专题07 电学测量型实验-备战 中考物理常考热点实验攻略（通用版）

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专题07 电学测量型实验（解析版）

实验一、伏安法测电阻

【实验目的】测量未知电阻
【实验器材】电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、开关各一个，导线若干。
【实验原理】根据欧姆定律：，可知：，只要能测出电阻R两端电压和通过R的电流，根据公式即可计算出待测电阻R。
【实验步骤】一、根据给出的电路图，连接实物电路。

二、闭合开关，变阻器在较大位置时测量电流和电压，数据计入表格。
三、继续调节滑动变阻器，重复上述试验三次，数据计入表格。
四、根据公式，求出每次试验电阻值，并计入表格。
五、计算待求电阻平均值。
六、试验表格
试验次数
电压/V
电流/A
待求电阻Rx/ῼ
平均值Rx/ῼ
1




2




3




七、整理器材。
【考向点拨】
1.补充电路：以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉；
2.测量前变阻器的位置、目的：处于最大位置、为了保护电路；
3.变阻器连接要求：一上一下；
4.实验前开关状态：断开状态；
5.补充测量数据：根据实验原理和测量数据规律补齐表格中空格；
6.小灯泡电阻测量结果相差较大原因：小灯泡的电阻随温度的升高而变大；
7.电路故障分析：电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好；
8.电流表、电压表反偏：正负极接反；
9.分析测量数据求电阻：根据欧姆定律进行计算；
10.测量结果误差较大原因：电流表或电压表有内阻；
11.电流表对测量误差的影响：内接时测量结果偏大、外接时测量结果偏小。
其他方法测电阻
1.伏阻法测电阻
电路设计
实验电路
待测物理量和待测电阻RX
利用串联电路中电流处处相等求阻值（已知R0阻值）

（1）闭合开关S，分别测出R0、RX两端第一章U0、UX；
（2）
利用串联电路中各电阻两端电压之和等于电源电压列方程求电阻（已知R0阻值）

（1） 闭合开关S，读出变阻器接入定值最大时的电压表读数U1;
（2） 读出变阻器接入阻值最小（等于0）时电压表的读数U2；
（3） 被测电阻：

（1） 只闭合开关S，测出R0两端电压U0，闭合S、S1，测出电源电压U；
（2）

（1） 闭合S，将S1置于a，R0与Rx串联，读出电压表示数U；
（2） 闭合S，将S1置于b，R0与Rx串联，读出电压表示数U0则Ux＝U-U0；
（3）
2.安阻法测电阻
电路设计
实验电路
待测物理量和待测电阻RX
利用并联电路各支路两端电压相等求阻值（已知R0阻值）

（1） 闭合S，分别测出通过R0、RX的电流I0、IX；
（2）

(1)闭合S、断开S1，此时只有R0连入电路，读出A的示数I0
(2)闭合S、S1，R0与Rx并联，读出A的示数I；
(3)
利用电源电压不变列方程求阻值（已知R0阻值）

(1)闭合S，将S1置于a时，读出A的示数I0
(2)闭合S，将S1置于b时，读出A的示数Ix，
（3）

(1)闭合S、断开S1，Rx与R0串联，读出A的示数为I1，则U＝
(2)闭合S、S1，只有Rx接入电路，读出A的示数为I2，
（3）

(1)闭合S，将滑动变阻器滑片移至a端时，此时R0＝0 ，读出A的示数I1，
(2)闭合S，将滑动变阻器的滑片移至b端时，此时滑动变阻器连入电路的阻值为R，读出此时A表示数I2，
（3）
3.等效替代法
电路设计
实验电路
待测物理量和待测电阻RX
利用等效思想测量电阻

(1)闭合S，将S1置于a，调节R0，读出A的示数I1
(2)闭合S，将S1置于b，保持滑片P位置不变，调节电阻箱R′，使A的示数仍为I，读出此时R′连入电路的阻值R′。Rx＝R'。

【典例1】（2021·河南中考真题）为测量一定值电阻的阻值，某实验小组选用的实验器材有：待测电阻R、两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及导线若干。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整______。
（2）小组设计了一个记录与处理数据的表格，请将下表中①②处的内容填写完整。
实验次数
①______
②______
电阻R/Ω
1



