初中物理人教版九年級全冊第十八章 電功率第3節(jié) 測量小燈泡的電功率學(xué)案設(shè)計

這是一份初中物理人教版九年級全冊第十八章 電功率第3節(jié) 測量小燈泡的電功率學(xué)案設(shè)計，共33頁。學(xué)案主要包含了考點補充等內(nèi)容，歡迎下載使用。
?18.3 測量小燈泡的電功率

學(xué)習(xí)目標
1．通過看書和討論知道測電功率的原理、電路圖；
2．會用電壓表和電流表測量小燈泡的電功率；
3．通過實驗認識到電燈的亮度取決于燈的實際電功率。

學(xué)習(xí)過程
一）、知識點梳理
典型探究 測量小燈泡的電功率及探究小燈泡的發(fā)光情況與小燈泡實際功率的關(guān)系。
設(shè)計目的
測量小燈泡的電功率及探究小燈泡的發(fā)光情況與小燈泡實際功率的關(guān)系
探究裝置

探究方法

(1)按電路圖連接實物電路，將滑動變阻器的滑片滑到 處
(2)檢查無誤后，閉合開關(guān)，移動滑片，使小燈泡在額定電壓下發(fā)光，然后使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的 倍，接下來使小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，每次都要觀察小燈泡的亮度，并測出通過小燈泡的電流；
（3）根據(jù)P=UI分別算出小燈泡的額定功率、電壓為額定電壓的1.2倍時的實際功率、電壓低于額定電壓時的實際功率
分析論證
滑動變阻器的作用：改變小燈泡兩端的
探究結(jié)論
燈泡的亮度由 功率決定。燈泡的 功率越 ，燈泡越亮
【答案】最大 1.2 電壓 保護電路 實際 實際 大
【考點補充】（1）連接電路時開關(guān)要斷開；（2）電表量程的選擇（已知燈泡規(guī)格的情況下根據(jù)燈泡額定電壓或額定電流選擇，未知燈泡規(guī)格時先試觸）；（3）小燈泡的U-I圖像是曲線的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）多次測量是為了測量小燈泡在不同電壓下的實際功率；（5）額定功率是額定電壓下求得的電功率，不能用求平均值的方法計算。

學(xué)習(xí)檢測
例1．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，實驗室提供如下器材：電源（電壓恒為6V）、電壓表和電流表各一個、額定電壓為2.5V的待測小燈泡L（電阻約為10Ω）、滑動變阻器兩個（R甲：“10Ω 1A”；R乙：“50Ω 0.5A”）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干；
實驗次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
1
1.5
0.18
2
2.5
0.24
3
3.0
0.28
（1）該實驗的原理是電功率P=______；
（2）實驗中，應(yīng)選用的滑動變阻器是______（選填“R甲”或“R乙”）；
（3）選用滑動變阻器后，請你根據(jù)以上器材設(shè)計一個測量小燈泡電功率的實驗電路圖，并畫在虛線框內(nèi)；______
（4）某小組在實驗中記錄了3組小燈泡的電流隨電壓變化的情況，如上表所示，完成實驗后小組進一步求得該小燈泡正常發(fā)光時的電阻為______Ω（保留到小數(shù)點后一位）。

【答案】UI R乙 10.4
【解析】
（1） 該實驗的原理是電功率
P=UI
（2） 電源電壓恒為6V，燈的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及歐姆定律，燈正常發(fā)光時變阻器連入電路的電阻

實驗中，應(yīng)選用的滑動變阻器是R乙。
（3） 電壓表與燈并聯(lián)，測燈的電壓，電流表串聯(lián)在電路中測燈的電流，變阻器串聯(lián)在電路中，如下所示：

（4） 燈在額定電壓下正常發(fā)光，由小燈泡的電流隨電壓變化的情況知，燈在額定電壓下的電流為0.24A，由歐姆定律知，該小燈泡正常發(fā)光時的電阻為

練1.1．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，小明所在的實驗小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω。他們所設(shè)計的實驗電路如圖1所示；


（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路補充完整；（導(dǎo)線不能交叉）______；
（2）小剛閉合開關(guān)后，小燈泡的燈絲突然被燒斷，則電壓表的示數(shù)______（選填“變大”“變小”或“不變”）；小組討論后一致認為，閉合開關(guān)前，如圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于______（選填“A”或“B”）端；
（3）小明同學(xué)閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)如圖2所示，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向______（選填“A“或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）小麗同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖3所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是______W；該圖象不是直線，主要原因是______。
【答案】 變大 B A 0.5 燈的電阻隨溫度的變化而變化
【解析】
（1） 變阻器按一上一下連入電路中與燈串聯(lián)，小燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，電阻約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為

