【中考复习】苏科版初三物理 特殊方法测小灯泡额定功率

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专题 特殊方法测小灯泡额定功率
【知识梳理】
一、缺少电压表的测量方法
思路一：借助定值电阻，利用电流表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。
器材限制：电源电压未知，1个电流表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻
（1）已知小灯泡的额定电压U额，
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为，此时灯泡正常发光；
2．闭合，，断开，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
灯泡的额定电流：

灯泡的额定功率：


1．闭合，接a，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为，此时灯泡正常发光；
2．闭合，接b，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
（2）已知小灯泡的额定电流I额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；
2．闭合，，断开，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
灯泡的额定电压：

灯泡的额定功率：


1．闭合，接a，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；
2．闭合，接b，电流表测出通过R0与L的合电流I总。
思路二：滑动变阻器等效替代灯泡正常发光时的电阻，利用P=I2R算出额定功率。
器材限制：电源电压未知，1个电流表，1个最大阻值为R0的滑动变阻器R1，另一个滑动变阻器R2
已知小灯泡的额定电流I额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；
2．闭合，，断开，保持滑动变阻器R1阻值不变，调节滑动变阻器R2，使得电流表示数也为I额；
3．保持滑动变阻器R2阻值不变，将滑动变阻器R1滑片调至最左端，记下此时的电流表示数I1；
4．保持滑动变阻器R2阻值不变，将滑动变阻器R1滑片调至最右端，记下此时的电流表示数I2。
灯泡正常发光的电阻：

灯泡的额定功率：


思路三：通过求出滑动变阻器使小灯泡正常发光时的电阻，进而求出小灯泡额定电压，从而得到小灯泡的额定功率。
器材限制：电源电压未知，1个电流表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻
已知小灯泡的额定电流I额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；
2．保持滑动变阻器R1阻值不变，闭合，，断开，此时电流表示数为I1；
3．闭合，，断开，将滑动变阻器R1滑片滑到最左端，此时电流表示数为I2，可求出电源电压U。
电源电压：

灯泡正常发光时R1的电阻：

灯泡的额定电压：

灯泡的额定功率：



二、缺少电流表的测量方法
思路一：借助定值电阻，利用电压表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。
器材限制：电源电压未知，1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻
（1）已知小灯泡的额定电压U额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
2．闭合，，断开，电压表测出R0与L两端的合电压U合。
灯泡的额定电流：

灯泡的额定功率：


1．闭合，接a，调节滑动变阻器R1，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
2．闭合，接b，电压表测出R0与L两端的合电压U合。
（2）已知小灯泡的额定电流I额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电压表示数为，此时灯泡正常发光；
2．闭合，，断开，电压表测出通过R0与L的合电压U合。
灯泡的额定电压：

灯泡的额定功率：


1．闭合，接a，调节滑动变阻器R1，使得电压表示数为，此时灯泡正常发光；
2．闭合，接b，电压表测出通过R0与L的合电压U合。
思路二：滑动变阻器等效替代灯泡正常发光时的电阻，利用算出额定功率。
器材限制：电源电压未知，1个电压表，1个最大阻值为R0的滑动变阻器R1，另一个滑动变阻器R2
已知小灯泡的额定电压U额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
2．闭合，，断开，保持滑动变阻器R1阻值不变，调节滑动变阻器R2，使得电压表示数也为U额；
3．保持滑动变阻器R2阻值不变，将滑动变阻器R1滑片调至最左端，记下此时的电压表示数U1；
4．保持滑动变阻器R2阻值不变，将滑动变阻器R1滑片调至最右端，记下此时的电流表示数U2。
灯泡正常发光的电阻：



思路三：通过求出滑动变阻器使小灯泡正常发光时的电阻，进而求出小灯泡额定电流，从而得到小灯泡的额定功率。
器材限制：电源电压未知，1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻
已知小灯泡的额定电压U额
电路图
步骤
数据处理

1．闭合，，断开，调节滑动变阻器R1，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
2．保持滑动变阻器R1阻值不变，闭合，，断开，此时电压表示数为U1；
3．闭合，，断开，将滑动变阻器R1滑片滑到最左端，此时电压表示数为U2，即为电源电压U。