2



3



（3）某次测量时，电压表示数为2.5V，电流表指针位置如图乙所示，则电流表示数为______A，本次测得Rx的阻值为______Ω。
（4）本实验进行了多次测量，其目的与下列实验中多次测量的目的相同的是______（填字母代号）
A．用刻度尺测量铅笔的长度 B．测量小灯泡的电阻 C．测量小灯泡的电功率
（5）他们又对实验进行了拓展，利用电源（电压未知且恒定不变）、阻值已知为R0的定值电阻、电压表、开关等器材，设计了如图所示的电路，也测出了Rx的阻值，请你完成下列实验步骤：

①闭合开关S，断开S2，读出电压表的示数U1；
②______，读出电压表的示数U2；
③待测电阻的阻值Rx=______。（用已知量和测得量的字母表示）
【答案】如图；电压；电流；0.5；5；A；闭合开关S和 S2 ；。
【解析】（1）[1]滑动变阻器的接入的方法是一上一下，故用一根导线将滑动变阻器的下方的接线柱接好，另外一侧与待测电阻的左侧相连，电压表并联，故用一根导线将电压表的负接线柱和待测电阻的左侧相连，故如下图所示：

（2）[2][3]需要测量定值电阻的阻值，其原理是，则需要测量的物理量有电压；电流。
（3）[4][5]电流表选择小量程，故电流表示数为0.5A；本次测得Rx的阻值为
故测得Rx的阻值为。
（4）[6] 本实验进行了多次测量，为了减小误差，而在测量长度时，需要多次测量取平均值，而小灯泡的电阻和电功率都是变化的，故多次实验是为了探寻普遍规律，故选A。
（5）[7][8] 闭合开关S，断开S2，读出电压表的示数U1，此时电压表的示数为电源电压，
闭合开关S、S2，此时电压表测量定值电阻两端的电压，此时为U2；则此时电路中的电流为
则待测电阻两端的电压为
则待测电阻的阻值为
则待测电阻的阻值为。
【典例2】（2021·青海中考真题）某兴趣小组在探究额定电压为2.5V的小灯泡的电阻随温度变化规律时，他们先进行了如下猜想：
猜想一：小灯泡的电阻可能随温度的升高而增大；
猜想二：小灯泡的电阻可能随温度的升高而减小；
猜想三：小灯泡的电阻不随温度的变化而变化。接下来他们设计了如图所示的实验电路进行探究，他们具体的探究过程为：

（1）完成电路连接，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最______（填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，移动滑动变阻器的滑片时，电流表的示数发生变化，则故障原因可能是小灯泡______（填“断路”或“短路”）；
（3）故障排除后，进行实验并记录了前4组数据如下表所示，第5次实验的电流值如图所示，则电流大小为______A；

次数
1
2
3
4
5
电压（U/V）
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电流（I/A）
0.18
0.30
0.38
0.44

（4）根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出小灯泡的电流随电压变化的大致图像______。通过图像分析可知，小灯泡的电阻随温度的升高而______（填“增大”“不变”或“减小”）。

【答案】左；短路；0.48；如图；增大。
【解析】（1）[1]完成电路连接，闭合开关前，为了电路中各个元件的安全，滑动变阻器应滑到最大值，即滑动变阻器的滑片应移到最左端。
(2)因为电流表有示数，说明电路是通路，但电压表无示数，说明电压表被短路，则故障原因可能是，小灯泡短路。
[3]电流表选小量程，分度值为0.02A，则电流大小为0.48A。
（4）[5]根据上表记录的实验数据，在如图所示的坐标中绘出图表中的每个点，然后把每个点连成平滑的线即可，如图