故電流表選用小量程與燈串聯(lián)，如圖所示

（2） 小剛閉合開關(guān)后，小燈泡的燈絲突然被燒斷，則電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表與電源連通測電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，故電壓表的示數(shù)變大。
[3]為保護電路，小組討論后一致認為，閉合開關(guān)前，如圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于阻值最大處的B端；
（3） 燈在額定電壓下正常發(fā)光，由圖2可知，電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，2V小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A端移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓2.5V。
（4） 根據(jù)繪制成圖3所示的I﹣U圖象知，燈在額定電壓下的電流為0.2A，小燈泡的額定功率是
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
該圖象不是直線，則說明燈的電阻不是一個定值，主要原因是：燈的電阻隨溫度的變化而變化。
練1.2．在測定“小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、小燈泡正常發(fā)光時電阻約為10Ω。
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整______。


（2）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示），若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向______（選填“A”或“B”）端移動。
（3）小向同學(xué)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I﹣U圖像，根據(jù)圖像信息，可計算出小燈泡的額定功率是______W。
（4）小勇同學(xué)在實驗中連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)：
A：移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是______；
B：移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡變亮，電壓表示數(shù)反而變小，原因是______。
（5）實驗結(jié)束后，小明整理實驗器材時，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的BP部分比PC部分熱，這是因為______。
【答案】 B 0.5 小燈泡斷路 電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了 BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多
【解析】
（1） 燈泡的額定電流約為

則電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯(lián)，如下圖所示


（2） 由圖2可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，為測量小燈泡的額定功率，需要使電壓表的示數(shù)從2.2V增大到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知，滑片向B端移動減小接入電路中的電阻。
（3） 由圖丙所示I﹣U圖像可知，燈泡額定電壓

所對應(yīng)的電流

則燈泡的額定功率
P=UI=2.5×0.2A=0.5W
（4） A、閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是小燈泡斷路。
B、在移動滑片時，燈泡逐漸變亮（燈兩端的電壓增大），而電壓表的示數(shù)變小，說明電壓表不是接在小燈泡的兩端，而是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了。
（5） BP部分與PC部分串聯(lián)，電流相等，并且BP部分比PC部分電阻大，根據(jù)焦耳定律可知，在通電時間相等的情況下，BP部分產(chǎn)生的熱量多。
練1.3．某興趣小組在測量額定電壓為2.5伏小燈泡電功率的實驗中，實驗電路如圖甲所示。
實驗次數(shù)
1
2
3
4
電壓U/伏
1.0
2.0
3.0
4.0
電流I/安
0.10
0.17
0.23
0.25
（1）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P移到______；
（2）實驗時，電壓表和電流表讀數(shù)記錄下表中，實驗結(jié)束后，同學(xué)們想知道小燈泡的額定功率，卻發(fā)現(xiàn)沒有測小燈泡正常工作時的電流，能否利用表中數(shù)據(jù)求出小燈泡的額定功率？______有同學(xué)認為可利用表中某組數(shù)據(jù)求出電阻R，再利用P額＝求出小燈泡的額定功率，請判斷是否可行 ______并說明理由______。

【答案】最右端 不能 不可行 因為小燈泡的電阻隨溫度的變化而變化
【解析】
（1） 為了保護電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片位于最大電阻處，應(yīng)將滑動變阻器滑片P移到最右端。
（2） 由于燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大，利用表中某組數(shù)據(jù)求出電阻R，再利用P額＝求出小燈泡的額定功率是不可行的，表格中的數(shù)據(jù)并沒有其額定電壓，所以只根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)不能準確地計算出燈泡的額定功率。
練1.4．某實驗小組的同學(xué)用如圖所示器材測量小燈泡的電功率，已知電源電壓恒為6V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8V，功率估計在1.1W左右。

（1）請在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線，使其成為完整的實驗電路______。
（2）請根據(jù)實物圖在虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)電路圖______。
（3）連接電路時，開關(guān)應(yīng)該______。
（4）閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片P應(yīng)該位于______（選填“A”或“B”）端。
（5）閉合開關(guān)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，此時電路故障為______。
（6）故障排除后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，為______A，則待測燈泡的額定功率為______W。
【答案】 斷開 B 小燈泡斷路 0.3 1.14
【解析】
（1） 將電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，待測燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表應(yīng)選擇0～15V的量程，如下圖所示：

（2） 根據(jù)實物圖可知燈泡、滑動變阻器和電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，所以對應(yīng)電路圖為：

