中考物理二轮复习题型专项复习专题14 测电功率的方法（含解析）

专题14测电功率的方法【知识储备】单电流表单电压表利用阻值已知的R0结合两开关测RL和PL额开关断开、闭合过程中，灯L和R0连接方式不变步骤1的目的均是使灯处于正常发光状态已知：灯I额步骤：1.只闭合S2，调滑片，使电流表示数为I额2.只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为I算出：灯U额=(I－I额)R0表达式：PL额=(I－I额)R0I额已知：灯I额步骤：1.只闭合S2，调滑片，使电压表示数为I额R02.只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电压表的示数为U算出：灯U额=U－I额R0表达式：PL额=(U－I额R0)I额已知：灯U额步骤：1.只闭合S2，调滑片，使电流表示数为U额/R02.只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为I算出：灯I额=I-U额/R0表达式：PL额=U额(I-U额/R0)已知：灯U额步骤：1.只闭合S2，调滑片，使电压表示数为U额2.只闭合S1，滑片位置不动，读出此时电流表的示数为U算出：灯I额=(U-U额)/R0表达式：RL=U额/(U-U额)/R0PL额=U额(U-U额)/R0利用电阻箱等效替代灯泡测灯阻值转化为测R0阻值已知：灯I额步骤：1.只闭合S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，此时灯泡正常发光2.只闭合S2，保持R1的滑片位置不动，移动R0的滑片，使电流表的示数仍为I额，此时RL=R03.保持R0的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，记录电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，记录电流表的示数为I2。U=I1R0=I2（R1+R0），解得：表达式：PL额=I额2RL=I额2R2=I额2•[I2R1/（I1-I2）]已知：灯U额步骤：1.只闭合S和S1，调节R1的滑片，使电压表的示数为灯U额，此时小灯泡正常发光2.只闭合S和S2，R1的滑片位置不动，调节R0的滑片，使电压表的示数仍为U额此时RL=R03.只闭合S和S2，R0的滑片位置不动，将R1的滑片调至最左端，记录电压表的示数U；R1的滑片调至最右端，记录电压表的示数U'；表达式：PL额=U额2/【U'R1/(U－U')】【专题突破】1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为，4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑：片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表示数很大，电流表没有明显的示数。造成这种现象的原因可能是灯泡断路。（3）小字同学排除故障后闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。（4）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U关系图像，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大（选填“增大”“减小”或“不变”）。【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，即滑片以右电阻丝连入电器中；小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯正常工作时的电流：I=U（2）经分析。发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则出现故障的原因可能是：灯泡断路；（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，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，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；。（4）由图丙所示的I﹣U关系图象，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大。故答案为：（1）如上所示；（2）灯泡断路；（3）B；（4）0.5；增大。2．小明同学利用图甲所示的电路进行一些物理量的测量，如图所示。（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）（2）调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，如果小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，读数是0.3A，则小灯泡的额定功率为0.9W。（3）小明又设计了如图丙所示的测量电路测量Rx的电阻，其中R是已知定值电阻，实验步骤如下：①闭合开关S，把滑动变阻器的滑片放在阻值最大处；②开关S'接b，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数变大，但不超出电压表的量程，此时电压表示数为U；③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，再将S接a，此时电压表示数为U1；④未知电阻Rx＝U−U1U1⋅R【解答】解：（1）滑片P向左移动时小灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与灯串联，如下所示：；（2）由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，示数为0.3A；P＝UI＝3V×0.3A＝0.9W；（3）实验步骤：当开关S'接b，三个电阻串联，电压表测量定值电阻R0和待测电阻Rx两端的总电压，此时电压表示数为U；保持滑动变阻器滑片P的位置不变，再将S接a，电路的连接不变，电压表测量定值电阻R0两端的电压，此时电压表示数为U1；根据串联电路电压的规律知：Rx两端的电压：Ux＝U﹣U1；由串联电路的电流特点和欧姆定律有：U1R0=Ux故答案为：（1）见上图；（2）0.3A；0.9；（3）U−U3．