“不变”或“减小”)，小灯泡的实际功率由________(选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”)决定．
(4)完成实验后，利用上述器材，小明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“0～15 V”，请将以下实验步骤补充完整．

第12题图丁
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________ V；
②滑动变阻器滑片不动，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)如答图所示　(2)1.05　(3)增大　实际电压　(4)①5.5　③U额·　偏小

第12题答图
【解析】(1)由电路图知，电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变暗，即电路中的总电阻变大，也就是滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则应将滑动变阻器的左下接线柱接入电路，由此连接实物如答图所示；(2)当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图丙所示，电流表使用0～0.6 A量程，分度值0.02 A，此时通过小灯泡的电流为0.42 A，所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5 V×0.42 A＝1.05 W；(3)由表中数据知，小灯泡工作时，灯泡两端实际电压越大，通过它的电流也越大，由P＝UI知灯泡的实际功率越大，即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大；(4)用题图丁所示的电路测量小灯泡额定功率，所用电压表量程为0～15 V，要测量该小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5 V，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总电压，调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电压表的示数UV＝U－U额＝8 V－2.5 V＝5.5 V；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则小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝U额·，在实验步骤②中，将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压变大，R0和灯泡分得的电压都会变小，由P额＝U额·知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小．

13. (2020铜仁)某市举办的中学生物理实验大赛中，其中一小组抽到的实验内容是测量小灯泡的电功率，给他们的实验器材有：额定电压为2.5 V的小灯泡，电源、电流表、电压表、开关、滑动变阻器和导线若干．

第13题图
(1)请根据图甲用笔画线代替导线，将图乙中实物电路连接完整(要求：向右移动滑动变阻器的滑片P时，电路中的小灯泡变暗，且导线不能交叉)．
(2)连接电路时，开关必须________，将滑动变阻器的滑片移到最大阻值端．
(3)连接完电路后，小组中某同学闭合开关时，移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表几乎没有示数，电压表的示数接近电源电压，小灯泡不亮，则电路中存在的故障可能是小灯泡________(选填“断路”或“短路”)．
(4)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W.
(5)小华同学所在的实验小组电压表被损坏，老师另外给该小组两个开关和一个阻值为10 Ω的定值电阻R0，仍然测出了小灯泡的额定功率，他们所设计的实验电路如图丁所示，请根据电路图和操作步骤完成下列问题(用U额、I1、I2、R0表示)：
a. 连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表示数I1＝______时，小灯泡正常发光；
b. 保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，读出电流表的示数为I2；
c. 则小灯泡的额定功率P额＝________．
【答案】(1)如答图所示

第13题答图
(2)断开　(3)断路　(4)0.75　(5)a.　c．U额×(I2－I1)
【解析】(1)电压表应与小灯泡并联，由于小灯泡的额定电压为2.5 V，所以电压表应选用0～3 V量程，滑动变阻器应与小灯泡串联，滑动变阻器遵循“一上一下”的正确接线原则，由于要求滑片P向右移动时，电路中的小灯泡变暗，则滑动变阻器接入的阻值变大，所以应把滑动变阻器的A接线柱与小灯泡的右端接线柱相连，如答图所示；(2)为了保护电路，连接电路时，开关必须断开，将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，即最右端(B端)；(3)小灯泡不发光，电流表几乎没有示数，电压表示数接近于电源电压，则与电压表并联的灯泡断路；(4)由图丙可知，电流表的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.3 A，所以小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；(5)a.连接好电路后，闭合开关S、S1，断开S2，此时小灯泡与定值电阻R0并联，电流表测量通过R0的电流，调节滑动变阻器的滑片P，若通过定值电阻的电流为I1＝时，由并联电路的电压规律可知，小灯泡两端的电压也为U额，此时小灯泡正常发光；b.保持滑动变阻器滑片P的位置不动，断开S1，闭合S2，电流表、定值电阻R0及滑动变阻器的连接方式及阻值均未改变，只不过此时的电流表不再测支路R0的电流，而是测通过R0与小灯泡的总电流，由于总电流为I2，所以通过小灯泡的额定电流为I额＝I2－I1，小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝U额×(I2－I1)．

14. (2020荆州改编)小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5 V”字样．
(1)如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实验电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑片向左移动时灯泡变亮．
(2)连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是________(选填标号)．
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

第14题图
(3)实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向__