专题03 电学实验（压轴题）2024年中考物理专项练习（全国通用）_zip

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随着科技的快速发展和教育改革的不断深化，2024年中考物理电学实验（压轴题）的命题趋势预计将会呈现出以下几个方面的变化：
一、注重实验设计与创新能力
未来的中考物理电学实验题目将更加注重学生的实验设计与创新能力。题目可能会给定一些基本的实验器材和条件，要求学生自行设计实验方案，探究某一电学现象或验证某一电学定律。这样的命题方式旨在培养学生的创新思维和实践能力，同时也能够检验学生对电学知识的掌握程度和应用能力。
二、强调跨学科融合
在2024年的中考物理电学实验中，可能会看到更多与其他学科如数学、化学等的融合。例如，题目可能会涉及到电学与化学的结合，要求学生利用电学知识来解决化学问题，或者利用数学知识来分析电学实验数据。这种跨学科的命题方式将有助于学生形成全面而深入的科学素养，提升他们解决实际问题的能力。
三、注重实际应用与探究能力
未来的中考物理电学实验题目还将更加注重实际应用与探究能力。题目可能会给出一些与现实生活相关的电学问题，要求学生运用所学知识进行分析和解决。这样的命题方式旨在培养学生的实际应用能力和探究精神，让他们能够更好地将所学知识应用于实际生活中。
四、提高难度与区分度
随着教育改革的深入和中考竞争的加剧，2024年中考物理电学实验题目的难度和区分度预计会有所提高。题目可能会涉及到更加复杂和深入的电学知识，要求学生具备更高的分析能力和解决问题的能力。同时，题目也可能会设置一些陷阱和难点，以检验学生的细心和应变能力。
2024年中考物理电学实验（压轴题）的命题趋势将更加注重实验设计与创新能力、跨学科融合、实际应用与探究能力以及难度与区分度的提高。面对这些变化，学生们需要加强对电学知识的掌握和理解，提高实验设计和数据分析能力，同时注重跨学科的学习和应用能力的提升。只有这样，他们才能在中考中取得优异的成绩，为未来的学习和生活奠定坚实的基础。
（限时：20分钟）
1．如图所示是小明做“探究电流和电阻的关系”的实验，所用电源电压为6V，定值电阻的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω。

（1）在本实验中，滑动变阻器除起到保护电路的作用之外，另一个作用是： 。
（2）小明连接好电路，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近于电源电压，则原因可能是 。
（3）用5Ω的定值电阻进行实验，当电压表示数为计划控制不变的电压值时，电流表示数如图乙所示，电流为 A。
（4）当用5Ω的定值电阻完成实验后，要先断开开关，将5Ω电阻更换为10Ω电阻，再闭合开关，将滑片P向 移动，使电压表示数仍为 V，并记录数据。
（5）分析丙图可以得到结论： 。
（6）要用以上定值电阻完成实验，变阻器的最大电阻值应不小于 Ω。
【答案】 控制电阻两端的电压不变 定值电阻断路 0.5 左 2.5 电压一定时，电流和电阻成反比 35
【解析】（1）[1]实验中，滑动变阻器有两个作用，一是能限制通过电路的电流，起到保护电路的作用，另一个作用是：控制电阻两端的电压不变，进行多次测量。
（2）[2]电流表几乎没有示数，说明电路中有断路的地方，电压表示数接近电源电压，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，故障是定值电阻断路断路了。
（3）[3]由图乙可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，电流表示数I=0.5A。
（4）[4][5]根据欧姆定律得，定值电阻的电压为
U=IR=0.5A×5Ω=2.5V
当接入电路中的电阻更大时，根据串联电路的分压特点，其两端电压变大，因此应使滑动变阻器接入更大的阻值以分得更多的电压，将滑片P向左移动，直至电压表的示数为2.5V，并记录数据。
（5）[6]由图丙可知，每个坐标，即电流与电阻的乘积保持不变，因此可得结论：电压一定时，电流和电阻成反比。
（6）[7]探究电流与电阻的实验时，应控制定值电阻两端电压不变，定值电阻两端的电压始终保持U定=2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
U滑=6V﹣2.5V=3.5V
即
U滑：U定=3.5V：2.5V=1.4
即滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1.4×25Ω=35Ω
故为了让提供的电阻都能用到，滑动变阻器的最大阻值应不小于35Ω。
2．同学们在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：新干电池两节，电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）、滑动变阻器（30Ω、2A）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
（1）按照电路图在图乙中将实物图补充完整 ；
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于 （选填“A”或“B”）端，目的是 ；
（3）闭合开关以后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，原因可能是电阻R （选填“短路”或“开路”）。排除故障后，调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值，此时滑动变阻器的作用是 （选填字母序号）；
A．保护电路 B．控制定值电阻两端电压不变 C．改变定值电阻两端电压
测量的数据如表格所示：
（4）根据以上实验数据得到的结论是：电阻一定时， ；
（5）另一同学接着用实验装置探究电流与电阻的关系，他的实验操作如下：
第一步：将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表示数为1V，记录电流表示数；
第二步：将5Ω电阻更换为10Ω电阻，闭合开关后他发现电压表示数 （选填“大于”、“小于”或“等于”）1V，他眼睛注视 （选填“电压表”或“电流表”），向 （选填“A”或“B”）端调节滑动变阻器，直到电压表示数为1V，记录电流表示数；
