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2021年中考物理电学满分训练15讲第14讲实验：电功率的测量含解析2020121475
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这是一份2021年中考物理电学满分训练15讲第14讲实验：电功率的测量含解析2020121475，共19页。试卷主要包含了掌握电功率测量的实验过程等内容，欢迎下载使用。
第14讲实验：电功率的测量
教学目标
1．掌握电功率测量的实验过程
【经典例题一】
一．实验探究题（共8小题）
1．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。
（1）以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 没有将电流表的指针调零 ；
（3）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.5 W；
（4）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 灯丝电阻随着温度的升高而增大 ；
（5）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1＝ 0.25 A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝ U额（I2﹣I1） 。（用U额、I1、I2表示）
【解答】解：
（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，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：
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；
（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大；
（5）①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，
在①中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I1＝0.25A，值电阻的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额＝I2﹣I1，则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：
（1）如上所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.5；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
【变式练习】
2．小宇在“测定小灯泡电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）电路连接如图1，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可能是 灯泡断路 。
（2）排除故障后，根据实验数据画出如图2所示的U﹣I图象，小灯泡额定电流为 0.25A ，计算出小灯泡的额定功率是 0.625W 。
（3）完成上述实验后，小宇设计了如图3所示的电路，在不使用电压表的情况下测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R0）
①按图2电路图连接电路；
②只闭合开关 S1 ，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光；
③只闭合开关 S2 ，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片使电流表的示数为I额；
④保持 R2 （选填“R1”或“R2”）滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝ I额2• 。（用I额、I1、I2、R0表示）
【解答】解：（1）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电路可能断路，电压表有示数，则电压表与电源连通，产生这个现象的原因可能是灯泡断路；
（2）根据实验数据画出如图2的U﹣I图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）①按电路图3连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
此时灯泡与R1串联；
③只闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额，
此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2＝RL；
④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；
⑤由串联电路特点和欧姆定律可得：
U＝I1R2＝I2（R0+R2），
解得：R2＝，
小灯泡额定功率的表达式为：
P额＝I额2RL＝I额2R2＝I额2•。
故答案为：
（1）灯泡断路；（2）0.625；（3）②S1 ；③S2 ；④R2 ；⑤I额2•。
3．小明在测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率实验中，连接了如图甲所示的电路：
（1）小明在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，向左逐渐调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小明分析电路后发现，一根导线连接有误，请你在图甲中连接错误的导线上打“×”，只改动一根导线，使电路连接正确；
（3）排除故障后，继续实验，分别记下了多组电压表和电流表示数，并绘制了如图乙所示的I﹣U图象。某次实验时电流表示数如丙所示，此时小灯泡的电阻是 10 Ω；此时它的额定功率是 0.324 W；
（4）测出小灯泡的定功率后，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 小灯泡的电阻随温度的降低而减小 ；
（5）小明重新选择实验器材，不用电流表就测出了另一个额定电流为I＝0.3A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，定值电阻R的阻值为8Ω）：
①开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 2.4V 时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，使开关S1连接触点1，这时电压表的示教为U1；小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （U﹣U1）×0.3A （用题中已知或所测物理量的字母表示）。
【解答】解：（1）原电路中，电压表串联在电路中，测量电源电压，电流表并联在电路中，没有示数，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将不发生变化；
（2）电压表应与灯泡并联，电流表应与灯泡串联，电路如图所示：
（3）某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.18A；
由图象知此时电压为1.8V
此时小灯泡的电阻为：R＝＝＝10Ω；
它的功率为：
P＝UI＝1.8V×0.18A＝0.324W；
（4）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；
（5）①连开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为I额R＝0.3A×8Ω＝2.4V，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接1，读出电压表示数U1；
因电阻的连接没有改变，各用电器的电阻电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，
此时小灯泡两端的电压为：U额＝U﹣U1，
则小灯泡额定功率：P额＝U额I额＝（U﹣U1）×0.3A。
故答案为：（1）不变；（2）见上图；（3）10；0.324；（4）小灯泡的电阻随温度的降低而减小；（5）①2.4V；②（U﹣U1）×0.3A。
4．实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 电流表指针没有调零 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.625 W。
