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初中物理中考复习 专题37 测量小灯泡的电功率（解析版）-2022年中考物理二轮专项复习核心考点讲解与必刷题型汇编（全国通用）
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这是一份初中物理中考复习 专题37 测量小灯泡的电功率（解析版）-2022年中考物理二轮专项复习核心考点讲解与必刷题型汇编（全国通用），共19页。
专题37 测量小灯泡的电功率
【核心考点讲解】
测量小灯泡的电功率
1、实验原理：P＝UI
2、实验电路图：
3、实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）、开关、导线若干。
4、实验步骤
（1）按照电路图连接实物电路，连接过程中开关处于断开状态。
（2）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U1，读出电流表的示数为I1，灯泡亮度较暗。
（3）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U2，读出电流表的示数为I2，灯泡正常发光。
（4）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U3，读出电流表的示数为I3，灯泡亮度较亮。
5、实验结论
当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光；
当U实
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越亮。
【必刷题型精练】
1．（2021•陕西中考）如图1是“测量小灯泡电功率”的实验电路图，电源电压恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V.
（1）本实验中测量小灯泡电功率的实验原理是 P＝UI 。
（2）闭合开关前滑片P应移至 b （选填“a”或“b”）端．如图2为根据电路图所连接的实物电路，其中有一根导线连接不合理，请你在这根导线上画“×”并改正。
（3）连接好电路，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡都不发光，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压，出现这种现象的原因可能是小灯泡 断路 。
排除故障后进行实验，并将实验数据记录在如表中。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
1
1.5
0.28
2
2.5
3
3.0
0.38
（4）移动滑片P使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图3所示为 0.34 A。
（5）分析实验数据，小灯泡的额定功率为 0.85 W。当电压表示数为1.5V时，小灯泡的亮度比正常发光时 暗 。
解：（1）测量小灯泡电功率的实验原理是P＝UI；
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到 阻值最大处b端；
由图可知，电源电压为3V，电压表应选0～3V的量程，如图所示：
；
（3）小灯泡都不发光，电流表指针几乎不偏转，则电路可能断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则原因可能是与电压表并联的灯泡断路；
（4）由图2和图3可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，流过电阻的电流为0.34A；
（5）因为灯泡的额定电压为2.5V，电流表的示数为0.34A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.34A＝0.85W；
当电压表示数为1.5V时，小灯泡两端的电压小于额定电压，故小灯泡的亮度比正常发光时暗。
答案：（1）P＝UI；（2）b；如图所示；（3）断路；（4）0.34；（5）0.85；暗。
2．（2021•威海中考）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。
（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想 ② 是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想 ① 是正确的。（两空均选填“①”、“②”或“③”）
（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为 1.14 W。
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是： B 、 C 。（填字母代号）
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
解：（1）连接电路图，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大，滑动变阻器采用一上一下的连接方式，故选择右下接线柱，因小灯泡的额定电压为3.8V，选择电压表的量程为0～15V，与小灯泡并联连接，连接电路如图所示：
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表示数为零，可以判断电路是断路，由此可判断猜想小灯泡短路是错误的；又进一步观察到电压表有示数，说明电压表与电源之间的电路连接是通路，最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正确的；
（3）如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，此时小灯泡的电压为额定电压3.8V，根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，说明小灯泡两端的电压较大，应采取措施减小灯泡两端的电压，根据串联电路中电流和电压规律可知，可以通过增加电路中总电阻的方法，降低电路中的电流，使灯泡两端的电压减小，故换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法可行，故A错误，B正确；还可以从电源电压考虑，减小电源电压，即减少电池个数，故C正确，D错误；
故选：BC；
答案：（1）如图所示；（2）②；①；（3）1.14；（4）B；C；
3．（2021•镇江中考）某小灯泡的额定电流为0.3A，图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
（1）请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大。
（2）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发现电压表的示数为 3 V、电流表的示数为 0 A。
（3）小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图乙所示，小灯泡的功率为 0.36 W。
（4）为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了图丙所示实验电路，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱（0～999.9Ω）。
①实验步骤如下：
第1步；仅闭合S1，R2调至5Ω时，电流表的示数为0.3A。
第2步：仅闭合S2、R1、R2分别调至6Ω和9Ω时，电流表的示数为0.3A。
则小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω，额定功率为 0.9 W。
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的有 ACD 。
A.将R1换成导线
B.将R2换成导线
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器
D.在实验操作时，先闭合的开关是S2
解：（1）实验中，要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压，所以滑动变阻器应与小灯泡串联，如图甲所示，滑片位于滑动变阻器的右端，要使其接入电路的阻值最大，应选择左侧下接线柱接入电路，如图所示；
（2）闭合开关，导线M断路时，小灯泡开路，电压表在电路中相当于断开，则电路中的电流几乎为零，即电流表的示数为0A；电压表相当于测量电源两端电压，即电压表的示数为3V；
（3）由图甲可知，电压表测量小灯泡两端电压，由图乙可知，电压表所选量程为0～3V的量程，分度值为0.1V，示数为：1.5V；电流表所选量程为0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为：0.24A，小灯泡此时的功率为：P＝UI＝1.5V×0.24A＝0.36W；
（4）①在第1步实验中，仅闭合S1，R2调至5Ω时，R2与L串联，电路中的电流为0.3A，即通过小灯泡的电流IL1＝I额＝0.3A，小灯泡正常发光，
电路中的总电阻为：R总＝R2+RL；
在第2步实验中，仅闭合S2、R1与R2串联，当电路中的电流仍为0.3A时，电路中的总电阻为：R总′＝R2′+R1；
由欧姆定律可知，在电源电压恒定时，两次电路中的电流相等，则两次电路的总电阻相等，即R总＝R总′，
由此可得：5Ω+RL＝9Ω+6Ω，
则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝10Ω，
小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝I额2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W；