电源电压：
灯泡正常发光时R1的电阻：

灯泡的额定电流：

灯泡的额定功率：


【规律总结】
1．无论哪种方法测灯泡额定功率，首先都要先通过滑动变阻器调节灯泡至正常工作状态。在填写实验步骤时，请注意这一点。
2．考试题目一般不会让学生设计实验，而是提供一个实验电路图，并已给出部分实验步骤，只需补充完整即可。因此，不要求学生把电路图记下来，而只要能做到看懂电路图的设计思路，了解到每一步骤的目的，补充完整步骤就行。
3．测量思路不止本讲义中的三种，但思路一和思路二在试题中更常见，应着重把这两个思路的实验步骤搞明白。
【典例分析】
1．（2021·山东烟台·九年级期中）朵朵和同学们在做电学实验过程中，选择了以下器材：电源电压恒为3V，电阻R阻值为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω、50Ω各一个，额定电压为2.5V的小灯泡一个，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，电流表、电压表各一只，开关一个，导线若干。

（1）朵朵和同学们经过讨论，依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计，如图甲、乙、丙所示。由图甲改进为图乙是为保证实验过程中 _____这一因素不变；由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器使电阻R两端的电压 _____（选填“改变”或“保持不变”）；
（2）请用笔画线代替导线，帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整；
（3）在用图丁的实物电路探究“电流与电压的关系”时，朵朵将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，得到四组数据（如表）；
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4

分析论证时，同组小军通过计算，认为表中第一组数据是错误的，请指出错误原因 _____；
（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；然后将5Ω电阻换成10Ω电阻，她的下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向 _____（选填“A”或“B”）端移动，直到 _____（选填“电流表”或“电压表”）的示数为 _____V。同组的小明改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 _____；
A．滑动变阻器的最大值太大 B．电压表量程选小了
C．滑动变阻器的最大值太小 D．变阻器烧坏了
（5）朵朵和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为2V小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10Ω的电阻，设计了如图所示的电路，测小灯泡的额定功率。具体操作如下：

①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 _____A时，小灯泡恰好正常发光；
②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I；
③P灯＝_____（用已知量和测量值表示，数值要求带单位）。
2．（2021·辽宁朝阳·九年级期末）在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最______（填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为______W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向______（填“左”或“右”）端移动；
（2）完成上述实验后，小敏设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I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R1）
①按电路图连接电路：
②闭合开关______，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光；
③使开关______，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______滑片位置不动（填“R1”或“R2”），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＝______。（用I额、I1、I2、R1表示）

【精典训练】
1．（2022·四川成都·九年级期末）小华同学在测定“额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变。

（1）实验中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接；
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P到某处，电压表示数如图乙所示，若想要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 ______（填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为 ______V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 ______W；
（3）实验过程中发现，当小灯泡两端的电压逐渐增大时，通过他的电流也随之增大，灯泡的亮度也变亮，这说明灯泡的亮度取决于它的 ______；
（4）小组同学设计了下面A、B、C三种电路图，测量另一个小灯泡的额定功率（额定电压已知）其中R0是一个阻值已知的定值电阻，S为单刀双掷开关（S可以连接“a”或“b”），则以下 ______（选填字母）测量方案不可行。
A． B． C．
2．（2022·江苏泰州·九年级期末）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，有两个小灯泡L1（额定电压U额为2.5V）和L2（额定电流为I额）。

（1）图甲是小明同学测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图；
①图甲中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中进行改正；
②故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数为1V，为了测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 ___________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 ___________V。小明根据所测实验数据绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 ___________W。从图像中还发现：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”）。
（2）图丙是小华同学设计的测量小灯泡L2额定功率的实验电路；图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，请帮他完成下列实验步骤（R1、R2接入的阻值均已调至最大）：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的滑片，使电流表的示数为I额；
②接着只断开开关S1，闭合开关S2，___________，调节 ___________（选填“R1”或“R2”），使电流表的示数为 ___________；
③读出电阻箱此时连入电路的阻值为R0；
④计算小灯泡额定功率的表达式：P额=___________。
3．（2022·江苏南京·九年级期末）在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额=2.5V。

（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图。图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；
（2）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示为 ___________A，则小灯泡的额定功率为 ___________W；
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0，请完成下列填空：
①闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②断开开关 ___________，闭合开关 ___________调节___________使电压表的示数仍为2.5V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1，再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额=___________（用U额、R0、U1、U2表示）。
4．在“测小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω；