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 B （选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 10 Ω。
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I2未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝ （用字母R0、I1、I2表示）。
【解答】解：（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，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，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A，选B；
若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：
I＝＝＝0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：
R定＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I1（Rx+R0）
在②中，为RX的简单电路，由欧姆定律：
U＝I2RX，因电源电压不变，故：
U＝I1（Rx+R0）＝I2RX，
Rx的表达式：
Rx＝。
故答案为：（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；（4）B；10；（5）。
5．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8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），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：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；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2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 1.05 W．
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 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由 实际电压 （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 5.5 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＝ U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 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。
【解答】解：
（1）滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器右接线柱连入电路中，如下所示：
（2）当电压表示数为2.5V时，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，根据P＝UI，第1、2、3、4、5的电功率分别为0.24W、0.48W、0.76W、1.05W、13.2W，可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大，
小灯泡的实际功率由实际电压决定；
（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。
故答案为：（1）如上所示；（2）1.05；（3）增大；实际电压；（4）①5.5；③U额•；偏小。
6．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丹设计了如图甲所示的电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，电源是由2节新干电池串联组成。
（1）用笔画线代替导线，帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整（要求导线不交叉，且滑片P向B端移动时，滑动变阻器阻值变大）。
（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是灯泡 短路 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示为 0.2 A，则小灯泡的额定功率为 0.5 W，此时灯丝的电阻为 12.5 Ω。
（4）小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向 B 端调节（选填“A”或“B”），观察到小灯泡变亮。
（5）表是小丹根据实验测得的多组数据，她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是 温度 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.22
（6）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率，她设计的电路如图丁所示，具体操作是：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2则小灯泡额定功率的表达式为P＝ R0I1（I2﹣I1） （用I1、I2、R0表示）
【解答】解：（1）滑动变阻器应一上一下串联入电路中，由题知，滑片P向B端移动时，滑动变阻器阻值变大，所以应选择A接线柱接入电路中，实物连接如图所示：
（2）闭合开关，电流表有示数，说明电路中通路，而小灯泡不发光，电压表无示数，则电路故障可能是灯泡短路；
（3）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由欧姆定律，此时灯丝的电阻为：
R＝＝＝12.5Ω；
（4）继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，即增大灯的电压，减小变阻器的电压，由分压原理知，应减小变阻器的电阻，故滑动变阻器的滑片应向A端调节；
（5）分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是温度；
（6）具体操作是：
闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2，
由欧姆定律，R0的电压为U0＝R0I1，根据并联电路电流的规律，即灯的额定电压，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：
I＝I2﹣I1，则小灯泡额定功率的表达式为：
P＝R0I1×（I2﹣I1）。
故答案为：（1）见上图；（2）短路；（3）0.2；0.5；12.5；（4）B；（5）温度；（6）R0I1（I2﹣I1）。
7．某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；
（2）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是： 滑动变阻器同时接下面两个接线柱 ；
（3）该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为 2.2 V．要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 A （填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的U﹣I图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为 0.5 W；
（5）为了用电流表、电阻箱R和滑动变阻器，测量额定电流为I额的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I额，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I额，读出此时电阻箱的电阻值为R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为P额＝ I额2R0 。
【解答】解：（1）实验中，电压表应该并联在小灯泡两端，如下图所示：