[6] 通过图像分析可知，随灯泡电压U变大，灯丝电阻变大，可得到的结论是：灯丝的电阻随温度升高而变大。

1．在测量未知阻值R的实验中，小明设计了实验电路并进行连接，如图甲所示。

（1）在连接电路时，开关应处于___________状态。
（2）图甲是小明接好的实物连接图，其中有一条导线连接错误，该导线是第_______ 条（从图中选填导线序号）；
（3）改正错误后再进行实验，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到最________（选填“左”或“右”）端。小明闭合开关S，发现电流表无示数，电压表的示数较大，则电路故障可能是_________。
（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则其示数为__________A，未知电阻R=__________Ω。
（5）若实验中只有一个电压表和一个已知阻值为R0 的定值电阻，小明设计了如图丙所示的电路，同样可以测量未知电阻Rx 的阻值，请将以下实验步骤补充完整：
①闭合开关S、断开开关S1 ，用电压表测出待测电阻Rx 两端的电压为U1 ；
② ___________，记下此时电压表读数为 U ；
③请写出未知电阻R阻值表达式：Rx =___________（用U、U1 和R0 表示）。
【答案】断开；2；左；未知电阻R断路；0.32；7.5；再闭合开关S1；。
【解析】（1）[1]连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态。
（2）[2]原电路中，电阻和电压表没有连入电路中，电阻应与电流表串联，电压表与电阻并联，连接错误的导线是第2条，正确连接方式是，把2从定值电阻的左端改接到右端即可。
（3）[3]改正错误后进行实验，为了保护电路，实验前应将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，即最左端。
[4]小明闭合开关S，发现电流表无示数，电路可能断路，电压表的示数较大，电压表串联在电路中，与电源连通，则电路故障可能是未知电阻R断路。
（4）[5]纠正错误，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为2.4V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A。
[6]未知电阻阻值为
（5）[7]实验步骤：①闭合开关S、断开开关S1 ，用电压表测出待测电阻Rx 端的电压为U1 ；
②再闭合开关S1 ，用电压表测出电源的电压U；
[8]在①中，两电阻串联，电压表测待测电阻的电压；在②中，定值电阻短路，电压表测电源电压，由串联电路电压的规律，在①中，定值电阻的电压为；
电路中的电流；
未知电阻Rx 阻值表达式。
2.小明做“测量小灯泡的电阻”实验时，使用的小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为3V。小明现已连接了部分电路，如图甲所示。

(1)在已连接的电路中，有一不当之处是______；
(2)请用笔画线代答导线。将图甲中的电路连接完整；______
(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流大小为______A。小灯泡正常发光时的电阻为______Ω（电阻的计算结果保留一位小数）；
(4)小明的实验记录和有关计算如下表所示。从表格设计看，小明计划把四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值。他认为这样可以减小误差。你认为小明的做法是______（选填“正确”或“错误”）的。从表中数据看，不同电压下小灯泡的电阻值不同，这是灯丝电阻______影响导致的。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
电阻平均值R/Ω
1
2.5



2
2.1
0.26
8.1
3
1.7
0.24
7.1
4
1.3
0.21
6.2
【答案】开关闭合；如图；0.28；8.9；错误；温度。
【解析】(1)[1]连接电路时，为了保护电路，开关要断开，图甲中开关是闭合的，是错误的。
(2)[2]电压表和灯泡并联，如图所示：

(3)[3]电流表的示数如图乙所示，选择小量程，分度值是0.02A，电流大小为0.28A。
[4]灯泡正常发光时的电阻为R=≈8.9Ω；
(4)[5][6]由表中数据可知，不同电压下小灯泡的电阻值不同，由于灯丝的电阻与温度有关，所以不能将四次电阻的平均值作为小灯泡的电阻值，小明的做法是错误的。
3.某同学设计了如图所示的电路测量未知电阻RX 的阻值。已知R0 为定值电阻，R为滑动变阻器。

（1）开关S闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于__________端（填“a”或“b”），目的是__________。
（2）闭合开关S，调节滑动变阻器，得到电压表V1 的示数为U1 ，电压表V2 的示数为U2 ，则被测的阻值Rx=___________。
（3）该同学测量一次后，就计算出了该电阻的阻值，你认为该实验结论的得出_______（选填“妥当”或“不妥当”），理由是__________________。
【答案】b；保护电路；；不妥当；应该多次测量求平均值，减小误差。
【解析】（1）[1] [2]在连接电路时，为了保护电路，避免电路中电流过大烧坏用电器，应该将滑动变阻器调至最大阻值处，即将滑片P调至b端。
（2）[3]图中电阻Rx 和R0 串联，串联电路各处电流相同，故；
化简得；
（3）[4][5]应该进行多次测量求平均值，减小误差，所以这位同学只进行一次实验就计算出未知电阻的阻值是不妥当的。
4.在测量标有小灯泡电阻的实验中，下图是甲同学连接好的电路。