第三步：将10Ω的电阻更换为20Ω的电阻，调节滑动变阻器时发现无论怎样调节，均无法将电压表调节到目标示数，聪明的同学们想到了以下方法来继续完成第三组数据测量：
①只将电源更换为学生电源，调节电源电压，那么电源电压的最大值为 V。
②只在电路中再串联一个定值电阻，那么定值电阻的最小值为 Ω。
【答案】 见解析 B 保护电路 开路 C 电流与电压成正比 大于 电压表 B 2.5 10
【解析】（1）[1]按照电路图在图乙中将实物图补充完整，如下图。
（2）[2] [3]闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于B端，目的是保护电路。
（3）[4] [5]闭合开关以后，发现电流表指针无偏转，说明电路无电流或电流非常小，电压表指针有明显偏转，说明电压表正负接线柱跟电源正负极接通，所以原因可能是电阻R开路；调节滑动变阻器，为了测多组数据，此时滑动变阻器的作用是改变定值电阻两端电压，故选C。
（4）[6] 电阻一定时，电流与电压成正比。
（5）[7] [8] [9] 将5Ω电阻更换为10Ω电阻后，根据串联分压，电阻增大，电阻两端电压变大，所以闭合开关后他发现电压表示数大于1V，为了控制电阻两端电压不变，此时需要将滑动变阻器接入电阻增大，所以他眼睛注视电压表，向B端调节滑动变阻器，直到电压表示数为1V，记录电流表示数。
（6）[10] [11]串联电路电流处处相等，电压与电阻成正比。滑动变阻器最大阻值30Ω，当定值电阻R换成20Ω，电阻之比3：2，定值电阻R两端电压保持1V不变，所以滑动变阻器两端电压最大为1.5V，那么电源电压的最大值为2.5V；同理可得，两节新的干电池电压为3V，定值电阻R两端电压保持1V不变，滑动变阻器接入最大阻值后还需再串联一个定值电阻R0来分担多余的0.5V，两个定值电阻两端电压之比为2：1，所以电阻之比R：R0=2：1，所以增加定值电阻R0的最小值为10Ω。
3．如图是某实验小组“探究电流与电压和电阻的关系”实验，电源电压保持6V不变；
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于最 （选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，移动滑片过程中观察到电压表无示数，电流表示数有明显的变化。已知导线、电表均完好且接触良好，则故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，在“探究电流与电压的关系”时，根据实验数据绘制的图像如图乙，由图像可知：实验中所用定值电阻R的阻值为 Ω，分析图像可得结论： ，实验时，多次改变电压进行多次实验的目的是 ；
（4）在“探究电流与电阻的关系”时，选用10Ω、15Ω、20Ω的电阻R由小到大依次正确接入甲图所示电路。当把10Ω电阻接入电路时，移动滑片，电流表示数如图丙所示是 A。则后面的实验每更换一个阻值，为保持定值电阻两端电压一定，滑动变阻器滑片P应向 （选填“A”或“B”）端滑动，同时记下对应的电流值；每次实验时电阻R两端的电压均为2V，为完成实验，滑动变阻器的最大阻值至少应是 Ω。
【答案】 左 定值电阻R短路 10 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正 寻找普遍规律 0.2 A 40
【解析】（1）[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大处，即左端。
（2）[2]闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路；电压表示数为0，已知导线、电表均完好且接触良好，说明电压表并联的电路短路，即造成此现象的原因可能是定值电阻R短路。
（3）[3]在探究电流与电压的关系时，根据实验数据绘制的图像为一过原点的直线，根据欧姆定律，则定值电阻
[4][5]由图像可知，当导体两端的电压增大时，通过导体的电流增大，且通过导体的电流与导体两端的电压的比值保持不变，故可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；实验时，多次改变电压进行多次实验的目的是寻找普遍规律。
（4）[6]由图甲可知，电流表选用小量程；当把10Ω电阻接入电路时，移动滑片，电流表示数如图丙所示，电流表分度值0.02A，其示数为0.2A。
[7]根据欧姆定律知，定值电阻两端电压为
实验中，当把10Ω的电阻换成后面的大电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理知，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应把滑动变阻器滑片向A端滑动，使电压表示数为2V，同时记下对应的电流值。
[8]根据控制变量法，在探究电流与电阻的关系实验中，应控制定值电阻两端电压UV=2V不变，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为
滑动变阻器两端电压是定值电阻两端电压的2倍；因为定值电阻的最大电阻为20Ω，当定值电阻阻值最大时，滑动变阻器的电阻也最大；根据串联分压原理，滑动变阻器最大阻值为
故滑动变阻器的最大阻值至少应是40Ω。
4．实验小组同学利用两节新干电池，一个开关，将两个灯泡连成一个串联电路，想探究串联电路中电压的规律。
（1）图甲是连接的电路，经检查发现连接有误，请你只改动一根导线的一端，使电压表正确测量其中一盏灯泡两端的电压；（在被改动的导线上画“×”，然后画出改动后的导线）( )
（2）小组同学找到两个电压表，设计了图乙所示的电路图。需要测出ab、bc、ac之间的电压。按照电路图正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表V1和V2的指针偏转角度相同，可能的原因是： （填“V1”或“V2”）的量程选大了，此时电压表V1的示数为 V；
（3）解决问题后，小组同学测出了ab间和ac间的电压，为了测量bc间的电压，他应完成的操作是 ；
A．将V1接a点的导线拆下，接到c点
B．将V2接a点的导线拆下，接到b点
C．以上两种操作均可
（4）为了得出更普遍的规律，应当进行多次实验，操作方法是： 。
A．重新连接电路再次测量
B．将灯泡L1和灯泡L2互换位置再次测量
C．将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量