②在设定的4种调整中，只要能测出小灯泡正常发光时的电阻，就可利用公式P额＝U额I额＝I额2RL求得小灯泡的额定功率。
A、将R1换成导线。当只闭合S1时，L与R2串联，调节R2，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光，读出电阻箱的阻值为R2；当只闭合S2时，L被短路，调节R2，使电流表的示数仍为0.3A，读出电阻箱R2的阻值为R2′，则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝R2′﹣R2，故A调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
B、将R2换成导线。当只闭合S1时，只有L连入电路，电路中的电流大小不一定刚好为0.3A，故不能确保小灯泡是否正常发光；若同时闭合S1、S2，L与R1并联，两者互不影响，也不能确保L是否正常发光，故B调整不能完成小灯泡额定功率的测量；
C、将R2换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合S1时，L与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光；当只闭合S2时，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节R1，使电流表的示数仍为0.3A，读出电阻箱的阻值为R1，则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝R1，故C调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
D、在实验操作时，先闭合的开关是S2。如图丙所示，当仅闭合S2时，R1与R2串联，分别调节两个电阻箱，使电流表的示数为0.3A，
读出两电箱的示数分别为：R1和R2；当仅闭合S1时，L与R2串联，调节R2，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光，读出电阻箱R2的阻值为R2′，
则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝R1+R2﹣R2′，故D调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
故选：ACD。
答案：（1）如图所示；（2）3；0；（3）0.36；（4）①10；0.9；②ACD。
4．（2021•资阳中考）小明所在实验小组要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的实验器材如下：
A.待测小灯泡一个（额定电压2.5V，电阻约为10Ω）
B.电源一个（电压6V）
C.电流表一个（量程0～0.6A和0～3A）
D.电压表一个（量程0～3V和0～15V）
E.滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流1A）
F.滑动变阻器R2（最大阻值50Ω，额定电流0.5A）
G.开关一个，导线若干
（1）实验前选择实验器材时，为了实验结果尽可能准确，小明他们应该选用的滑动变阻器是 F （选填仪器前的字母代号）。
（2）经过讨论，实验小组设计了图甲所示的实验电路，并根据图甲完成了部分实验器材的连接，如图乙所示；请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（3）正确连接电路后，闭合开关S，发现小灯泡不发光、电压表无示数，但电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 小灯泡短路 。
（4）排除故障后重新开始实验，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片使电压表读数U＝2.5V、小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则可以求得小灯泡的额定功率P0＝ 0.65 W。
（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，能否测出小灯泡额定功率呢？实验小组经过讨论，设计了如图丁所示的实验电路，他们向实验老师要了一只R0＝5Ω的定值电阻，并利用原有器材，进行了如下实验操作：
①按照图丁所示电路图正确连接实物电路；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数I1＝ 0.5 A时，小灯泡正常发光；
③断开开关，保持 变阻器滑片P的位置 不变，将电流表改接在小灯泡所在支路中，再闭合开关S，读出电流表示数I2；
④写出小灯泡额定功率的测量式：P0＝ I1I2R0 （用I1、I2、R0等字母表示）。
解：（1）（2）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，
变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联接入电路中，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程与灯泡并联，如下所示：
；
灯的额定电压为2.5V，由串联电路的电压规律可知；滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣U额＝6V﹣2.5V＝3.5V，根据分压原理，＝，
滑动变阻器的阻值至少为：R滑＝×RL＝×10Ω＝14Ω，故应选用F中的R2“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，但小灯泡不发光，而电压表无示数，则电路中故障可能是小灯泡短路了；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光，由图丙知，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为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（5）②小明增加了一只5Ω的定值电阻R0，因当电流表示数为I1＝＝＝0.5A时，R0两端的电压一定为2.5V，
根据并联电路电压的特点，灯的电压为2.5V，灯一定正常发光，所以，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.25A时，灯泡正常发光；
③断开开关，保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变，将电流表改接在所在灯支路中，此时电路的连接关系没有改变，只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I2，R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变，灯仍正常发光，通过灯的电流I2即为灯正常发光时的电流大小；
④小灯泡额定功率的表达式为P额＝U额I额＝I1I2R0。
答案：（1）F；（2）见上图；（3）小灯泡短路；（4）0.65；（5）②0.5；③变阻器滑片P的位置；④I1I2R0。
5．（2021•鞍山中考）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 电压表 有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，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。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 左 （选填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为 0.625 W；
（4）测量小灯泡的电功率 不需要 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 灯泡在不同电压下的功率不同 ；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化ΔR2，则ΔR1 ＞ ΔR2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 6 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最 左 （选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡的额定功率为P额＝ 0.9 W。
解：
（1）观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误，电压表串联在电路中，所以闭合开关后，导致电压表测量电源电压，电压表有示数，由于电压表相当于开路，则电流表的没有示数；要测灯的额定功率，应将电压表并联在灯泡两端，如下图：
（2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率是：
P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是灯泡在不同电压下的功率不同；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小，
由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，由于灯泡电阻受温度的影响，则灯泡的电阻会变大，
根据R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，
根据串联电路电压的规律可得，R的电压为：
UR＝U＝U′＝9V﹣7V＝2V，
由分压原理可得：＝，
所以变阻器滑片右边电阻的阻值：
R右＝×R＝×10Ω＝20Ω；
故在①中，灯的额定电流为：
IL＝＝＝0.3A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝ULIL＝3V×0.3A＝0.9W。
