資源簡介

2024-2025學年人教版物理九年級全一冊考點分類專題易錯題匯編培優練
專題18.3 測量小燈泡的電功率（五大考點）
考點1 伏安法測小燈泡電功率的原理和電路圖 1
考點2 伏安法測小燈泡電功率的實驗步驟和數據處理 9
考點3 伏安法測小燈泡電功率實驗的注意事項故障分析 17
考點4 用電壓表和已知阻值電阻測燈泡的電功率 22
考點5 用電流表和已知阻值電阻測燈泡的電功率 29
考點1 伏安法測小燈泡電功率的原理和電路圖
【典例分析】（2024·山東青島·一模）在物理實驗中，對物理量進行多次測量，有的是為了通過多次測量減小誤差，有的是為了通過多次實驗尋找規律，其中為了通過多次測量減小誤差的是（　　）
A．“測量小燈泡的電功率”時，測量多組對應的電壓和電流值
B．“測量定值電阻的阻值”時，測量多組對應的電壓和電流值
C．“探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系”時測量多組對應的電流和電壓值
D．“探究串聯電路各點間電壓的關系”時測量多組對應的總電壓和各部分電路兩端的電壓
答案：B
規范解答：A．在“測量小燈泡的電功率”時，實驗過程中，測量多組對應的電壓和電流值，可以求得不同電壓下的電功率，是為了探究額定功率和實際功率之間的關系，找到普遍規律，故A不符合題意；
B．在“測量定值電阻的阻值”時，實驗中測量多組對應的電壓和電流值，采用多次測量電流和電壓值，用分別求出的燈泡的電阻取平均值的辦法來減小誤差，提高準確度，故B符合題意；
C．在探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”的實驗中，通過測量多組對應的電流和電壓值，是為了探究導體中的電流和導體兩端電壓的關系，找到普遍規律，故C不符合題意；
D．在探究“串聯電路各點間電壓的關系”的實驗中，測量多組對應的總電壓和各部分電路兩端的電壓，是為了探究總電壓和各部分電路兩端電壓的關系，找到普遍規律，故D不符合題意。
故選B。
【變式1-1】（23-24九年級上·全國·單元測試）小明在“測量小燈泡的電功率”實驗中，選用如圖1所示的器材和電路，其中電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請用筆畫線代替導線將電路連接完整，要求：向右移動滑片P，燈泡變亮 ；
(2)連接好電路閉合開關后，小燈泡不亮，電壓表和電流表均偏轉，則下一步操作應該是___________；
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否斷路
C．更換電池 D．移動滑片P
(3)根據測得的數據繪制的通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖像如圖2所示，分析圖像可知：小燈泡的額定功率為 W；
(4)利用圖1中器材和電路 （選填“能”或“不能”）探究電流與電壓的關系；
(5)完成上述實驗后，小明進一步思考，在沒有電流表的情況下能否測量小燈泡的額定功率？他想利用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設計的電路圖如圖3所示，然后調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為U額，接著保持滑片位置不變，將電壓表 （選填“A”或“B”）點的接線改接到C點，觀察并記錄電壓表示數為U，則小燈泡的額定功率可表示為P額= （用R0、U額、U等物理量符號表示）。
答案：(1)
(2)D
(3)0.625
(4)不能
(5) B
規范解答：（1）要求向右移動滑片P，燈泡變亮，則電路的電流變大，電路的電阻變小，則滑動變阻器電阻減小，故滑動變阻器右下接線柱連入電路中與燈泡串聯，如圖所示：
（2）連接好電路閉合開關后，電壓表和電流表均偏轉，電路為通路，燈泡兩端有電壓，燈泡不亮，說明電路的電流過小，則移動滑片P，增大電路的電流。
故選D。
（3）根據測得的數據繪制的通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖可知，小燈泡在額定電壓2.5V下的電流為0.25A，因此小燈泡的額定功率
P=U燈I燈=2.5V×0.25A=0.625W
（4）探究電流與電壓的關系時，要控制電阻的大小不變，而燈的電阻隨溫度的變化而變化，故利用圖1中器材和電路不能探究電流與電壓的關系。
（5）[1][2]電壓表在使用時，電流要從電壓表正接線柱流入、從負接線柱流出，故將電壓表B點的接線改接到C點，此時電壓表測燈與定值電阻的電壓，觀察并記錄電壓表示數U，因為各個電阻的大小和電壓大小都不變，燈泡仍然正常發光，根據串聯電路的電壓規律，定值電阻的電壓為
U0=U-U額
由歐姆定律，通過定值電阻的電流
根據串聯電路的電流規律，通過定值電阻的電流等于小燈泡的額定電流，則小燈泡的額定功率可表示為
【變式1-2】（23-24九年級上·全國·單元測試）小明同學在測量額定電壓為的小燈泡電功率實驗中，連接了如圖甲所示的電路；
(1)連接電路時，開關應 ；
(2)小明在未檢查電路連接是否正確的情況下，閉合開關，調節滑動變阻器滑片，電流表的示數將 ，電壓表的示數將 ；（選填“發生變化”或“不發生變化”）
(3)小明發現實驗電路連接有誤，若只需改動一根導線，即可使電路連接正確，請你在應改動的導線上畫“×”并用筆畫線代替導線畫出正確的接法 ；
(4)排除故障后，繼續實驗，分別記下了多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制了如圖乙所示的圖像，該圖像不是直線，主要原因是 ；某次實驗時電流表示數如圖丙所示，此時小燈泡的電阻是 ；當小燈泡正常發光時，它的額定功率是 W；
(5)實驗結束后，小明用一個發光二極管替換小燈泡來測量發光二極管的功率，閉合開關后，發現當二極管亮度與小燈泡相當時，功率卻小得多，這是因為二極管將電能轉化為光能的效率比小燈泡 （選填“高”或“低”）；
(6)實驗結束后，小明又設計了如圖丁所示的電路，測出了另一個額定電流為的小燈泡的額定功率，已知電源電壓為，請寫出實驗步驟及測定額定功率的表達式：
① ；
② ；
表達式 。
答案：(1)斷開
(2) 發生變化 不發生變化
(3)
(4) 燈絲電阻隨溫度升高而增大 10 0.988
(5)高
(6) 按圖連接電路，只閉合，移動滑片P，使電流表示數為 滑片P位置不變，再閉合，電流表的示數為I
規范解答：（1）為了電路中各元件安全，連接電路時，開關應處于斷開狀態。
（2）[1][2]觀察圖甲發現，電壓表測電源電壓，電流表測電路的電流；所以閉合開關，調節滑動變阻器滑片，滑動變阻器的阻值發生變化，則電路中電流大小發生變化，所以電流表示數發生變化；由于電壓表測電源電壓，所以電壓表的示數將不發生變化。
（3）測量小燈泡的電功率實驗中，電壓表測小燈泡兩端電壓，由于圖甲中，電壓表測電源電壓，所以將電壓表并聯在小燈泡兩端，如下圖所示：
（4）[1]由于燈絲電阻隨溫度升高而增大，所以燈泡的電阻不是固定值，故燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流不成正比，所以圖像不是直線。
[2]由圖丙可知，電流表選擇0~0.6A量程，分度值為0.02A，示數為0.18A，所以通過燈泡的電流為0.18A，由圖乙可知，此時燈泡兩端電壓為1.8V，則此時小燈泡的電阻
[3]小燈泡的額定電壓為3.8V，由圖乙可知，通過燈泡的電流為0.26A，則小燈泡正常發光時的額定功率
（5）小燈泡發光時發熱，所以小燈泡將電能轉化為光能和內能，二極管把大部分電能轉化為光能，二極管亮度與小燈泡相當時，功率卻小得多，即二極管與小燈泡轉化的光能相同時，二極管的功率小，則二極管消耗的電能少，所以二極管將電能轉化為光能的效率比小燈泡高。
（6）[1]丁圖所示電路中，只閉合S1，小燈泡與滑動變阻器串聯，電流表測量電路中的電流，移動滑片P，使電流表示數為0.3A，此時小燈泡正常發光，兩端電壓為額定電壓。
[2]保持滑片P位置不變，再閉合S2，此時小燈泡短路，電流表示數為I，由歐姆定律知，滑動變阻器接入電路中的阻值
[3]步驟①中，滑動變阻器兩端電壓
由串聯電路電壓規律知，小燈泡額定電壓
小燈泡額定電功率
【變式1-3】（23-24九年級上·山東菏澤·期末）圖甲是“測量小燈泡功率”實驗電路，電源電壓3V，小燈泡的額定電壓為2.5V。
（1）連接電路時，圖中導線a端應與電壓表上標有數字“ ”（選填“3”或“15”）的接線柱相連；
（2）根據實驗數據畫出I-U圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 W；
（3）結合圖甲的信息思考：能否利用圖乙電路，采用控制變量的方法來“探究電流與電壓的關系”？并說明理由 。
答案： 3 0.625 不能，見解析
規范解答：（1）[1]電源電壓3V，故電壓表選用小量程與燈并聯，連接電路時，圖中導線a端應與電壓表上標有數字3的接線柱相連。
（2）[2]由圖甲可知，小燈泡的額定電壓為2.5V，對應的額定電流為0.25A，小燈泡的額定功率
P額=U額I額=2.5V×0.25A=0.625W
（3）[3]探究“探究電流與電壓的關系”，要控制電阻的大小不變，而燈的電阻隨溫度的變化而變化，故不能探究電流與電壓的關系。
【變式1-4】（2024·遼寧大連·一模）在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，實驗器材有：干電池三節，額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻大約為10Ω）、滑動變阻器甲（20Ω 1A）和乙（5Ω 3A）、電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）用筆畫線代替導線將圖甲所示的電路補充完整 ；
（2）為完成實驗應該選擇滑動變阻器 （選填“甲”或“乙”），閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到 端；（選填“A”或“B”）
（3）在實驗過程中，電壓表的示數為2V，為了測量小燈泡的額定功率，滑動變阻器滑片應向 （選填“A”或“B”）端滑動；小燈泡正常發光時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W；
（4）實驗后小組討論認為，利用單刀雙擲開關、電流表、阻值為R0的定值電阻，設計如圖丙所示的電路也能測出小燈泡的額定功率。步驟如下：
①S接1，調節滑動變阻器滑片使電流表示數為；
②S接2，保持滑片不動，讀出電流表示數為I；
③則小燈泡的額定功率為P= （用所給符號表示）。
答案： 甲 B A 0.75
規范解答：（1）[1]在測量小燈泡額定功率的實驗中，電流表應與燈泡串聯，電壓表應與燈泡并聯，燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表選用小量程，正常發光時燈絲的電阻約為10Ω，則燈泡的額定電流約為
所以電流表選用小量程。滑動變阻器采用一上一下的方式串聯接入電路。如圖所示：