（2）闭合开关，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，无论怎样移动滑片，灯泡不亮，但说明灯泡实际功率很小，电路电流很小，滑动变阻器不能改变电路电阻，可能的电路故障是：①滑动变阻器同时接下面两个接线柱；
（3）图甲可知，电压表的量程是0﹣3V，电压表的分度值是0.1V，由图乙可知故此时电压表的示数是2.2V；
灯在额定电压下正常发光，而此时小灯泡两端的电压为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A端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）根据绘制的小灯泡的I﹣U图象，当灯的电压为2.5V时，电流为0.2A，小灯泡的额定功率是
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I额，根据等效替代法，此时电阻箱的电阻值等于小灯泡正常发光时的电阻等于R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为
P额＝U额I额＝I额2R0。
故答案为：（1）如上所示；（2）滑动变阻器同时接下面两个接线柱；（3）2.2；A；（4）0.5；（5）I额2R0。
8．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡，滑动变阻器、开关，导线若干，实物电路如图甲所示。
（1）甲图中有一根导线连接错误，请在导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。
（2）改正错误后进行实验，根据实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡额定功率是 0.625 W。
（3）仅用该实验装置中的器材，以下探究活动能够完成的是 ABC 。
A．测量小灯泡的电阻
B．探究串联电路电流的特点
C．探究串联电路电压的特点
D．探究电流与电压的关系
（4）完成上面实验后，小明又设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额小灯泡L2的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1，滑动变阻器R2的最大阻值为R2）
①只闭合开关S和S2，移动R1滑片，使电流表示数为I额。
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额．保持滑动变阻器 R2 的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝ I额2• 。（用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示）
【解答】解：
（1）原电路中，灯与变阻器并联后再与电压表串联是错误的，灯应与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）根据实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）A．由R＝可知，电压表测出电压，电流表测出电流，可测量小灯泡的电阻，故A能完成；
B．将电流分别串联在电路不同处，可探究串联电路电流的特点，故B能完成；
C．分别将电压表并联在各用电器两端，可探究串联电路电压的特点，故C能完成；
D、探究电流与电压的关系要控制电阻不变，灯的电阻随温度的变化而变化，故D不能完成。
故选ABC；
（4）①闭合开关S和S2，移动R1滑片，使电流表的示数为I额。
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额．保持变阻器R2的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
在①中，R1与灯串联，灯正常发光，
在②中，R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2＝RL；
保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得：
U＝I1R2＝I2（R1+R2），
解得：R2＝，
小灯泡额定功率的表达式为：
P额＝I额2RL＝I额2R2＝I额2•R2＝I额2•。
故答案为：
（1）如上所示；（2）0.625；（3）ABC；（3）④R2； I额2•。
第14讲实验：电功率的测量
教学目标
1．掌握电功率测量的实验过程
【经典例题一】
一．实验探究题（共8小题）
1．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。
（1）以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 没有将电流表的指针调零 ；
（3）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.5 W；
（4）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 灯丝电阻随着温度的升高而增大 ；
（5）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1＝ 0.25 A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝ U额（I2﹣I1） 。（用U额、I1、I2表示）
【解答】解：
（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，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：
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；
（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大；
（5）①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，
在①中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I1＝0.25A，值电阻的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额＝I2﹣I1，则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：
（1）如上所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.5；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
【变式练习】
2．小宇在“测定小灯泡电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
（1）电路连接如图1，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可能是 灯泡断路 。
（2）排除故障后，根据实验数据画出如图2所示的U﹣I图象，小灯泡额定电流为 0.25A ，计算出小灯泡的额定功率是 0.625W 。
（3）完成上述实验后，小宇设计了如图3所示的电路，在不使用电压表的情况下测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R0）
①按图2电路图连接电路；
②只闭合开关 S1 ，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光；
③只闭合开关 S2 ，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片使电流表的示数为I额；
④保持 R2 （选填“R1”或“R2”）滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝ I额2• 。（用I额、I1、I2、R0表示）
【解答】解：（1）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电路可能断路，电压表有示数，则电压表与电源连通，产生这个现象的原因可能是灯泡断路；
（2）根据实验数据画出如图2的U﹣I图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）①按电路图3连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
此时灯泡与R1串联；
③只闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额，
