考點專練：25 探究用電器的電功率實驗（解析版）

二十五、探究用電器的電功率實驗知識導航知識導航電功率的測量：Ⅰ、伏安法測燈泡的額定功率：①原理：P=UI②電路圖：③選擇和連接實物時須注意：電源：其電壓高于燈泡的額定電壓滑動變阻器：接入電路時要變阻，且調到最大值。根據(jù)能否調到燈泡的額定電壓選擇滑動變阻器。電壓表：并聯(lián)在燈泡的兩端“+”接線柱流入，“－”接線柱流出。根據(jù)額定電壓選擇電壓表量程。電流表：串聯(lián)在電路里““+”接線柱流入，“－”接線柱流出。根據(jù)I額=P額/U額或I額=U額/R選擇量程。Ⅱ測量家用電器的電功率：器材：電能表秒表原理：P=W/t例題演練例題演練1．實驗小組的同學做測量小燈泡不同發(fā)光情況下功率的實驗，所用電源為兩節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓是2.5V。（1）如圖是組內一名同學連接的電路，其他同學指出電路中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路改接正確。（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移至最右（選填“左”或“右”）端，電壓表示數(shù)接近電源電壓，則電路故障可能是燈泡燒壞。（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，找出額定電壓對應下的額定電流，根據(jù)公式P＝UI求出額定功率；分析表格數(shù)據(jù)，歸納小燈泡的亮度變化與實際功率的關系。（4）排除故障后繼續(xù)實驗，測得的實驗數(shù)據(jù)及觀察到的小燈泡發(fā)光情況如表所示，分析實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象可知，小燈泡的額定功率為0.675W；小燈泡的亮度變化與實際功率的關系為：小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮。序號12345U/V0.71.01.52.53.0I/A0.140.160.200.270.30發(fā)光情況燈泡不亮燈泡不亮微弱發(fā)光正常發(fā)光很亮（5）除了表格列出的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象外，小組的同學還發(fā)現(xiàn)：燈泡亮度不同時，燈絲的電阻不同，請你根據(jù)這個發(fā)現(xiàn)，結合白熾燈的發(fā)光原理，提出一個可探究的科學問題：燈泡阻值與溫度的關系。（合理即可）【解答】解：（1）測量小燈泡功率時，小燈泡和滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電流表測量通過小燈泡的電流，電壓表測量小燈泡兩端的電壓，如圖所示：；（2）為了保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移至最大阻值，如圖所示，若滑動變阻器的滑片移到右端，則滑動變阻器阻值為0，電路中電流過大，燈泡可能燒壞；（3）計算額定功率的公式是P＝UI；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，燈泡的實際功率越大，燈泡越亮；（4）由表格數(shù)據(jù)可知，當燈泡兩端電壓為U額＝2.5時，通過燈泡的電流I額＝0.27A，則燈泡的額定功率：P額＝U額I額＝2.5V×0.27A＝0.675W；根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，燈泡的實際功率越大，燈泡越亮；（5）白熾燈是根據(jù)電流通過導體溫度升高而發(fā)光的，故提出一個可探究的科學問題是：探究燈泡阻值與溫度的關系。故答案為：（1）如圖所示；（2）右；燈泡燒壞；（3）額定功率；（4）0.675；越亮；（5）燈泡阻值與溫度的關系。2．小華在探究“小燈泡發(fā)光時的亮度與電功率的關系”的實驗中，所用的電源電壓是4V，小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡兩端允許加的最大電壓為額定電壓的1.2倍。（1）請將圖甲的實驗電路連接完整；（2）小華在實驗連接的電路中，電流表接的是大量程，滑動變阻器的滑片滑到了阻值最大端。在檢查電路連接正確后，小明迅速試觸開關時觀察到電流表指針的偏轉角度較小（選填“較大”或“較小”）（3）小華重新連接電路并移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖乙所示的圖象。