（1）请根据电路图把实物图连接完整______；
（2）实验中所用滑动变阻器除了有保护电路的作用外，还有______的作用；
（3）连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，且发现电压表的指针如下图所示偏转，则连接电路时存在的问题是：______；

（4）正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡______；
（5）排除故障后继续进行实验，将测得的数据记录在下面表格中；
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的发光情况
1
0.5
0.16

不发光
2
1
0.2

较暗
3
1.5
0.25

较亮
4
2.5


正常发光
5
3
0.32

发出耀眼的光

小灯泡正常发光时，电流表的示数如下图所示，则小灯泡的额定功率是：______W；

（6）第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因是______；
（7）同组的小敏认为对于此实验的意义是便于求出平均功率达到减小测量误差的目的；你对小敏此观点的评价是______（需说明理由）；
（8）实验结束后，小组同学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功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)；
（9）将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究电流与______的关系（选填“电压”或“电阻”）；
（10）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，利用如下图所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整：

①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③小灯泡正常发光时的电阻RL＝______，额定功率P额＝______。（用I额、R0、U表示）
5．（2022·山东青岛·中考模拟）为了测量小灯泡的额定功率，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有“2.5V”字样，灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有R1“10Ω；1A”和R2“20Ω；1A”。

（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整（要求：滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗）。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是_______（选填字母）。
A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W。
（4）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是_______（选填“R1”或“R2”）。
（5）另一小组实验时发现电流表已损坏，于是又找来了一个阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所示电路，测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变，请将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为_______；
②只闭合开关_______，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1；
③小灯泡的额定功率P额＝_______（用U、U1、U额、R0表示）。
6．（2022·辽宁沈阳·中考真题）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）
7．（2021·山东青岛·自主招生）小明在进行“伏安法测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）如图甲，在连接的实物图中，有一根导线连接错误，在这根线上打“×”，并在图中改正；( )
（2）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片在不同的位置，小灯泡R—U图像如图乙。由图像可知，当所加电压为2.5V时，灯丝的电阻为___________Ω，小灯泡的额定功率为___________W；
（3）小华同学在没有电流表的情况下，利用已知电阻R设计了如图丙的电路，也测出了小灯泡的额定功率，将下列实验步骤补充完整：

①正确连接电路后，闭合开关S；
②S1、S2分别掷向a和c，调节滑片P，使电压表示数为2.5V；
③___________，测出电阻R两端的电压U；
④小灯泡的额定功率表达式P额=___________（用已知量和测量量符号表示）。
【典例分析】
1．（2021·山东烟台·九年级期中）朵朵和同学们在做电学实验过程中，选择了以下器材：电源电压恒为3V，电阻R阻值为5Ω、10Ω、20Ω、40Ω、50Ω各一个，额定电压为2.5V的小灯泡一个，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样，电流表、电压表各一只，开关一个，导线若干。

（1）朵朵和同学们经过讨论，依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计，如图甲、乙、丙所示。由图甲改进为图乙是为保证实验过程中 _____这一因素不变；由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器使电阻R两端的电压 _____（选填“改变”或“保持不变”）；
（2）请用笔画线代替导线，帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整；
（3）在用图丁的实物电路探究“电流与电压的关系”时，朵朵将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，得到四组数据（如表）；
实验次数
1
2
3
4
电压U/V
0.5
1.0
1.5
2.0
电流I/A
0.1
0.2
0.3
0.4

分析论证时，同组小军通过计算，认为表中第一组数据是错误的，请指出错误原因 _____；
（4）在继续用图丁的实物电路探究“电流与电阻的关系”时，朵朵先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2V，记下电流值；然后将5Ω电阻换成10Ω电阻，她的下一步操作是：将滑动变阻器的滑片向 _____（选填“A”或“B”）端移动，直到 _____（选填“电流表”或“电压表”）的示数为 _____V。同组的小明改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是 _____；
A．滑动变阻器的最大值太大 B．电压表量程选小了
C．滑动变阻器的最大值太小 D．变阻器烧坏了
（5）朵朵和同学们完成上述探究活动后，想测量一只额定电压为2V小灯泡的额定功率，但发现电压表被别的同学拿走了，于是她借助一个10Ω的电阻，设计了如图所示的电路，测小灯泡的额定功率。具体操作如下：