此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2＝RL；
④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2；
⑤由串联电路特点和欧姆定律可得：
U＝I1R2＝I2（R0+R2），
解得：R2＝，
小灯泡额定功率的表达式为：
P额＝I额2RL＝I额2R2＝I额2•。
故答案为：
（1）灯泡断路；（2）0.625；（3）②S1 ；③S2 ；④R2 ；⑤I额2•。
3．小明在测量额定电压为3.8V的小灯泡电功率实验中，连接了如图甲所示的电路：
（1）小明在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，向左逐渐调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小明分析电路后发现，一根导线连接有误，请你在图甲中连接错误的导线上打“×”，只改动一根导线，使电路连接正确；
（3）排除故障后，继续实验，分别记下了多组电压表和电流表示数，并绘制了如图乙所示的I﹣U图象。某次实验时电流表示数如丙所示，此时小灯泡的电阻是 10 Ω；此时它的额定功率是 0.324 W；
（4）测出小灯泡的定功率后，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 小灯泡的电阻随温度的降低而减小 ；
（5）小明重新选择实验器材，不用电流表就测出了另一个额定电流为I＝0.3A的小灯泡的额定功率，设计的电路图如图丁所示。请你将下列实验步骤补充完整，并计算出小灯泡的额定功率（电源电压恒为U，定值电阻R的阻值为8Ω）：
①开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 2.4V 时，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，使开关S1连接触点1，这时电压表的示教为U1；小灯泡额定功率的表达式为P额＝ （U﹣U1）×0.3A （用题中已知或所测物理量的字母表示）。
【解答】解：（1）原电路中，电压表串联在电路中，测量电源电压，电流表并联在电路中，没有示数，在未检查电路连接是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表的示数将不发生变化；
（2）电压表应与灯泡并联，电流表应与灯泡串联，电路如图所示：
（3）某次实验时电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.18A；
由图象知此时电压为1.8V
此时小灯泡的电阻为：R＝＝＝10Ω；
它的功率为：
P＝UI＝1.8V×0.18A＝0.324W；
（4）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；
（5）①连开关S闭合，开关S1连接触点“2”时，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为I额R＝0.3A×8Ω＝2.4V，小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接1，读出电压表示数U1；
因电阻的连接没有改变，各用电器的电阻电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，
此时小灯泡两端的电压为：U额＝U﹣U1，
则小灯泡额定功率：P额＝U额I额＝（U﹣U1）×0.3A。
故答案为：（1）不变；（2）见上图；（3）10；0.324；（4）小灯泡的电阻随温度的降低而减小；（5）①2.4V；②（U﹣U1）×0.3A。
4．实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 电流表指针没有调零 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 0.625 W。
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 B （选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 10 Ω。
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I2未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝ （用字母R0、I1、I2表示）。
【解答】解：（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，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，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A，选B；
若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：
I＝＝＝0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：
R定＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I1（Rx+R0）
在②中，为RX的简单电路，由欧姆定律：
U＝I2RX，因电源电压不变，故：
U＝I1（Rx+R0）＝I2RX，
Rx的表达式：
Rx＝。
故答案为：（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；（4）B；10；（5）。
5．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8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），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：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；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2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 1.05 W．
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 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由 实际电压 （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 5.5 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＝ U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 偏小 （选填“偏大”或“偏小”）。
【解答】解：
（1）滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器右接线柱连入电路中，如下所示：
（2）当电压表示数为2.5V时，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，根据P＝UI，第1、2、3、4、5的电功率分别为0.24W、0.48W、0.76W、1.05W、13.2W，可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大，
小灯泡的实际功率由实际电压决定；
（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。
故答案为：（1）如上所示；（2）1.05；（3）增大；实际电压；（4）①5.5；③U额•；偏小。
6．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丹设计了如图甲所示的电路图，已知小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”，电源是由2节新干电池串联组成。
（1）用笔画线代替导线，帮助小丹按电路图甲将图乙电路连接完整（要求导线不交叉，且滑片P向B端移动时，滑动变阻器阻值变大）。
（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路故障可能是灯泡 短路 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示为 0.2 A，则小灯泡的额定功率为 0.5 W，此时灯丝的电阻为 12.5 Ω。