根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5瓦。小華發(fā)現(xiàn)該圖象不是直線，您認為出現(xiàn)這種情況的主要原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）小華想測定電動自行車上用作照明的LED（發(fā)光二極管）額定功率。通過實驗得到該LED的電流電壓圖象如圖丙所示，查閱資料知道該LED的額定電壓為3V，結合圖象可得該LED的額定功率為0.072W。小明進一步發(fā)現(xiàn)，在額定電壓下工作時，LED比小燈泡亮，請對此現(xiàn)象作出解釋LED的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多。【解答】】解：（1）燈泡兩端所允許加的最大電壓是：2.5V×1.2＝3V，因此電壓表可選擇0～3V量程，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，變阻器按一上一下接入電路中，如下所示：（2）小華在實驗連接的電路中，電流表接的是大量程，滑動變阻器的滑片滑到了阻值最大端，試觸開關時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉角度較??；（3）由圖丁可知，當燈的電壓為2.5V額定電壓下，通過燈的電流為0.2A，小燈泡的額定功率：P1＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；因燈的電阻隨溫度的升高而增大，不是一個定值，根據(jù)歐姆定律可知，通過燈的電流與電壓不成正比，故該圖像不是直線；（4）由圖丙可知，當LED的電壓為3V時，通過的電流為24mA＝0.024A，該LED的額定功率為：P2＝U2I2＝3V×0.024A＝0.072W；LED燈不必要達到很高的溫度就能發(fā)光，電能基本上不轉化成內能，幾乎全部轉化光能，故小明進一步發(fā)現(xiàn)，在額定電壓下工作時，LED比小燈泡亮，是因為LED的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多。故答案為：（1）如上圖所示；（2）較?。唬?）0.5；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）0.072；LED的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多。3．小問想知道小燈泡的亮暗程度與什么因素有關。于是找來額定電流均小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈L1和額定電壓是3.8V的燈L2，先后接在電源電壓恒為6V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究。實驗次數(shù)電壓/V電流/A實際功率/W電阻/Ω11.60.200.3222.50.2410.4232.80.260.7310.77（1）小問連接好電路后閉合開關，燈L1幾乎不發(fā)光，移動滑片P也不能改變燈的亮度。原因是滑動變阻器的AB接入了電路。（2）小問排除故障后，繼續(xù)進行實驗：①閉合開關，滑片P向A端移動，使燈L1發(fā)光，測出燈L1的相關物理量，記錄和計算結果如表所示：②請將設計表格時遺漏的物理量和單位填入表格中的空格處。（3）小問注意到燈L1的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。結合表中數(shù)據(jù)得出的結論是燈泡的亮度由實際功率決定。（4）用L2替換L1重復上面的實驗時，需要改變電壓表的量程，發(fā)現(xiàn)燈L2的亮度變化規(guī)律與燈L1相似。（5）小問在實驗結束后與同學們討論：有同學認為“把燈L1換成定值電阻，該實驗可以用來研究導體中的電流與電壓的關系?！澳阏J為這種說法正確（選填“正確”或“錯誤”）?！窘獯稹拷猓海?）閉合開關，燈L1幾乎不發(fā)光→電路電流太小→電路電阻太大，并且移動滑動變阻器滑片，燈泡亮度不改變，滑動變阻器都接下面A、B兩個接線柱；（2）從表中數(shù)據(jù)可知，實際功率等于表中前兩項之積，由P＝UI可知，第一項數(shù)據(jù)為電壓/V；（3）從實驗1→實驗2→實驗3，燈泡越來越亮，燈泡實際功率越大，故結論是燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定；（4）用L2替換L1重復上面的實驗時，L2的額定電壓是3.8V，需要改變電壓表的量程；（5）將L1換成定值電阻，能保持電阻不變，通過改變電壓來改變電流，能探究電流跟電壓的關系。