（3） 為了保護電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)。
（4） 為了防止電路中電流過大，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片P應(yīng)該位于阻值最大處，應(yīng)離A接線柱最遠，P應(yīng)該位于B端。
（5） 閉合開關(guān)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，這說明電路中出現(xiàn)斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，這說明電壓表可以連接在電源的兩端，中間沒有斷路，此時電路故障為小燈泡斷路。
（6） 如圖電流表的量程為0﹣0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.3A；待測燈泡的額定電壓為3.8V，燈泡正常發(fā)光電流表的示數(shù)為0.3A，則待測燈泡的額定功率
P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W
練1.5．在測小燈泡電功率的實驗中，某校物理興趣小組設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路，所測小燈泡標有“2.5V”字樣，電阻約為10Ω，電源電壓恒為6V。

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將甲圖中電路連接成完整的測小燈泡電功率的電路，要求滑片P向右滑動時，電流表示數(shù)變大（連線時導(dǎo)線不允許交叉）（_______）
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)當___________。閉合開關(guān)前，滑動變阻器應(yīng)當調(diào)到 ___________端（選填“A”或“B”）。閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，原因可能是 ___________（選填數(shù)字編號）
①電流表斷路
②小燈泡短路
③小燈泡燈絲斷了
④滑動變阻器短路
（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 ___________W。
（4）興趣小組同學(xué)又將小燈泡換為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻，用來探究電流與電阻的關(guān)系。先將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為2V，現(xiàn)將定值電阻由5Ω換成10Ω，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向 ___________移動（選填“左”或“右”），否則電壓表的示數(shù)會 ___________（選填“小于”或“等于”）2V，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，當導(dǎo)體電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成 ___________比。
【答案】 斷開 A ② 0.65 左 大于 反
【解析】
（1） 實驗中燈泡應(yīng)與滑動變阻器串聯(lián)；若滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值變小，即滑片向右移動時，接入電路的電阻絲長度變短，故電路如下圖

（2） 連接電路時，為保證電路安全，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器滑片位于最大阻值處，所以滑片應(yīng)調(diào)到A端。
電流表有示數(shù)，說明電源、開關(guān)、電流表、滑動變阻器是通路，電壓表無示數(shù)說明燈泡或者電壓表短路，故選②。
（3） 電流表接的量程為0﹣0.6A，分度值為0.02A，故乙圖中讀數(shù)為0.26A，此時小燈泡的功率為
P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
（4） 根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，把電阻從5Ω換成10Ω，且保持電壓表示數(shù)不變，應(yīng)增大變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻，故滑片應(yīng)向左滑。否則電壓表示數(shù)會大于2V，根據(jù)歐姆定律知道，當導(dǎo)體電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
例2．在“測定小燈泡電功率”的實驗中，小燈泡額定電壓為2.5V。

（1）圖甲中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”，并在圖中改正______；
（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，兩電表無示數(shù)。為判斷故障，將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，電壓表有示數(shù)，則電路發(fā)生故障的原因是______；
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片到某一點，電壓表示數(shù)如圖乙所示為______V；
（4）如表所示，小華在進行實驗數(shù)據(jù)處理時，算出了小燈泡的平均功率，你認為這樣處理數(shù)據(jù)是______（選填“合理”或“不合理”）的，理由是______；
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
功率P/W
平均功率P/W
1
2.0
0.26
0.52
0.69
2
2.5
0.28
0.70
3
2.8
0.30
0.84
（5）下列描述小燈泡電功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖象中，正確的是______（選填字母）。

【答案】 滑動變阻器斷路 2.2 不合理 燈在不同電壓下的功率不同，求平均值沒有意義 B
【解析】
（1）[1]原電路中，電壓表串聯(lián)接入電路中，而滑動變阻器與小燈泡并聯(lián)，這兩處是錯誤的，電壓表應(yīng)與小燈泡并聯(lián)，滑動變阻器與小燈泡串聯(lián)，如圖所示：
。
（2） 小燈泡不亮，兩電表無示數(shù)，電路可能有斷路發(fā)生，將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，此時電壓表兩接線柱到電源兩極間是通路，則說明與電壓表并聯(lián)的滑動變阻器斷路。
（3） 由圖乙知，電壓表使用03V量程，分度值為0.1V，所以電壓表示數(shù)為2.2V。
（4） 燈在不同電壓下的功率不同，計算小燈泡的平均功率沒有意義，因此這樣處理數(shù)據(jù)是不合理的。
（5） 隨著滑動變阻器接入電路中電阻的增大，電路中的電流減小，小燈泡的電壓減小，電功率減小，不是線性關(guān)系，故選B。
練2.1．在“測定小燈泡的電阻”的實驗中，同學(xué)們選用圖甲所示的器材，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12Ω）。