小丽用实验来探究“小灯泡在不同电压下工作时的电功率”，器材如下：电源电压U恒为6V，实验室提供有规格分别为“10Ω2A”和“20Ω1A”的两种滑动变阻器，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约10Ω。（1）小丽设计了如图甲所示的电路，请你用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。（2）小丽应选择规格为“20Ω1A”的滑动变阻器。（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数；移动滑片，发现除了电流表示数改变外，其余均无变化。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡短路（选填“短路”或“断路”）。（4）故障排除后，闭合开关，调节滑片P，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为0.8W。（5）完成（4）后，若想测量电压为3V时小灯泡的功率，应将滑片P向左（选填“左”或“右”）端移动。（6）完成上面实验后，小丽不用电流表，又加了两个开关和一个定值电阻，设计出了测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率的实验电路如图丁所示。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：①闭合开关S、S1，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U﹣U额；②闭合开关S、S2，断开S1（填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；③小灯泡额定功率的表达式为P额＝U额U【解答】解：（1）由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用0～3V的量程与小灯泡并联，滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱与小灯泡串联，见下图：；（2）通过小灯泡的电流为：I=U根据串联电路电压特点，变阻器两端的电压为：U滑＝U﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，滑动变阻器的阻值为：R滑=U滑I所以其所用滑动变阻器的规格是“20Ω1A”；（3）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表有示数，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，故发生的故障是小灯泡短路；（4）由图丙知电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.32A；小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；（5）小灯泡的额定电压为2.5V，若想测量电压为3V时小灯泡的功率，需要增大小灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小变阻器接入电路的阻值，故滑动变阻器的滑片应该向左移动；（6）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U﹣U额；②闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表示数为U1；③通过灯泡的电流：I＝IR0=U灯泡的额定功率的表达式为P额＝U额I＝U额×U故答案为：（1）见解答图；（2）“20Ω1A”；（3）短路；（4）0.8；（5）左；（6）①U﹣U额；②闭合开关S、S2，断开S1；③U额4．在“测定小灯泡的功率”的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源为3节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V（小灯泡的额定功率小于1W），滑动变阻器标有“25Ω1A”（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。（2）连接电路过程中，滑片P应置于B端。（选填“A”或“B”）（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较小示数且保持不变，则故障可能是滑动变阻器同时接A、B接线柱。（4）排除故障后，在完成第1次实验后（实验数据如表所示），若还需测量小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器滑片向A端移动（选填“A”或“B”），直到电压表示数为2.5V，若此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是0.24A，则小灯泡的额定功率为0.6W；实验次数电压电流电功率灯泡亮暗情况12.0V0.280.56较暗22.5V正常发光32.8V0.340.95较亮（5）小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。