【答案】 V2 0.6 B C
【解析】（1）[1]甲图中，电压表和L1短路了，两灯应串联，电压表测一个灯的电压，改正后如下所示：
（2）[2][3]图乙中两灯串联，电源电压为3V，V2测电源电压，示数为3V；V1测L1的电压。因串联电路的电压等于各部分电压之和，故V2示数大于V1示数。而V1和V2的指针偏转角度相同，根据电压表大小量程之比为5∶1，说明V2的量程选大了，此时电压表V1的示数为
（3）[4]测出了ab间和ac间的电压后，为了测量bc间的电压，他应保证电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，故接下来的操作是将V2接a点的导线拆下，接到b点，故选B。
（4）[5]为了得出更普遍的规律，应将其中一盏灯泡换成不同规格的灯泡再次测量，故选C。
5．利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5Ω．
（]）请你根据电路图用笔画线代导线，将图乙的实验电路连接完整．
( )
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于 端（选填“A”或“B”）．
（3）闭合开关，发现电压表和电流表均无示数．小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c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 ．
（4）排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据．画出了待测电阻Rx的I-U图象，如图丙所示．由图象可得Rx= Ω．
（5）如图丁所示的实验电路图，不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是 ．
【答案】 见解析所示 B 滑动变阻器断路 4 B
【解析】第一空．由甲图可知电流表与电阻Rx串联，由图丙可知电路最大电流为0.6A，因此应选择0~0.6A量程接线柱连接，则实物图如下：
；
第二空．闭合开关前为保证电路用电器安全应将滑动变阻器调至最大阻值，即应将滑动变阻器的滑片置于B端；
第三空．闭合开关，电压表和电流表均无示数，说明电路故障为断路，把电压表分别接在a、b之间，电压表与电源串联，有示数说明a、b之间无故障；接在a、c之间，电压表无示数，说明a、c段被断路，b、c之间，电压表有示数，说明不是a、c段断路，因此，故障出现在b、c之间的滑动变阻器上，即滑动变阻器断路；
第四空．由图丙可知电压为2V时，电流为0.5A，则Rx阻值为
第五空．由欧姆定律 知要得到Rx阻值需要知道其两端的电压和电流，A图R与Rx串联，电压表测电源电压，电流表测电路电流，由电流表示数乘以R阻值，即可得R两端电压，由串联分压可得，电源电压减R两端电压，即可得Rx两端电压，Rx两端电压除以电路电流即可得Rx阻值；B图R与Rx并联，电压表测电源电压，电流表测R支路电流，由并联电路各支路电压等于总电压可得Rx两端电压，但不知道电流，因此不可得Rx阻值；C图R与Rx并联，电流表分测R支路电流和干路电流，由并联分流可知用干路电流减R支路电流可得Rx支路电流，用R支路电流乘以R电阻，即可得R支路电压，因为并联电路各支路电压等于总电压，所以Rx支路电压等于R支路电压，即可得Rx阻值；D图滑动变阻器与Rx串联，电压表测滑动变阻器电压，电流表测电路电流，将变阻器滑片移动到任意位置此时记录电压表示数为U1，电流表示数为I1，由串联分压可知：
即
①
改变变阻器滑片位置，记录电压表示数为U2，电流表示数为I2，由串联分压可知：
即
②
联立①②两式，即可得Rx阻值．
6．悦悦利用图甲的电路做“探究电流与电压关系”的实验。其中电源电压恒定不变且滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”。
（1）连接电路前，悦悦发现电流表指针如图乙所示，接下来的操作是 。
（2）悦悦由于粗心，实物电路中存在连线错误，只需要改接一根导线就可以更正实物连接，请你把接错的那根导线打上“×”，再画线把它改到正确位置上（导线不允许交叉）。( )
（3）悦悦纠正错误后，闭合开关发现电压表示数为零，电流表有示数，则电路中存在的故障可能是 。
A．电流表内部断路了 B．定值电阻内部出现了断路
C．定值电阻内部出现了短路 D．滑动变阻器内部出现了短路
（4）正确连接电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片，某时刻电压表的示数如图丙，则电压表读数为 V；继续调节变阻器滑片，进行多次实验，记录电流表示数I和电压表示数U，绘出U～I 图像，如图丁所示。由图得出的结论是，在导体电阻一定时，通过导体的电流与加在导体两端的电压成 （选填“正比”或“反比”）。在实验过程中，滑动变阻器除了有保护电路的作用，还可以 。
（5）实验结束后，悦悦想继续探究电流与电阻的关系，他将电源电压改为4V且不变，其余连接方式不变。将图中的定值电阻逐个依次换为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的四个定值电阻，使定值电阻两端的电压一直为2V不变。在接入5Ω和10Ω的电阻时，滑动变阻器消耗的功率之比为 。在前三个电阻接入电路并顺利完成实验后，当悦悦把30Ω的电阻接入电路时，无论如何调节滑片，都不能使电压表的示数达到2V，为了完成实验，下列操作合理的是 。
A．更换一个最大阻值至少为25Ω的滑动变阻器
B．调高定值电阻两端的电压，调节范围为2.4V～2.5V
C．在完成第四次实验时在电路中串联一个定值电阻，串联定值电阻的范围为10Ω～30Ω
【答案】 调零 C 2.4 正比 改变电阻的电压和通过的电流 2:1 BC
【解析】（1）[1]电流表使用前要将指针调零。连接电路前，悦悦发现电流表指针如图乙所示，接下来的操作是调零。
（2）[2]原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，本实验中，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如下所示：
（3）[3] A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；