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實物電路連接完整；（_______）
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將圖甲中所示的滑動變阻器的滑片滑到___________（選填“A”或“B”）端；
（3）閉合開關(guān)，滑動變阻器的滑片移動到某一位置時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時燈泡兩端的電壓是___________V；為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向_______ （選填“A”或“B”）端移動；
（4）下表是小明同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)。
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
電阻R/Ω
1
1.0
0.14
7.1
2
1.4
0.19
7.4
3
1.7
0.22
7.7
4
2.0
0.25
8.0
5
2.5
0.30
8.3
那么小燈泡正常發(fā)光時的功率為___________W；
（5）小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲的電阻是變化的，請你根據(jù)所學(xué)知識分析原因___________。
【答案】 A 2.2 B 0.75 燈泡兩端電壓升高，燈泡變亮，燈絲溫度升高，導(dǎo)致電阻增大
【解析】
（1） 在探究小燈泡的電阻時，電壓表應(yīng)測小燈泡兩端的電壓，且小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用小量程。電路連接如下：

（2） 閉合開關(guān)前，應(yīng)將變阻器的滑片置于阻值最大處，那么圖甲中，滑片應(yīng)置于A端。
（3） 由圖乙知，電壓表所選量程為0~3V，對應(yīng)的分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V。
小燈泡的額定電壓為2.5V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)讓小燈泡在額定電壓下工作，據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點，此時應(yīng)將滑片向B端移動，讓變阻器接入電路的阻值變小，分去的電壓變小，則小燈泡兩端的電壓才能變成2.5V。
（4） 由表格數(shù)據(jù)知，小燈泡兩端的電壓為2.5V時，通過的電流為0.30A，那么小燈泡正常發(fā)光時的功率
P=UI=2.5V×0.30A=0.75W
（5） 由表格數(shù)據(jù)知，小燈泡的電阻隨著電壓的增大而增大，而電壓增大時，燈絲的溫度升高，導(dǎo)致其電阻增大。
練2.2．小東按圖中所示的電路探究“電流跟電壓的關(guān)系”。他利用兩節(jié)新干電池與規(guī)格適當?shù)幕瑒幼冏杵鞔?lián)組成可調(diào)電壓電源。

（1）請將如圖所示的實物電路補充完整。要求：變阻器滑片向右移動時，電流表示數(shù)增大。（________）
（2）實驗中，采用了___________的研究方法。
（3）實驗中，多次改變滑動變阻器連入電路中的電阻值，分別測出通過電阻的電流和對應(yīng)的電壓值。如下表。
電壓
0.5
1.0
2.0
2.5
3.0
電流
0.1
0.2
0.4
0.5
0.6
根據(jù)表中數(shù)據(jù)能得出的結(jié)論：___________。
（4）完成實驗后，他還想利用該電路測量小燈泡的額定功率（額定電壓下的功率）。于是，他斷開開關(guān)，將圖中的電阻換成一個額定電壓為的燈泡，小東接下來的操作應(yīng)該是：①___________；②___________；③將滑動變阻器滑片移到端，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片直到觀察到電壓表示數(shù)為，記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)。
【答案】 控制變量 電阻一定時，電流與電壓成正比 電源上在串聯(lián)一節(jié)干電池 把電壓表量程改為0~15V
【解析】
（1） 變阻器滑片向右移動時，電流表示數(shù)增大，即變阻器的電阻變小，應(yīng)把滑動變阻器接線柱B接在電路中，如圖所示
。
（2） 探究“電流跟電壓的關(guān)系”實驗中，應(yīng)保證電阻阻值不變，改變電阻兩端電壓，觀察電流的變化，采用了控制變量的研究方法。
（3） 由表中數(shù)據(jù)可知，每組對應(yīng)的電壓值和電流值的比值是相等的，所以可以得出結(jié)論：電阻一定時，電流與電壓成正比。
（4） 測量額定電壓為小燈泡的額定功率，需讓小燈泡的實際電壓為3.8V，圖中電源為兩節(jié)干電池，電壓為3V，不能是小燈泡實際電壓等于額定電壓，所以電源應(yīng)再串聯(lián)一節(jié)干電池，并且電壓表選用量程應(yīng)大于3.8V，目前選擇量程為0~3V，所以應(yīng)把電壓表量程改為0~15V，故小東接下來的操作應(yīng)該是：電源上在串聯(lián)一節(jié)干電池，把電壓表量程改為0~15V。
練2.3．小雨同學(xué)進行“測量小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有器材：額定電壓為6V的同規(guī)格小燈泡（電阻約為25Ω）若干個，電壓為12V的電源1個，電流表、電壓表、開關(guān)各1個，規(guī)格分別為“20Ω 1A”和“50Ω 0.5A”的滑動變阻器各1個，導(dǎo)線若干。
（1）連接電路時開關(guān)應(yīng)_________，在閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)放在_________端（填“左”或“右”），實驗中應(yīng)選擇規(guī)格為“___________”的滑動變阻器；
（2）圖1中已經(jīng)連接了部分電路，請用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整；（_______）
（3）小雨正確連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0，經(jīng)檢查電表完好，則故障可能是___________；