①只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为 _____A时，小灯泡恰好正常发光；
②只闭合开关S1、S3，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I；
③P灯＝_____（用已知量和测量值表示，数值要求带单位）。
【答案】     电阻     改变          滑动变阻器的最大电阻小于25Ω     A     电压表     2     C     0.2     2V×(I﹣0.2A)
【详解】（1）[1] [2]探究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，由图甲改进为图乙是为保证实验过程中电阻这一因素不变；本实验中，为得出普遍性的结论，要多次测量，故由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路，又能通过调节滑动变阻器使电阻R两端的电压改变。
（2）[3]在“探究电流与电压的关系”的实验中，定值电阻、滑动变阻器、电流表、开关和电源串联，电压表并在定值电阻两端。由丙图可知，滑片右移，电阻变小，所以滑动变阻器右下接线柱连入电路中，故作图如答案所示。
（3）[4]变阻器的最大电阻为20Ω，根据题意，由串联电路电阻的规律及欧姆定律，第1次实验中，变阻器连入电路的电阻

即滑动变阻器的最大电阻小于25Ω。
（4）[5][6][7]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制定值电阻两端的电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知，应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向A端移动，使电压表的示数为2V。
[8]电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为
U滑＝U-UV＝3V-2V＝1V
变阻器分得的电压为电压表示数的0.5倍，根据分压原理，当接入50Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为
R滑＝0.5×50Ω＝25Ω
故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少为25Ω的滑动变阻器，而现有变阻器的最大电阻为20Ω，故发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，电压表的示数无法达到实验要求的值，原因是滑动变阻器的最大值太小，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（5）[9][10]由于小灯泡的额定电压为2V，要测小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压为2V；由戊图可知，小灯泡和电阻R并联，所以只闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为

根据并联电路电压规律可知，此时小灯泡两端的电压为2V，小灯泡恰好正常发光；当只闭合开关S1、S3，电路的连接方式不变，保持滑动变阻器滑片的位置不变，读出电流表示数为I，此时电流I为通过小灯泡和电阻R的总电流，所以，通过小灯泡的额定电流为
I额=I-0.2A
所以灯的额定功率的表达式为
P灯＝U额I额＝2V×(I-0.2A)
2．（2021·辽宁朝阳·九年级期末）在“测小灯泡电功率实验”中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至最______（填“左”或“右”）端。闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡的功率为______W。若使小灯泡正常发光，应将滑片向______（填“左”或“右”）端移动；
（2）完成上述实验后，小敏设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I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R1）
①按电路图连接电路：
②闭合开关______，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光；
③使开关______，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______滑片位置不动（填“R1”或“R2”），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＝______。（用I额、I1、I2、R1表示）

【答案】     左     0.48     右     S1     S2闭合，断开S1     R2    
【详解】（1）[1]闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应调至阻值最大处，即最左端。
[2]闭合开关，移动滑片，当电压表示数为1.5V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.32A，则此时小灯泡的功率为
P=UI=1.5V×0.32A=0.48W
[3]灯在额定电压下正常发光，此时电压表的示数为1.5V，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，由分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片应向右移动，直到电压表示数为2.5V。
（2）[4][5][6]用如图丙所示的电路，测额定电流为I的小灯泡的额定功率。实验方案如下
①按电路图连接电路。
②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闭合开关S2、断开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。此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以
R2=RL
④为测量变阻器R2接入电路的阻值，应保持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。
因电源电压不变，由串联电路特点和欧姆定律可得
U=I1R2=I2(R1+R2)
解得

[7]⑤小灯泡额定功率的表达式为


【精典训练】
1．（2022·四川成都·九年级期末）小华同学在测定“额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变。