故答案為：（1）滑動變阻器的AB接入了電路；（2）電壓/V；（3）燈泡的亮度由實際功率決定；（4）電壓表；（5）正確。4．小明同學為了探究小燈泡亮度與實際功率的關系，設計了如圖所示的實驗電路，小燈泡標有“2.5V”的字樣。（1）如圖是小明連接的實驗電路，同組的小紅同學發(fā)現(xiàn)圖中有一根導線連接錯誤，請你在這根導線上打“×”，并在圖中改正。（2）電路連接正確后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，而電流表有示數(shù)，電壓表沒有示數(shù)，則可能的故障是燈泡短路。（3）排除故障后，小明進行了4次測量，并將有關數(shù)據(jù)及現(xiàn)象記錄在表格中。實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電功率P/W燈泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.70.247.10.41較暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮（4）實驗中小燈泡的電阻變化的原因是燈的電阻隨溫度的變化而變化。（5）小明測得小燈泡的額定功率為0.70W，另一位同學認為，無需測量，也能計算出小燈泡的額定功率。他利用已經測量的其中一組數(shù)據(jù)，計算出0.5V電壓下小燈泡的電阻R，再根據(jù)P＝計算小燈泡在2.5V下的額定功率。那么按此方案算出的小燈R泡的額定功率與前一步測量的額定功率相比偏大（選填“偏大”“偏小”或“相等”）。（6）小聰認為，為了得到小燈泡準確的額定功率，應求出上述表格中多組小燈泡電功率的平均值作為小燈泡的額定功率，這種數(shù)據(jù)處理方法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的?！窘獯稹拷猓海?）原電路中，電壓表測電源電壓是錯誤的，電壓表應測燈的電壓，如下所示：（2）電路連接正確后，閉合開關，而電流表有示數(shù)，則電路為通路，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表沒有示數(shù)，則可能的故障是燈泡短路；（4）實驗中小燈泡的電阻變化的原因是燈的電阻隨溫度的變化而變化；（5）由表格知小燈泡的額定功率為0.70W；小明測得小燈泡的額定功率為燈的電阻隨溫度的升高而變大，用已經測量的其中一組數(shù)據(jù)，計算出0.5V電壓下小燈泡的電阻R，小于燈在額定電壓下的電阻，再根據(jù)P＝計算小燈泡在2.5V下的額定功率，則按此方案算出的小燈泡的額定功率與前一步測量的額定功率相比偏大；（6）小聰?shù)淖龇ㄥe誤，小燈泡在不同電壓下的功率不同，在額定電壓下的功率為額定功率。故答案為：（1）如上所示；（2）燈泡短路；（4）燈的電阻隨溫度的變化而變化；（5）0.70；偏大；（6）錯誤。5．小明在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率”的實驗時，實驗室提供了如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表滑動變阻器（“20Ω2A”）、小燈泡（額定電壓為2.5V，額定功率小于1.2W）、開關及導線若干。實驗序號電壓U/V電流I/A電功率P/W燈泡亮度11.00.140.14很暗21.70.220.374較暗32.5正常43.00.320.96較亮（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。（導線不得交叉）（2）正確連線后，閉合開關，移動滑片，電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)接近電源電壓且?guī)缀醪蛔?。若電路中只有一處故障，該故障可能是小燈泡斷路。?）排除故障后，移動滑片至某一位置時電壓表的示數(shù)為2.2V，為使小燈泡正常發(fā)光，應將滑片向左（選填“左”或“右”）移動。（4）上表記錄了部分實驗數(shù)據(jù)，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0.75W。（5）分析表中數(shù)據(jù)可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨其兩端電壓的增大而增大（選填“增大”“不變”或“減小”）?！窘獯稹拷猓海?）