专题训练 特殊法测量小灯泡的电功率
1．小明同学利用如图甲所示的电路“测量小灯泡的电功率”，已知小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）如图甲所示，连接的电路有一处错误。请你在错误的线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线_；
（2）电路正确连接后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来首先进行的操作是________；
（3）解决问题后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电压表的示数如图乙所示，若想测量小灯泡的额定功率，则应移动滑动变阻器滑片直至________，此时小灯泡正常发光；
（4）小明重新移动滑动变阻器，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随它两端电压变化的图像，如图丙所示，根据图像可得出结论：________；
（5）同组的小亮同学在实验过程中发现灯泡及电流表损坏，他更换一个额定电压仍为2.5V的不同规格灯泡L，并增加一个阻值已知的定值电阻R0继续实验，他设计了如图丁所示电路图，请你帮他将步骤补充完整。
①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为________V；
②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U；
③小灯泡的额定功率的表达式为P＝________。
2．某实验小组利用如图甲所示装置做“测量小灯泡的电功率”实验，所用小灯泡L的额定电压为2.5V。
（1）小明连接了如图甲所示的电路，帮助小明画出正确的连线；
（2）小明将错误的线路改正后，电路连接正确后，闭合开关，发现灯不亮，电压表有示数，但电流表无示数，此时出现的故障可能是______。排除故障闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡L的额定功率为______W；
（3）小明完成上述实验后，还设计如图丙所示的电路图，用来测量另一个额定电压为U额的小灯泡L1的额定功率，图丙中定值电阻为R0。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电流表______（选填“A1”或“A2”）的示数为______时，再读出另一只电流表的示数为I，即可计算小灯泡L1的额定功率为______。（后两空均用已知量和测量量表示）
3．小明为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压U额=2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为10Ω）、滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干。
（1）图甲中有一根导线是多余的，请你在多余的导线上打“×”；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到最 ___________（填“左”或“右”）端，闭合开关后小明发现，小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，电压表和电流表都有示数且示数较小，灯泡不亮的原因是：___________；
（3）移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ___________W；
（4）由于电压表故障无法使用，小明设计了新的实验步骤：
①连接如图丙所示电路。选取的定值电阻R=10Ω，S2为单刀双掷开关，有两触点1、2；
②闭合S1，将S2与触点 ___________接触，调节滑动变阻器，使电流表示数I1=___________A时，灯泡能够正常发光；
③保持滑动变阻器阻值不变，将S2与另一触点接触，读出电流表示数I2；
④灯泡的额定功率表达式P=___________。（不用数字，用物理量符号表示）
4．在测量小灯泡电功率的实验中，提供的器材有：3V的电源、标有“2.5V”的小灯泡、滑动变阻器R、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小虎所接的实验电路如图甲所示，电路中部分连接不合理，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（2）小明改正错误后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，故障的原因可能是______；
（3）排除故障后，实验中，当电压表示数为2V，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑片P向______（选填“A”或“B”）移动；
（4）小华进行多次实验，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙实线所示，则根据图像可知，滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系U～I图像应为图乙中的虚线______（选填“①”、“②”或“③”），小灯泡的额定功率为______W，可确定实验中所使用的滑动变阻器的最大阻值不小于______Ω；
（5）小明为了测出小灯泡的额定功率，他利用如图丁所示的电阻箱和滑动变阻器设计测量电路，但在实际操作时将开关S2拨到位置1时，无法调到额定电压，从而无法测出额定功率，其原因是______。
5．在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的电阻”的实验中：
（1）实验小组连接了如图甲所示的电路，同组的小明发现电路有一根导线连接有误，请你在这根导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线；
（2）排除故障后，移动滑片至某一位置时电压表的示数为2.2V，为使小灯泡正常发光，应将滑片向___________（选填“左”或“右”）移动；