B．若定值电阻内部出现了断路，则电流表没有示数，电压表通过变阻器与电源连通，故电压表有示数，故B不符合题意；
C．若定值电阻内部出现了短路，电压表测导线的电压，电压表示数为0，但电路为通路，电流表有示数，故C符合题意；
D．若滑动变阻器内部出现了短路，电路为通路，两表都有示数，故D不符合题意。
故选C。
（4）[4]正确连接电路后，闭合开关，移动变阻器的滑片，某时刻电压表的示数如图丙，电压表选用小量程，分度值为0.1V，则电压表读数为2.4V。
[5]根据绘出的U～I图像为过原点的直线可得出的结论是：在导体电阻一定时，通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比。
[6] 探究电流与电压关系实验中，为得出普遍性的规律要多次测量，故在实验过程中，滑动变阻器除了有保护电路的作用，还可以改变电阻的电压和通过的电流。
（5）[7]定值电阻两端的电压一直为2V不变，在接入5Ω和10Ω的电阻时，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器的电压也保持不变，根据P=UI可得出
电压不变时，电功率与电阻成反比，故滑动变阻器消耗的功率之比为2:1。
[8] A．滑动变阻器的规格为“20Ω 0.5A”，表示滑动变阻器的最大电阻为20Ω。根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压
U滑=U-UV=4V-2V=2V
滑动变阻器分得的电压为电压表示数的1倍，根据分压原理，当接入30Ω电阻时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
R滑=1×30Ω=30Ω
故为了完成整个实验，所选滑动变阻器的最大阻值至少为30Ω。故A不符合题意；
B．由串联电路电压的规律及分压原理有
方程左边为一定值，故右边也为一定值，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
即
可得出控制的定值电阻的最小电压为
UV=2.4V
控制的定值电阻的最大电压不超过电压表的小量程即可，故调高定值电阻两端的电压，调节范围为2.4V～2.5V，故B符合题意；
C．根据串联电阻的规律，应串联的电阻阻值为
R串联=R滑-R滑1=30Ω-20Ω=10Ω
串联的最大电阻为30Ω，故串联定值电阻的范围为10Ω～30Ω，故C符合题意。
故选BC。
7．电学实验课上，老师提供了“20Ω 1A”字样的滑动变阻器R1、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、标有“0.5A”字样的小灯泡、两节干电池等器材。利用所学的知识，请你帮助小鹏同学完成下面的实验。
（1）探究电流与电阻关系
①小鹏连接了如图甲所示的电路。其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
②正确连接电路后，根据现有器材，为了让四个电阻单独接入电路都可完成实验，定值电阻两端的电压不能低于 V；
③电路中接入5Ω定值电阻，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最 端。闭合开关，移动滑片，电流表的示数如图乙所示，为 A；
④用10Ω电阻替换5Ω电阻后，滑片应该向 调节。经过多次实验，分析实验数据，得出结论：电压一定时，电流与电阻成 ；
（2）小鹏想测量标有“0.5A”字样小灯泡的额定功率。老师从实验室中拿出最大阻值未知的滑动变阻器R2和一个电压未知的电源（以上两器材均能满足实验要求），经过思考，利用原有的“20Ω 1A”的滑动变阻器R1和电流表等器材，小鹏设计了如图丙所示的电路，请你帮他完成实验；
①为了完成实验，请在图丙的虚线框内填上滑动变阻器R1、R2；
②先将R1、R2的滑片移至最右端。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，电流表的示数为0.3A；
③将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，向左移动 的滑片，直至电流表的示数为0.5A；
④ ，断开开关S2，闭合开关S、S1，电流表的示数恰好为0.24A；
⑤小灯泡的额定功率P额= W。
【答案】 1.5 左 0.4 左 反比 R2 保持R2滑片位置不变 1.75
【解析】（1）[1]①探究电流与电阻关系时，需要测量定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，因此电压表要并联在定值电阻两端，并且滑动变阻器和定值电阻串联，用来调节定值电阻两端电压，如下图所示：
[2]②在此实验中，滑动变阻器和定值电阻是串联关系，研究电流与电阻的关系时，要保持定值电阻两端电压不变，根据串联电路电压的规律可知，滑动变阻器两端电压也不变，由串联电路分分压原理可知，当定值电阻换用最大电阻20Ω时，滑动变阻器阻值也达到最大值20Ω，则有
由题意知，电源是两节干电池，故电源电压是3V ,当定值电阻为20Ω，滑动变阻器接入最大电阻20Ω，此时滑动变阻器两端电压为1.5V，即滑动变阻器最多可分配1.5V的电压，因此定值电阻两端电压不能小于1.5V。
[3]③为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片要置于最大阻值处，因此滑片要移到最左端。
[4]由图乙可知，电流表选择了小量程，故示数为0.4A。
[5]④根据串联电路的分压原理可知，电阻变大时，分配的电压也变大，因此用10Ω电阻替换5Ω电阻后，定值电阻两端电压变大，而探究电流与电阻关系时，要保持定值电阻两端电压不变，因此滑片要向左移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻，使滑动变阻器分配的电压变大，定值电阻两端电压就会变小为原来的大小。
[6]经过多次实验，分析实验数据得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比。
（2）[7] ①②③为了完成实验，可将最大阻值已知的R1滑动变阻器作为定值电阻使用，用R2滑动变阻器调节小灯泡中通过的电流，因此R2应该和小灯泡串联，R1和小灯泡并联，如下图所示：
先将R1、R2的滑片移至最右端，即都处于最大阻值处，起到保护电路的作用。闭合开关S、S1，断开开关S2，再将R2的滑片移至最左端，此时电路中R1和 R2串联，且R2接入电路的阻值为0，R1接入电路的阻值为最大阻值20Ω，电流表的示数为0.3A，则电源电压