由題可知，電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路中，電流表選用小量程，如圖所示：；（2）閉合開關，電流表無示數(shù)，說明電路為斷路，電壓表有示數(shù)，說明自電壓表兩接線柱到電源的兩極是接通的，故故障可能是小燈泡斷路；（3）電壓表的示數(shù)為2.2V低于小燈泡的額定電壓，所以應該增大小燈泡兩端的電壓，燈泡才能正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知則應減小滑動變阻器連入電路的電阻從而減小滑動變阻器兩端的電壓，所以應將滑片向左移動。（4）由圖可知，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，小燈泡的額定功率是：P額＝U額I額＝2.5V×0.3A＝0.75W；（5）分析表中數(shù)據(jù)可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨其兩端電壓的增大而增大。故答案為：；小燈泡斷路；左；0.75；增大。6．在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率”的實驗時，實驗室提供了如下器材：電源（電壓恒為8V），一個電流表，一個電壓表，滑動變阻器“20Ω、2A”，小燈泡（額定電壓2.5V，額定功率小于1.2W），一個阻值已知的定值電阻R0，開關及導線若干。12345電壓/V1.01.52.02.53.0電流/A0.240.320.380.44電功率/W（1）用筆畫線代替導線把圖甲所示的電路連接完整。（連線不能交叉）（2）正確連接電路后，閉合開關進行實驗，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率為1.05W。（3）分析表中數(shù)據(jù)可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而增大（選填“增大”、“不變”或“減小”），小燈泡的實際功率由實際電壓（選填“額定功率”、“額定電壓”或“實際電壓”）決定。（4）一實驗小組由于電壓表被損壞，又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，電路設計如圖丙所示：R0阻值為10Ω，請將以下實驗步驟補充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關S、S1，斷開S2，調節(jié)滑動變阻器滑片直至電流表示數(shù)I1＝0.25A時，小燈泡正常發(fā)光；②滑動變阻器滑片不動，斷開S1，閉合S2，讀出電流表的示數(shù)為I2；③小燈泡的額定功率P額＝U額（I2﹣I1）（用U額、I1、I2表示）。若步驟②中，不小心將滑片向右移動了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率比真實值偏?。ㄟx填“偏大”或“偏小”）?！窘獯稹拷猓海?）電壓表應與燈泡并聯(lián)，電流表應與燈泡串聯(lián)，燈泡額定電壓2.5V，故電壓表量程應選小量程，根據(jù)P＝UI可知，燈泡正常發(fā)光時的額定電流為：I＝＝＝0.48A＜0.6A，故電流表選用小量程；如圖所示：（2）由圖可知，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.42A，小燈泡的額定功率是：P額＝U額I額＝2.5V×0.42A＝1.05W；（3）由表中數(shù)據(jù)知，燈泡兩端電壓越大，通過它的電流也越大，由P＝UI知燈泡的實際功率越大，即燈泡消耗的電功率隨電壓的增大而增大，且實際電壓越大，實際功率越大；（3）①斷開S2，閉合S1、S，燈L與電阻R0并聯(lián)，電流表測定值電阻的電流，調節(jié)滑動變阻器，小燈泡正常發(fā)光時，則燈泡兩端的電壓等于額定電壓，據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律可得，此時電流表的示數(shù)應為：I1＝＝＝0.25A；②閉合S2、S，斷開S1，燈L與電阻R0仍然并聯(lián)，此時電流表測干路電流，因保持滑片位置不變，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發(fā)光，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：I額＝I2﹣I1；③燈的額定功率：P額＝U額I額＝U額（I2﹣I1）。若步驟②中，不小心將滑片向右移動了少許，其他操作正確，則總電阻偏大，從而測得I2偏小，I額偏小，則測出的小燈泡額定功率比真實值偏小。故答案為：（1）見解答；（2）1.05；（3）增大；實際電壓；（4）0.25；U額（I2﹣I1）；偏小。7．