（1）乙同学发现电路连接错误，只需更改一根导线即可。请你把接错的那一根导线找出来，并画上 “×”，再用笔画线把它改接到正确的位置上_________。
（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最__________（选填“左”或“右”）端。
（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，则电路故障可能是________。（写出一种可能即可）
（4）排除故障后，甲同学先闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，再调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压逐次降低，实验中观察到的现象和测量的数据记录如下表：
序号
1
2
3
4
5
发光情况
明亮
较亮
较暗
暗
不发光
电压 
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
电流 
0.22
0.20

0.14
0.12
电阻 
11.4
10.0

7.0
4.7

当电压表的示数为时，电流表的示数如图所示为________A，则此时小灯泡的电阻约为_______。
（5）最后甲同学用表格中的电阻取平均值做小灯泡的电阻，乙同学认为这样处理不正确。请你说明理由：______________。
【答案】如图；左；灯泡灯丝断了；0.18；8.3；小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【解析】（1）用伏安法测小灯泡的电阻，需要用电压表与小灯泡并联测其两端电压，用电流表与之串联测其电流，所以原图需要改正，如图所示：

（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最大阻值处，图中滑动变阻器连接的是右下接线柱，则需将滑片置于最左端。
（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数较大，说明与电压表并联的小灯泡断路导致电压表与电流表串联接入电路，所以故障原因可能是灯泡灯丝断了。
（4）由图可知，电流表选用的是0~0.6A量程，分度值为0.02A，读出其示数为0.18A。
此时小灯泡电阻；
（5）由表中数据可知，小灯泡的电阻随温度的变化而变化，所以取平均值做小灯泡的电阻时毫无意义的。
5.“测量未知电阻阻值”实验中，提供了学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器，一个阻值未知的定值电阻Rx ，一个额定电压为2.5V，阻值约为8Ω的小灯泡，开关、导线若干。

（1）如图甲，“测量定值电阻Rx 阻值”的实验电路中，接错了一根导线，请在错误的线上打“×”，并用笔画线代替导线改接到正确位置上______。
（2）改正错误后，闭合开关前，滑片应滑至最______（选填“左”或“右”）端。
（3）试触后，选择合适量程。闭合开关，调节滑动变阻器，电流表、电压表示数如图乙，则Rx 的阻值为______Ω（结果保留1位小数）。一次实验数据存在误差，接下来应通过______的方法来减小误差。
（4）完成实验后，进行误差分析：考虑到电压表中也有电流通过，该电路测得的Rx 的测量值与真实值相比______（选填“偏大”或“偏小”）。
（5）同学们发现只用一只电表及已有其他器材（忽略定值电阻Rx 的实验误差），也能测量小灯泡正常发光时的电阻。下列电路设计最合理的一项是______。
A、 B、 C、 D、
【答案】如图；左；20.8；多次测量求平均值；偏小；C。
【解析】（1）图甲中，电压表和变阻器串联，是错误的，电压表和电阻并联，如图所示：
 或 
（2）闭合开关前，为了保护电路，滑片应滑至阻值最大处，即最左端。
（3）由图乙可知，电流表选择小量程，分度值是0.02A，电流表的示数是0.12A，电压表选择小量程，分度值是0.1V，电压表的示数是2.5V，电阻的阻值
为了减小误差，需要多次测量电阻的阻值求平均值。
（4）考虑到电压表中也有电流通过，电压表和电阻并联，由并联电路电流的规律可知电流表的示数变大，电压表的示数准确，由可知测得的Rx 的测量值与真实值偏小。
（5）A．闭合开关S1 ，滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流，闭合开关S2 ，电阻Rx 与灯泡并联，电阻Rx 与灯泡两端的电压相等，但不能得到电阻Rx 的电压值，不能得到灯泡正常发光时的电阻，故A不符合题意；
B．闭合开关S1 ，滑动变阻器的滑片使电流表的示数为灯泡的额定电流，闭合开关S2 ，电阻Rx 与灯泡并联，电阻Rx 与灯泡两端的电压相等，但不能得到电阻Rx 的电压值，不能得到灯泡正常发光时的电阻，故B不符合题意；
C．只闭合S1 ，移动变阻器的滑片，使电压表示数为2.5V，则灯正常发光；保持滑片位置不动，闭合S2 ，断开S1 ，记下电压表的示数U1 ，此时电压表测Rx 与灯的电压，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，Rx 的电压Ux =U1 -2.5V
通过Rx 的电流，即灯的额定电流
灯泡正常发光时的电阻,故C符合题意；
D．定值电阻与灯串联，电路中只有电压表，只闭合S1 ，电表测定值电阻的电压；当只闭合S2 时，电压表测灯与定值电阻的电压，无法确定灯是否正常发光，故D不符合题意。故选C。
6.小君在做“测量定值电阻的阻值”的实验时，老师为他提供的器材有：电源、未知阻值的定值电阻、符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线，图乙是没有连接完整的实物电路图。
 