U=U1=IR1=0.3A×20Ω=6V
将R2的滑片移至最右端。断开开关S1，闭合开关S、S2，此时R2和小灯泡串联，向左移动R2的滑片到某一位置，直至电流表的示数为0.5A，此时小灯泡正常发光。
[8][9]④⑤保持R2滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S、S1，此时电路为R1和R2的串联电路，电流为0.24A，则电路中的总电阻
已知R1接入最大阻值20Ω，所以R2接入电路的阻值
R2=R总-R1=25Ω-20Ω=5Ω
由题意可知，此时R2接入电路的电阻和③中接入阻值相同，所以当电路中电流为0.5A时，R2两端的电压
U2=I额R2=0.5A×5Ω=2.5V
所以小灯泡的额定电压
U额=U-U2=6V-2.5V=3.5V
故小灯泡的额定功率
P额=U额I额=3.5V×0.5A=1.75W
8．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，小明利用可调电压电源（可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V之一）、5个定值电阻（阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω）、滑动变阻器（10Ω1A）、电压表和电流表做了如下实验：
（1）他根据图甲所示电路图连接成了图乙所示的实物电路，其中只有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并用笔重新画一根正确连接的导线；（连线不要交叉）
（2）改正图乙电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端；
（3）实验时小明设计了如下表格，通过表格可以看出，他的实验目的是探究通过导体的电流与 的关系；
（4）小明将电源电压调为3V时，按（3）设计的方案进行实验；
①图是第2次实验时电流表的示数，示数为 A；
②当其中某个定值电阻接入电路时，无法满足实验条件，这个定值电阻的阻值为 Ω；
（5）小明根据实验数据描绘出了如图所示的图像，可以得出结论： ；
【拓展】小红利用现有器材又做了下面的实验：
①按图甲连接电路，将电源电压调到某个值，在电路安全条件下闭合开关，移动滑片直到电压表示数为2.5V；
②保持滑片不动，换接入另一个定值电阻，调节电源电压，在电路安全条件下闭合开关，发现电压表示数恰好为2.5V；
通过以上实验现象可以推断：此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
【答案】 最左端 电阻 0.2 30 当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 4Ω
【解析】（1）[1]由图甲可知，电阻处发生了短路，同时将电压表短路，由变阻器到电阻的导线连接错误，应将变阻器的左端连接到电压表的负接线柱，如图所示：
（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器应处于最大阻值处，由电路图可知，当滑片移到最左端时，变阻器阻值最大，故滑动变阻器的滑片应置于最左端。
（3）[3]由表格中数据可知，实验时改变导体的电阻，测量电路中通过电流的大小，故小明是探究电流与电阻的关系。
（4）[4]由图乙可知，电流表所选量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则电流表的示数为0.2A。
[5]由①可知，开关闭合，定值电阻与变阻器串联，电路中电流为0.2A，此时定值电阻两端的电压为
若选用30Ω的电阻，则变阻器两端的电压为
此时电路中的电流为
则滑动变阻器的阻值为
15Ω大于滑动变阻器的最大阻值10Ω，所以无法满足实验条件，故这个定值电阻的阻值为30Ω。
（5）[6]由图可知，电流与电阻的倒数的关系为一条过原点的直线，则电流与电阻的倒数成正比，所以电流与电阻成反比，故可得出结论：当导体两端电压不变时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
[7]设当电源电压调为U前时，定值电阻阻值为R前，更换后的定值电阻阻值为R后，电源电压为U后，当电压表调到2.5V，即定值电阻两端电压为2.5V，则滑动变阻器两端电压为（或），保持滑片不动，则滑动变阻器阻值不变，根据
则可得出
化简后得定值电阻前后的比值为
电源可调为1.5V、3.0V、4.5V、6.0V，其中1.5V小于2.5V，舍去。
①当U前=3V、U后=4.5V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，通过观察可知，R前=20Ω、R后=5Ω符合要求，当定值电阻为R前=20Ω时，电路中电流为
滑动变阻器的阻值为
②当U前=3V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
③当U前=4.5V、U后=6V时，则定值电阻前后的比值为
定值电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，此时没有满足比值的定值电阻，故舍去。
综上所述，此时滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω。
9．习了欧姆定律的知识后，老师给同学们布置了设计不同方案测量未知电阻的任务，三位同学的设计方案如下：

（1）小明的设计方案如图甲所示，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片P至适当位置，电压表、电流表的示数分别如图乙、丙所示，则电压表的示数为 V，未知电阻的阻值为 Ω；
（2）小林的设计方案如图丁所示，闭合开关S，电流表和的示数分别为和。已知定值电阻的阻值为，则未知电阻= （用、和表示）；

（3）小刚的设计方案如图戊所示，闭合开关S后，先将开关S1拨至触点 ，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱的阻值，使 ，此时电阻箱的读数为，则未知电阻= 。
【答案】 2.7 9 b 电压表示数恰为U R0