（4）故障排除后，再次閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片到某一位置時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖2所示，則電流表的示數(shù)為___________A，小燈泡的額定功率是___________W；
（5）在實驗過程中，曾出現(xiàn)即使將滑動變阻器調(diào)至電阻最小的位置，燈泡微弱發(fā)光，兩表示數(shù)很小的現(xiàn)象，小雨檢查時碰了一下燈座上的接線柱，突然燈泡變亮了，兩表示數(shù)也變大了。小軍認為這是接觸不良造成的，為什么接觸不良就會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？小雨依據(jù)歐姆定律分析，接觸不良的地方___________變大，導(dǎo)致電路中的電流變小，從而出現(xiàn)上述實驗現(xiàn)象。
【答案】斷開 右 “50Ω 0.5A” 小燈泡斷路 0.24 1.44 電阻
【解析】
（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，才能避免接線時出現(xiàn)短路對電路元件造成損壞。
在閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)放在阻值最大的位置，即圖1中變阻器的最右端。
由題意知，小燈泡正常工作時的電流

而規(guī)格為20Ω 1A的變阻器的最大阻值比小燈泡正常工作時的電阻還要小，電源電壓為12V，則無法通過調(diào)節(jié)滑片位置讓小燈泡正常工作，所以應(yīng)選擇規(guī)格為50Ω 0.5A的變阻器。
（2）在探究小燈泡的額定功率的實驗中，電壓表應(yīng)并聯(lián)在小燈泡兩端，小燈泡的額定電壓為6V，則電壓表應(yīng)選大量程。電路連接如下

（3）電路連接正確，閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片，小燈泡不亮，而電表完好，電流表示數(shù)為0，是電路中出現(xiàn)了斷路，而電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源是接通的，所以出現(xiàn)斷路的是小燈泡。
（4）由圖2知，電流表的量程為小量程，對應(yīng)分度值是0.02A，示數(shù)為0.24A。
[7]小燈泡的額定功率
P=UI額=6V×0.24A=1.44W
（5）在實驗中即使調(diào)節(jié)滑片到變阻器阻值最小處，燈泡發(fā)光仍微弱，兩電表示數(shù)很小，這說明電路是通路，但電路中的電流很小，據(jù)歐姆定律知，此時電路中的總電阻很大。而觸碰燈座上的接線柱，燈泡變亮，電阻會變大是接觸不良造成的。
練2.4．小紅利用如圖所示電路“測量小燈泡的電阻”，實驗器材：兩節(jié)新干電池、小燈泡（額定電壓為2.5V）、滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干；

（1）實驗原理是______；
（2）小紅按圖正確連接電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表示數(shù)為3V，則電路故障可能是______；
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡依然不亮，電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來他應(yīng)該進行的操作是下列選項中的：______；（只填字母）
A．更換小燈泡
B．移動滑動變阻器的滑片
（4）小紅連續(xù)移動滑動變阻器，得到如下實驗數(shù)據(jù)；
實驗次數(shù)
1
2
3
4
電壓/V
1.0
1.4
2.0
2.5
電流/A
0.18
1.00
0.26
0.30
電阻/Ω