（1）实验中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接；
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片P到某处，电压表示数如图乙所示，若想要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 ______（填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为 ______V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 ______W；
（3）实验过程中发现，当小灯泡两端的电压逐渐增大时，通过他的电流也随之增大，灯泡的亮度也变亮，这说明灯泡的亮度取决于它的 ______；
（4）小组同学设计了下面A、B、C三种电路图，测量另一个小灯泡的额定功率（额定电压已知）其中R0是一个阻值已知的定值电阻，S为单刀双掷开关（S可以连接“a”或“b”），则以下 ______（选填字母）测量方案不可行。
A． B． C．
【答案】          左     2.5     0.8     实际功率     B
【详解】（1）[1]在测量小灯泡的电功率的实验中，电压表应与小灯泡并联，小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应选量程；图甲中电压表接在了灯泡和滑动变阻器两端，测的是电源电压，只需把连接电压表和电流表的导线改接在电压表与灯泡之间即可，如答案所示。
（2）[2][3]由图乙可知，电压表的量程为，分度值为0.1V，电压表的示数为0.5V，则灯泡的电压小于额定电压，根据 可知，要增大灯泡两端的电压，应增大电路中的电流，减小电路中的电阻，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以滑片应向左端移动，直到灯泡两端电压表的示数为2.5V为止，此时灯泡的电压为额定电压，灯泡正常发光。
[4]电流表的量程为，分度值为0.02A，灯泡的额定电流；灯泡的额定功率

（3）[5]当小灯泡两端的电压逐渐增大时，通过他的电流也随之增大，根据可知，小灯泡的实际功率变大，灯泡的亮度也变亮，这说明灯泡的亮度取决于它的实际功率。
（4）[6]A．开关S接通b时，灯泡、滑动变阻器、电阻R0串联，电压表测灯泡两端的电压，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，将开关S接到a，电压表测灯泡与R0两端的电压，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，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据可求出灯的额定功率，A可行，故A不符合题意
B．无论S接到a或b，无法确定灯是否正常发光，B不可行，故B符合题意；
C．开关S接a时，R0与电流表串联后再与灯并联，通过移动变阻器的滑片使电流表示数为时，由并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；保持滑片位置不变，开关S接通b，电流表测灯泡与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求出灯的额定电流，根据写出灯的额定功率的表达式，C可行，故C不符合题意。
故选B。
2．（2022·江苏泰州·九年级期末）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，有两个小灯泡L1（额定电压U额为2.5V）和L2（额定电流为I额）。

（1）图甲是小明同学测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图；
①图甲中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中进行改正；
②故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数为1V，为了测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 ___________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 ___________V。小明根据所测实验数据绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 ___________W。从图像中还发现：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”）。
（2）图丙是小华同学设计的测量小灯泡L2额定功率的实验电路；图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，请帮他完成下列实验步骤（R1、R2接入的阻值均已调至最大）：
①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的滑片，使电流表的示数为I额；
②接着只断开开关S1，闭合开关S2，___________，调节 ___________（选填“R1”或“R2”），使电流表的示数为 ___________；
③读出电阻箱此时连入电路的阻值为R0；
④计算小灯泡额定功率的表达式：P额=___________。
【答案】          A     2.5     0.625     变大     保持R1滑片不动     R2     I额     I2额R0
【详解】（1）①[1]原电路中，小灯泡与滑动变阻器并联后再与电压表串联是错误的，小灯泡应与滑动变阻器串联，电压表与小灯泡并联，如答案所示。
②[2][3]电压表示数为1V，小于小灯泡额定电压，要测量小灯泡的额定功率，应减小滑动变阻器分得的电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，使小灯泡两端的电压变大，由电路图可知，应把滑动变阻器的滑片向A端移动，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压2.5V。
[4]由乙图I﹣U图像可知，小灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时，通过的电流是0.25A，故小灯泡额定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
[5]由I﹣U图像可知，当小灯泡两端电压增大时，通过小灯泡的电流也增大，图线的斜率增大，即小灯泡两端的电压（电压表的示数）与小灯泡中的电流（电流表的示数）之比变大。
（2）①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R1的滑片，使电流表的示数为I额，此时小灯泡正常工作。
②[6][7][8]接着只断开开关S1，闭合开关S2，保持R1滑片不动，调节R2，使电流表的示数为I额，此时R2接入电路的电阻值等于灯丝正常工作时的电阻值。
③读出电阻箱此时连入电路的阻值为R0，则灯丝正常工作时的电阻值为R0。
④[9]所以小灯泡的额定功率P额=I2额R0
3．（2022·江苏南京·九年级期末）在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额=2.5V。