（2）[2]三節干電池串聯的電壓為4.5V，即電源電壓為4.5V；小燈泡的額定電壓為2.5V，要正常發光，滑動變阻器兩端的電壓為
U滑=4.5V-2.5V=2V
滑動變阻器的接入電路中的阻值大約是
故選滑動變阻器甲。
[3]為保護電路，閉合開關S前，應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，即B端。
（3）[4]閉合開關，電壓表示數為2V，為測燈泡的額定功率，需要增大燈泡的電壓直至為2.5V，故應減小滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯分壓原理，則需要將滑動變阻器的滑片向A端移動，減小變阻器的阻值。
[5]小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，則電流表的讀數為0.3A，所以小燈泡的額定功率為
[6]①S接1，此時燈泡和并聯，電流表測電流，移動干路上的滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為，則根據并聯電路電壓規律，此時燈泡的電壓為，燈泡正常發光；
②保持滑動變阻器的滑片P不動，S接2，此時燈泡和仍然并聯，電流表測干路電流，讀出電流表的示數為；
③則根據并聯電流規律，燈泡的額定電流為
所以根據，小燈泡的額定功率為
考點2 伏安法測小燈泡電功率的實驗步驟和數據處理
【典例分析】（2024·上海·三模）小張同學和小丁同學在做“測定小燈泡的電功率”實驗，現有學生電源共四款：4.5伏、6伏、7.5伏、9伏，待測小燈泡有三個，分別標有“2.5V”、“3.8V”“4.5V”字樣，滑動變阻器2個、電流表2個、電壓表2個（其中1個只有0~3伏完好）、開關及導線若干，小丁選擇1個滑動變阻器和1個小燈泡進行實驗，他閉合開關，移動變阻器滑片，發現電壓表示數始終不變且不為0，他讀出數值卻忘記了記錄，經過思考后他調整電路并重新實驗，記錄以下三組數據及現象，部分數據及現象見下表。
序號 電壓表示數（伏） 電流表示數（安） 電壓表示數與電流表示數的比值（歐） 小燈亮暗程度
1 0.20 偏暗
2 10 正常發光
3 1.7 0.24 偏亮
（1）請判斷電壓表的并接位置并說明理由 ；
（2）請根據相關信息求解電源電壓U （需寫出主要推理和計算過程）；
（3）小燈泡的額定電功率P額= W；
小張從余下的器材中挑選合適的器材和一個小燈并正確連接電路，閉合開關，移動變阻器滑片，發現當電流表示數最大時，小燈泡發光仍較暗，他分析后，改變了電壓表的位置，得到兩組數據記錄在表格中，并利用其中一組數據測得了小燈泡的額定電功率。小張實驗中的部分數據見表。
序號 電壓表示數（伏） 電流表示數（安） 電壓表示數與電流表示數的比值（歐）
1 10
2 2.0 x
（4）請簡述電流表示數最大時，小燈泡發光較暗的原因 ；
（5）求解：小燈泡的額定功率P額（需寫出解答過程） ；
（6）表中數據x的取值范圍為 （保留分數）
答案： 電壓表并聯在滑動變阻器兩端；理由見解析 6V 0.836 見解析 1.35W
規范解答：（1）[1]表中第3組數據可知，當電壓表示數為1.7V時，燈泡偏亮，說明此時燈泡兩端電壓大于額定電壓，而三個燈泡的額定電壓分別為2.5V、3.8V、4.5V，說明電壓表測的不是燈泡兩端電壓，而是滑動變阻器兩端的電壓。
（2）[2]當滑動變阻器兩端電壓與電流比為10歐時，燈泡正常發光，根據1、3組電流數據及燈泡亮暗程度可知，第2組數據中的電流大于0.2A，小于0.24A，則滑動變阻器兩端的電壓大于2V，小于2.4V，結合三個燈泡的額定電壓可知，當滑動變阻器兩端電壓為2.2V，燈泡額定電壓為3.8V時，電源電壓剛好為6V，符合題意。故電源電壓為6V。
（3）[3]由[2]可知電流表的示數為0.22A，則燈泡的額定功率為
P額＝U額I額＝3.8V×0.22A＝0.836W
（4）[4]電壓表測量小燈泡兩端電壓，且量程為0~3V，當電壓表示數最大時，仍未達到小燈泡的額定電壓，實際功率小于額定功率，故小燈泡發光較暗。
（5）[5]由題知，小燈泡的額定電壓為“2.5V”或“4.5V”；測定小燈泡電功率的實驗電路中，電壓表應并聯在小燈泡兩端，閉合開關，移動變阻器滑片，發現當電流表示數最大時，由歐姆定律可知此時電壓表（量程0～3V）示數也最大，但小燈泡發光仍較暗，說明燈泡的額定電壓大于3V，即4.5V；改變了電壓表的位置后，能測出燈泡的額定功率，說明此時電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，且利用其中一組數據測得了小燈泡的額定電功率，若序號2的數據為小燈泡正常發光時的數據，則電源電壓為
U=U額+U滑2=4.5V+2V=6.5V已知電源（電壓為4.5伏、7.5伏、9伏中一個），所以電源電壓不是6.5V，序號2的數據也不是小燈泡正常發光時的數據，則序號1數據為小燈泡正常發光的數據，且此時電壓表示數與電流表示數的比值為10Ω，由歐姆定律可知燈泡正常發光時變阻器接入電路的阻值R滑1=10Ω；若電源電壓為4.5V，則第序號1電壓表示數為0，不符合題意；，因UL不能比額定電壓大得太多，所以可知電源電壓U應為7.5V。
由串聯電路的電壓特點可知燈泡正常發光時變阻器兩端的電壓為
U滑1=U-U額=7.5V-4.5V=3V則燈泡正常發光時的電流為
故燈泡的額定功率為
P'額=U'額I'額=4.5V×0.3A=1.35W
（6）[6]第2組數據中，電壓表的示數為2V，小于第一組數據電壓表的示數，由分壓原理知，滑動變阻器電阻小于10Ω，由歐姆定律知，電流表的示數大于0.3A；小燈泡正常工作時的電阻為
若燈泡電阻不變，則當電壓表示數為2V時，由分壓原理知，滑動變阻器的電阻為
解得
由歐姆定律知，電路中的電流為
而實際上燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以實際的RL與R滑2均比以上所用值大，故表中數據x的取值范圍為。
【變式2-1】（2023·黑龍江哈爾濱·二模）在制作調光燈的實踐活動中，小宇選了額定電壓為2.5V，耐壓值為額定電壓1.2倍的小燈泡，設計了如圖甲所示的電路，電源電壓為6V，圖乙是該燈泡的U-I圖像。下列說法正確的是（　　）
A．小燈泡的額定功率為0.9W
B．小燈泡在亮度發生變化時，燈絲阻值不變
C．小燈泡發光越亮時，整個電路電能的利用效率越高
D．為保護小燈泡，滑動變阻器接入電路的最小值為5Ω
答案：C
規范解答：A．小燈泡額定電壓2.5V，由乙得額定電流I≈0.28A，則小燈泡額定功率
P=UI=2.5V×0.28A=0.7W
故A錯誤；
B．由乙圖知，I1=0.2A時，U1=1V，小燈泡的電阻
此時的小燈泡的實際功率
I2=0.3A時，U2=3V，小燈泡的電阻
此時的小燈泡的實際功率
P2=U2I2=3V×0.3A=0.9W
可知小燈泡的亮度變化時，阻值改變，故B錯誤；
C．小燈泡發光越亮時，電能轉化為光能的利用率就越高，故C正確；
D．為保護小燈泡，小燈泡兩端允許的最大電壓為
U大=2.5V×1.2=3V
此時I最大=0.3A，（因為耐壓值為額定電壓的1.2倍），滑動變阻器的最小電壓
U小=U-U大=6V-3V=3V
則接入電路阻值最小值
故D錯誤。
故選C。
【變式2-2】（23-24九年級下·湖南婁底·開學考試）在測量電阻約為10Ω的定值電阻Rx的實驗中，小明和小亮用如圖所示的器材進行實驗。
(1)用筆畫線代替導線在甲圖中完成實物電路連接，要求滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變小 ；
(2)小明把最后一根導線連接完畢后，看到電壓表和電流表立即有較大示數。小亮認為在實驗操作中有兩處錯誤，其中一處是滑動變阻器的滑片沒有滑到電阻最大的位置，還有一處是 ；
(3)改正錯誤后，小明改變Rx兩端的電壓和電流，兩次測得的電阻值分別為，，第三次測量時，電流表的示數為0.26A，電壓表的示數如圖乙所示。根據以上三次實驗數據，最后得出Rx= Ω；
(4)測量結束后，小亮提出利用這個電路還可以測量小燈泡的電功率，于是小明把定值電阻換成額定電壓為2.5V、電阻約為的小燈泡進行實驗。閉合開關，改變滑動變阻器滑片P的位置，使電壓表的示數為2.5V時，此時燈泡的電功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）它的額定功率。
答案：(1)見解析
(2)連接電路的開關沒有斷開
(3)10.1
(4)等于
規范解答：（1）電源由三節干電池組成，即電源電壓為4.5 V，根據歐姆定律可得，當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時電路中的最大電流
所以電流表的量程選0~0.6 A，且與定值電阻Rx串聯；滑動變阻器的右下方接線柱與開關的右接線柱相連時，滑片向右滑動時連入電路的電阻變小，如圖所示；
（2）接完最后一根導線，電表有示數說明開關閉合；電流表示數較大，說明電路電阻較小，滑動變阻器滑片沒有置于阻值最大處。因此實驗操作中的兩處錯誤是：連接電路時開關沒有斷開；沒有把滑動變阻器的滑片置于阻值最大處。
（3）由題圖乙可知，電壓表的量程為0~3 V，分度值為0.1 V，示數為2.6 V，根據歐姆定律可得，第三次測量時定值電阻的阻值
則定值電阻的阻值
（4）改變滑動變阻器滑片P的位置，使電壓表的示數為2.5 V即小燈泡兩端的電壓為2.5 V時，此時小燈泡的電壓為額定電壓，則電功率和額定功率相等。
【變式2-3】（2023·山東聊城·二模）小明利用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值，電源電壓約為3V，Rx的阻值約為10Ω。
（1）請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接，要求：滑動變阻器的滑片P向左滑動時，電流表示數變小 ；
（2）閉合開關，兩電表均無示數，將電壓表接在變阻器兩端時也無示數，但接在開關兩端時有示數，則電路故障是 ；
（3）排除故障后，閉合開關移動變阻器的滑片P至某一位置，此時電壓表示數為2.7V，電流表示數如圖乙所示，則未知電阻 Ω；
（4）若將待測電阻換成額定電壓2.5V小燈泡測額定功率，通過小燈泡的電流隨著它兩端電壓的變化如圖丙所示，分析圖像可知，當小燈泡兩端的電壓增大時，燈絲的電阻會 （選填“增大”、“減小”或“不變”），該小燈泡的額定功率為 W。
答案： 開關斷路 9 增大 0.5
規范解答：（1）[1]要求滑片向左移動電流表示數變小，說明變阻器連入電路的電阻變大，故滑片以右電阻絲連入電路中，連接變阻器的B接線柱，電源電壓為3V，Rx阻值約為10Ω，電路中的電流
故電流表的量程為0~0.6A，且與電阻串聯；如下圖所示：
（2）[2]閉合開關，兩電表均無示數，則此電路有斷路故障在開關閉合狀態下，將電壓表接在變阻器兩端時無示數，說明電壓表與電源不相連，是變阻器以外的部分有斷路；接在開關兩端時有示數，說明電壓表和電源相連，是開關以外沒有斷路，故電路故障是開關發生斷路。
（3）[3]圖乙中電流表選用小量程，分度值為0.02A，其值為0.3A，小燈泡的電阻