答案：（1）电压表；如上所示；（2）左；（3）0.625；（4）不需要；灯泡在不同电压下的功率不同；（5）＞；（6）①6；②左；③0.9。
6．（2021•德州中考）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，连线不得交叉。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是 B 。（填字母序号）
A.电流表内部断路了
B.灯座内部出现了短路
C.灯泡的灯丝断了
（3）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2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为 0.3 A，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）该实验装置不能完成的实验是 C 。（填字母序号）
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
（5）另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用，老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻，同学们设计了如图丙所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率，已知电源电压不变，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额；
②闭合开关S，断开S1，再闭合S2，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额× 。（用U额、U、R0表示）
解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，电阻变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
（2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；
B．若灯座内部出现了短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，符合题意；
C．若灯泡的灯丝断了，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意；
故选：B；
（3）由图乙可知，当电压表的示数为2.5V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）A.将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；
B.用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；
C.探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；
故选：C；
（5）实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片P使电压表读数为U额，此时小灯泡正常发光；
②不改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关S、S2，断开S1，记录电压表此时读数为U；
③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，
根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U0＝U﹣U额，
由欧姆定律可得，灯泡的额定电流：IL＝I0＝，
所以小灯泡额定功率的表达式：P额＝U额IL＝U额×。
答案：（1）见解答；（2）B；（3）0.3；0.75；（4）C；（5）U额×。
7．（2021•梧州中考）小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用的小灯泡额定电压为2.5V。
（1）图甲为小亮连接的实物电路，请你帮他补充完整：
（2）电路连接正确后，闭合开关前、应将滑动变阻器的滑片移到 右 （选填“左”或“右”）端：闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，产生这种现象的原因是 灯泡短路 （写出一种合理情况即可）；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为 0.16 A，此时计算出小灯泡的实际功率为 0.32 W；
（4）根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙所示，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W，并可归纳出：小灯泡两端的实际电压越 大 ，实际功率越大。
（5）完成上述实验后，小亮进一步思考，在没有电流表的情况下，能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图丁所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表 B 点（选填“A”或“B”）的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额＝ U额× （用R0、U额、U等物理量符号表示），所选用的定值电阻R0的阻值不得超过 2.5 Ω。
解：（1）如图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最右端；闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表的示数为0V，产生这种现象的原因是灯泡短路；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.16A，即通过小灯泡的电流是0.16A；
此时小灯泡的实际功率P＝UI＝2V×0.16A＝0.32W；
（4）由丙图的U﹣I图像可知，当小灯泡的电压为额定电压U额＝2.5V时，电流I＝0.2A，
小灯泡的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由丙图的U﹣I图像可知，U越大，I也越大，根据P＝UI可得：小灯泡两端的实际电压越大，实际功率越大；
（5）调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，
根据电流从电压表正接线柱流入，将将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻的电压为：U0＝U﹣U额，
由欧姆定律，通过定值电阻的电流：
I0＝＝，
根据串联电路的电流规律，通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流，则小灯泡的额定功率可表示为：
P额＝U额I额＝U额×，
在实验操作中，因电压表选用0～3V的量程，故定值电阻的最大电压不能超过3V﹣2.5V＝0.5V，因小灯泡正常工作时电流为I＝0.2A，由欧姆定律I＝，故R0的最大值不能超过：R0max＝＝＝2.5Ω。
答案：（1）如答图所示（2）右；灯泡短路；（3）0.16；0.32；（4）0.5；大；（5）B；U额×；2.5。
8．（2021•宿迁中考）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω 1.5A”的R1和规格为“20Ω 1A”的R2。
（1）为了完成实验，选择滑动变阻器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接，请用笔画线代替导线，将电路连接完整，并指出连接电路时的错误之处 开关处于闭合状态。 。
（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数。用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表 断路 。
（3）更换新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1更换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2。为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，其目的是 使灯泡L2正常发光 。
（4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路，请你帮他补全实验步骤：
①将滑动变阻器 R1 调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点 2 ，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额。
②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2。则灯泡L2的额定功率表达式为P额＝ U额 。
解：（1）电压表与被测用电器并联，电压表的量程应该为0～15V，为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P应处于连入阻值最大处。故连接电路时的错误之处是开关处于闭合状态。如图所示：
（2）用导线连接电流表两端时，灯泡发光，说明电源、开关、滑动变阻器、灯泡是通路，实验时发现发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，原因是电流表断路。
（3）灯泡L2正常工作时电流为：
，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为：
＝＝11.2Ω＞10Ω，