这种说法错误（选填“正确”或“错误”），理由是小灯泡的灯丝电阻随着温度的变化而变化。（6）利用该电路继续探究电流跟电阻的关系时，需将小灯泡换成适当的定值电阻R，其他器材不变。若实验时保持电压表示数为2V不变，则更换的电阻阻值不能大于20Ω。【解答】解：（1）滑动变阻器与待测电阻应串联在电路中，滑动变阻器采用一上一下的接法，通过灯泡的电流小于：I=P；（2）为确保电路安全，在开关闭合前，滑动变阻器的阻值应调至最大，应将变阻器滑片P滑至B端；（3）无论怎样移到滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较小示数且保持不变，这说明滑动变阻器起不到调节电阻的作用，两表示数较小，说明滑动变阻器阻值较大，因此故障原因是滑动变阻器接了下面的两个接线柱AB；（4）电压表示数为2V＜2.5V，根据串联电路分压的规律可知，需减小滑动变阻器两端电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向A移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数是0.24A，所以其额定功率P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；（5）不能得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论，因为在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电阻两端的电压不变，右表格数据可知小灯泡的灯丝电阻随着温度的变化而变化；（6）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电阻两端的电压为2V不变，电源为3节干电池，电源电压U＝3×1.5V＝4.5V，滑动变阻器两端分压为：4.5V﹣2V＝2.5V，定值电阻与滑动变阻器串联，通过它们的电流相等，滑动变阻器分压与定值电阻分压之比为2.5V2V=54，滑动变阻器最大阻值为25Ω，则定值电阻最大阻值为R＝25Ω故答案为：（1）如图；（2）B；（3）滑动变阻器同时接A、B接线柱；（4）A；0.24；0.6；（5）错误；小灯泡的灯丝电阻随着温度的变化而变化；（6）20。5．如图1所示，测量2.5V小灯泡额定功率，选用电源电压为6V，灯泡电阻约10Ω。（1）选取实验器材，两种滑动变阻器“10Ω1A”“20Ω1A”应选用“20Ω1A”，理由是灯泡正常工作时，I额=U额R额=2.5V10Ω=0.25A，此时滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣U额＝6V﹣（2）根据图2电路图连接电路，闭合开关，小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，仔细检查，发现多连接一根导线，拆掉后电路恢复正常。在多连接的导线上画“×”。（3）移动滑片，电压表示数调到2.5V，小灯泡正常发光，读取图3中电流表的示数，算得小灯泡的额定功率为0.6W。（4）查阅资料得知，电压表工作时，其内部有微弱电流通过，此因素会导致测得的额定功率偏大（选填“大”或“小”）。【解答】解：（1）灯泡正常工作时，I额=U此时滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣U额＝6V﹣2.5V＝3.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值：R=URI额=所以，选择滑动变阻器“20Ω1A”；（2）闭合开关，小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，说明灯泡被短路，分析乙图可知，小灯泡右侧接线柱和电压表负接线柱之间的导线是多余的，应去掉，如下图：；（3）小灯泡正常发光，灯泡两端电压应等于额定电压，所以移动滑片，电压表示数调到2.5V，电流表接入电路的量程为0～0.6A，所以通过灯泡的电流为0.24A，小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；（4）电压表和小灯泡并联，电流表所测电流为通过小灯泡的电流和通过电压表的电流之和，故读取的电流值大于通过小灯泡的电流，根据电功率公式P＝UI可知所测得的额定功率偏大。故答案为：（1）“20Ω1A”；灯泡正常工作时，I额=U额R额=2.5V10Ω=0.25A，此时滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣U额＝6V﹣2.5V＝3.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值：R6．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小吴选用了标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压表、开关、低压电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器。（1）如图甲是小吴所连接的电路，其中有一根导线接错了，请你在错误的导线上打“×”，然后用笔画线代替导线使电路完整。（2）小吴正确连接电路并进行规范操作，刚闭合开关S，电压表及电流表示数如图乙所示，则电源电压为5.7V。（3）由实验数据绘出小灯泡的U—I关系图象，如图丙所示，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为7.5W。（4）若小灯泡的额定电流I0与实际电流I1的关系为I0＝2I1，以下关于小灯泡的额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是D（填字母）。