【解析】（1）[1][2]由乙图可知，电压表使用的是0~3V的量程，分度值为0.1V，电压表的示数是2.7V；由丙图可知，电流表使用的是0~0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表的示数是0.3A，电阻的阻值为
（2）[3]由图可知，两个电阻并联，电流表A1测量干路中的电流，电流表A2测量通过R0的电流，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以Rx这条支路的电流为
Ix=I1-I2
电源电压
U=I2R0
未知电阻
（3）[4][5][6]闭合开关S后，先将开关S1拨至触点b，移动滑动变阻器R的滑片P至适当位置，此时电压表的示数为U；保持滑片P的位置不变，再将开关S1拨至另一触点，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数仍为U；此时电阻箱的读数为，根据欧姆定律可知，Rx与R0相等，即Rx=R0。
10．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所选小灯泡的额定电压为。
（1）如图甲是测量小灯泡的电功率的电路图。正确连接电路，闭合开关后，电压表和电流表都没有示数，电路故障可能是
A．滑动变阻器短路 B．电流表断路 C． 电压表断路
（2）排除故障后，实验中，电压表的示数为，小雨为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数为，则小灯泡额定功率为 ；
（3）小雨的电流表坏了，老师给他一个已知最大阻值为的滑动变阻器、一个阻值未知的定值电阻、电压保持不变的电源、若干开关和导线，小雨重新设计了如图乙所示的电路图，按电路图连接电路，并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下：
①断开开关，闭合开关和，调节滑动变阻器的滑片至端，电压表的示数为；再将滑片调至端，电压表示数为，则 ；（用、和表示）
②断开开关和，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为；（为已知量，表示小灯泡的额定电压）
③不改变滑动变阻器的滑片的位置，断开开关和，闭合开关，电压表示数为，则 。（用、、、和表示）
【答案】 B 左 0.75
【解析】（1）[1]如图所示，L与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测L两端的电压。闭合开关后
A．若滑动变阻器短路，电压表测电源电压，电压表有示数，电流表有示数，故A不符合题意；
B．若电流表断路，则整个电路断路，电流表和电压表都没有示数，故B符合题意；
C．若电压表断路，电源、滑动变阻器、灯泡、电流表、开关构成通路，电流表有示数，故C不符合题意。
故选B。
（2）[2]电压表的示数为2V，小于灯泡的额定电压2.5V，根据串联电路的分压原理可知，电阻越大分到的电压越多，故要增大灯泡两端的电压，就要减小滑动变阻器两端的电压，即减小滑动变阻器接入电路中的阻值，故应将滑动变阻器的滑片向左移动。
[3]灯泡正常发光时，电流表的示数为0.3A，即灯泡的额定电流为0.3A，则灯泡的额定功率为
P额′=U额′I额=2.5V×0.3A=0.75W
（3）①[4]断开开关S2，闭合开关S1和S3，调节滑动变阻器的滑片P至a端时，灯泡L被短路，此时只有R1接入的简单电路，电压表测电源电压，即电源电压为U=U1；再将滑片P调至b端，此时R1与R0串联接入电路，电压表测R1两端的电压为U2，则滑动变阻器R0两端的电压为
U0=U-U2=U1-U2
则电路中的电流为
所以R1的阻值为
②断开开关S1和S3，闭合开关S2时，灯泡L、R1、R0串联接入电路，电压表测R1和R0的总电压，示数为(U1-U额)，恰好等于电源电压减灯泡的额定电压，说明此时灯泡正常发光。
③[5]不改变滑动变阻器的滑片P的位置，断开开关S2和S3，闭合开关S1时，仍然是灯泡L、R1、R0串联接入电路，说明灯泡正常发光，此时电压表测R1两端的电压为U3，则此时电路中的电流为
则灯泡的额定功率为
11．张华同学采用如图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电源电压恒为3V。
（1）连接电路时，开关应处于 状态，滑动变阻器的滑片应滑到 （选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关后，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数为0，电流表有示数，产生这一现象的原因是 ；
A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，继续进行实验，张华移动滑动变阻器的滑片，记录了多组数据，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为 W，图像是曲线的主要原因是 ；
（4）李英同学设计了另一种方案：不用电流表，但增加了一只阻值已知的定值电阻，用图丙所示的电路进行实验，也测量出了该小灯泡的额定功率。具体步骤如下：
她闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；然后保持不变，将电压表接在“a”处的导线换接到“b”处，读出电压表示数U，利用此方法测量出小灯泡的额定功率表达式 （用已知和所测量的物理量符号表示）。
【答案】 断开 右 A 0.625 小灯泡的电阻受温度的影响
【解析】（1）[1][2]连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态，滑片应置于变阻器阻值最大处于，即图甲中的变阻器的最右端。
（2）[3]A．实验所用电路为串联电路，电流表有示数，说明电路通路，电压表无示数，且小灯泡不亮，可能是小灯泡短路了。故A符合题意；
B．小灯泡断路时，电流表无示数，但电压表与电源接通，电压表有示数，故B不符合题意；
C．滑动变阻器短路时，电路通路，电流表有示数，电压表与电源接通，电压表有示数，故C不符合题意；
D．滑动变阻器断路，电流表无示数，电压表也无示数，故D不符合题意。
故选A。
（3）[4]由图乙知，小灯泡两端的电压为2.5V时，电路中的电流为0.25A，小灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