（3）小明根据测出的数据在图乙中画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像。小灯泡正常发光时的电阻为___________Ω。小明分别求出不同电压下小灯泡的电阻，然后求出电阻的平均值，他的这种做法___________（选填“合理”或“不合理”）；
（4）小明发现，还可以利用这些实验器材测量小灯泡的电功率，经过以上实验测得小灯泡的额定功率为___________W，小灯泡的亮度与___________有关；
（5） 另一组小雨在没有电流表的情况下用图丙所示的电路测R2的阻值，其中R是电阻箱（阻值可调、可读），请帮助她完成实验步骤：
①只闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片，使电压表指针指在合适位置，读出电压表读数为U1，读出电阻箱的读数为R；
②只闭合开关___________，保持滑动变阻器的滑片位置及电阻箱的阻值不变，读出电压表读数为U2；
③则R2=___________（用U1、U2、R表示）。若步骤②中，不小心将滑片向右移动了少许，其它操作正确，则测得R2的阻值比真实值偏___________（选填“大”或“小”）。
6．小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整；
（2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 _____（选填标号）；
A．更换小灯泡
B．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片
D．检查电压表是否断路
（3）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向 _____（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为 _____W；
（4）实验后小青得到结论，小灯泡的亮度取决于 _____；
（5）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：
①连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点 _____（选填“A”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；
②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；
③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P＝_____。
7．如图甲是用伏安法测量额定电压为2.5V小灯泡额定功率的电路图。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端（选填“左”或“右”）；
（2）闭合开关后，小灯泡发光，但电压表示数为0。经检查，图中a、b、c三根导线中有一根断了，则该导线是______（填写字母）；
（3）排除故障后继续测量灯泡的额定功率。具体做法是，闭合开关，缓慢移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度逐渐______，直至电压表的示数为______V时停止移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率是______W。若此时只将小灯泡换成“2.5V0.6W”的另一小灯泡，其它不变，那么该小灯泡的实际功率______0.6W（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）若电流表已坏，小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡的额定功率。她设计了如图丙所示的电路图，并按照图丙所示的电路图连接好实物。以下是她的实验步骤，请将它补充完整：
①只闭合开关______，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；
②下一步操作是：保持①中滑动变阻器的滑片P的位置不变，______，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为2.5V时，读出电阻箱连入电路的阻值R0；
③利用上述测量出的物理量和已知量，写出小灯泡额定功率的表达式P＝______。
8．小红利用图甲所示的电路“探究电流与电压、电阻的关系”和“测量小灯泡的电功率”。图中定值电阻R0的阻值为30Ω，滑动变阻器标有“60Ω 2A”字样，电源电压U＝9V保持不变；另外还有两盏小灯泡L1和L2，分别标有“3V？W”和“6V 9W”字样。
（1）正确连接电路后，闭合开关，电流表指针的位置如图乙所示，可知她在闭合开关前，滑动变阻器的滑片位于 _____（选填“左端”或“右端”）；
（2）在“探究电流与电压关系”的实验中，定值电阻R0两端的最小电压为 _____V；在“探究电流与电阻关系”实验中，如果保持定值电阻两端的电压为6V不变，那么更换的定值电阻的阻值不能小于 _____Ω，不能大于 _____Ω；
（3）滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电流表的示数为0.24A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 _____Ω。保持滑动变阻器滑片不动，断开开关S，将定值电阻R0换成小灯泡L2，电流表换成大量程后闭合开关，电流表的示数为0.8A，此时小灯泡L2两端的电压为 _____V，实际功率为 _____W；
（4）小红突发奇想准备测量看不清铭牌的小灯泡L1的额定功率。利用现有的器材设计了如图丙所示电路，电源电压仍为U；请你将实验过程补充完整。（不考虑L2灯的电阻变化）
①闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 _____A，此时小灯泡L1正常发光；
②闭合开关S和S1，_____，此时电流表的示数为1.5A；
③小灯泡L1额定功率：P额＝_____W。
9．子琦想测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率，设计电路如图甲所示。