①在分析實驗數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)有明顯錯誤，這個數(shù)據(jù)是______，此時燈泡的電阻應(yīng)該為______Ω；
②小紅分析數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻是變化的，原因是______；
③根據(jù)數(shù)據(jù)表格還可以計算小燈泡的額定功率為______W。
【答案】 燈泡斷路 B 1.00 7 燈泡電阻隨溫度的升高而增大 0.75
【解析】
（1）測量小燈泡的電阻，要測燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，利用公式計算出燈泡的電阻，故實驗原理為：。
（2）閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表示數(shù)為3V，因電源電壓為3V（兩節(jié)干電池串聯(lián)電壓為3V），說明電壓表串聯(lián)在電路中，與電源正負極相連，電路故障可能是燈泡斷路。
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡依然不亮，電流表、電壓表均有示數(shù)，可能是由于電路電阻太大，電路電流太小，燈泡實際功率太小造成的，可以移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，故B符合題意，A不符合題意。
故選B。
（4）①由表格數(shù)據(jù)可知，電流表選用的是小量程，電流表的示數(shù)不可能為1.00A，故數(shù)據(jù)1.00是錯誤的，錯誤的原因在于選用小量程卻按大量程讀數(shù)，根據(jù)電流表大小量程之比為5∶1，正確的電流大小應(yīng)為0.20A，此時電壓為1.4V，根據(jù)歐姆定律可得小燈泡的電阻為

②通過分析可知，燈泡兩端電壓變大時燈泡電阻也是變大的，原因是燈泡兩端電壓增大，通過的電流增大，燈絲溫度升高，導(dǎo)致燈絲電阻增大，即燈泡電阻隨溫度的升高而增大。
③由表中數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定電流為0.30A，根據(jù)功率公式可得小燈泡的額定功率為
P額＝U額I額＝2.5V×0.30A＝0.75W
練2.5．在“測量小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓為6V保持不變，所用小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω。

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的實物圖連接完整，要求滑動變阻器滑片P向右滑動時小燈泡變亮；（_______）
（2）閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最 ___________端（選填“左”或“右”）；
（3）閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表和電壓表均有示數(shù)，接下來首先應(yīng)該操作的是 ___________（選填序號）
A．檢查電路是否斷路
B．檢查電路是否短路
C．移動滑動變阻器的滑片P，觀察小燈泡是否發(fā)光
（4）故障排除后，移動變阻器的滑片當電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 ___________W；
（5）根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡的電流與電壓變化的關(guān)系圖象，如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線是彎曲的，其主要原因是 ___________；
（6）若將小燈泡換成定值電阻，該電路還可以進行的實驗有 ___________（請寫出一個即可）。
【答案】 左 C 0.6 小燈泡的電阻受溫度的影響 伏安法測量電阻
【解析】
（1）滑動變阻器采用一上一下的連接方式，滑動變阻器的滑片P向右滑動時小燈泡變亮，說明滑動變阻器接入電路的電阻減小，故選擇右下接線柱，連接電路如圖所示：

（2）為了保護電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最大電阻處，即最左端。
（3）小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，說明電路是通路，電壓表也有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的小燈泡沒有出現(xiàn)短路，可能的原因是電路中總電阻太大，小燈泡兩端的電壓和通過的電流太小導(dǎo)致燈泡不亮，故接下來首先應(yīng)該操作的是移動滑動變阻器的滑片P，觀察小燈泡是否發(fā)光。
故選C。
（4）如圖乙所示，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.24A，此時燈泡電壓為額定電壓2.5V，根據(jù)功率公式計算燈泡的額定功率
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W
（5）根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡的電流與電壓變化的關(guān)系圖象，如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線是彎曲的，其主要原因是小燈泡的電阻受溫度的影響。
（6）若將小燈泡換成定值電阻，用電壓表測量電壓，電流表測量電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可以測量電阻。
例3．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V，電源為2節(jié)干電池。
（1）根據(jù)圖甲所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的電路連接完整______。

（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最______（選填“左”或“右”）端。
（3）排除電路的故障后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，測得如下所示的三組數(shù)據(jù)。當電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，請把電流表的示數(shù)填入下列表格中。
實驗次數(shù)
1
2
3
電壓表實數(shù)/V
2
2.5
3
電流表/A
0.34
______
0.44
小燈泡的亮度
暗
亮
很亮
分析上表，可以發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度是變化的，小燈泡的亮度是由______（選填“實際功率”或“額定功率”）決定的；該燈泡的額定功率是_____W。
【答案】 右 1.0 實際功率 1.0
【解析】
（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈泡并聯(lián)；根據(jù)（3）表中電流大小，電流表選用小量程與燈泡串聯(lián)，變阻器按一上一下連入電路中，如下所示：