[5]图乙中，图像是曲线是因为小灯泡的电阻受温度的影响，电压增大时，小灯泡灯丝的温度升高，电阻也随之增大。
（4）[6]由图丙知，小灯泡与R0和滑动变阻器串联连接，电压表的导线接在a处时，电压表测小灯泡两端的电压，调节滑片，让电压表的示数为小灯泡的额定电压U额，小灯泡正常工作。滑片位置保持不变，电压表的导线换接到b处时，电压表测量小灯泡及R0的总电压， R0两端的电压
U0=U-U额
电路中的电流
小灯泡的额定功率
12．悦悦用图甲所示器材测量小灯泡电功率。待测小灯泡L的额定电压为2.5V，额定功率小于1W，电源为两节干电池，滑动变阻器R的规格为“20Ω 1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（滑片向右移动，灯泡变亮）；
（2）悦悦正确连接完电路，发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，接下来应该 ；
A．更换阻值更小的滑动变阻器 B．更换两节新干电池 C．重新连接电路
（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W；
（4）悦悦进行了三次实验，将三次不同电压下的电功率求平均值，她的做法是 （选填“正确”或“错误”）的。这是因为灯丝电阻随温度的升高而 。
（5）小灯泡用久了，钨丝会变细，在2.5V电压下，小灯泡实际功率 （选填“大于”、“小于”或“等于”）额定功率；
（6）欣欣也想测小灯泡电功率，她更换了所有器材，她的器材有：两个小灯泡（分别标有“2.2V 0.3A”“3.8V 0.3A”字样），她选择其中一个小灯泡与电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、电流表、滑动变阻器、开关串联，然后将电压表并联在电路中，移动变阻器滑片P至最大阻值处，欣欣闭合开关，观察到电压表示数如图所示，然后移动变阻器滑片P至某位置，使小灯泡正常发光，此过程中电压表指针向左偏转了6小格。请你分析：欣欣将电压表并在了 （选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）两端，小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为 W。
【答案】 B 0.7 错误 变大 小于 滑动变阻器 0.66
【解析】（1）[1]滑片向右移动时，灯泡变亮，表明电路中电流变大，即接入电阻变小，所以滑动变阻器下端应接入右端的接线柱。如图所示
（2）[2]如果发现无论怎样移动滑片，灯泡两端电压无法达到额定电压，可能是电源电压太低了，所以接下来应该更换两节新干电池，滑动变阻器的阻值可以调到很小，不需要换阻值更小的电阻，且电路连接并没有错误，不需要重新连接。故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（3）[3]电流表示数如图乙所示，电流表接入的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，所以小灯泡的额定电流为0.28A，额定功率为
（4）[4][5]由于灯丝电阻随温度的升高而变大，不同功率下灯丝的电阻不相同，求平均值没有意义，故悦悦的做法是错误的。
（5）[6]电阻大小与导体的横截面积有关，小灯泡用久了，钨丝会变细，电阻将变大，根据，在2.5V电压下，小灯泡实际功率小于额定功率。
（6）[7]变阻器滑片P至最大阻值处，闭合开关，移动变阻器滑片P至某位置，则滑动变阻器接入的电阻变小了，此过程中电压表指针向左偏转了6小格，即示数变小了，根据串联电路分压的规律，此时电压表应显示的为滑动变阻器两端的电压，故电压表并联在滑动变阻器两端。
[8]如果电压表接入的量程为0~3V，分度值为0.1V，则图中读数为2.8V，电压表指针向左偏转了6小格，则滑动变阻器两端的电压读数为2.2V，此时小灯泡正常发光，如果此时灯泡为“2.2V 0.3A”，则电源电压为
不符合电源电压的值。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”，则电源电压为
符合电源电压的值。同理，如果电压表接入的量程为0~15V，分度值为0.5V，则图中读数为14V，电压表指针向左偏转了6小格，则读数为11V，此时小灯泡正常发光，如果此时灯泡为“2.2V 0.3A”，则电源电压为
不符合电源电压的值。如果此时灯泡为“3.8V 0.3A”，则电源电压为
不符合电源电压的值。综上所述，灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压读数为2.2V，电流为0.3A，滑动变阻器的功率为
（限时25分钟）
1．在“探究电流与电压、电阻关系”的实验中，某实验小组选用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻，电压恒为4V的电源，“25Ω 1A”的滑动变阻器等器材，设计了如图甲所示的实验电路。
（1）请你根据图甲，将图乙中的部分电路连接完整（要求：滑片向右移动时，电流表示数变大，导线不交叉）；
（2）闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数，则电路存在的故障可能是定值电阻 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，首先接入10Ω的电阻探究“电流与电压的关系”；
①记录表格如下，当电压表示数为2.8V时，电流表如图丙所示，为 A；实验小组记录的数据表格如下表所示，小红分析了数据后，指出有一组数据不符合实际，这组数据对应的实验序号是 ；
②分析正确的数据，可得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 ；
（4）接着小红继续按照图乙所示电路，将5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这五个电阻随机单独接入电路，探究电流与电阻的关系；
①实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10Ω的电阻完成实验后，保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关，换上15Ω电阻，闭合开关后，为了使电阻两端的电压恢复到2V，此时应将滑片适当向 调（选填“左”或“右”）；