（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图。图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正；
（2）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示为 ___________A，则小灯泡的额定功率为 ___________W；
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大阻值为R0，请完成下列填空：
①闭合开关S、S1，调节R2，使电压表的示数为2.5V；
②断开开关 ___________，闭合开关 ___________调节___________使电压表的示数仍为2.5V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1，再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2。则小灯泡额定功率的表达式P额=___________（用U额、R0、U1、U2表示）。
【答案】          0.26     0.65     S1     S2     滑动变阻器R1    
【详解】（1）[1]原电路中，电流表与变阻器串联后再与小灯泡并联，电压表串联在电路中是错误的。电流表应与变阻器串联后再与小灯泡串联，电压表与待测电阻并联，如答案所示。
（2）[2][3]闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表选择0~0.6A的量程，分度值为0.02A，读数为0.26A，则小灯泡的额定功率为
P=UI=0.26A×2.5V=0.65W
（3）①闭合开关S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，即使电压表的示数为U额=2.5V；
②利用等效替代的方法，断开开关S1，只闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1，使R1两端电压为小灯泡的额定电压，即U额，此时R1=RL；
③将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有

解得

小灯泡额定功率的表达式为

4．在“测小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为6V保持不变，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω；

（1）请根据电路图把实物图连接完整______；
（2）实验中所用滑动变阻器除了有保护电路的作用外，还有______的作用；
（3）连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，且发现电压表的指针如下图所示偏转，则连接电路时存在的问题是：______；

（4）正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡______；
（5）排除故障后继续进行实验，将测得的数据记录在下面表格中；



实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
小灯泡的发光情况
1
0.5
0.16

不发光
2
1
0.2

较暗
3
1.5
0.25

较亮
4
2.5


正常发光
5
3
0.32

发出耀眼的光

小灯泡正常发光时，电流表的示数如下图所示，则小灯泡的额定功率是：______W；

（6）第1次实验中，发现小灯泡不发光，原因是______；
（7）同组的小敏认为对于此实验的意义是便于求出平均功率达到减小测量误差的目的；你对小敏此观点的评价是______（需说明理由）；
（8）实验结束后，小组同学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功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)；
（9）将小灯泡换成一个定值电阻，还可探究电流与______的关系（选填“电压”或“电阻”）；
（10）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，利用如下图所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整：

①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为______；
②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③小灯泡正常发光时的电阻RL＝______，额定功率P额＝______。（用I额、R0、U表示）
【答案】          改变灯泡两端电压的作用     连接电路时没有断开开关，且电压表的正负接线柱接反了     小灯泡断路     0.75     小灯泡的实际功率过小     见解析     偏大     电压              
【详解】（1）[1]由电路图知，电流从电源正极流出，依次经过滑动变阻器、电流表、灯泡回到电源负极，电压表并联在灯泡两端，小灯泡的额定电压为2.5V小于3V，故用0~3V小量程。根据欧姆定律得，通过灯泡的额定电流约为

电流表用0~0.6A接入电路，故把实物图连接完整如下答案所示。
（2）[2]实验中所用滑动变阻器除了有保护电路的作用外，还有改变灯泡两端电压的作用。
（3）[3]没有连接电路时，刚连接好最后一根导线，小灯泡立即发光，说明电路是通路，即连接电路时没有断开开关。电压表正确接入电路指针应正向偏转，但发现电压表的指针如下图所示反向偏转，则连接电路时，电压表的正负接线柱接反了，所以存在的问题是：连接电路时没有断开开关且电压表的正负接线柱与电源的正负极接反了。
（4）[4]正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路断路，电压表的示数接近电源电压，则故障可能是小灯泡断路。
（5）[5]电流表用0~0.6A接入电路，分度值为0.02A，小灯泡正常发光时，如图所示电流表的示数0.3A，根据知，则小灯泡的额定功率是

（6）[6]第1次实验中，由记录表中数据知，灯泡两端电压太小，通过的电流小，导致发现小灯泡不发光，所以原因是小灯泡的实际功率过小。
（7）[7]小敏的观点不正确，数据记录表知，小灯泡在不同电压下，实际功率是不同的，求平均值没有意义。
（8）[8]实验结束后，小组同学对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，导致电流表测得电流是通过电压表和小灯泡的电流之和，大于通过小灯泡的电流，根据知，该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
（9）[9]将小灯泡换成一个定值电阻，即电阻不变，改变电阻两端和通过的电流，根据控制变量法知，所以还可探究电流与电压的关系。
（10）①[10]闭合S、S1，断开S2，此时R0、灯L和滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流为小灯泡的额定电流I额，根据欧姆定律得，电压表示数为