（1）请根据图甲用笔画线代替导线将实物电路图（图乙）连接完整（要求：向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小；导线不交叉）______；
（2）在连接电路时，开关必须______；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于______端（选填“A”或“B”）；
（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，其原因可能是______
A． 滑动变阻器断路 B． 定值电阻断路 C． 定值电阻短路
（4）排除故障后，当电压表示数为时，电流表示数如图丙所示，则定值电阻的阻值为______，定值电阻的电功率为______；
（5）完成上述实验后，小君同学又想测量额定电压为的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经损坏，于是他又找来了两个开关和一个阻值为的定值电阻，设计了如图丁所示的电路。已知电源电压恒为U（），请你完成下面的实验步骤。
① 闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为______；
② 闭合开关______，断开开关______（填写S、、），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为；
③小灯泡额定功率的表达式为______。
【答案】如图；断开；B；B；8；0.72；；S、；。
【解析】（1）[1]向右移动滑动变阻器的滑片P使电流表示数变小，即向右移动，滑动变阻器的阻值变大，故接A接线柱，故用一根导线连接电阻的右端和滑动变阻器A接线柱，故如下图所示：

（2）[2][3]在连接电路时，为了保护电路，需要断开开关；实验前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于最右端，即阻值最大处，即B端。
（3）[4]无论怎样移动滑片P，发现电流表始终无示数，电压表有示数，说明电压表测量的电阻断路，故选B。
（4）[5][6]当电压表示数为时，电流表示数如图丙所示，电流表选择小量程，故为0.3A，故电阻的大小为；
故电阻的大小为；定值电阻的电功率为
故定值电阻的电功率为。
（5）[7][8][9][10]闭合开关S、，断开开关，调节滑动变阻器的滑片，电压表测量的是电阻R0 ，滑动变阻器，使灯泡正常发光，使电压表示数为；闭合开关S、；断开，此时电压表测量的是定值电阻，故电流为；
则小灯泡额定功率的表达式为；
故小灯泡的额定功率为。
实验二、伏安法测小灯泡电功率

【实验目的】测量小灯泡工作时的电功率。
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验原理】根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式P＝UI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。
【实验步骤】一、按电路图连接好电路

二、闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
三、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
四、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
五、计算出三种情况下小灯泡的电功率。
六、整理器材。
七、实验表格
实验次数
实验要求
发光情况
电流/A
电压/V
电功率/W
1
额定电压
正常发光



2
额定电压1.2倍
较亮



3
额定电压0.8倍
较暗



【实验结论】（1）不同电压下，小灯泡的功率不同；实际电压越大，小灯泡功率越大。（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
【考向点拨】
1.补充电路：以某一电器为起点，观察一周，先连主电器，后连测量电器，注意连线不能交叉；
2.测量前变阻器的位置、目的：处于最大位置、为了保护电路；
3.变阻器连接：一上一下；
4.开关状态：断开状态；
5.电路故障：电流表无示数，某处断路；电压表无示数，被测电器短路或电压表连线未接好；
6.电流表、电压表反偏：正负极反接；
7.影响小灯泡亮度的因素：由小灯泡实际功率决定，功率越大，亮度越高；
8.确定划片移动方向和接入电阻大小：根据电阻与长度成正比接线；
9.实际功率大小：根据公式：进行计算；
10.分析图像求额定功率：根据额定电压确定电流，计算即得额定功率；
11.分析图象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。

【典例1】（2021·浙江杭州市）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。

（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整______；
（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 ______V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 ______（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。
【答案】如图；2.3；B。
【解析】（1）[1]根据电路图可知，电流表串联接入电路中，电压表并联到灯泡的两端，实物图如图所示：
。
（2）[2][3]电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.3V，而额定电压为2.5V，故应使小灯泡两端的电压增大，就应该让滑动变阻器两端的电压减小，就必须把滑动变阻器的阻值调小，即滑片向B端移动，使电压表示数为2.5V。
【典例2】（2021·湖北十堰市）小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）______。
（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 ______。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ______W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 ______。
（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额，设计如图丙所示电路，测出Rx的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ______；
②再断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；
③待测电阻Rx＝______（用所测物理量和已知物理量符号表示）
【答案】如图；在连接电路时，开关没有断开；1.14；大；U额；。
【解析】（1）[1]滑动变阻器要串联接入电路，接线柱要一上一下连入电路，要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮，所以滑动变阻器右下侧的接线柱连到灯泡的右端，因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择的是大量程0~15V，并联到小灯泡两端，如图所示：