小僑同學在“探究小燈泡亮度與實際功率關系”的實驗中，找來了電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻約為10Ω），電流表、電壓表各一只，滑動變阻器一個，并關一個，導線若干，組裝電路。（1）如圖甲所示，檢查時發(fā)現(xiàn)有一條導線連接錯誤，請在錯誤的導線上畫“×”，并只移動一條導線，用筆畫線代替導線將電路圖連接正確。（2）電路連接正確后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)，則可能出現(xiàn)的故障是A。A.小燈泡斷路B.小燈泡短路C.滑動變阻器短路D.滑動變阻器阻值過大（3）小僑同學排除電路故障后，繼續(xù)實驗，共進行了4次測量，并將相關數(shù)據(jù)記錄在表格中，當電壓表示數(shù)為1.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，請根據(jù)電流表示數(shù)把表格補充完整。實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電功率P/W燈泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.50.247.10.36較暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮（4）小僑同學根據(jù)實驗目的分析實驗數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，可以得出結論：小燈泡的亮度隨著實際功率的增大而變亮（選填“亮”或“暗”）；小僑不能（選填“能”或“不能”）將小燈泡的電阻求平均值。（5）完成上述實驗后，小僑同學又設計了一種測量額定功率的方案，如圖丙所示，R0是阻值已知的定值電阻。請完成下列操作：①連接好電路，閉合開關S，將開關S1撥到觸點A（選填“A”或者“B”），移動滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1；②保持滑片的位置不動，再將開關S1撥到另一觸點，讀出電壓表的示數(shù)U2；③用U1、U2、R0表示小燈泡的額定功率，則表達式P＝。【解答】解：（1）從電源的正極出發(fā)，按照電流方向，電流經開關→滑動變阻器→從電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出→燈泡→電源的負極，電流表要串聯(lián)在電路中，電壓表和燈泡并聯(lián)，改正后的電路連接如圖。（2）閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表沒有示數(shù)，說明電路是斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)的部分是斷路，故選A。（3）電流表使用0～0.6A量程，每一個大格是0.2A，每一個小格是0.02A，電流表示數(shù)是0.24A。燈泡的實際功率：P＝UI＝1.5V×0.24A＝0.36W。（4）由表格數(shù)據(jù)知，小燈泡兩端的電壓增大，電流增大，實際功率增大，小燈泡的亮度增大，故小燈泡的亮度隨著實際功率的增大而變亮。小燈泡的電阻受溫度影響較大，不能將小燈泡的電阻求平均值。（5）利用定值電阻測量燈泡的額定功率的實驗步驟：①連接好電路，閉合開關S，將開關S1撥到觸點A，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓U1；②保持滑片的位置不動，再將開關S1撥到另一觸點B，讀出電壓表的示數(shù)U2；③小燈泡的額定電壓是U1，小燈泡和定值電阻是串聯(lián)的，根據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等，小燈泡的額定電流等于定值電阻中的電流，定值電阻兩端的電壓是U0＝U2﹣U1，定值電阻中的電流，即小燈泡的額定電流：I1＝I0＝，小燈泡的額定功率：P＝U1I1＝U1＝。故答案為：（1）如上圖；（2）A；（3）0.24；0.36；（4）亮；不能；（5）①A；③。8．在測量小燈泡電功率的實驗中，提供的器材有：3V的電源、標有“2.5V”的小燈泡、滑動變阻器R、電流表、電壓表、開關及導線若干。（1）小虎所接的實驗電路如圖甲所示，電路中部分連接不合理，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。（2）小明改正錯誤后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，故障的原因可能是小燈泡斷路。