（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)前，為保護電路，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處，即最右端。
（3）當電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.4A，表格中應(yīng)填0.4。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，第1次燈泡的實際功率為
P=UI=2V×0.34A=0.68W
第2次燈泡的實際功率為
PL=ULIL=2.5V×0.4A=1.0W
同理，第3次燈泡的實際功率為1.32W，結(jié)合表中燈泡的發(fā)光情況，故可知小燈泡的亮度是由燈泡的實際功率決定的。
燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，故第2次燈泡的實際功率即該燈泡的額定功率，故即該燈泡的額定功是1.0W。
練3.1．一只小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時的電流約為0.3A，小明想測量這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材，一個電壓表、一個電流表，一個開關(guān)，電源、滑動變阻器、導(dǎo)線若干；

電壓U/V
1
2.5
2.8
電流I/A
0.18

0.28
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整；______
（2）電路正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因可能是______；
（3）排除故障后，小明進行了三次測量，測量數(shù)據(jù)如上表；當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時小燈泡的額定功率為______W；小明根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，計算出了三次小燈泡的電阻，發(fā)現(xiàn)三次電阻均不相同，原因是______；
（4）完成上述測量后，小明不用電壓表，用如圖丙所示的電路也可測量已知額定電流的小燈泡的額定功率，已知小燈泡的額定電流為I額，定值電阻的阻值為R0，實驗步驟如下，請補充完整：
①閉合開關(guān)S、S2，斷開開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表讀數(shù)為______；
②閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，保持滑動變阻器滑片位置不變，記錄下此時電流表的示數(shù)為I；
③小燈泡的額定功率的表達式為P額＝______。
【答案】 燈泡斷路 0.65 燈絲的電阻隨溫度的升高而增大 I額 （I﹣I額）R0I額
【解析】
（1）變阻器按一上一下連入電路中，正常發(fā)光時的電流約為0.3A，故電流表選用小量程串聯(lián)在電路中，小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如圖所示

（2）電路正確連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電路可能斷路，電壓表有示數(shù)，則說明電壓表與電源連通，出現(xiàn)這一故障的原因可能是燈泡斷路。
（3）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.26A，燈泡的額定電壓為2.5V，則小燈泡的額定功率為
P＝UI＝2.5V×0.26A＝0.65W
由表中數(shù)據(jù)知，通過燈的電流隨電壓的增大而變大，根據(jù)P＝UI，燈的功率變大，燈泡變亮，燈絲的溫度升高，因小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，故燈的電阻變大。
（4）①閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片P，使電流表示數(shù)為I額。
②閉合開關(guān)S、S1，斷開開關(guān)S2，保持滑動變阻器滑片位置不變，記錄下此時電流表的示數(shù)為I。
③在①中，電流表測燈的電流，燈正常發(fā)光；在②中，電流表測干路電路，并聯(lián)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，定值電阻R0的電流為
I0＝I﹣I額
由歐姆定律的變形公式，定值電阻R0的電壓為
U＝I0R0＝（I﹣I額）R0
根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡兩端的電壓等于定值電阻的電壓，所以燈泡的額定電功率為P額＝U0I額＝（I﹣I額）R0I額
練3.2．利用如圖所示的電路測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中的電路連接完整，要求滑片P向右移動時燈泡變暗；______
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)______，滑片P應(yīng)位于______（選填“A”或“B”）端；
（3）連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡較亮，電壓表和電流表的示數(shù)均較大；無論怎樣移動滑片P，此現(xiàn)象都不發(fā)生改變，則出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是______；
（4）改正電路后，移動滑片P至某一位置，電壓表示數(shù)為2V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片向______移；當電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______W；
（5）繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)達到3.0V，燈泡強烈發(fā)光，此時燈泡的實際功率______（選填“小于”或“等于”或“大于”）1.44W；
（6）利用這些器材還可進行的實驗是______；若把小燈泡換成一個定值電阻，還可探究______的關(guān)系。
【答案】 斷開 B 滑動變阻器短路 左 1 小于 測量小燈泡的電阻 電流與電壓
【解析】
（1）根據(jù)滑片P向右移動時燈泡變暗，說明P向右移動變阻器阻值要變大，確定變阻器左下接線柱連入電路中與燈串聯(lián)，根據(jù)燈的額定電壓為2.5V，確定電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如下圖所示：

（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開連接好電路；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大處，由于滑動變阻器接左下接線柱，則應(yīng)將滑片移至B端。
（3）由于電流表有示數(shù)，故障可能是短路，再考慮電壓表，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的部分不會短路，與電壓表并聯(lián)以外的部分不會斷路，所以應(yīng)該是與電壓表并聯(lián)以外的部分短路，則故障是滑動變阻器短路。
（4）電壓表示數(shù)為2V，要測量小燈泡的額定功率，需要使電壓表示數(shù)增加為2.5V，所以要減小滑動變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知應(yīng)將滑動變阻器接入電路電阻變小，所以將滑片向左移；由圖乙知，電流表示數(shù)為0.4A，則小燈泡的額定功率為