（4）[4][5]小燈泡燈絲的電阻受溫度影響，由小燈泡的電流隨著它兩端電壓的變化圖像可以看出，當小燈泡兩端的電壓增大時，電流也在增大，通過可知電阻在增大，則當小燈泡兩端的電壓增大時，燈絲的電阻會變大；由圖丙可知，小燈泡的額定電壓是2.5V，對應的電流是0.2A，該小燈泡的額定功率為
PL=ULIL=2.5V×0.2A=0.5W
【變式2-4】（2024·黑龍江綏化·二模）小琪同學在做“測量小燈泡的電功率”實驗時，實驗器材有：電源（三節新的干電池），額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關和導線。圖甲是沒有連接完整的電路。
（1）請用筆畫線代替導線按要求將電路（圖甲）連接完整（要求：向左移動滑動變阻器的滑片使電流表示數變大，導線不交叉） ；
（2）正確連接電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某位置，電壓表示數如圖乙所示，此時電壓為 V。若想測量小燈泡的額定功率，應將滑片向 （選填“A”或“B”）端移動，直到電壓表的示數為2.5V；
（4）小琪在進行實驗數據處理時，計算出了小燈泡的平均電功率，你認為她這樣處理數據的方法是 （選填“合理”或“不合理”）的；
（5）上述實驗完成后，小琪又用阻值已知為的定值電阻來測量未知電阻的阻值，實驗電路圖如圖丙所示。由于原電源不符合實驗要求，又換用另一電源，電壓未知且恒定。電路正確連接后：
①當開關S，閉合，斷開時，電流表示數為；
②當開關 閉合， 斷開時，電流表示數為；
③未知電阻的阻值 （用已知量和測量量的符號表示）。
答案： 小燈泡斷路 2.2 A 不合理 S、S1 S2
規范解答：（1）[1]實驗中，燈泡與變阻器串聯，電壓表測量燈泡的電壓，電流表測量電路電流。向左移動滑動變阻器的滑片使電流表示數變大，說明此時變阻器接入電路中的電阻變小，則變阻器的A接線柱接入電路中，如圖所示：
（2）[2]接電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是與電壓表并聯的燈泡斷路。
（3）[3][4]圖乙得，電壓表的分度值為0.1V，示數為2.2V。若想測量小燈泡的額定功率，應將滑片向A端移動，減小變阻器接入電路中的電阻，增大通過燈泡的電流，直到電壓表的示數為2.5V。
（4）[5]不同電壓下的燈泡的電功率不同，求不同電功率的平均值時沒有意義的。
（5）[6][7][8]①當開關S，閉合，斷開時，兩電阻并聯，電流表測量干路電流，電流表示數為；
②當開關S、S1閉合，開關S2斷開，電路連接方式不變，電流表測量R0的電流，電流表示數為；
③由并聯電路特點得，Rx的電壓為
Rx的電流為
由歐姆定律得，未知電阻的阻值
考點3 伏安法測小燈泡電功率實驗的注意事項故障分析
【典例分析】（2024·重慶南川·模擬預測）在“測量小燈泡的電功率”實驗中（小燈泡標有“2.5V”字樣），電源為2節新干電池。
（1）連接電路時，開關應 （選填“斷開”或“閉合”）；
（2）明明同學在連接實驗電路時還有部分導線未接上，如圖1所示。請你用筆畫線代替導線完成實物的連接，要求滑片向右滑動時，接入電路的電阻變大 ；
（3）連好電路后，閉合開關燈泡不亮，檢查電路發現燈絲斷開，其它完好。這時觀察到實驗電壓表的示數是 V；
（4）更換相同型號的燈泡后，為測量小燈泡的額定功率，明明調節滑動變阻器，燈泡兩端的電壓為 V，此時電流表示數如圖2所示為 A，則小燈泡的額定功率為 W；
（5）明明之后又測量了在不同電壓下小燈泡的電功率，在處理數據時 （選填“能”或“不能”）取平均值來減小誤差，小燈泡的I-U圖像圖3是曲線是因為 。
答案： 斷開 3 2.5 0.3 0.75 不能 燈泡電阻隨溫度的變化而變化
規范解答：（1）[1]在連接電路時，為了保護電路中的元件，防止在連接過程中因短路等原因造成損壞，開關應處于斷開狀態。
（2）[2]根據題目要求，滑片向右滑動時，接入電路的電阻應變大。則應將滑動變阻器的左下接線柱與燈泡串聯。小燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表應選擇0 3V的量程，并將其并聯在小燈泡的兩端。電流表則串聯在電路中，用于測量通過小燈泡的電流。如圖所示：
（3）[3]當燈絲斷開時，電路處于斷路狀態，但電壓表仍然與電源的正負極相連，因此電壓表的示數將等于電源電壓。由于電源為2節新干電池，每節干電池的電壓為1.5V，所以電源電壓為3V，電壓表的示數也應為3V。
（4）[4][5][6]為了測量小燈泡的額定功率，需要調節滑動變阻器使燈泡兩端的電壓達到額定電壓2.5V。此時，電流表的示數如圖2所示，電流表接小量程，分度值為0.02A，示數為0.3A。根據電功率的計算公式P=UI，小燈泡的額定功率為
P=2.5V×0.3A=0.75W（5）[7][8]在測量不同電壓下小燈泡的電功率時，燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，小燈泡在不同電壓下的電功率是不同的，不能取平均值來減小誤差。同時，由于燈泡電阻的變化，其I U圖像也會呈現為曲線而不是直線。
【變式3-1】（2024·廣東廣州·一模）小明連接了如圖所示的電路圖。已知電源電壓恒為2.2V，小燈泡的額定功率為0.75W。閉合開關，發現LED發光而小燈泡沒有發光，電壓表的示數為1.7V，電流表的示數為0.16A。小明認為燈泡不亮的原因是燈泡發生了斷路，該說法是否正確？ ；若正確，寫出理由；若不正確，請分析出現該實驗現象的原因并寫出分析過程。 。
答案： 不正確 實際電功率很小而不能發光
規范解答：[1][2]LED發光而小燈泡沒有發光，電壓表的示數為1.7V，電流表的示數為0.16A，說明電路不是斷路，而電壓表示數小于電源電壓，說明燈泡分去部分電壓，因而燈泡不是短路，因為電壓和電流較小，電功率為
遠小于燈泡的額定功率0.75W；原因是實際電功率很小而不能發光。
【變式3-2】（2024·湖北武漢·一模）用如圖所示的裝置測量小燈泡的電功率，電源電壓恒定不變，小燈泡上標有“3.8V”字樣，閉合開關，實驗操作過程中出現了以下幾種情況，分析錯誤的是（　　）
A．無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡不亮，電壓表的示數幾乎等于電源電壓，電流表幾乎無示數，原因是小燈泡斷路
B．無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡很暗且亮度不變，原因是滑動變阻器同時接入兩個下接線柱
C．當小燈泡的實際電壓為3V時，要測量小燈泡的額定功率，需將滑片向左移動
D．電壓表無示數，電流表有示數，小燈泡不亮，可能是小燈泡短路
答案：C
規范解答：A．小燈泡不亮，電流表幾乎無示數，說明電路可能斷路，電壓表的示數幾乎等于電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，即故障原因是小燈泡斷路，故A正確，不符合題意；
B．無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡很暗且亮度不變，說明電路中電阻較大，且滑動變阻器沒有變阻的作用，即故障原因是滑動變阻器同時接入兩個下接線柱，故B正確，不符合題意；
C．當小燈泡的實際電壓為3V時，小于燈泡額定電壓3.8V，要測量小燈泡的額定功率，應增大燈泡兩端電壓，根據串聯電路電壓規律，應減小滑動變阻器兩端電壓，根據分壓原理，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，因此應將滑動變阻器滑片向右移動，故C錯誤，符合題意；
D．電流表有示數，說明電路是通路，小燈泡不亮，電壓表無示數，說明電壓表并聯的電路短路或電壓表短路，因此電路故障可能是小燈泡短路，故D正確，不符合題意。
故選C。
【變式3-3】（23-24九年級上·黑龍江哈爾濱·階段練習）“測量小燈泡的電功率”實驗中，同學們設計了如圖甲所示的電路、其中電源由3節干電池組成，小燈泡額定電壓為2.5V，滑動變阻器的規格為“50Ω 2A”，電流表和電壓表都是學生實驗用普通電表且已選擇好合適量程。
（1）此實驗的原理是 ；
（2）連接電路閉合開關前應將滑片移至滑動變阻器的最 端（選填“左”或“右”）；
（3）閉合開關后，發現小燈泡不亮，電流表和電壓表都有示數，電路 （選填“有”或“沒有”）故障；
（4）某次實驗測量中，電壓表示數如圖乙所示，要使小燈泡正常發光，應將滑片向 （選填“左”或“右”）移動，直至小燈泡正常發光，記下電流表的示數I1和電壓表的示數U1；
（5）他們想進一步了解發光二極管的發光情況，于是把電路恢復實驗前狀態，將小燈泡換成二極管，閉合開關，移動滑片使二極管發光亮度與小燈泡正常發光亮度相當時，記下電流表的示數I2和電壓表的示數U2，則U2 I2 U1 I1（選填“>”、“<”或“=”）
答案： P=UI 左 沒有 右 <
規范解答：（1）[1]“測量小燈泡的電功率”的實驗原理是P=UI，實驗中需要測量的物理量是燈泡兩端的電壓U和通過燈泡的電流I。
（2）[2]在進行電路實驗時，為了保護電路和確保實驗安全， 閉合開關前應將滑動變阻器的滑片置于阻值最大處， 即最左端。
（3）[3]在實驗中， 當閉合開關后， 如果小燈泡不亮， 但電流表和電壓表都有示數， 這通常意味著電路是通的， 即電路中沒有斷路或短路的問題，電路沒有故障。
（4）[4]由圖甲可知，電壓表選擇的量程是0~3V，圖乙中電壓表的示數為1.8V，小于燈泡額定電壓為2.5V；根據串聯分壓的原理可知，需要減小滑動變阻器兩端的電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，應將滑片向右移動。
（5）[5]發光二極管將電能轉化為光能的效率更高，而小燈泡發光時，電能一部分轉化為光能，還有一部分轉化為內能。當二極管和小燈泡發光的亮度相等時，小燈泡消耗的電能就較多，所以U2 I2【變式3-4】（2024·江蘇無錫·二模）在“測定小燈泡額定功率”實驗中，小華同學用如圖所示的實驗器材進行了實驗，其中電源電壓保持6V不變，小燈泡的燈絲電阻大約10Ω，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”。
（1）請用鉛筆畫線代替導線，將圖甲的實物電路連接完整（連線不得交叉） ；
實驗序號 1 2 3 4 5
電流I/A 0.5 0.44 0.4 0.36 0.3
電壓U/V 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5
電功率P/W 0.25 0.35 0.40 0.43 0.45
（2）小華在實驗中，移動滑片P到某處，發現電壓表的示數為3V，他將滑片P向 （選填“左”或“右”）端滑動，直到電壓表的示數為3.8V時，觀察電流表的指針位置如圖乙所示 A，小燈泡的額定功率為 W；
（3）小華想：滑動變阻器接入電路的阻值增大時，通過它的電流減小而它兩端電壓卻增大，它消耗的功率是增大還是減小呢？小華為了探究這個問題，電壓表和變阻器并聯，經過仔細認真地實驗，并計算出了相應的電功率，如表所示。分析表中數據 ；
（4）就“變阻器功率”的探究，你認為小華收集的數據是否充分？請說明理由？ ， 。