A．P0＝2P1B．P0＝3P1C．P0＝4P1D．P0＝5P1【解答】解：（1）本实验中，电压表应该与灯泡并联，滑动变阻器、电流表与灯泡串联，修改后电路如图所示：（2）正确连接电路，刚闭合开关时滑片应位置最大值处，即变阻器连入阻值为20Ω，由实物知，电流表使用0～0.6A量程，分度值0.02A，由图乙知，所以此时电路电流为0.22A；电压表使用0～3V量程，分度值0.1V，此时灯泡两端电压为1.3V，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：U＝U滑+UL＝IR滑+UL＝0.22A×20Ω+1.3V＝5.7V；（3）当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，由图丙知此时通过小灯泡的电流为0.3A，小灯泡的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.3A＝0.75W；（4）若小灯泡的额定电流为I0＝2I1，假设灯泡的阻值不变，实际工作电阻为R，则P额＝I02R＝（2I1）2R＝4I12R＝4P1。由于灯泡的阻值不是定值，会随温度的升高而变大，所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，则额定功率P0＞P额＝4P1，所以最有可能的额定功率值P0＝5P1，故D正确。故答案为：（1）见上图；（2）5.7；（3）2.5；7.5；（4）D。7．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V。（1）小王同学连接电路时，开关应处于断开（选填“闭合”或“断开”）状态。小王已连接了部分电路，如图甲所示，要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，你应将电流表的负接线柱与滑动变阻器上的A（选填“A”、“B”、“D”或“P”）点相连。（2）小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，此现象的原因可能是小灯泡（选填“开关”、“小灯泡”、“滑动变阻器”或“电流表”）出现故障。（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，观察到两电表示数在变化，并做好数据记录。小王根据多组实验数据绘制的U﹣I图像如图乙所示，根据图像可得小灯泡的额定功率是0.5W，此时小灯泡的电阻是12.5Ω。（4）小王还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，如图乙所示。造成这一变化的原因是小灯泡的温度随温度变化而变化。（5）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：①闭合开关S1，开关S2连接b移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；③则小灯泡的额定功率表达式P额＝I12R0（用字母表示）。【解答】解：（1）为了保护电路，小王同学连接电路时，开关应处于断开状态；滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，故变阻器应选左下接线柱，即滑动变阻器上的A点与电流表的负接线柱相连；（2）闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电流表指针几乎不偏转，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了，即此现象的原因可能是小灯泡出现故障；（3）由U﹣I图像可知灯在额定电压下的电流为0.2A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；此时小灯泡的电阻为：R=UI=（4）小灯泡的电阻随温度变化而变化，温度变化较小时，灯的电阻变化也较小，故小王还发现图线在电流较小时是直线，随着电流增大（电阻变化较大），图线变成了一条曲线；（5）实验步骤：①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；③在①中，灯与变阻器串联，电流表测电路的电流，电流表示数为I1，故灯正常发光；在②中，电阻箱与变阻器串联，电流表示数仍为I1，由等效代法，电阻箱的示数R0，即为灯正常发光时的电阻，则小灯泡的额定功率表达式：P额＝I12R0。故答案为：（1）断开；A；（2）小灯泡；（3）0.5；12.5；（4）温度；（5）①I1；③I12R0。8．小张连接了如图甲所示的实物图。电源为2节新干电池。他利用“伏安法”对标有“2.5V”的小灯泡进行了一系列的测量实验：（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到A端（选填“A”或“B”），使电路中的电流在开始测量时最小。电压/V0.51.01.52.02.53.0电流/A0.100.160.200.230.250.27电阻/Ω5.06.37.58.710.011.1功率/W0.050.160.300.460.6250.81平均电阻/Ω平均功率/W（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是0.26A。这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。他再换用相同规格的灯泡，重测的数据如下表，并绘出U﹣I图像如图丙的A所示。（3）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？并说出你的理由：不同意，灯丝的电阻随温度的升高而增大，在不同电压下灯丝的温度不同，电阻不同，求灯泡的平均电阻值没有意义（作出判断并说出理由）。