所以，需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，其目的是使灯泡L2正常发光；
（4）闭合开关S，将S1拨向触点 2，将滑动变阻器R1调到最大阻值，此时L2，R1，R2串联，调节滑动变阻器R2的阻值，电压表测量L2的电压，示数记为U额，
将S1拨向触点 1，L2，R1，R2依旧串联，此时电压表测量L2、R1的电压，示数记为U，则此时电路电流为：
＝
小灯泡的实际功率为：
P＝U额I＝U额。
答案：（1）如上图所示；开关处于闭合状态；（2）断路；（3）使灯泡L2正常发光；（4）①R1 2；②U额。
9．（2021•丹东中考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小明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，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电源电压恒为3V。
（1）小明同学连接电路后闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中发现，小灯泡变亮时电压表示数反而减小，小灯泡变暗时电压表示数反而增大，经检查所用器材均完好，你认为原因可能是 电压表与滑动变阻器并联了 。
（2）重新正确连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 0.5 W。
（3）接下来，小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向 A （选填“A”或“B”）端调节。
（4）小明又设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1最大阻值为R0，小灯泡额定电压为U额（U额小于电源电压）。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器R2滑片，使电压表示数为U额，小灯泡正常发光。
②闭合开关S1、S2，使滑动变阻器R2滑片 保持不动 （选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），滑动变阻器R1滑片 滑到最右端 （选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），记下此时电压表示数为U1。
③闭合开关 S1、S2 ，滑动变阻器R2滑片 滑到最左端 （选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），记下此时电压表示数为U2。
④小灯泡额定功率P额＝ U额 （选用字母U1、U2、U额、R0表示）。
解：
（1）灯泡变亮时，灯泡两端的电压应变大，电压表示数反而减小，说明电压表与滑动变阻器并联了。
（2）根据图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表读数为0.2A，根据电功率公式：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
（3）想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压，则滑动变阻器分得电压增大，阻值增大。故滑动变阻器的滑片应向A端调节。
（4）①闭合开关S1、S3，滑动变阻器R2与小灯泡串联，电压表测量小灯泡的电压；调节滑动变阻器R2滑片，使电压表示数为U额，小灯泡正常发光。
②闭合开关S1、S2时，R1与R2串联，使滑动变阻器R2滑片保持不动，滑动变阻器R1滑片滑到最右端，为R1最大阻值R0，此时电压表示数为U1，可得此时电流为：。
③闭合开关S1、S2，使滑动变阻器R1滑片不动（其接入电路的阻值仍然为R0），滑动变阻器R2滑片滑到最左端，记下此时电压表示数为U2。此时电路为R1最大阻值的简单电路，电压表示数为电源电压。
根据②③可得②中R2的阻值为：
＝＝，
①中的电流为（即灯泡的额定电流）：
＝＝，
则小灯泡的额定功率为：
P＝U额I＝U额。
答案：（1）电压表与滑动变阻器并联了；（2）0.5；（3）A；（4）②保持不动；滑到最右端；③S1、S2；滑到最左端；④U额。
10．（2021•营口中考）小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（电源电压恒定）。实验步骤如下：
（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的 最左 （选填“最左”或“最右”）端；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡 短路 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为 0.24 A，小灯泡的额定功率为 0.6 W。
（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是 灯泡电阻受温度影响很大 。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的 实际功率 决定的。
（5）小刚又设计了如图丁所示的电路，测出了只标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定，变阻器R1的最大阻值为10Ω，实验操作如下：
①闭合S1，断开S2，移动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；
②闭合S2，断开S1，保持变阻器R1的滑片位置不动，移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A；
③ 保持变阻器R2的滑片位置不动 ，将变阻器R1的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，再将变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A；
④小灯泡的额定功率为 0.45 W。
解：（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即滑动变阻器的最左端；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，电压表没有示数，则与电压表并联部分电路短路，即灯泡短路；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，由串联电路分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻太大，所以应将变阻器的滑片向右移动，直到电压表的示数为2.5V时为止，
电流表接入电路的量程为0～0.6A，每一小格表示0.02A，由乙图可知通过灯泡的电流为0.24A，
灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大，实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的；
（5）①闭合S1，断开S2，灯泡和变阻器R1串联接入电路，移动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光，
②闭合S2，断开S1，两个滑动变阻器串联接入电路，保持变阻器R1的滑片位置不动，移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A，变阻器R2等效代替了灯泡，变阻器R2的电阻等于灯泡正常发光时的电阻，
③保持变阻器R2的滑片位置不动，将变阻器R1的滑片移到最左端，变阻器R1接入电路的电阻为0，电路为变阻器R2的简单电路，电流表的示数为0.6A，
由欧姆定律可得电源电压：U＝I1R2＝0.6A×R2，
再将变阻器R1的滑片移到最右端，此时变阻器R2和变阻器R1的最大阻值串联接入电路，电流表的示数为0.2A，
该电路的总电阻：＝＝3R2，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以变阻器R2的电阻：R2＝R﹣R1＝3R2﹣10Ω，解得：R2＝5Ω；
④小灯泡的额定功率为：P′＝I′2R2＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W。
答案：（1）最左；（2）短路；（3）右；0.24；0.6；（4）灯泡的电阻受温度影响很大；实际功率；（5）保持变阻器R2的滑片位置不动；0.45。
专题37 测量小灯泡的电功率
【核心考点讲解】
测量小灯泡的电功率
1、实验原理：P＝UI
2、实验电路图：
3、实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）、开关、导线若干。
4、实验步骤
（1）按照电路图连接实物电路，连接过程中开关处于断开状态。
（2）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U1，读出电流表的示数为I1，灯泡亮度较暗。
（3）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U2，读出电流表的示数为I2，灯泡正常发光。
（4）移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，使电压表的示数为U3，读出电流表的示数为I3，灯泡亮度较亮。
5、实验结论
当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光；
当U实
当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越亮。
【必刷题型精练】
1．（2021•陕西中考）如图1是“测量小灯泡电功率”的实验电路图，电源电压恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V.