答案： 左 0.4 1.52 當滑動變阻器接入電路的阻值增大時，它消耗的電功率也隨之增大 不充分 電阻的變化范圍很小，應增大電阻的變化范圍
規范解答：（1）[1]電源電壓為6V，燈泡的電阻約為10Ω，電路中的最大電流
電流表、燈泡、滑動變阻器串聯，滑動變阻器按一上一下接入電路，如圖
（2）[2]要測燈泡的額定功率，則必須使燈泡兩端電壓由3V增大到3.8V，需要電流增大，因此應滑動變阻器電阻減小，滑片應向左滑。
[3][4]電流表選擇量程，分度值為0.02A，讀數為0.4A，則燈泡的額定功率
（3）[5]滑動變阻器接入電路的阻值增大時，通過它的電流減小而它兩端電壓卻增大，從表中功率數據可以看出，當滑動變阻器接入電路的阻值增大時，它消耗的電功率也隨之增大。
（4）[6][7]滑動變阻器的功率
由上式可知，當滑動變阻器的電阻等于燈泡電阻時，P取最大值，因此滑動變阻器的功率隨電阻的增大先變大，后變小；表格中的電阻變化范圍太小，不能顯示此規律，因此小華收集的數據是否充分不充分，原因是電阻的變化范圍很小。
考點4 用電壓表和已知阻值電阻測燈泡的電功率
【典例分析】（2024·河北邢臺·模擬預測）在測定小燈泡的電功率實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻約為，電壓表、電流表均符合實驗要求。可供選擇的滑動變阻器和的最大阻值分別為、；
（1）為完成實驗，應該選用的滑動變阻器是 （選填“”或“”）；
（2）圖甲是小亮同學所連接的實驗電路，其中存在連接錯誤，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確。請你在應改動的導線上打“”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法 ；
（3）正確連接電路，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，小亮發現小燈泡始終不亮，電壓表滿偏、電流表示數為0，經檢查電表完好，則故障可能是 ；
A．小燈泡斷路　　B．滑動變阻器斷路　　C．小燈泡短路　　D．滑動變阻器短路
（4）故障排除后，小亮移動滑片P，當小燈泡L正常發光時，電流表示數如圖乙所示，其大小為 A，小燈泡的額定功率為 W；
【拓展】完成上述實驗后，小亮向老師要了一個已知阻值為的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟：
①閉合開關，將撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為 V；
②再將開關撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；
③小燈泡額定功率的表達式為 （用已知量和測得量表示）。
答案： A 0.34 0.85 2.5
規范解答：（1）[1]在測定小燈泡的電功率實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻約為，說明滑動變阻器需要分擔的電壓為
根據串聯分壓，滑動變阻器需要分擔的電壓比小燈泡多，則滑動變阻器需要接入的電阻需要大于10Ω，故滑動變阻器選。
（2）[2]電流表需要串聯在電路中，電壓表需要并聯在定值電阻兩端，故電流從電池的正極出發，經過開關后、電流表、滑動變阻器、小燈泡回到負極，故電流表與小燈泡的右端接線柱連接錯誤，需要叉掉，需要用一個導線將小燈泡的左端接線柱與電壓表的負接線柱相連，故如圖所示：
（3）[3] A．若小燈泡斷路，則小燈泡不亮，電流表的示數為零，電壓指針滿偏，故A符合題意；　
B．若滑動變阻器斷路，則電壓表沒有示數，故B不符合題意；
C．若小燈泡短路，則電流表有示數，故C不符合題意；
D．若滑動變阻器短路，則小燈泡發光，電流表有示數，電壓表有示數，故D不符合題意。
故選A。
（4）[4][5]電流表示數如圖乙所示，選擇小量程，分度值為0.1A，其大小為0.24A；小燈泡的額定功率為
【拓展】①[6]閉合開關，將撥到觸點2，小燈泡、定值電阻、滑動變阻器串聯，電壓表測量小燈泡的電壓，為了測量小燈泡的額定功率，需要讓小燈泡正常方鋼，故移動滑片，使電壓表的示數為2.5V。
③[7]再將開關撥到觸點1，保持滑片的位置不動，原電路不變，電壓表測量的對象發生了改變，電壓表測量小燈泡與定值電阻的總電壓，讀出電壓表的示數U，故定值電阻兩端的電壓為
小燈泡的額定電流為
小燈泡的額定功率為
【變式4-1】（23-24九年級下·山東菏澤·期中）小華用圖甲所示的實驗電路，測量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發光時的額定功率，其中電源由四節新的干電池串聯組成。
（1）閉合開關后，小華發現 （填“電流表”或“電壓表”）幾乎無示數。檢查電路后發現有一根導線連接錯誤，請在圖甲中錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線把電路連接正確；
（2）改正錯誤后，小明調節滑片P使電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，則該燈泡的額定功率為 W；
（3）小華用一個定值電阻R 接在原電路中電流表所在位置，設計了如圖丙所示的電路，也測出了這個小燈泡的額定功率。具體操作是：閉合開關，調節變阻器的滑片，使電壓表的示數為U顆，保持滑片的位置不變，只將電壓表的 點（選填“A”或“B”）接線改接到 點，觀察并記錄電壓表的示數U，通過計算求出了小燈泡的額定功率P= （用所測物理量的符號表示）。
答案： 電流表 0.5 B C
規范解答：（1）[1][2]由圖甲可知電流表與電壓表串聯，故電流表沒有示數；該實驗中電流表必須與小燈泡串聯在電路中，電壓表需與小燈泡并聯，如圖所示：
（2）[3]由圖乙可知電流表讀數
燈泡的額定功率
（3）[4][5][6]依題意，將電壓表的B接線從B點該接到C點，開關閉合后，電壓表測量小燈泡合定值電阻的總電壓，則此時定值電阻的電壓
則電路中電流
即小燈泡的額定功率
【變式4-2】（23-24九年級上·安徽合肥·期末）小明在做“測定小燈泡的電功率”實驗中，器材齊全、完好，電源電壓為，待測小燈泡標有“”字樣，滑動變阻器標有“，1A”字樣。
（1）他按圖甲連接電路，閉合開關S后，無論怎樣移動變阻器的滑片，發現兩電表的示數較小且均不發生變化，則其可能原因是 ；
（2）經過思考，該同學發現操作中的不當之處，重新正確連接電路進行實驗，他移動變阻器的滑片，小燈泡正常發光時，滑片的位置恰好在變阻器中點上，則小燈泡的額定功率為 W；
（3）小明在實驗中進行多次測量。其測量目的是 ；
A．求出燈泡在不同電壓下功率的平均值，這樣可以減小誤差
B．找出燈泡的亮度與燈泡實際功率之間的關系
（4）小明又設計了圖乙所示的電路，只用電壓表測量額定電壓為小燈泡的額定功率。已知本次滑動變阻器R最大阻值為，電源電恒定。其測量過程如下：
①閉合開關、，斷開，將滑動變阻器的滑片移到右端，電壓表示數為；
②閉合開關、，斷開，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為 V，小燈泡正常發光；
③閉合開關、，斷開，保持②步滑動變阻器滑片的位置不變，此時電壓表示數為3V；
④小燈泡的額定功率= W。
答案： 將滑動變阻器兩個下端接線柱接入了電路 0.5 B 2 0.5
規范解答：（1）[1]閉合開關S后，無論怎樣移動變阻器的滑片，發現兩電表的示數較小且均不發生變化，說明電路中電阻較大，且滑動變阻器沒有變阻的作用，即其可能原因是將滑動變阻器兩個下端接線柱接入了電路。
（2）[2]他移動變阻器的滑片，小燈泡正常發光時，滑片的位置恰好在變阻器中點上，滑動變阻器兩端電壓為
根據串聯電路電壓規律可知，燈泡的額定電壓為
則小燈泡額定功率為
（3）[3]燈泡在不同電壓下的功率不同，求功率的平均值無意義。小明在實驗中進行了多次測量，其測量目的是找出燈泡的亮度與燈泡實際功率之間的關系，故B符合題意，A不符合題意。
故選B。
（4）[4][5]①閉合開關S1、S2，斷開S3，將滑動變阻器的滑片移到右端，電壓表示數為4.5V，即為電源電壓；
②閉合開關S1、S3，斷開S2，燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器兩端的電壓；電源電壓為4.5V，當燈泡正常發光時，燈泡兩端的電壓為2.5V，由串聯電路的電壓特點可知，此時滑動變阻器兩端的電壓（電壓表示數）為
所以，應移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為2V，此時燈泡正常發光；
③閉合開關S1、S2，斷開S3，此時滑動變阻器接入最大阻值，保持滑動變阻器滑片的位置不變，此時電壓測量的電壓為滑動變阻器最左端到滑片P之間電阻的電壓；則滑動變阻器的滑片到最右端的電壓為
根據串聯分壓特點，則滑片分割的兩部分電阻為
且
可得，，由于③中滑片的位置和②中滑片位置相同，則②中滑片接入電阻中的阻值為，則②中的電流
小燈泡的額定功率
【變式4-3】（23-24九年級上·遼寧大連·期末）在測量小燈泡正常發光時電阻的實驗中，用標有“20Ω，2A”的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線、3節干電池和標有“2.5V”電壓的小燈泡進行實驗。實驗電路如圖甲所示。
（1）該實驗的原理是 ；
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到最 （填“左”或“右”）端：
（3）當小燈泡兩端電壓是2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，則此時通過小燈泡的電流為 A。小燈泡的電阻是 Ω（結果保留一位小數）；
（4）完成上述的實驗后，小明還想測另一只額定電壓為U 的小燈泡的額定電功率。但發現電流表損壞。小明利用阻值為R0的定值電阻，設計了如圖丙所示的電路，操作如下：
①依據電路圖連接好電路，只閉合開關S、S1，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為U1；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，只閉合開關 ，讀出電壓表示數為U2；
③小燈泡的額定功率P額= 。（用U1、U2和R0表示）
答案： 右 0.3 8.3 S、S2
規范解答：（1）[1]在測量小燈泡正常發光時電阻的實驗中，用電壓表測燈泡兩端電壓，用電流表測通過燈泡的電流，根據可以求出小燈泡正常發光時的電阻，故該實驗的原理是。
（2）[2]為了保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處，滑片應遠離羨慕的接線柱，即最右端。
（3）[3][4]由乙圖可知，電流表選用小量程，分度值0.02A，其示數為0.3A，此時小燈泡兩端電壓是2.5V，則小燈泡的電阻為