（4）小丹继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向 B 端调节（选填“A”或“B”），观察到小灯泡变亮。
（5）表是小丹根据实验测得的多组数据，她通过分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是 温度 。
实验次数
1
2
3
4
5
电压U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
2.8
电流I/A
0.12
0.16
0.18
0.22
（6）小丹经过思考，发现用两只电流表和一个阻值为R0的定值电阻也可以测出小灯泡的额定功率，她设计的电路如图丁所示，具体操作是：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2则小灯泡额定功率的表达式为P＝ R0I1（I2﹣I1） （用I1、I2、R0表示）
【解答】解：（1）滑动变阻器应一上一下串联入电路中，由题知，滑片P向B端移动时，滑动变阻器阻值变大，所以应选择A接线柱接入电路中，实物连接如图所示：
（2）闭合开关，电流表有示数，说明电路中通路，而小灯泡不发光，电压表无示数，则电路故障可能是灯泡短路；
（3）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由欧姆定律，此时灯丝的电阻为：
R＝＝＝12.5Ω；
（4）继续测量小灯泡两端电压略高于额定电压时的电功率，即增大灯的电压，减小变阻器的电压，由分压原理知，应减小变阻器的电阻，故滑动变阻器的滑片应向A端调节；
（5）分析数据发现小灯泡灯丝的电阻是变化的，则影响小灯泡灯丝电阻变化的主要因素是温度；
（6）具体操作是：
闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表A1的示数为I1时，小灯泡正常发光，此时电流表A2的示数为I2，
由欧姆定律，R0的电压为U0＝R0I1，根据并联电路电流的规律，即灯的额定电压，由并联电路电流的规律，灯的额定电流为：
I＝I2﹣I1，则小灯泡额定功率的表达式为：
P＝R0I1×（I2﹣I1）。
故答案为：（1）见上图；（2）短路；（3）0.2；0.5；12.5；（4）B；（5）温度；（6）R0I1（I2﹣I1）。
7．某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；
（2）连接电路后，闭合开关，灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，但是数值较小，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不发光，两电表示数均无变化，产生这一故障的原因可能是： 滑动变阻器同时接下面两个接线柱 ；
（3）该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为 2.2 V．要测量小灯泡的额定电功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 A （填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
（4）移动滑动变阻器的滑片，记下多组电压和电流值，并绘制成图丙所示的U﹣I图象，根据图象的信息可以计算出小灯泡的额定电功率为 0.5 W；
（5）为了用电流表、电阻箱R和滑动变阻器，测量额定电流为I额的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图丁所示的电路。操作步骤为：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I额，此时小灯泡正常发光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I额，读出此时电阻箱的电阻值为R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为P额＝ I额2R0 。
【解答】解：（1）实验中，电压表应该并联在小灯泡两端，如下图所示：
（2）闭合开关，电流表和电压表都有示数，则电路为通路，无论怎样移动滑片，灯泡不亮，但说明灯泡实际功率很小，电路电流很小，滑动变阻器不能改变电路电阻，可能的电路故障是：①滑动变阻器同时接下面两个接线柱；
（3）图甲可知，电压表的量程是0﹣3V，电压表的分度值是0.1V，由图乙可知故此时电压表的示数是2.2V；
灯在额定电压下正常发光，而此时小灯泡两端的电压为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A端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）根据绘制的小灯泡的I﹣U图象，当灯的电压为2.5V时，电流为0.2A，小灯泡的额定功率是
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（5）保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I额，根据等效替代法，此时电阻箱的电阻值等于小灯泡正常发光时的电阻等于R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为
P额＝U额I额＝I额2R0。
故答案为：（1）如上所示；（2）滑动变阻器同时接下面两个接线柱；（3）2.2；A；（4）0.5；（5）I额2R0。
8．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡，滑动变阻器、开关，导线若干，实物电路如图甲所示。
（1）甲图中有一根导线连接错误，请在导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。
（2）改正错误后进行实验，根据实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡额定功率是 0.625 W。
（3）仅用该实验装置中的器材，以下探究活动能够完成的是 ABC 。
A．测量小灯泡的电阻
B．探究串联电路电流的特点
C．探究串联电路电压的特点
D．探究电流与电压的关系
（4）完成上面实验后，小明又设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额小灯泡L2的额定功率。实验方案如下：（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1，滑动变阻器R2的最大阻值为R2）
①只闭合开关S和S2，移动R1滑片，使电流表示数为I额。
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额．保持滑动变阻器 R2 的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝ I额2• 。（用I额、I1、I2、R1、R2中的字母表示）
【解答】解：
（1）原电路中，灯与变阻器并联后再与电压表串联是错误的，灯应与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）根据实验数据描出的小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）A．由R＝可知，电压表测出电压，电流表测出电流，可测量小灯泡的电阻，故A能完成；
B．将电流分别串联在电路不同处，可探究串联电路电流的特点，故B能完成；
C．分别将电压表并联在各用电器两端，可探究串联电路电压的特点，故C能完成；
D、探究电流与电压的关系要控制电阻不变，灯的电阻随温度的变化而变化，故D不能完成。
故选ABC；
（4）①闭合开关S和S2，移动R1滑片，使电流表的示数为I额。
②只闭合开关S和S1，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额．保持变阻器R2的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
在①中，R1与灯串联，灯正常发光，
在②中，R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2＝RL；
保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得：
U＝I1R2＝I2（R1+R2），
解得：R2＝，
小灯泡额定功率的表达式为：
P额＝I额2RL＝I额2R2＝I额2•R2＝I额2•。
故答案为：
（1）如上所示；（2）0.625；（3）ABC；（3）④R2； I额2•。
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