（2）[2]如果在连接电路时，开关没有断开，则会出现在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，这种连接电路的方式是错误的。
（3）[3]如图乙所示，电流表选择的是小量程0~0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
[4]电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的锻压，测量值是准确的，电流表实际测量的是通过小灯泡与电压表并联的总电流，由并联电路电流规律可知，电流表的示数大于通过小灯泡的电流，根据P=UI可知，所测小灯泡的额定功率偏大。
（4）①[5]先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压为U额。
③[6]因为断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U，则加在Rx电阻两端的电压为U-U额，小灯泡和电阻Rx串联，则流经电阻Rx的电流为I额，待测电阻Rx的阻值为。

1.某同学要测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电路图如图甲所示，使用的电源电压约为6V，滑动变阻器的规格是“5Ω 2A ”。

（1）该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定电功率，应该断开开关，更换最大阻值______的滑动变阻器。（选填“更大”或“更小” ）
（2）调整装置后进行实验，实验时某次电压表的示数为2.0V，对应电流表示数如图丙所示，要想测出小灯泡的额定电功率，接下来的操作是：______
（3）若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏______（选项“大”或“小”），原因是______（填字母）
A．电流表测量值偏大 B．电压表测量值偏大 C．电流表和电压表测量值都偏大
【答案】更大；向左移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V，记下电流表示数；大；A。
【解析】（1）[1]该同学将滑片移至正确位置后，即阻值最大处，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，此时电压表的示数为2.9V，滑动变阻器分担的电压比较小，故需要更换更大的电阻。
（2）[2]实验时某次电压表的示数为2.0V，要测量小灯泡的额定电功率，需要将小灯泡的电压变为2.5V，故小灯泡的电压变大，滑动变阻器的电压需要变小，故向向左移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V，记下电流表示数。
（3）[3][4]如图甲所示，电压表测量的电压是准确的，电压表是一个大电阻，会分流，导致电流表的示数偏大，电功率的测量结果与真实值相比偏大，故选A。
2.某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10），电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程，电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。

（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，注意导线不能交叉。（______）
（2）实验小组闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，若电路中仅有一处故障，则故障原因 不可能是___________。
A．电流表断路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察两电表示数，记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示，根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。
（4）实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。
【答案】如图；B；0.625；温度。
【解析】（1）测量小灯泡功率实验使用的是伏安法，所以应将滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10，所以小灯泡正常工作时的电流约为0.25A，故电流表量程选择0~0.6A，从电源正极开始依次连接电路即可，如图所示：

（2）因为闭合开关后，小灯泡不亮且电流表无示数，所以可以初步判断电路中某处发生了断路，又因为电压表无示数，所以电压表两接线柱到电源两端的连线部分有断路故障，所以故障有可能为电流表断路、滑动变阻器断路、开关接触不良，不可能是小灯泡断路，因为如果小灯泡断路，且故障只有一处的，那么电压表此时可以测量电源电压，所以有示数，这与实际情况不符，所以不可能为小灯泡断路，故选B。
（3）由题干信息可知，小灯泡的额定电压为2.5V，对应乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，根据可知，小灯泡的额定功率为
（4）小灯泡在发光的过程中，由于电流做功，灯丝的温度上升，所以不同电流下，小灯泡灯丝的温度不同，从而使得电阻不同，所以小灯泡的电压电流关系图像不是一条直线。
3.在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中，电源电压恒定不变。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗；
（2）实验过程中，某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表：
物理量
次数
电压
电流
灯泡亮度
灯泡实际电功率
灯泡电功率的平均值
1
0.5
0.18
不亮