（1）本实验中测量小灯泡电功率的实验原理是 P＝UI 。
（2）闭合开关前滑片P应移至 b （选填“a”或“b”）端．如图2为根据电路图所连接的实物电路，其中有一根导线连接不合理，请你在这根导线上画“×”并改正。
（3）连接好电路，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡都不发光，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压，出现这种现象的原因可能是小灯泡 断路 。
排除故障后进行实验，并将实验数据记录在如表中。
实验序号
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
1
1.5
0.28
2
2.5
3
3.0
0.38
（4）移动滑片P使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图3所示为 0.34 A。
（5）分析实验数据，小灯泡的额定功率为 0.85 W。当电压表示数为1.5V时，小灯泡的亮度比正常发光时 暗 。
解：（1）测量小灯泡电功率的实验原理是P＝UI；
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到 阻值最大处b端；
由图可知，电源电压为3V，电压表应选0～3V的量程，如图所示：
；
（3）小灯泡都不发光，电流表指针几乎不偏转，则电路可能断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则原因可能是与电压表并联的灯泡断路；
（4）由图2和图3可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，流过电阻的电流为0.34A；
（5）因为灯泡的额定电压为2.5V，电流表的示数为0.34A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.34A＝0.85W；
当电压表示数为1.5V时，小灯泡两端的电压小于额定电压，故小灯泡的亮度比正常发光时暗。
答案：（1）P＝UI；（2）b；如图所示；（3）断路；（4）0.34；（5）0.85；暗。
2．（2021•威海中考）小红和小明进行“测量小灯泡的额定功率”的实验，实验室提供的器材有：不同规格的小灯泡和滑动变阻器、1.5V的干电池（若干）和其他常用器材。
（1）图甲是小红进行实验的实物电路图，小灯泡额定电压为3.8V，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大。
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，小红猜想可能的原因：①小灯泡的灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器断路。她再观察，发现电流表示数为零，由此可判断猜想 ② 是错误的；又进一步观察到电压表有示数，最终确定猜想 ① 是正确的。（两空均选填“①”、“②”或“③”）
（3）排除故障后，小红移动滑片，使电压表的示数达到小灯泡的额定电压，此时电流表的指针如图乙所示，小灯泡的额定功率为 1.14 W。
（4）小明用小红的实验电路接着测量规格为“2.5V 0.3A”小灯泡的额定功率。闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，为此必须对实验器材进行调整，下列措施可行的是： B 、 C 。（填字母代号）
A.换最大阻值较小的滑动变阻器
B.串联定值电阻
C.减少电池个数
D.增加电池个数
解：（1）连接电路图，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的阻值最大，滑动变阻器采用一上一下的连接方式，故选择右下接线柱，因小灯泡的额定电压为3.8V，选择电压表的量程为0～15V，与小灯泡并联连接，连接电路如图所示：
（2）连接好电路之后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表示数为零，可以判断电路是断路，由此可判断猜想小灯泡短路是错误的；又进一步观察到电压表有示数，说明电压表与电源之间的电路连接是通路，最终确定猜想小灯泡的灯丝断了是正确的；
（3）如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，此时小灯泡的电压为额定电压3.8V，根据功率公式计算可得小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）闭合开关，保证小灯泡发光的情况下，无论如何移动滑片，电压表示数始终高于2.5V，说明小灯泡两端的电压较大，应采取措施减小灯泡两端的电压，根据串联电路中电流和电压规律可知，可以通过增加电路中总电阻的方法，降低电路中的电流，使灯泡两端的电压减小，故换最大阻值较大的滑动变阻器和串联定值电阻的方法可行，故A错误，B正确；还可以从电源电压考虑，减小电源电压，即减少电池个数，故C正确，D错误；
故选：BC；
答案：（1）如图所示；（2）②；①；（3）1.14；（4）B；C；
3．（2021•镇江中考）某小灯泡的额定电流为0.3A，图甲是小明测量该灯泡功率的实验电路。
（1）请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大。
（2）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发现电压表的示数为 3 V、电流表的示数为 0 A。
（3）小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图乙所示，小灯泡的功率为 0.36 W。
（4）为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了图丙所示实验电路，所用电源电压恒定，R1、R2均为电阻箱（0～999.9Ω）。
①实验步骤如下：
第1步；仅闭合S1，R2调至5Ω时，电流表的示数为0.3A。
第2步：仅闭合S2、R1、R2分别调至6Ω和9Ω时，电流表的示数为0.3A。
则小灯泡正常发光时的电阻为 10 Ω，额定功率为 0.9 W。
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的有 ACD 。
A.将R1换成导线
B.将R2换成导线
C.将R2换成适当规格的滑动变阻器
D.在实验操作时，先闭合的开关是S2
解：（1）实验中，要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压，所以滑动变阻器应与小灯泡串联，如图甲所示，滑片位于滑动变阻器的右端，要使其接入电路的阻值最大，应选择左侧下接线柱接入电路，如图所示；
（2）闭合开关，导线M断路时，小灯泡开路，电压表在电路中相当于断开，则电路中的电流几乎为零，即电流表的示数为0A；电压表相当于测量电源两端电压，即电压表的示数为3V；
（3）由图甲可知，电压表测量小灯泡两端电压，由图乙可知，电压表所选量程为0～3V的量程，分度值为0.1V，示数为：1.5V；电流表所选量程为0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为：0.24A，小灯泡此时的功率为：P＝UI＝1.5V×0.24A＝0.36W；
（4）①在第1步实验中，仅闭合S1，R2调至5Ω时，R2与L串联，电路中的电流为0.3A，即通过小灯泡的电流IL1＝I额＝0.3A，小灯泡正常发光，
电路中的总电阻为：R总＝R2+RL；
在第2步实验中，仅闭合S2、R1与R2串联，当电路中的电流仍为0.3A时，电路中的总电阻为：R总′＝R2′+R1；
由欧姆定律可知，在电源电压恒定时，两次电路中的电流相等，则两次电路的总电阻相等，即R总＝R总′，
由此可得：5Ω+RL＝9Ω+6Ω，
则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝10Ω，
小灯泡的额定功率为：P额＝U额I额＝I额2RL＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W；
②在设定的4种调整中，只要能测出小灯泡正常发光时的电阻，就可利用公式P额＝U额I额＝I额2RL求得小灯泡的额定功率。
A、将R1换成导线。当只闭合S1时，L与R2串联，调节R2，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光，读出电阻箱的阻值为R2；当只闭合S2时，L被短路，调节R2，使电流表的示数仍为0.3A，读出电阻箱R2的阻值为R2′，则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝R2′﹣R2，故A调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
B、将R2换成导线。当只闭合S1时，只有L连入电路，电路中的电流大小不一定刚好为0.3A，故不能确保小灯泡是否正常发光；若同时闭合S1、S2，L与R1并联，两者互不影响，也不能确保L是否正常发光，故B调整不能完成小灯泡额定功率的测量；