（3）排除故障后，實驗中，當電壓表示數(shù)為2V，為了測出小燈泡的額定功率，他應該把滑片P向（選填“A”或“B”）移動。（4）小華進行多次實驗，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖乙實線所示，則根據(jù)圖像可知，滑動變阻器兩端電壓與通過它的電流關系U﹣I圖像應為圖乙中的虛線③（選填“①”、“②”或“③”），小燈泡的額定功率為0.75W，可確定實驗中所使用的滑動變阻器的最大阻值不小于25Ω。（5）小明為了測出小燈泡的額定功率，他利用如圖丁所示的電阻箱和滑動變阻器設計測量電路，但在實際操作時將開關S2撥到位置1時，無法調到額定電壓，從而無法測出額定功率。其原因是滑動變阻器的最大電阻太小?！窘獯稹拷猓海?）測量小燈泡電功率的實驗中，應將電流表、滑動變阻器和小燈泡串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，如下圖所示：（2）電流表無示數(shù)，說明電路中有斷路，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表到電源兩極之間是連通的，故斷路應出現(xiàn)在與電壓表并聯(lián)的那部分電路中，應是小燈泡斷路；（3）實驗中，當電壓表示數(shù)為2V，為了測出小燈泡的額定功率，要使小燈泡兩端電壓增大到額定電壓2.5V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，則應減小滑動變阻器接入電路中的阻值，需將滑片靠近下接線柱，即將滑片P向B端移動；（4）滑動變阻器兩端的電壓與小燈泡兩端的電壓之和等于電源電壓，結合圖乙中小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像，當電流相同時，滑動變阻器兩端的電壓與小燈泡兩端的電壓之和是一個定值，所以滑動變阻器兩端電壓與通過它的電流關系圖像應為圖乙中的③；查圖乙知，小燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V時，通過小燈泡的電流為0.3A，則小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；由圖乙知，實驗中出現(xiàn)的最小電流為0.1A，此時小燈泡兩端的電壓為0.5V，則滑動變阻器兩端的電壓為：U滑＝U總﹣U燈＝3V﹣0.5V＝2.5V，滑動變阻器接入電路中的電阻為：R滑＝＝＝25Ω，這是實驗中滑動變阻器接入電路的最大電阻值，故所選滑動變阻器最大阻值不小于25Ω；（5）實際操作時將開關S2撥到位置1時，無法調到額定電壓，應是小燈泡分得電壓太大，降不到額定電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，是因為滑動變阻器的最大電阻太小，不能分得更大電壓，從而無法讓燈泡兩端達到額定電壓。故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡斷路；（3）B；（4）0.75；25；（5）滑動變阻器的最大電阻太小。9．小明用圖甲所示的電路來測量小燈泡的電功率，已知電源電壓為3V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V。（1）請用筆畫線代替導線將圖甲中滑動變阻器連入電路，要求滑片向左滑動時，燈泡亮度變大；（2）連接電路時，開關應該斷開。（3）實驗中，小明發(fā)現(xiàn)無論怎樣調節(jié)滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，則接線柱③⑥⑦間（填接線柱的數(shù)字編號）出現(xiàn)了斷路（選填“短路”或“斷路”）；（4）故障排除后，小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U﹣I圖像如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是0.75W，小明所用到的滑動變阻器的規(guī)格是下列四個選項中的C（選填選項前字母）；A.“5Ω2A”B.“15Ω2A”C.“25Ω2A”D.“30Ω2A”（5）當燈泡兩端的實際電壓為額定電壓一半時，燈泡的實際電功率為P1，當通過燈泡的實際電流為額定電流的一半時，燈泡的實際電功率為P2。則P1大于P2（選填“大于”“小于”或“等于”）?！窘獯稹拷猓海?）