②小红分析：若电源更换为可调电压电源，但仍预设电压表示数为2V不变，为了保证可用定值电阻均能正常进行实验，则该电源电压应该控制在 V到 V的范围之间。
【答案】 断路 0.28 1 正比 左 2 4
【解析】（1）[1]从图甲可以看到，这是一个串联电路，两电阻串联，电流表测电路的电流，题中要求，滑片向右移动时，电流表示数变大，则电路的总电阻变小，滑动变阻器接入电路的阻值变小，再观察图乙，可知，变阻器的右上端接入电路，根据变阻器的“一上一下”规则，接下来要把下端接入电路，假设把左下端接入电路，则变阻器的阻值变大，不合适，假设把右下端接入电路，变阻器的阻值变小，符合题意，其他电路连接完整，如下图所示：
（2）[2]闭合开关后，发现电流表无示数，这是一个串联电路，说明电路没有电流，电路有断路情况，假设是定值电阻断路，电流表无示数，电压表测的是电源电压，电压表有示数，符合题意，则电路存在的故障可能是定值电阻断路。
（3）[3]从图丙可以看到，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，它的读数为0.28A。
[4]小红分析了数据后，指出有一组数据不符合实际，则分析这六组数据，实验序号1，电压表示数为1V，即定值电阻的电压为1V，电源电压恒为4V，则滑动变阻器的电压为3V，电流表示数为0.1A，串联电路的电流处处相等，则流过变阻器的电流也为0.1A，根据欧姆定律的变换式可得，变阻器的阻值为
变阻器的阻值为30Ω，但是滑动变阻器的规格为“25Ω 1A”，最大阻值为25Ω，不可能达到30Ω，故这组数据不符合实际；同理，其他五组数据都符合实际，综上所述，这组不符合实际的数据，为实验序号1。
[5]分析表格中的数据，除了第一组数据，其他五组数据，可知电压与电流的比值为一个固定值10，可得结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。
（4）[6]实验中控制电阻两端的电压为2V不变。她用10Ω的电阻完成实验后，保持滑动变阻器的滑片位置不动，断开开关，换上15Ω电阻，这时定值电阻的阻值变大了，根据串联电路的分压特点，变阻器接入电路的阻值大小不变，则定值电阻的电压变大，为了使电阻两端的电压恢复到2V，变阻器接入电路的阻值也应该变大，观察实物图可知，此时应将滑片适当向左调。
[7][8]设该可调电压电源，电压最小值为Umin，最大值为Umax，要保证预设电压表示数为2V不变，可知假设该电源电压最小为2V，滑动变阻器接入电路的阻值为0，则定值电阻两端的电压就等于电源电压，符合题意，实验可以正常进行，电压不能再小了，小于2V，就不能保证预设电压表示数为2V，综上所述，该电源电压最小为2V；
该电源电压最大为Umax，预设电压表示数为2V不变，则滑动变阻器的电压为，当用5Ω的电阻接入电路时，电路的电流为
而变阻器接入电路的阻值应该不大于25Ω，可得关系式
解得；同理可得，当用10Ω、15Ω、20Ω、25Ω这些电阻接入时，分别得到电源电压的最大值、、、；
综上所述，电源电压的最大值为4V，最小值为2V，即该电源电压应该控制在2V到4V的范围之间。
2．小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2V的整数倍），待测小灯（标有“2.5V”字样、额定功率在0.6W到0.8W瓦之间）、电压表、电流表、滑动变阻器、电键以及导线若干；他正确串联实验器材，然后，将电压表并联在电路中。闭合电键后，继续移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度从暗逐渐变亮，电压表示数变小。他继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数，算得对应的电功率为1.65W。
（1）请判断：电压表并联在 两端（选填“滑动变阻器”或“小灯”），理由是： ；
（2）小华所用电源电压为 V，小灯泡正常发光时电压表读数为 V；
（3）根据实验相关信息，求出小灯额定功率P额为 （需写出计算过程）。
【答案】 滑动变阻器 见解析 8 5.5 0.75
【解析】（1）[1][2]灯泡的亮度增大，说明电路中电流增大，滑动变阻器和灯泡是串联的，要使电路电流增大，总电阻要减小，所以滑动变阻器电阻减小。串联电路的电阻起分担电压的作用，电阻越小分担的电压越小，所以滑动变阻器两端的电压减小，电压表示数变小，说明电压表并联在了滑动变阻器两端。如图所示
（2）[3][4]由题意可知
P=URI=1.65W
所以灯光正常工作时的电流为
此时灯泡正常工作，所以灯泡的额定功率为
所以
解不等式得
7.66V≤U总≤9.375V
又因为电源电压为2的整倍数，所以电源电压为8V。则滑动变阻器两端电压为
UR=U总-UL=8V-2.5V=5.5V
（3）[5]小灯泡的额定功率为
3．如图所示，小欣做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为6V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样，滑动变阻器的规格是“20Ω 1A”。
（1）请你根据图甲电路图用笔画线代替导线，将图乙中未完成的电路连接好。(要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连灯泡变暗，导线不能交叉)
（2）连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，电路的故障可能是 ；
A．灯泡短路 B．滑动变阻器短路 C．灯泡断路 D．滑动变阻器断路
（3）电路故障排除后，闭合开关，逐步移动滑片，电压表示数如图丙，为使灯泡正常发光，应向 （选填“左”、“右”）端移动滑片P；图丁为灯泡的I﹣U图象，小欣发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”、“变小”或“不变”)；当小灯泡两端电压为2V时，其实际功率在下列选项 的范围内。
A．0~0.5W B．0.32W~0.4W C．0.4W~0.5W D．0.32W~0.5W
（4）测完小灯泡的电功率之后，小欣绘制出该用电器的P﹣I2和P﹣U2图象如图所示，下列正确的是 ；
A．B．C． D．
（5）在某次实验中，小欣向左调节滑动变阻器，滑动变阻器的功率减小了，灯泡的功率变化了，则 （选填“>”、“