C、将R2换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合S1时，L与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光；当只闭合S2时，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节R1，使电流表的示数仍为0.3A，读出电阻箱的阻值为R1，则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝R1，故C调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
D、在实验操作时，先闭合的开关是S2。如图丙所示，当仅闭合S2时，R1与R2串联，分别调节两个电阻箱，使电流表的示数为0.3A，
读出两电箱的示数分别为：R1和R2；当仅闭合S1时，L与R2串联，调节R2，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光，读出电阻箱R2的阻值为R2′，
则小灯泡正常发光的电阻为：RL＝R1+R2﹣R2′，故D调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
故选：ACD。
答案：（1）如图所示；（2）3；0；（3）0.36；（4）①10；0.9；②ACD。
4．（2021•资阳中考）小明所在实验小组要测量小灯泡的额定功率，实验室提供的实验器材如下：
A.待测小灯泡一个（额定电压2.5V，电阻约为10Ω）
B.电源一个（电压6V）
C.电流表一个（量程0～0.6A和0～3A）
D.电压表一个（量程0～3V和0～15V）
E.滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流1A）
F.滑动变阻器R2（最大阻值50Ω，额定电流0.5A）
G.开关一个，导线若干
（1）实验前选择实验器材时，为了实验结果尽可能准确，小明他们应该选用的滑动变阻器是 F （选填仪器前的字母代号）。
（2）经过讨论，实验小组设计了图甲所示的实验电路，并根据图甲完成了部分实验器材的连接，如图乙所示；请用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（3）正确连接电路后，闭合开关S，发现小灯泡不发光、电压表无示数，但电流表有示数，造成这一现象的原因可能是 小灯泡短路 。
（4）排除故障后重新开始实验，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片使电压表读数U＝2.5V、小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则可以求得小灯泡的额定功率P0＝ 0.65 W。
（5）在没有电压表、只有电流表的情况下，能否测出小灯泡额定功率呢？实验小组经过讨论，设计了如图丁所示的实验电路，他们向实验老师要了一只R0＝5Ω的定值电阻，并利用原有器材，进行了如下实验操作：
①按照图丁所示电路图正确连接实物电路；
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数I1＝ 0.5 A时，小灯泡正常发光；
③断开开关，保持 变阻器滑片P的位置 不变，将电流表改接在小灯泡所在支路中，再闭合开关S，读出电流表示数I2；
④写出小灯泡额定功率的测量式：P0＝ I1I2R0 （用I1、I2、R0等字母表示）。
解：（1）（2）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，
变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联接入电路中，因为小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用小量程与灯泡并联，如下所示：
；
灯的额定电压为2.5V，由串联电路的电压规律可知；滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣U额＝6V﹣2.5V＝3.5V，根据分压原理，＝，
滑动变阻器的阻值至少为：R滑＝×RL＝×10Ω＝14Ω，故应选用F中的R2“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（3）闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，但小灯泡不发光，而电压表无示数，则电路中故障可能是小灯泡短路了；
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，灯泡正常发光，由图丙知，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为：
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（5）②小明增加了一只5Ω的定值电阻R0，因当电流表示数为I1＝＝＝0.5A时，R0两端的电压一定为2.5V，
根据并联电路电压的特点，灯的电压为2.5V，灯一定正常发光，所以，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为0.25A时，灯泡正常发光；
③断开开关，保持变阻器滑片P的位置或变阻器接入电路的阻值不变，将电流表改接在所在灯支路中，此时电路的连接关系没有改变，只是电流表由原来测通过R的电流变为测通过灯的电流I2，R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变，灯仍正常发光，通过灯的电流I2即为灯正常发光时的电流大小；
④小灯泡额定功率的表达式为P额＝U额I额＝I1I2R0。
答案：（1）F；（2）见上图；（3）小灯泡短路；（4）0.65；（5）②0.5；③变阻器滑片P的位置；④I1I2R0。
5．（2021•鞍山中考）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”。
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 电压表 有示数，经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，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。要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 左 （选填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率为 0.625 W；
（4）测量小灯泡的电功率 不需要 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是 灯泡在不同电压下的功率不同 ；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR1，相应的小灯泡的阻值变化ΔR2，则ΔR1 ＞ ΔR2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10Ω。请帮助他完成以下实验步骤：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 6 V时，灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变阻器的滑片移至最 左 （选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡的额定功率为P额＝ 0.9 W。
解：
（1）观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误，电压表串联在电路中，所以闭合开关后，导致电压表测量电源电压，电压表有示数，由于电压表相当于开路，则电流表的没有示数；要测灯的额定功率，应将电压表并联在灯泡两端，如下图：
（2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率是：
P额＝U额I额＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是灯泡在不同电压下的功率不同；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，灯泡两端电压增大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小，
由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，由于灯泡电阻受温度的影响，则灯泡的电阻会变大，
根据R＝R滑+R灯可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR1大于灯泡的阻值增加量ΔR2才会让总电阻变小；
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：UL＝U额＝3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑＝U﹣UL＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右＝4V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，