（4）[5][6]由電路圖可知，只閉合開關S、S1，燈泡、R0和滑動變阻器R串聯，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為U1，此時小燈泡正常發光；保持滑動變阻器滑片位置不變，只閉合開關S、S2，此時燈泡、R0和滑動變阻器R仍串聯，電壓表測燈泡和R兩端的總電壓，讀出電壓表示數為U2，因此時電路連接方式不變，各電阻的大小和兩端電壓不變，燈仍正常工作，根據串聯電路電壓的規律，此時定值電阻的電壓為
U0=U2-U1
根據串聯電路電流特點和歐姆定律可知，燈的額定電流為
燈的額定功率為
考點5 用電流表和已知阻值電阻測燈泡的電功率
【典例分析】（23-24九年級下·安徽宣城·自主招生）在“測量小燈泡電阻”的實驗中：電源（電壓未知且保持不變）、電流表，電壓表、“20Ω2A”的滑動變阻器、額定電壓為2.5V的小燈泡、開關、導線若干。
（1）如圖甲是小明連接的電路，閉合開關前發現導線1或2中有一根導線連接錯誤，請找出是 （填“1”或“2”）；請你在圖甲中錯誤的連線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確 ；
（2）實驗過程中，小明向左調節滑動變阻器，滑動變阻器的功率減小了ΔP1，燈泡的功率變化了ΔP2，則ΔP1 ΔP2（選填“＞”“＜”或“＝”）；
（3）小明又設計了圖丁所示的電路，測量另一只標有額定電流為0.3A小燈泡的額定功率，請完成下列步驟（已知：電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R1的最大電阻為20Ω）；
①只閉合開關S和S2，調節滑動變阻器R1的滑片，使電流表示數為0.3A；
②只閉合開關S和S1，保持R1滑片位置不變，調節滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數為 A；
③接著將R1的滑片P調至最左端，電流表的示數為0.45A，再將R1的滑片P調至最右端，觀察到電流表的示數為0.15A；
④該小燈泡額定功率P額＝ W。
答案： 1 < 0.3 0.9
規范解答：（1）[1][2]根據實驗滑動變阻器需要一上一下使用接線柱接入電路中，因此接錯的線是1號線，如下圖所示：
（2）[3]當向左調節滑動變阻器滑片時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路的 總電阻減小，電路中的電流變大，滑動變阻器兩端的電壓減小，燈泡兩端的電壓增大,燈泡的實際功率變大；電源電壓不 變，由P=UI可知，電路總功率變大，電路總功率等于各用電器消耗功率之和，故滑動變阻器的功率減小量△P1，小于燈泡的功率變化量△P2，即 。
（3）[4]實驗中需要測量燈泡的額定電功率，因此只閉合開關S和S1，保持R1滑片位置不變，調節滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數仍為0.3A。
[5]設此時滑動變阻器R2接入電路中的阻值為R，接著將R1的滑片P調至最左端，電流表的示數為0.45A，此時電源電壓為
-----1再將R1的滑片P調至最右端，觀察到電流表的示數為0.15A，此時電源電壓為
------2聯立1、2兩式可得，則該小燈泡額定功率為
【變式5-1】（2024·上海靜安·三模）小于和小琪在做“測定小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓為3節新干電池全部串聯接入且保持不變，小燈泡上標有“2.5V”字樣，滑動變阻器共2款，分別標有“10Ω 1A”和“5Ω 3A”字樣，小于連接電路，將滑片P移至一端，閉合開關后，移動滑片P，當滑片P處于某一位置時，發現電壓表，電流表示數如圖所示，繼續移動滑片P至另一端，全過程小燈始終發光偏暗；經過思考后，小于重新調整電路，移動滑片P至小燈正常發光時，電流表A示數在如圖所示的基礎上偏轉了2小格
（1）請你用筆畫線代替導線，將小于實驗中調整電路前的實物電路圖連接完整 ；
（2）小于判斷小燈正常發光的依據是 ，電源電壓U= V；
（3）計算說明滑動變阻器的規格( )和小燈的額定功率P額；( )
（4）小琪在一旁畫出了猜測通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化可能的圖像，你認為正確的圖像圖像應該是圖中的 （選填“甲”或“乙”），小琪和小于 （選填“能”或“不能”）用該實驗裝置中的器材完成探究電流與電壓的關系；
（5）小于結束實驗后，小琪想自己獨立測量標有“0.3A”字樣的小燈泡的額定功率，卻發現電壓表壞了，于是她設計了圖丁電路。已知小燈泡的額定電流為，圖中為電阻箱，R0為定值電阻（阻值未知），實驗步驟如下：
①將單刀雙擲開關接a，調節電阻箱和滑動變阻器的滑片至適當位置，記下電流表示數為0.3A和電阻箱的讀數R1；
②將單刀雙擲開關接b，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節電阻箱，使電流表的示數不變，記下電阻箱的讀數R2；
③小燈泡的額定功率為P額= 。
答案： 小燈泡兩端電壓為2.5V 4.5 10Ω 1A 0.85W 甲 不能
規范解答：（1）[1]小燈泡額定電壓為2.5V，故電壓表選用0~3V的量程與燈并聯，變阻器按一上一下連入電路中，如圖所示：
（2）[2]當電壓達到額定電壓時，燈泡會正常發光。
[3]實驗中使用3節干電池全部串聯接入電路，電源電壓為
（3）[4]由題可知，小于剛開始的實驗中，滑動變阻器接入了兩個下接線柱，導致全過程小燈泡始終發光偏暗，電路中的電流為0.3A，燈泡兩端的電壓為1.9V，此時可計算出電路最大電阻為
而此時小燈泡的電阻為
則此時接入的滑動變阻器阻值為
故選的是10Ω的電阻。
[5]小燈泡正常發光時的電流為0.34A，電壓為2.5V，故而其額定功率為
（4）[6]燈泡電阻會隨著溫度變化而變化，I-U圖不是定值電阻般的正比例函數圖像，故是甲圖。
[7]探究電流與電壓的關系實驗需要的是定值電阻作為實驗器材，小燈泡阻值跟隨溫度變化，故不能用來作為該實驗器材。
（5）[8]該實驗用了等效替代的方式，開關在a端時，燈泡和電阻箱兩端的電壓等于開關在b端時電阻箱的電壓，則有
所以燈泡正常發光時的電壓為
燈泡的額定功率為
【變式5-2】（2024·黑龍江哈爾濱·三模）某小燈泡的額定電流為0.3A，圖甲是小明測量該燈泡功率的實驗電路：
（1）請用筆畫線代替導線將圖甲中的電路連接完整；
（2）閉合開關進行實驗時，若圖中導線M發生了斷路，則在調節滑片的過程中，會發現電壓表的示數為 V、電流表的示數為 A；
（3）小明將滑片移至某處時，兩電表的示數如圖乙所示，小燈泡的功率為 W；
（4）為測量該小燈泡的額定功率，小強設計了圖丙所示實驗電路，所用電源電壓恒定（未知），、均為電阻箱（0~999.9Ω）；
①實驗步驟如下：
第1步：僅閉合，調至5Ω時，電流表的示數為0.3A；
第2步：僅閉合，、分別調至6Ω和9Ω時，電流表的示數為0.3A；
則小燈泡正常發光時的電阻為 Ω，額定功率為 W；
②小強對圖丙電路及操作進行了下列調整，其中仍能完成測量的有 。
A．將換成導線 B．將換成導線
答案： 3 0 0.36 10 0.9 A
規范解答：（1）[1]實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯，滑動變阻器按照一上一下的原則接入電路，如圖所示：
（2）[2][3]閉合開關進行實驗時，若圖中導線M發生了斷路，變阻器、電流表、燈泡、電壓表串聯，由于電壓表電阻很大，在調節滑片的過程中，會發現電壓表的示數等于電源電壓，為3V；電路電阻很大，電路幾乎沒有電流，電流表的示數為0A。
（3）[4]由圖乙得，電壓表的分度值為0.1V，示數為1.5V，電流表的分度值為0.02A，示數為0.24A，小燈泡的功率為
（4）①[5]僅閉合S1，R2調至5Ω時，燈泡與R2串聯，電流表測量電路電流，電流表的示數為0.3A，此時燈泡正常發光；僅閉合S2，R1、R2分別調至6Ω和9Ω時，R1、R2串聯，電流表測量電路電流，電流表的示數為0.3A，由等效電路得，兩電路的總電阻相等，小燈泡正常發光時的電阻為
額定功率為
②[6]A．將R1換成導線，僅閉合S1，燈泡與R2串聯，電流表測量電路電流，調節R2，使電流表的示數為0.3A，此時燈泡正常發光，讀出R2的阻值R2；僅閉合S2，電路變為R2的簡單電路，調節R2，使電流表示數為0.3A，讀出R2的阻值，燈泡正常發光的電阻為
故A符合題意；
B．將R2換成導線，僅閉合S1，電路變為燈泡的簡單電路，電流表測量電路電流，當電流表示數為0.3A時，燈泡正常發光，當電流表電流不是0.3A時，燈泡不是正常發光的狀態，即此時燈泡不一定正常發光；僅閉合S2，電路變為R1的簡單電路，對實驗沒有意義；同時閉合S1、S2，燈泡與R1并聯，并聯電路各用電器互不影響，也無法確保燈泡正常發光，故無法得到燈泡的額定功率，故B不符合題意。
故選A。
【變式5-3】（2024·山東濰坊·三模）在測定小燈泡額定功率的實驗中，所用燈泡的額定電壓，額定功率大約為，電源電壓為，有甲乙丙三個滑動變阻器可供選擇（甲“”、乙“”、丙“”）
（1）在連接電路時，則應該選擇變阻器 連入電路，才能保證實驗的順利進行。開始實驗，在調節滑動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視 的示數，直至燈泡正常發光；
（2）小紅按照電路圖甲在連接電路時，閉合開關之后，發現電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，經檢查，電路連接無誤，各元件完好，那么可能的原因是 ；
（3）小強按圖甲連接好電路，測量時發現閉合開關后，無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數始終為0，電壓表示數約為，則電路中出現的故障可能是： ；
（4）小聰在測量過程中發現電壓表的量程壞了，但他仍想用現有的器材電源電壓測出燈泡的額定功率額定電壓為，請你幫助小聰把圖乙的實物電路連接完整。 連接好電路后，閉合開關，移動滑片到某一位置，電壓表示數為，要測量小燈泡的額定功率，應該將滑動變阻器的滑片向 移動，當電壓表的示數為 時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖丙所示，可得出小燈泡的額定功率為 ；
（5）小亮的電壓表損壞了，老師告訴他已經沒有電壓表可換，而給了他一個已知阻值為的定值電阻和單刀雙擲開關，小亮重新設計了如圖丁所示的電路，在不改變該電路連接的情況下，也能正確測出小燈泡的額定功率；（額定電壓用表示）
實驗步驟：
①按圖丁所示的電路進行連接；
②開關撥到位置，移動滑片P，使電流表示數為 ；
③開關撥到位置，滑片P位置不動，讀出電流表示數，燈泡額定功率的表達式： （請你用所測的物理量I和已知的和來表示）
答案： 乙 電壓表 滑動變阻器連入電路的電阻太大了，燈泡的實際功率太小了 燈泡斷路 右 2.2 1.14
規范解答：（1）[1]燈泡的功率約為1W，則燈泡的電阻約為
串聯電路電壓比等于電阻比，即
解得
實驗中要選擇最大阻值稍大于8.36歐姆的滑動變阻器，所以選擇滑動變阻器乙。