（5）根據(jù)可知，在電阻不變時，電功率與電壓的平方成正比，電壓表的示數(shù)達到3.0V時，為小燈泡額定電壓2.5V的1.2倍，若燈的電阻不變，則燈泡的實際功率為

但因燈的電阻隨溫度的升高而變大，根據(jù)，故此時燈泡的實際功率小于1.44W。
（6）利用這些器材還可以用電壓表，電流表分別把燈泡的電壓，電流測出，用來測量小燈泡的電阻；若把小燈泡換成一個定值電阻，就可以用來探究在電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系。
練3.3．小明連接了如圖所示的實驗電路。

（1）請你根據(jù)圖所示的實物電路連接情況在虛線框內(nèi)畫出相應(yīng)的電路圖；______
（2）連接電路前，開關(guān)應(yīng)該處于 ______（“閉合”或“斷開”）狀態(tài)；
（3）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在 ______（“左”或“右”）端。閉合開關(guān)后，向右移動換片P，電流表示數(shù)變 ______（“大”或“小”），燈泡變 ______（“亮”或“暗”）。
【答案】 斷開 左 大 亮
【解析】
（1）按照實物圖，從電源正極依次畫出開關(guān)、電流表、燈泡、滑動變阻器，然后到電源負極，電壓表接在燈泡兩端，如圖所示

（2）連接電路前，為了保護電路中的各元件，開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)。
（3）閉合開關(guān)前，為了保護電路，滑動變阻器的阻值應(yīng)處在最大值，即滑片P應(yīng)放在左端。
閉合開關(guān)后，向右移動換片P，滑動變阻器接入電路中的電阻減小，由歐姆定律可知，電源電壓一定時，電路中的電流變大，電流表示數(shù)變大。
燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電路中的電流變大，通過燈泡的電流變大，由可知，燈泡實際功率變大、燈泡變亮。
練3.4．小成想要測定小燈泡的額定功率，他選用了以下器材：標有“”字樣的小燈泡老師告訴他，該小燈泡正常工作電流在左右，電源為6V的恒穩(wěn)蓄電池，量程為“”與“”的電流表，量程為“”與“”的電壓表，開關(guān)，導(dǎo)線?？墒窃谶x擇滑動變阻器時他猶豫了，因為有三種規(guī)格的滑動變阻器，分別標有“”、“”、“”字樣。


（1）估算一下，請你幫小成選擇一只合適的滑動變阻器_________；
（2）如圖甲所示，小成連接了一部分電路后又糾結(jié)了，請你在不改變他已經(jīng)連接部分的前提下，再幫他連接完整；（____）
（3）連接完整后，小成按正確程序操作，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮。電流表指針偏轉(zhuǎn)明顯，而電壓表指針幾乎不動，仔細檢查，連接無誤。那么出現(xiàn)該狀況的原因應(yīng)該是___________。
A．電壓表內(nèi)部斷路了
B．燈泡的燈絲斷了
C．燈座內(nèi)部出現(xiàn)了短路
D．滑動變阻器的電阻線斷了
（4）在老師的指點下，小成自己排除了故障，再閉合開關(guān)S，燈泡亮了，但發(fā)光很暗，觀察電壓表示數(shù)，僅有，這時小成應(yīng)將滑片P向___________端選填“A”或“B”適當滑動；
（5）當小燈泡兩端的電壓達到額定電壓后，電流表的示數(shù)如圖乙所示，小佳測得小燈泡的額定功率是___________。
（6）完成上述實驗后，又找來了一個阻值為的電阻和兩個開關(guān)，并借助部分現(xiàn)有的實驗器材，設(shè)計了如圖丙所示的電路，也測出了額定電壓為的小燈泡的額定功率。請完成下列的實驗步驟：
①先閉合再閉合開關(guān)___________，移動滑片，當電壓表的示數(shù)為___________時，停止移動滑片；
②保持滑片的位置不動，斷開開關(guān)再閉合開關(guān)___________，讀出此時電壓表的示數(shù)為U；
③燈泡額定功率的表達式為P=_________ 用已知量和測量量表示。
【答案】” A
【解析】
（1）[1]燈泡正常工作時的電壓為2.5V，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，則滑動變阻器的電壓為

燈泡正常工作時的電流為0.3A，根據(jù)歐姆定律可得燈泡正常工作時滑動變阻器的電阻為

即滑動變阻器連入電路的電阻至少為11.67Ω，又正常工作時的電流0.3A