當滑動變阻器的滑動滑片向左滑動時，小燈泡的亮度變大，說明滑動變阻器和燈泡串聯(lián)，且滑動變阻器電阻減小，電路電流變大，因此應將左下接線柱連入電路，如圖所示：（2）在連接電路時，為了保護電路，開關應該斷開；（3）經分析，閉合開關，小明發(fā)現(xiàn)兩電表指針處于圖乙所示位置，即電壓表示數(shù)為電源電壓，電流表示數(shù)為零，說明電路為小燈泡所處的支路斷路；（4）由圖丙知，當U＝2.5V時，I＝0.3A，則燈泡的實際功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；燈泡正常發(fā)光時，變阻器兩端的電壓U滑＝3V﹣2.5V＝0.5V；由圖像知，當燈泡兩端電壓最小時，變阻器的阻值最大，可知此時U滑＝3V﹣0.5V＝2.5V；此時電路中的電流為0.1A，則滑動變阻器的阻值：R滑＝＝＝25Ω，所以滑動變阻器的規(guī)格是“25Ω，2A”，故C正確；（5）因為P＝，所以燈泡實際電壓為其額定電壓一半時的電阻小于正常發(fā)光時電阻，它的實際功率：P1＞P額；﹣﹣﹣﹣﹣﹣①因為P＝I2R所以實際電流等于額定電流一半時的電阻小于正常發(fā)光時電阻，實際功率：P2＜P額，﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②得：P1＞P2。故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；（3）③⑥⑦；斷路；（4）0.75；C；（5）大于。10．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓6V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V（電阻約為10Ω）。（1）請用筆畫線代替導線將圖甲的電路連接完整（要求滑動變阻器滑片向左移動時燈泡變亮）。（2）閉合開關前，應將滑片移到端（選填“A”或“B”）。（3）閉合開關發(fā)現(xiàn)燈泡不亮移動滑片燈泡仍不亮，突然小明的文具盒掉到桌上，燈泡亮了，小明敲了幾下桌子，燈泡又熄滅了。出現(xiàn)這種故障的原因是D。A.開關短路B.燈泡短路C.電壓表斷路D.燈泡接觸不良（4）排除故障，再次閉合開關，移動滑片，當電壓表的示數(shù)為2.5V時，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為0.75W。（5）實驗中滑動變阻器的最大阻值不能小于11.67Ω。（6）完成實驗后，愛動腦筋的小明又設計了一種不用電流表測量小燈泡的額定功率的方案，設計的電路圖如圖丙所示，請將下列實驗步驟補充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關S和S1，斷開開關S2，移動滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數(shù)為U額；②保持滑動變阻器的滑片P不動，閉合開關S和S2，斷開開關S1，讀出電壓表的示數(shù)U1；③小燈泡額定功率的表達式：P額＝（用U額、U1、R0表示）?！窘獯稹拷猓海?）滑動變阻器采用一上一下的連接方式，且與小燈泡串聯(lián)，滑動變阻器滑片向左移動時燈泡變亮，即接入的電阻變小，故滑動變阻器應選擇A端接線柱，電路連接如圖所示：（2）為了保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片位于最大電阻處，滑動變阻器的滑片應移到B端；（3）閉合開關發(fā)現(xiàn)燈泡不亮移動滑片燈泡仍不亮，突然小明的文具盒掉到桌上，燈泡亮了，小明敲了幾下桌子，燈泡又熄滅了。出現(xiàn)這種故障的原因是燈泡接觸不良；故選：D；（4）小燈泡的額定電壓為2.5V，當電壓表的示數(shù)為2.5V時，小燈泡正常發(fā)光；如圖乙所示，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.3A，由P＝UI得燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；（5）由歐姆定律計算燈泡正常發(fā)光時的電流為0.3A，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓規(guī)律可知滑動變阻器兩端電壓為：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，滑動變阻器接入電路的電阻為：，選用的滑動變阻器的最大電阻應不小于11.67Ω；（6）②保持滑動變阻器的滑片P不動，閉合開關S和S2，斷開開關S1，讀出電壓表的示數(shù)U1，此時電壓表測量的是燈泡和電阻R0的總電壓；③分析電路圖可知：IL＝IR＝，則小燈泡的額定功率為：P額＝；故答案為：（1）如圖所示；（2）B；（3）D；（4）2.5；0.75；（5）11.67；（6）②保持滑動變阻器的滑片P不動；③。11．小明做“測量小燈泡電功率”實驗，器材：3節(jié)