[2]開始實驗，在調節滑動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視電壓表的示數，直至電壓表示數等于燈泡的額定電壓，此時燈泡正常發光。
（2）[3]小紅按照電路圖甲在連接電路時，閉合開關之后，發現電壓表、電流表均有示數，說明電路沒有斷路，但小燈泡不亮，經檢查，電路連接無誤，各元件完好，則可能的原因是滑動變阻器連入電路的阻值太大，電路中電流太小，燈泡的實際電功率太小，所以燈泡不能發光。
（3）[4]無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數始終為0，電壓表示數約為，可能是燈泡斷路，電壓表串聯進電路，因電壓表阻值很大，所以電路中電流很小，電流表沒有示數。
（4）[5]電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為3.8V，則燈泡正常發光時滑動變阻器兩端的電壓為2.2V，小于小量程的最大測量值，所以只需將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，測量滑動變阻器的電壓即可，如圖所示
[6][7]閉合開關，移動滑片到某一位置，電壓表示數為，要測量小燈泡的額定功率，應該將滑動變阻器的滑片向右移，減小滑動變阻器連入電路的阻值，減小滑動變阻器的分壓，直至電壓表示數為2.2V，此時燈泡兩端的電壓為3.8V，燈泡正常發光。
[8]圖丙中電流表連接的是小量程，示數為0.3A，則燈泡的額定功率為
（5）[9]開關撥到位置，燈泡與電阻并聯后與滑動變阻器串聯，燈泡兩端的電壓等于定值電阻兩端的電壓，移動滑片P，使電流表示數為
此時燈泡兩端的電壓為U0。
[10]開關撥到位置，滑片P位置不動，燈泡和定值電阻兩端的電壓不變，流過的電流也不變，電流表測量干路電流，讀出電流表示數，則流過燈泡的電流為
燈泡的額定功率
【變式5-4】（2024·山東濟寧·三模）某實驗小組在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，實驗器材：電壓恒定為6V的電源、電流表、電壓表、額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關和導線若干。
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片需調至最左端，請將圖中電路連接完整 。
（2）小麗同學正確連接電路后，閉合開關，發現燈泡不亮，但是電流表、電壓表示數較小，接下來正確的操作是( )
A．檢查電路是否短路
B．更換電流表
C．檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（3）電路故障排除后，小麗閉合開關，移動滑動變阻器的滑片使小燈泡正常發光，此時電流表的示數為如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W。
（4）實驗中電壓表意外損壞，小組同學經過討論后，選用阻值為R0的定值電阻進行實驗，設計如圖丙所示的電路也測出了小燈泡的額定功率，請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關S、S1，斷開開關S2，移動滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為 ；
②保持滑動變阻器的滑片P不動，閉合開關S、S2，斷開開關S1，讀出電流表的示數為I；
③小燈泡的額定功率的表達式：P額= 。（以上均用U額、I、R0表示）
答案： D 0.5
規范解答：（1）[1]燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯，閉合開關前，滑動變阻器的滑片需調至最左端，滑動變阻器的右下方接線柱與開關串聯，如下圖所示：
（2）[2]燈泡不亮，電流表、電壓表示數較小，說明電路是通路，但電阻較大，可能是滑動變阻器接入電路的阻值太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光，即應進行D操作。
（3）[3]由乙圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.2A，則燈泡的額定功率
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W（4）[4][5]①閉合開關S、S1，斷開開關S2時，燈泡L與定值電阻R0并聯，電流表測定值電阻中的電流，移動干路上的滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為，則根據并聯電路電壓規律，此時燈泡的電壓為U額，燈泡正常發光；
②保持滑動變阻器的滑片P不動，只閉合開關S、S2，此時燈泡和R0仍然并聯，電流表測干路電流，讀出電流表的示數為I；
③則根據并聯電流規律，燈泡的額定電流為
所以根據，小燈泡的額定功率為2024-2025學年人教版物理九年級全一冊考點分類專題易錯題匯編培優練
專題18.3 測量小燈泡的電功率（五大考點）
考點1 伏安法測小燈泡電功率的原理和電路圖 1
考點2 伏安法測小燈泡電功率的實驗步驟和數據處理 4
考點3 伏安法測小燈泡電功率實驗的注意事項故障分析 7
考點4 用電壓表和已知阻值電阻測燈泡的電功率 10
考點5 用電流表和已知阻值電阻測燈泡的電功率 13
考點1 伏安法測小燈泡電功率的原理和電路圖
【典例分析】（2024·山東青島·一模）在物理實驗中，對物理量進行多次測量，有的是為了通過多次測量減小誤差，有的是為了通過多次實驗尋找規律，其中為了通過多次測量減小誤差的是（　　）
A．“測量小燈泡的電功率”時，測量多組對應的電壓和電流值
B．“測量定值電阻的阻值”時，測量多組對應的電壓和電流值
C．“探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系”時測量多組對應的電流和電壓值
D．“探究串聯電路各點間電壓的關系”時測量多組對應的總電壓和各部分電路兩端的電壓
【變式1-1】（23-24九年級上·全國·單元測試）小明在“測量小燈泡的電功率”實驗中，選用如圖1所示的器材和電路，其中電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V。
(1)請用筆畫線代替導線將電路連接完整，要求：向右移動滑片P，燈泡變亮 ；
(2)連接好電路閉合開關后，小燈泡不亮，電壓表和電流表均偏轉，則下一步操作應該是___________；
A．更換小燈泡 B．檢查電路是否斷路
C．更換電池 D．移動滑片P
(3)根據測得的數據繪制的通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系圖像如圖2所示，分析圖像可知：小燈泡的額定功率為 W；
(4)利用圖1中器材和電路 （選填“能”或“不能”）探究電流與電壓的關系；
(5)完成上述實驗后，小明進一步思考，在沒有電流表的情況下能否測量小燈泡的額定功率？他想利用一個定值電阻R0接在原電路電流表的位置，設計的電路圖如圖3所示，然后調節滑動變阻器滑片使電壓表示數為U額，接著保持滑片位置不變，將電壓表 （選填“A”或“B”）點的接線改接到C點，觀察并記錄電壓表示數為U，則小燈泡的額定功率可表示為P額= （用R0、U額、U等物理量符號表示）。
【變式1-2】（23-24九年級上·全國·單元測試）小明同學在測量額定電壓為的小燈泡電功率實驗中，連接了如圖甲所示的電路；
(1)連接電路時，開關應 ；
(2)小明在未檢查電路連接是否正確的情況下，閉合開關，調節滑動變阻器滑片，電流表的示數將 ，電壓表的示數將 ；（選填“發生變化”或“不發生變化”）
(3)小明發現實驗電路連接有誤，若只需改動一根導線，即可使電路連接正確，請你在應改動的導線上畫“×”并用筆畫線代替導線畫出正確的接法 ；
(4)排除故障后，繼續實驗，分別記下了多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制了如圖乙所示的圖像，該圖像不是直線，主要原因是 ；某次實驗時電流表示數如圖丙所示，此時小燈泡的電阻是 ；當小燈泡正常發光時，它的額定功率是 W；
(5)實驗結束后，小明用一個發光二極管替換小燈泡來測量發光二極管的功率，閉合開關后，發現當二極管亮度與小燈泡相當時，功率卻小得多，這是因為二極管將電能轉化為光能的效率比小燈泡 （選填“高”或“低”）；
(6)實驗結束后，小明又設計了如圖丁所示的電路，測出了另一個額定電流為的小燈泡的額定功率，已知電源電壓為，請寫出實驗步驟及測定額定功率的表達式：
① ；
② ；
表達式 。
【變式1-3】（23-24九年級上·山東菏澤·期末）圖甲是“測量小燈泡功率”實驗電路，電源電壓3V，小燈泡的額定電壓為2.5V。
（1）連接電路時，圖中導線a端應與電壓表上標有數字“ ”（選填“3”或“15”）的接線柱相連；
（2）根據實驗數據畫出I-U圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 W；
（3）結合圖甲的信息思考：能否利用圖乙電路，采用控制變量的方法來“探究電流與電壓的關系”？并說明理由 。
【變式1-4】（2024·遼寧大連·一模）在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，實驗器材有：干電池三節，額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻大約為10Ω）、滑動變阻器甲（20Ω 1A）和乙（5Ω 3A）、電流表、電壓表、開關各一個，導線若干。
（1）用筆畫線代替導線將圖甲所示的電路補充完整 ；
（2）為完成實驗應該選擇滑動變阻器 （選填“甲”或“乙”），閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到 端；（選填“A”或“B”）
（3）在實驗過程中，電壓表的示數為2V，為了測量小燈泡的額定功率，滑動變阻器滑片應向 （選填“A”或“B”）端滑動；小燈泡正常發光時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W；
（4）實驗后小組討論認為，利用單刀雙擲開關、電流表、阻值為R0的定值電阻，設計如圖丙所示的電路也能測出小燈泡的額定功率。步驟如下：
①S接1，調節滑動變阻器滑片使電流表示數為；
②S接2，保持滑片不動，讀出電流表示數為I；
③則小燈泡的額定功率為P= （用所給符號表示）。
考點2 伏安法測小燈泡電功率的實驗步驟和數據處理
【典例分析】（2024·上海·三模）小張同學和小丁同學在做“測定小燈泡的電功率”實驗，現有學生電源共四款：4.5伏、6伏、7.5伏、9伏，待測小燈泡有三個，分別標有“2.5V”、“3.8V”“4.5V”字樣，滑動變阻器2個、電流表2個、電壓表2個（其中1個只有0~3伏完好）、開關及導線若干，小丁選擇1個滑動變阻器和1個小燈泡進行實驗，他閉合開關，移動變阻器滑片，發現電壓表示數始終不變且不為0，他讀出數值卻忘記了記錄，經過思考后他調整電路并重新實驗，記錄以下三組數據及現象，部分數據及現象見下表。