2
1
0.2
发暗光

3
2
0.3
发较亮光

4
2.5
0.32
正常发光

5
2.8
0.34
发光强烈

① 小灯泡的额定功率为_______ ；
② 表格中有一处设计不合理，请指出不合理的设计是_______；
③ 分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。
（3）测量额定电压为的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图乙所示的电路（为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
①断开开关，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为_______时，小灯泡恰好正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关，断开开关，记下电流表示数为；
③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______（用物理量、和表示）。
【答案】如图；0.8；灯泡电功率的平均值的一栏；温度；；。
【解析】（1）将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片 P ，小灯泡亮度变暗，说明接入的电阻阻值需要变大，总电阻需要变大，电流需要变小，故滑动变阻器需要接到下面的接线柱，向右滑时，电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故用一根导线将滑动变阻器的左端的下面的接线柱和和电流表的负接线柱，故如下图所示：

（2）小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为0.8W；不合理的是求灯泡电功率的平均值的一栏，因为不同电压下，不同的电功率，求平均功率没有任何意义；分析表中数据还发现灯丝电阻跟温度的关系，因为电压变大，实际功率变大，灯泡变亮，温度变高，电阻变小。
（3）断开开关，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，定值电阻和灯泡并联，此时电流表测量定值电阻的电流，为了测量小灯泡的额定电压，故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表，为了测量额定功率，故需要灯泡为额定电压，故此时的电流为
故此时的电流为；保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关，断开开关，记下电流表示数为，此时灯泡和定值电阻仍然并联，电流表测干路电流，那么通过灯泡的额定电流为
那么小灯泡的额定功率为；
故小灯泡的额定功率为  。
4.现有下列实验器材：①额定电压为2.5V的小灯泡；②电压约为6V的直流电源：③量程为6V的电压表；④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R； ⑤开关，单刀双掷开关，导线若干。要测量小灯泡的额定功率，请将下列实验步骤补充完整。
 
（1）按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整_______ 。
（2）先将电箱阻值调到________（选填“最大”、“最小”或“任意值”）再闭合开关S1 。
（3）将S2 掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，再将掷向b，电压表示数U2 及电阻箱示数R如图丙所示，=________V，R=________Ω，则该小灯泡的额定功率为________W。
【答案】如图；最大；5.8；6.6；1.25。
【解析】（1）灯泡和变阻箱串联，电压表连接单刀双掷开关。

（2）为保护电路，电阻箱先调到阻值最大处。
（3）将S2 掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，灯泡正常发光，再将掷向b，电压表测电源电压，分度值0.2V，示数5.8V，电阻箱示数6.6Ω，串联电流为
该小灯泡的额定功率为。
5.用图甲电路测量小灯泡电功率，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电流为0.2A，额定电压小于3V。

（1）连接电路时，开关应处于___________状态。
（2）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 
（3）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________（填序号）。
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，某时刻电流表示数如图乙所示，示数为___________A，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向___________（填“左”或“右”）端移动，使电流表示数为0.2A。
（5）移动滑片P，记录多组数据，绘制成IU图像。根据图丙所给信息，计算出小灯泡的额定功率是__________W；进一步分析图丙可知，实验过程中小灯泡的电阻发生变化，电阻变化的主要原因是__________。
（6）对实验现象进一步分析可知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡亮度越大。但某同学发现：标有“220V 8.5W”的LED灯与标有“220V 60W”的普通白炽灯都正常发光时，亮度几乎相当。请分析造成这一现象的原因可能是___________（填序号）。
A．两灯的实际功率相同
B．相同时间内，电流通过两灯做功不同
C．两灯将电能转化为光能的效率不同
【答案】断开；如图；C；0.08；左；0.5；灯丝阻值随温度升高而变大；C。
【解析】（1）连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态。
（2）因小灯泡的额定电压小于3V，故电压表的量程选择0～3V，电压表并联在小灯泡两端，实物连接图如下图所示：

（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路处于通路状态，但小灯泡不亮，则有可能是滑动变阻器接入电路中的阻值过大，则接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C。
（4）因电流表量程选择为0～0.6A，故由图乙可知，电流表示数为0.08A，因小灯泡的额定电流为0.2A，故要测量小灯泡的额定功率，应增大电路中的电流，即将滑动变阻器的滑片P向左端移动，使电流表示数为0.2A。
（5）由图丙可知，流过小灯泡的电流为I=0.2A时，小灯泡两端电压为U=2.5V，故小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V0.2A=0.5W；
实验过程中小灯泡的电阻发生变化，主要原因是灯丝电阻随温度升高而增大。