根据串联电路电压的规律可得，R的电压为：
UR＝U＝U′＝9V﹣7V＝2V，
由分压原理可得：＝，
所以变阻器滑片右边电阻的阻值：
R右＝×R＝×10Ω＝20Ω；
故在①中，灯的额定电流为：
IL＝＝＝0.3A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝ULIL＝3V×0.3A＝0.9W。
答案：（1）电压表；如上所示；（2）左；（3）0.625；（4）不需要；灯泡在不同电压下的功率不同；（5）＞；（6）①6；②左；③0.9。
6．（2021•德州中考）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的实物电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，连线不得交叉。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，出现该状况的原因是 B 。（填字母序号）
A.电流表内部断路了
B.灯座内部出现了短路
C.灯泡的灯丝断了
（3）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2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为 0.3 A，小灯泡的额定功率为 0.75 W。
（4）该实验装置不能完成的实验是 C 。（填字母序号）
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
（5）另一组的小芳在进行实验时发现电流表已损坏无法使用，老师给她一个已知阻值为R0的定值电阻，同学们设计了如图丙所示的电路，并正确测出小灯泡的额定功率，已知电源电压不变，实验步骤如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡额定电压U额；
②闭合开关S，断开S1，再闭合S2，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额× 。（用U额、U、R0表示）
解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选用小量程，滑动变阻器的滑片P向A端移动时，电流表示数变大，电阻变小，故左下接线柱应接入电路，如图所示：
（2）A．若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；
B．若灯座内部出现了短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，符合题意；
C．若灯泡的灯丝断了，电流表没有示数，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，不符合题意；
故选：B；
（3）由图乙可知，当电压表的示数为2.5V，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）A.将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；
B.用电压表分别测量灯与变阻器的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；
C.探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；
故选：C；
（5）实验步骤：
①闭合开关S、S1，断开S2，调节滑片P使电压表读数为U额，此时小灯泡正常发光；
②不改变滑动变阻器滑片P的位置，闭合开关S、S2，断开S1，记录电压表此时读数为U；
③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，
根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压：U0＝U﹣U额，
由欧姆定律可得，灯泡的额定电流：IL＝I0＝，
所以小灯泡额定功率的表达式：P额＝U额IL＝U额×。
答案：（1）见解答；（2）B；（3）0.3；0.75；（4）C；（5）U额×。
7．（2021•梧州中考）小亮在做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用的小灯泡额定电压为2.5V。
（1）图甲为小亮连接的实物电路，请你帮他补充完整：
（2）电路连接正确后，闭合开关前、应将滑动变阻器的滑片移到 右 （选填“左”或“右”）端：闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，产生这种现象的原因是 灯泡短路 （写出一种合理情况即可）；
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为 0.16 A，此时计算出小灯泡的实际功率为 0.32 W；
（4）根据实验数据绘制成了U﹣I图像如图丙所示，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0.5 W，并可归纳出：小灯泡两端的实际电压越 大 ，实际功率越大。
（5）完成上述实验后，小亮进一步思考，在没有电流表的情况下，能否测量小灯泡的额定功率？他想利用一个定值电阻R0接在原电路电流表的位置，设计的电路图如图丁所示，然后调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，将电压表 B 点（选填“A”或“B”）的接线改接到C点，观察并记录电压表示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额＝ U额× （用R0、U额、U等物理量符号表示），所选用的定值电阻R0的阻值不得超过 2.5 Ω。
解：（1）如图所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最右端；闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表的示数为0V，产生这种现象的原因是灯泡短路；
（3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.16A，即通过小灯泡的电流是0.16A；
此时小灯泡的实际功率P＝UI＝2V×0.16A＝0.32W；
（4）由丙图的U﹣I图像可知，当小灯泡的电压为额定电压U额＝2.5V时，电流I＝0.2A，
小灯泡的额定功率P额＝U额I＝2.5V×0.2A＝0.5W；
由丙图的U﹣I图像可知，U越大，I也越大，根据P＝UI可得：小灯泡两端的实际电压越大，实际功率越大；
（5）调节滑动变阻器滑片使电压表示数为U额，接着保持滑片位置不变，
根据电流从电压表正接线柱流入，将将电压表B点的接线改接到C点，观察并记录电压表示数U，因为各个电阻的大小和电压大小都不变，灯泡仍然正常发光，根据串联电路的电压规律，定值电阻的电压为：U0＝U﹣U额，
由欧姆定律，通过定值电阻的电流：
I0＝＝，
根据串联电路的电流规律，通过定值电阻的电流即为小灯泡的额定电流，则小灯泡的额定功率可表示为：
P额＝U额I额＝U额×，
在实验操作中，因电压表选用0～3V的量程，故定值电阻的最大电压不能超过3V﹣2.5V＝0.5V，因小灯泡正常工作时电流为I＝0.2A，由欧姆定律I＝，故R0的最大值不能超过：R0max＝＝＝2.5Ω。
答案：（1）如答图所示（2）右；灯泡短路；（3）0.16；0.32；（4）0.5；大；（5）B；U额×；2.5。
8．（2021•宿迁中考）兴趣小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，有电流表、电压表各一个，开关、导线若干，电源的电压恒为6V，小灯泡L1的额定电压为3.8V，正常发光时电阻约为10Ω，滑动变阻器有规格为“10Ω 1.5A”的R1和规格为“20Ω 1A”的R2。
（1）为了完成实验，选择滑动变阻器R1等器材，进行如图甲所示的电路连接，请用笔画线代替导线，将电路连接完整，并指出连接电路时的错误之处 开关处于闭合状态。 。
（2）实验时，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数。用导线连接电流表两端，灯泡发光，则故障原因是电流表 断路 。
（3）更换新的电流表，完成测量后，小华将小灯泡L1更换为额定电压2.5V，正常发光时阻值约为8Ω的L2。为了测量它的额定电功率，需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，其目的是 使灯泡L2正常发光 。
（4）小明认为不用电流表，同样能测量出灯泡L2的额定功率，设计了图乙所示的电路，请你帮他补全实验步骤：
①将滑动变阻器 R1 调到最大阻值且保持不变，闭合开关S，将S1拨向触点 2 ，调节另一滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为U额。
②再将开关S1拨向另一触点，读出电压表示数为U，滑动变阻器的最大阻值分别为R1、R2。则灯泡L2的额定功率表达式为P额＝ U额 。
解：（1）电压表与被测用电器并联，电压表的量程应该为0～15V，为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P应处于连入阻值最大处。故连接电路时的错误之处是开关处于闭合状态。如图所示：