序號 電壓表示數（伏） 電流表示數（安） 電壓表示數與電流表示數的比值（歐） 小燈亮暗程度
1 0.20 偏暗
2 10 正常發光
3 1.7 0.24 偏亮
（1）請判斷電壓表的并接位置并說明理由 ；
（2）請根據相關信息求解電源電壓U （需寫出主要推理和計算過程）；
（3）小燈泡的額定電功率P額= W；
小張從余下的器材中挑選合適的器材和一個小燈并正確連接電路，閉合開關，移動變阻器滑片，發現當電流表示數最大時，小燈泡發光仍較暗，他分析后，改變了電壓表的位置，得到兩組數據記錄在表格中，并利用其中一組數據測得了小燈泡的額定電功率。小張實驗中的部分數據見表。
序號 電壓表示數（伏） 電流表示數（安） 電壓表示數與電流表示數的比值（歐）
1 10
2 2.0 x
（4）請簡述電流表示數最大時，小燈泡發光較暗的原因 ；
（5）求解：小燈泡的額定功率P額（需寫出解答過程） ；
（6）表中數據x的取值范圍為 （保留分數）
【變式2-1】（2023·黑龍江哈爾濱·二模）在制作調光燈的實踐活動中，小宇選了額定電壓為2.5V，耐壓值為額定電壓1.2倍的小燈泡，設計了如圖甲所示的電路，電源電壓為6V，圖乙是該燈泡的U-I圖像。下列說法正確的是（　　）
A．小燈泡的額定功率為0.9W
B．小燈泡在亮度發生變化時，燈絲阻值不變
C．小燈泡發光越亮時，整個電路電能的利用效率越高
D．為保護小燈泡，滑動變阻器接入電路的最小值為5Ω
【變式2-2】（23-24九年級下·湖南婁底·開學考試）在測量電阻約為10Ω的定值電阻Rx的實驗中，小明和小亮用如圖所示的器材進行實驗。
(1)用筆畫線代替導線在甲圖中完成實物電路連接，要求滑動變阻器的滑片向右滑動時連入電路的電阻變小 ；
(2)小明把最后一根導線連接完畢后，看到電壓表和電流表立即有較大示數。小亮認為在實驗操作中有兩處錯誤，其中一處是滑動變阻器的滑片沒有滑到電阻最大的位置，還有一處是 ；
(3)改正錯誤后，小明改變Rx兩端的電壓和電流，兩次測得的電阻值分別為，，第三次測量時，電流表的示數為0.26A，電壓表的示數如圖乙所示。根據以上三次實驗數據，最后得出Rx= Ω；
(4)測量結束后，小亮提出利用這個電路還可以測量小燈泡的電功率，于是小明把定值電阻換成額定電壓為2.5V、電阻約為的小燈泡進行實驗。閉合開關，改變滑動變阻器滑片P的位置，使電壓表的示數為2.5V時，此時燈泡的電功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）它的額定功率。
【變式2-3】（2023·山東聊城·二模）小明利用“伏安法”測量未知電阻Rx的阻值，電源電壓約為3V，Rx的阻值約為10Ω。
（1）請用筆畫線代替導線，完成圖甲實物電路的連接，要求：滑動變阻器的滑片P向左滑動時，電流表示數變小 ；
（2）閉合開關，兩電表均無示數，將電壓表接在變阻器兩端時也無示數，但接在開關兩端時有示數，則電路故障是 ；
（3）排除故障后，閉合開關移動變阻器的滑片P至某一位置，此時電壓表示數為2.7V，電流表示數如圖乙所示，則未知電阻 Ω；
（4）若將待測電阻換成額定電壓2.5V小燈泡測額定功率，通過小燈泡的電流隨著它兩端電壓的變化如圖丙所示，分析圖像可知，當小燈泡兩端的電壓增大時，燈絲的電阻會 （選填“增大”、“減小”或“不變”），該小燈泡的額定功率為 W。
【變式2-4】（2024·黑龍江綏化·二模）小琪同學在做“測量小燈泡的電功率”實驗時，實驗器材有：電源（三節新的干電池），額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動變阻器、電壓表、電流表、開關和導線。圖甲是沒有連接完整的電路。
（1）請用筆畫線代替導線按要求將電路（圖甲）連接完整（要求：向左移動滑動變阻器的滑片使電流表示數變大，導線不交叉） ；
（2）正確連接電路后，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡始終不亮，且電壓表有示數，電流表無示數，則故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某位置，電壓表示數如圖乙所示，此時電壓為 V。若想測量小燈泡的額定功率，應將滑片向 （選填“A”或“B”）端移動，直到電壓表的示數為2.5V；
（4）小琪在進行實驗數據處理時，計算出了小燈泡的平均電功率，你認為她這樣處理數據的方法是 （選填“合理”或“不合理”）的；
（5）上述實驗完成后，小琪又用阻值已知為的定值電阻來測量未知電阻的阻值，實驗電路圖如圖丙所示。由于原電源不符合實驗要求，又換用另一電源，電壓未知且恒定。電路正確連接后：
①當開關S，閉合，斷開時，電流表示數為；
②當開關 閉合， 斷開時，電流表示數為；
③未知電阻的阻值 （用已知量和測量量的符號表示）。
考點3 伏安法測小燈泡電功率實驗的注意事項故障分析
【典例分析】（2024·重慶南川·模擬預測）在“測量小燈泡的電功率”實驗中（小燈泡標有“2.5V”字樣），電源為2節新干電池。
（1）連接電路時，開關應 （選填“斷開”或“閉合”）；
（2）明明同學在連接實驗電路時還有部分導線未接上，如圖1所示。請你用筆畫線代替導線完成實物的連接，要求滑片向右滑動時，接入電路的電阻變大 ；
（3）連好電路后，閉合開關燈泡不亮，檢查電路發現燈絲斷開，其它完好。這時觀察到實驗電壓表的示數是 V；
（4）更換相同型號的燈泡后，為測量小燈泡的額定功率，明明調節滑動變阻器，燈泡兩端的電壓為 V，此時電流表示數如圖2所示為 A，則小燈泡的額定功率為 W；
（5）明明之后又測量了在不同電壓下小燈泡的電功率，在處理數據時 （選填“能”或“不能”）取平均值來減小誤差，小燈泡的I-U圖像圖3是曲線是因為 。
【變式3-1】（2024·廣東廣州·一模）小明連接了如圖所示的電路圖。已知電源電壓恒為2.2V，小燈泡的額定功率為0.75W。閉合開關，發現LED發光而小燈泡沒有發光，電壓表的示數為1.7V，電流表的示數為0.16A。小明認為燈泡不亮的原因是燈泡發生了斷路，該說法是否正確？ ；若正確，寫出理由；若不正確，請分析出現該實驗現象的原因并寫出分析過程。 。
【變式3-2】（2024·湖北武漢·一模）用如圖所示的裝置測量小燈泡的電功率，電源電壓恒定不變，小燈泡上標有“3.8V”字樣，閉合開關，實驗操作過程中出現了以下幾種情況，分析錯誤的是（　　）
A．無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡不亮，電壓表的示數幾乎等于電源電壓，電流表幾乎無示數，原因是小燈泡斷路
B．無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡很暗且亮度不變，原因是滑動變阻器同時接入兩個下接線柱
C．當小燈泡的實際電壓為3V時，要測量小燈泡的額定功率，需將滑片向左移動
D．電壓表無示數，電流表有示數，小燈泡不亮，可能是小燈泡短路
【變式3-3】（23-24九年級上·黑龍江哈爾濱·階段練習）“測量小燈泡的電功率”實驗中，同學們設計了如圖甲所示的電路、其中電源由3節干電池組成，小燈泡額定電壓為2.5V，滑動變阻器的規格為“50Ω 2A”，電流表和電壓表都是學生實驗用普通電表且已選擇好合適量程。
（1）此實驗的原理是 ；
（2）連接電路閉合開關前應將滑片移至滑動變阻器的最 端（選填“左”或“右”）；
（3）閉合開關后，發現小燈泡不亮，電流表和電壓表都有示數，電路 （選填“有”或“沒有”）故障；
（4）某次實驗測量中，電壓表示數如圖乙所示，要使小燈泡正常發光，應將滑片向 （選填“左”或“右”）移動，直至小燈泡正常發光，記下電流表的示數I1和電壓表的示數U1；
（5）他們想進一步了解發光二極管的發光情況，于是把電路恢復實驗前狀態，將小燈泡換成二極管，閉合開關，移動滑片使二極管發光亮度與小燈泡正常發光亮度相當時，記下電流表的示數I2和電壓表的示數U2，則U2 I2 U1 I1（選填“>”、“<”或“=”）
【變式3-4】（2024·江蘇無錫·二模）在“測定小燈泡額定功率”實驗中，小華同學用如圖所示的實驗器材進行了實驗，其中電源電壓保持6V不變，小燈泡的燈絲電阻大約10Ω，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”。
（1）請用鉛筆畫線代替導線，將圖甲的實物電路連接完整（連線不得交叉） ；
實驗序號 1 2 3 4 5
電流I/A 0.5 0.44 0.4 0.36 0.3
電壓U/V 0.5 0.8 1.0 1.2 1.5
電功率P/W 0.25 0.35 0.40 0.43 0.45
（2）小華在實驗中，移動滑片P到某處，發現電壓表的示數為3V，他將滑片P向 （選填“左”或“右”）端滑動，直到電壓表的示數為3.8V時，觀察電流表的指針位置如圖乙所示 A，小燈泡的額定功率為 W；
（3）小華想：滑動變阻器接入電路的阻值增大時，通過它的電流減小而它兩端電壓卻增大，它消耗的功率是增大還是減小呢？小華為了探究這個問題，電壓表和變阻器并聯，經過仔細認真地實驗，并計算出了相應的電功率，如表所示。分析表中數據 ；
（4）就“變阻器功率”的探究，你認為小華收集的數據是否充分？請說明理由？ ， 。
考點4 用電壓表和已知阻值電阻測燈泡的電功率
【典例分析】（2024·河北邢臺·模擬預測）在測定小燈泡的電功率實驗中，電源電壓為6V，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電阻約為，電壓表、電流表均符合實驗要求。可供選擇的滑動變阻器和的最大阻值分別為、；
（1）為完成實驗，應該選用的滑動變阻器是 （選填“”或“”）；
（2）圖甲是小亮同學所連接的實驗電路，其中存在連接錯誤，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確。請你在應改動的導線上打“”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法 ；
（3）正確連接電路，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，小亮發現小燈泡始終不亮，電壓表滿偏、電流表示數為0，經檢查電表完好，則故障可能是 ；
A．小燈泡斷路　　B．滑動變阻器斷路　　C．小燈泡短路　　D．滑動變阻器短路
（4）故障排除后，小亮移動滑片P，當小燈泡L正常發光時，電流表示數如圖乙所示，其大小為 A，小燈泡的額定功率為 W；
【拓展】完成上述實驗后，小亮向老師要了一個已知阻值為的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率。請完成下列實驗步驟：
①閉合開關，將撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為 V；
②再將開關撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；
③小燈泡額定功率的表達式為 （用已知量和測得量表示）。
【變式4-1】（23-24九年級下·山東菏澤·期中）小華用圖甲所示的實驗電路，測量額定電壓為2.5V的小燈泡正常發光時的額定功率，其中電源由四節新的干電池串聯組成。