（1）正确连接电路后，闭合开关，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可能是______；
A．灯泡短路 B．灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路
（2）根据实验数据绘制而成的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；
（3）子琦在完成几组实验后，电流表发生故障无法使用，于是他利用一个定值电阻R0接在原电路中电流表的位置，设计了如图丙所示电路，来测量小灯泡的额定功率。首先调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U额，然后接着保持滑片的位置不变，将电压表B点的接线改到C点，观察并记录电压表的示数为U，则小灯泡的额定功率可表示为P额=______（用R0、U额、U等物理量表示）。
10．实验课上小明利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关若干。
（1）测量小灯泡电功率的实验原理是___________（用公式表示）；
（2）测得多组实验数据后绘制的小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为___________W；
（3）完成上述实验后，老师要求小明用如图丙电路测量额定电流为I额的小灯泡L的额定功率。电源电压可调，滑动变阻器1、2（已知最大阻值都为R0）。请你继续完成实验设计：
①只闭合开关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，保持滑动变阻器R1的滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额；
③保持变阻器R2的滑片位置不动，将R1滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2，则小灯泡额定功率为___________。（用I额、I1、I2、R0中的字母表示）
11．在测定“小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω，有两个滑动变阻器，型号分别为“10Ω 1A”和“30Ω 1A”。如图甲是小刚同学连接的实物电路。
（1）为安全顺利完成实验，应该选择___________的滑动变阻器，闭合开关前，老师检查发现小刚同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）小刚将错误连线改正后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是___________；
（3）故障排出后，闭合开关，发现电压表示数为1.5V，此时他应该将滑动变阻器的滑片向___________（选填“A”或“B”）移动使小灯泡正常发光；小灯泡正常发光时的电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是___________W；
（4）小刚同学经过多次测量后，绘出了小灯泡的电流与电压关系的U—I图像，如图丙所示，那么下列各图中能正确表示灯泡功率P与它两端电压的平方U2的关系的是( )；
（5）另一同学不使用电压表，使用两个电流表和一个5Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路图，也测出了小灯泡的额定功率。调节滑动变阻器滑片，使电流表A1示数为_______A时，小灯泡正常发光；若灯泡正常发光时，电流表A1、A2的示数分别用I1、I2表示，则灯泡额定功率的表达式为P=________（用I1、I2、R0表示）。
12．小红利用如图甲图测量“小灯泡正常发光时的电阻”，选用的电源电压为3.0V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）本实验的原理是______；
（2）在连接电路的过程中，开关断开，并将滑动变阻器的滑片调到______处；
（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡______。（选填“断路”或“短路”）；
（4）排除故障后，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的示数如图乙所示时，其读数为______V；通过移动滑动变阻器，多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图丙所示，由丙图可知，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω。
（5）观察图丙，在该图像中发现电流与电压不成正比，这是因为______。
（6）小明想测小灯泡的额定功率，但是没有电压表，于是他设计了如图丁所示电路，其中，定值电阻的阻值为R0。以下是他是实验步骤，请补充完整：
①先断开开关S2、闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为；
②再保持变阻器滑片的位置不变，只断开开关______、闭合其他开关，读出电流表示数为I；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝______（用R0、U额、I的代数式表示）。
参考答案
1． 移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光 电压表示数为2.5V 灯丝电阻随温度的升高而增大 2.5
2． 灯泡断路 0.9 A2 U额I
3． 右 滑动变阻器接入电路的阻值较大 0.6 2 0.25 U额×（I2-I1）
4． 小灯泡断路 B ③ 0.75 25 滑动变阻器的最大电阻太小
5． 左 12.5 不合理 0.5 实际功率 S1、S2 大
6． C A 1.25 实际电功率 A
7．左 c 变亮 2.5 0.5 ＜ S1 断开S1、闭合S2（或者只闭合S2）
8．左端 3 10 120 7.5 3 2.25 0.75 控制滑动变阻器的滑片不动 0.75
9．A 0.5 U额·
10．P=UI 0.625
11．“30Ω 1A” 小灯泡断路 A 0.75 D 0.5
12． 最大阻值 断路 1.8 12.5 S1