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U；
③[11]由②和串联电路中电压和电流特点知，小灯泡两端电压

正常发光时的电阻

[12]根据得，额定功率

5．（2022·山东青岛·中考模拟）为了测量小灯泡的额定功率，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有“2.5V”字样，灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有R1“10Ω；1A”和R2“20Ω；1A”。

（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整（要求：滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗）。
（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是_______（选填字母）。
A．小灯泡断路 B．小灯泡短路 C．滑动变阻器断路 D．滑动变阻器短路
（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_______W。
（4）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是_______（选填“R1”或“R2”）。
（5）另一小组实验时发现电流表已损坏，于是又找来了一个阻值为R0的定值电阻设计了如图丙所示电路，测出了额定电压为U额的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变，请将实验步骤补充完整：
①只闭合开关S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为_______；
②只闭合开关_______，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1；
③小灯泡的额定功率P额＝_______（用U、U1、U额、R0表示）。
【答案】          B     0.5     R2     U额     S、S1    
【详解】（1）[1]滑动变阻器滑片向左移动时，灯泡变暗，说明变阻器接入电路的阻值变大，故变阻器应选右下接线柱与开关串联接入电路中，如答案所示。
（2）[2]电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通路；电压表无示数，说明电压表并联的支路短路或电压表短路，即小灯泡短路。
故选B。
（3）[3]排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，小灯泡额定功率为
PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W
（4）[4]由串联电路的电压特点可知，小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为
U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V
由串联电路的电流特点可知，此时电路中的电流为
I＝IL＝0.2A
由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻为
R滑＝＝＝17.5Ω＞10Ω
因此应该选用的滑动变阻器是R2“20Ω1A”。
（5）[5][6][7]根据题意，分析实验步骤：
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为U额；
②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1；
③在①中，只闭合S、S2，灯泡与变阻器串联，移动滑片P，使电压表的示数为U额，灯泡正常发光；
在②中，只闭合S、S1，保持滑片P不动，电压表的示数为U1，R0和滑动变阻器串联，根据串联电路分压原理可得
＝
滑动变阻器的电阻为
R滑＝R0
由于滑动变阻器的电阻不变，根据串联电路电流和电压特点，灯泡的额定电流为
I额＝＝
故小灯泡的额定功率为
P额＝U额I额＝
6．（2022·辽宁沈阳·中考真题）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         
【详解】（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

7．（2021·山东青岛·自主招生）小明在进行“伏安法测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）如图甲，在连接的实物图中，有一根导线连接错误，在这根线上打“×”，并在图中改正；( )
（2）正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片在不同的位置，小灯泡R—U图像如图乙。由图像可知，当所加电压为2.5V时，灯丝的电阻为___________Ω，小灯泡的额定功率为___________W；
（3）小华同学在没有电流表的情况下，利用已知电阻R设计了如图丙的电路，也测出了小灯泡的额定功率，将下列实验步骤补充完整：

①正确连接电路后，闭合开关S；
②S1、S2分别掷向a和c，调节滑片P，使电压表示数为2.5V；
③___________，测出电阻R两端的电压U；
④小灯泡的额定功率表达式P额=___________（用已知量和测量量符号表示）。
【答案】          10     0.625     保持滑动变阻器滑片位置不变，S1、S2分别掷向b和d    
【详解】（1）[1]图甲电路中，电流表与变阻器串联后再与灯并联，电压表串联在电路中是错误的，实验中，电流表、滑动变阻器、灯应串联，电压表与灯并联，如答案所示。
（2）[2][3]当灯泡两端加电压为2.5V，灯泡正常发光，由图像知，此时灯泡丝电阻为10Ω，通过灯丝的电流

小灯泡的额定功率

（3）[4]接下来应该测量电阻R两端的电压U，通过串联电路电流特点，可知通过R的电流即为灯泡电流，故应该保持滑动变阻器滑片位置不变，S1、S2分别掷向b和d，即可测出电阻R两端的电压U。
[5]由于电路的连接没有改变，所以灯泡仍然正常发光，由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡正常发光的电流

小灯泡的额定功率表达式