（1）閉合開關后，小華發現 （填“電流表”或“電壓表”）幾乎無示數。檢查電路后發現有一根導線連接錯誤，請在圖甲中錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線把電路連接正確；
（2）改正錯誤后，小明調節滑片P使電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，則該燈泡的額定功率為 W；
（3）小華用一個定值電阻R 接在原電路中電流表所在位置，設計了如圖丙所示的電路，也測出了這個小燈泡的額定功率。具體操作是：閉合開關，調節變阻器的滑片，使電壓表的示數為U顆，保持滑片的位置不變，只將電壓表的 點（選填“A”或“B”）接線改接到 點，觀察并記錄電壓表的示數U，通過計算求出了小燈泡的額定功率P= （用所測物理量的符號表示）。
【變式4-2】（23-24九年級上·安徽合肥·期末）小明在做“測定小燈泡的電功率”實驗中，器材齊全、完好，電源電壓為，待測小燈泡標有“”字樣，滑動變阻器標有“，1A”字樣。
（1）他按圖甲連接電路，閉合開關S后，無論怎樣移動變阻器的滑片，發現兩電表的示數較小且均不發生變化，則其可能原因是 ；
（2）經過思考，該同學發現操作中的不當之處，重新正確連接電路進行實驗，他移動變阻器的滑片，小燈泡正常發光時，滑片的位置恰好在變阻器中點上，則小燈泡的額定功率為 W；
（3）小明在實驗中進行多次測量。其測量目的是 ；
A．求出燈泡在不同電壓下功率的平均值，這樣可以減小誤差
B．找出燈泡的亮度與燈泡實際功率之間的關系
（4）小明又設計了圖乙所示的電路，只用電壓表測量額定電壓為小燈泡的額定功率。已知本次滑動變阻器R最大阻值為，電源電恒定。其測量過程如下：
①閉合開關、，斷開，將滑動變阻器的滑片移到右端，電壓表示數為；
②閉合開關、，斷開，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為 V，小燈泡正常發光；
③閉合開關、，斷開，保持②步滑動變阻器滑片的位置不變，此時電壓表示數為3V；
④小燈泡的額定功率= W。
【變式4-3】（23-24九年級上·遼寧大連·期末）在測量小燈泡正常發光時電阻的實驗中，用標有“20Ω，2A”的滑動變阻器、電壓表、電流表、開關、導線、3節干電池和標有“2.5V”電壓的小燈泡進行實驗。實驗電路如圖甲所示。
（1）該實驗的原理是 ；
（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移到最 （填“左”或“右”）端：
（3）當小燈泡兩端電壓是2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，則此時通過小燈泡的電流為 A。小燈泡的電阻是 Ω（結果保留一位小數）；
（4）完成上述的實驗后，小明還想測另一只額定電壓為U 的小燈泡的額定電功率。但發現電流表損壞。小明利用阻值為R0的定值電阻，設計了如圖丙所示的電路，操作如下：
①依據電路圖連接好電路，只閉合開關S、S1，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為U1；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，只閉合開關 ，讀出電壓表示數為U2；
③小燈泡的額定功率P額= 。（用U1、U2和R0表示）
考點5 用電流表和已知阻值電阻測燈泡的電功率
【典例分析】（23-24九年級下·安徽宣城·自主招生）在“測量小燈泡電阻”的實驗中：電源（電壓未知且保持不變）、電流表，電壓表、“20Ω2A”的滑動變阻器、額定電壓為2.5V的小燈泡、開關、導線若干。
（1）如圖甲是小明連接的電路，閉合開關前發現導線1或2中有一根導線連接錯誤，請找出是 （填“1”或“2”）；請你在圖甲中錯誤的連線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確 ；
（2）實驗過程中，小明向左調節滑動變阻器，滑動變阻器的功率減小了ΔP1，燈泡的功率變化了ΔP2，則ΔP1 ΔP2（選填“＞”“＜”或“＝”）；
（3）小明又設計了圖丁所示的電路，測量另一只標有額定電流為0.3A小燈泡的額定功率，請完成下列步驟（已知：電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R1的最大電阻為20Ω）；
①只閉合開關S和S2，調節滑動變阻器R1的滑片，使電流表示數為0.3A；
②只閉合開關S和S1，保持R1滑片位置不變，調節滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數為 A；
③接著將R1的滑片P調至最左端，電流表的示數為0.45A，再將R1的滑片P調至最右端，觀察到電流表的示數為0.15A；
④該小燈泡額定功率P額＝ W。
【變式5-1】（2024·上海靜安·三模）小于和小琪在做“測定小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓為3節新干電池全部串聯接入且保持不變，小燈泡上標有“2.5V”字樣，滑動變阻器共2款，分別標有“10Ω 1A”和“5Ω 3A”字樣，小于連接電路，將滑片P移至一端，閉合開關后，移動滑片P，當滑片P處于某一位置時，發現電壓表，電流表示數如圖所示，繼續移動滑片P至另一端，全過程小燈始終發光偏暗；經過思考后，小于重新調整電路，移動滑片P至小燈正常發光時，電流表A示數在如圖所示的基礎上偏轉了2小格
（1）請你用筆畫線代替導線，將小于實驗中調整電路前的實物電路圖連接完整 ；
（2）小于判斷小燈正常發光的依據是 ，電源電壓U= V；
（3）計算說明滑動變阻器的規格( )和小燈的額定功率P額；( )
（4）小琪在一旁畫出了猜測通過小燈泡的電流隨其兩端電壓變化可能的圖像，你認為正確的圖像圖像應該是圖中的 （選填“甲”或“乙”），小琪和小于 （選填“能”或“不能”）用該實驗裝置中的器材完成探究電流與電壓的關系；
（5）小于結束實驗后，小琪想自己獨立測量標有“0.3A”字樣的小燈泡的額定功率，卻發現電壓表壞了，于是她設計了圖丁電路。已知小燈泡的額定電流為，圖中為電阻箱，R0為定值電阻（阻值未知），實驗步驟如下：
①將單刀雙擲開關接a，調節電阻箱和滑動變阻器的滑片至適當位置，記下電流表示數為0.3A和電阻箱的讀數R1；
②將單刀雙擲開關接b，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節電阻箱，使電流表的示數不變，記下電阻箱的讀數R2；
③小燈泡的額定功率為P額= 。
【變式5-2】（2024·黑龍江哈爾濱·三模）某小燈泡的額定電流為0.3A，圖甲是小明測量該燈泡功率的實驗電路：
（1）請用筆畫線代替導線將圖甲中的電路連接完整；
（2）閉合開關進行實驗時，若圖中導線M發生了斷路，則在調節滑片的過程中，會發現電壓表的示數為 V、電流表的示數為 A；
（3）小明將滑片移至某處時，兩電表的示數如圖乙所示，小燈泡的功率為 W；
（4）為測量該小燈泡的額定功率，小強設計了圖丙所示實驗電路，所用電源電壓恒定（未知），、均為電阻箱（0~999.9Ω）；
①實驗步驟如下：
第1步：僅閉合，調至5Ω時，電流表的示數為0.3A；
第2步：僅閉合，、分別調至6Ω和9Ω時，電流表的示數為0.3A；
則小燈泡正常發光時的電阻為 Ω，額定功率為 W；
②小強對圖丙電路及操作進行了下列調整，其中仍能完成測量的有 。
A．將換成導線 B．將換成導線
【變式5-3】（2024·山東濰坊·三模）在測定小燈泡額定功率的實驗中，所用燈泡的額定電壓，額定功率大約為，電源電壓為，有甲乙丙三個滑動變阻器可供選擇（甲“”、乙“”、丙“”）
（1）在連接電路時，則應該選擇變阻器 連入電路，才能保證實驗的順利進行。開始實驗，在調節滑動變阻器滑片的過程中，眼睛應注視 的示數，直至燈泡正常發光；
（2）小紅按照電路圖甲在連接電路時，閉合開關之后，發現電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，經檢查，電路連接無誤，各元件完好，那么可能的原因是 ；
（3）小強按圖甲連接好電路，測量時發現閉合開關后，無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數始終為0，電壓表示數約為，則電路中出現的故障可能是： ；
（4）小聰在測量過程中發現電壓表的量程壞了，但他仍想用現有的器材電源電壓測出燈泡的額定功率額定電壓為，請你幫助小聰把圖乙的實物電路連接完整。 連接好電路后，閉合開關，移動滑片到某一位置，電壓表示數為，要測量小燈泡的額定功率，應該將滑動變阻器的滑片向 移動，當電壓表的示數為 時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖丙所示，可得出小燈泡的額定功率為 ；
（5）小亮的電壓表損壞了，老師告訴他已經沒有電壓表可換，而給了他一個已知阻值為的定值電阻和單刀雙擲開關，小亮重新設計了如圖丁所示的電路，在不改變該電路連接的情況下，也能正確測出小燈泡的額定功率；（額定電壓用表示）
實驗步驟：
①按圖丁所示的電路進行連接；
②開關撥到位置，移動滑片P，使電流表示數為 ；
③開關撥到位置，滑片P位置不動，讀出電流表示數，燈泡額定功率的表達式： （請你用所測的物理量I和已知的和來表示）
【變式5-4】（2024·山東濟寧·三模）某實驗小組在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，實驗器材：電壓恒定為6V的電源、電流表、電壓表、額定電壓為2.5V的小燈泡、滑動變阻器、開關和導線若干。
（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片需調至最左端，請將圖中電路連接完整 。
（2）小麗同學正確連接電路后，閉合開關，發現燈泡不亮，但是電流表、電壓表示數較小，接下來正確的操作是( )
A．檢查電路是否短路
B．更換電流表
C．檢查小燈泡是否接觸良好或損壞
D．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（3）電路故障排除后，小麗閉合開關，移動滑動變阻器的滑片使小燈泡正常發光，此時電流表的示數為如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W。
（4）實驗中電壓表意外損壞，小組同學經過討論后，選用阻值為R0的定值電阻進行實驗，設計如圖丙所示的電路也測出了小燈泡的額定功率，請將實驗步驟補充完整。
①閉合開關S、S1，斷開開關S2，移動滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數為 ；
②保持滑動變阻器的滑片P不動，閉合開關S、S2，斷開開關S1，讀出電流表的示數為I；
③小燈泡的額定功率的表達式：P額= 。（以上均用U額、I、R0表示）

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