（2）用导线连接电流表两端时，灯泡发光，说明电源、开关、滑动变阻器、灯泡是通路，实验时发现发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表无示数，原因是电流表断路。
（3）灯泡L2正常工作时电流为：
，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为：
＝＝11.2Ω＞10Ω，
所以，需用滑动变阻器R2替换电路中的R1，其目的是使灯泡L2正常发光；
（4）闭合开关S，将S1拨向触点 2，将滑动变阻器R1调到最大阻值，此时L2，R1，R2串联，调节滑动变阻器R2的阻值，电压表测量L2的电压，示数记为U额，
将S1拨向触点 1，L2，R1，R2依旧串联，此时电压表测量L2、R1的电压，示数记为U，则此时电路电流为：
＝
小灯泡的实际功率为：
P＝U额I＝U额。
答案：（1）如上图所示；开关处于闭合状态；（2）断路；（3）使灯泡L2正常发光；（4）①R1 2；②U额。
9．（2021•丹东中考）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小明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，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电源电压恒为3V。
（1）小明同学连接电路后闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中发现，小灯泡变亮时电压表示数反而减小，小灯泡变暗时电压表示数反而增大，经检查所用器材均完好，你认为原因可能是 电压表与滑动变阻器并联了 。
（2）重新正确连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为 0.5 W。
（3）接下来，小明想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压时的电功率，滑动变阻器的滑片应向 A （选填“A”或“B”）端调节。
（4）小明又设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R1最大阻值为R0，小灯泡额定电压为U额（U额小于电源电压）。请将实验步骤补充完整。
①闭合开关S1、S3，调节滑动变阻器R2滑片，使电压表示数为U额，小灯泡正常发光。
②闭合开关S1、S2，使滑动变阻器R2滑片 保持不动 （选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），滑动变阻器R1滑片 滑到最右端 （选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），记下此时电压表示数为U1。
③闭合开关 S1、S2 ，滑动变阻器R2滑片 滑到最左端 （选填“保持不动”、“滑到最左端”或“滑到最右端”），记下此时电压表示数为U2。
④小灯泡额定功率P额＝ U额 （选用字母U1、U2、U额、R0表示）。
解：
（1）灯泡变亮时，灯泡两端的电压应变大，电压表示数反而减小，说明电压表与滑动变阻器并联了。
（2）根据图乙可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表读数为0.2A，根据电功率公式：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。
（3）想测量小灯泡两端的电压略低于额定电压，则滑动变阻器分得电压增大，阻值增大。故滑动变阻器的滑片应向A端调节。
（4）①闭合开关S1、S3，滑动变阻器R2与小灯泡串联，电压表测量小灯泡的电压；调节滑动变阻器R2滑片，使电压表示数为U额，小灯泡正常发光。
②闭合开关S1、S2时，R1与R2串联，使滑动变阻器R2滑片保持不动，滑动变阻器R1滑片滑到最右端，为R1最大阻值R0，此时电压表示数为U1，可得此时电流为：。
③闭合开关S1、S2，使滑动变阻器R1滑片不动（其接入电路的阻值仍然为R0），滑动变阻器R2滑片滑到最左端，记下此时电压表示数为U2。此时电路为R1最大阻值的简单电路，电压表示数为电源电压。
根据②③可得②中R2的阻值为：
＝＝，
①中的电流为（即灯泡的额定电流）：
＝＝，
则小灯泡的额定功率为：
P＝U额I＝U额。
答案：（1）电压表与滑动变阻器并联了；（2）0.5；（3）A；（4）②保持不动；滑到最右端；③S1、S2；滑到最左端；④U额。
10．（2021•营口中考）小刚在实验室利用图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率（电源电压恒定）。实验步骤如下：
（1）开关闭合前，应将滑片移到变阻器的 最左 （选填“最左”或“最右”）端；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，而电压表没有示数，故障的原因可能是小灯泡 短路 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，此时应将变阻器的滑片向 右 （选填“左”或“右”）滑动，直到电压表的示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙所示，则电流值为 0.24 A，小灯泡的额定功率为 0.6 W。
（4）根据实验数据绘制的通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是 灯泡电阻受温度影响很大 。实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的 实际功率 决定的。
（5）小刚又设计了如图丁所示的电路，测出了只标有额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率。电源电压恒定，变阻器R1的最大阻值为10Ω，实验操作如下：
①闭合S1，断开S2，移动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A；
②闭合S2，断开S1，保持变阻器R1的滑片位置不动，移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A；
③ 保持变阻器R2的滑片位置不动 ，将变阻器R1的滑片移到最左端，电流表的示数为0.6A，再将变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为0.2A；
④小灯泡的额定功率为 0.45 W。
解：（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即滑动变阻器的最左端；
（2）闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表有示数，说明电路为通路，电压表没有示数，则与电压表并联部分电路短路，即灯泡短路；
（3）排除故障后，移动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为1V，由串联电路分压原理可知滑动变阻器接入电路的电阻太大，所以应将变阻器的滑片向右移动，直到电压表的示数为2.5V时为止，
电流表接入电路的量程为0～0.6A，每一小格表示0.02A，由乙图可知通过灯泡的电流为0.24A，
灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，该图像不是直线的原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大，实验中小灯泡随着它两端电压的增大而逐渐变亮，是因为小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的；
（5）①闭合S1，断开S2，灯泡和变阻器R1串联接入电路，移动变阻器R1的滑片，使电流表的示数为0.3A，此时灯泡正常发光，
②闭合S2，断开S1，两个滑动变阻器串联接入电路，保持变阻器R1的滑片位置不动，移动变阻器R2的滑片，使电流表的示数仍为0.3A，变阻器R2等效代替了灯泡，变阻器R2的电阻等于灯泡正常发光时的电阻，
③保持变阻器R2的滑片位置不动，将变阻器R1的滑片移到最左端，变阻器R1接入电路的电阻为0，电路为变阻器R2的简单电路，电流表的示数为0.6A，
由欧姆定律可得电源电压：U＝I1R2＝0.6A×R2，
再将变阻器R1的滑片移到最右端，此时变阻器R2和变阻器R1的最大阻值串联接入电路，电流表的示数为0.2A，
该电路的总电阻：＝＝3R2，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以变阻器R2的电阻：R2＝R﹣R1＝3R2﹣10Ω，解得：R2＝5Ω；
④小灯泡的额定功率为：P′＝I′2R2＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W。
答案：（1）最左；（2）短路；（3）右；0.24；0.6；（4）灯泡的电阻受温度影响很大；实际功率；（5）保持变阻器R2的滑片位置不动；0.45。
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