（4）另一位同学也对表格中的平均功率作出了正确的评判和分析，你认为该同学的评判和分析是：小张的做法错误，小灯泡在不同电压下的功率不同，在额定电压下的功率为额定功率，求灯泡的平均功率没有意义。（5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘出的U﹣I图像如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是把电压表并联在滑动变阻器两端了。（6）上述两个实验探究中，滑动变阻器的作用除保护电路和改变小灯泡两端的电压外，你认为移动滑片多次实验还分别有什么不同的作用？探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系和探究灯泡的亮度与灯泡实际功率关系。【解答】解：（1）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大处，即A端；（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.26A；电压表开始测量灯泡两端的电压，灯丝突然烧断，电路处于断路状态，此时电压表测电源电压，故电压表示数变大；（3）不同意，灯丝的电阻随温度的升高而增大，在不同电压下灯丝的温度不同，电阻不同，求灯泡的平均电阻值没有意义；（4）小张的做法错误，小灯泡在不同电压下的功率不同，在额定电压下的功率为额定功率，求灯泡的平均功率没有意义；（5）在本实验中，灯泡两端的电压随电流的增大而增大，根据串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小，故可能把电压表并联在滑动变阻器两端了；（6）在“伏安法”测小灯泡电阻实验中，滑动变阻器的作用除保护电路和改变小灯泡两端的电压外，还可以通过改变小灯泡两端的电压探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系；在“伏安法”测小灯泡电功率实验中，滑动变阻器的作用除保护电路和改变小灯泡两端的电压外，还可以通过改变小灯泡两端的电压探究灯泡的亮度与灯泡实际功率关系；故上述两个实验探究中，滑动变阻器的作用除保护电路和改变小灯泡两端的电压外，移动滑片多次实验可以探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系和探究灯泡的亮度与灯泡实际功率关系。故答案为：（1）A；（2）0.26；变大；（3）不同意，灯丝的电阻随温度的升高而增大，在不同电压下灯丝的温度不同，电阻不同，求灯泡的平均电阻值没有意义；（4）小张的做法错误，小灯泡在不同电压下的功率不同，在额定电压下的功率为额定功率，求灯泡的平均功率没有意义；（5）把电压表并联在滑动变阻器两端了；（6）探究灯泡的亮度与灯泡电阻的关系和探究灯泡的亮度与灯泡实际功率关系。9．小明自己探究小灯泡的电功率规律实验，并设计出了电路（如图甲），然后选用额定电压为2.5V、额定功率为1w的小灯泡和电源电压为3V的电源并根据电路图开始连接电路，进行实验（1）小明的实物图连接的有些失误，请你将连错的导线（只有一根导线有问题）画×，并将实物图（图乙）正确连接好。（2）开关闭合前应检查电路连接是否正确，并将滑动变阻器滑片移至阻值最大处。（3）开关闭合后，小明发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数几乎等于电源电压，原因可能是灯泡处断路。（4）排除所有问题后，小明测量出实验数据并画出了U﹣I图像。小明发现灯泡的电压越大，通过它的电流越大，小灯泡功率越大，小灯泡越亮。所以决定小灯泡亮暗的因素是它的实际功率。图丙中a的数据是0.4。小明在研究图像规律时突发奇想，如果将电压和电流分别调节到额定电压和额定电流的一半时，那么他们的电阻R压半＞R流半，电功率P压半＞P流半。（后两空填“＞”、“＝”或“＜”）【解答】解：（1）按电路图设计灯泡与电流表串联，电压表测量灯泡电压，所以作图如下：（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，能起到保护电路的作用；（3）电流表没示数说明电路是断路，电压表示数等于电源电压，说明电压表与电源连接完好，电压表两端与电源正负极相连部分的电路处于通路状态，所以与电压表并联的灯泡处断路；（4）决定灯泡亮暗的因素是灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡消耗电能越快，灯泡越亮；根据图像判断a是额定电流的数值，即I额=P根据图像分别画出额定电压一半和额定电流一半对应的图线，如图：根据图中c、d两点切线倾斜程度越大，该点电阻越大判断，d点比c点的切线倾斜程度大，所以R压半＞R流半；P压半=U2×I压半代表的是图像中U2对应两条图线围成的面积，P流半=I2×U流半故答案为：（1）见上图；（2）阻值最大处；（3）灯泡处断路；（4）实际功率；0.4；＞；＞。10．小月和小亮做“探究电流与电阻的关系”的实验时，准备了以下器材：电源（4.5V）、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、电流表、电压表、滑动变阻器“25Ω1A”和开关各一个、导线若干。（1）小月连接的电路如图甲所示，经检查发现电路连接有误，请你帮助她去掉一根导线，再连接一根导线，使电路成为正确的电路。（2）电路改接正确后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是电阻短路（选填“短路”或“断路”）。（3）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电压表达到控制电压2V后，电流表示数如图乙所示，电流为0.4A。小月换上另一个定值电阻后，使电压表再次达到控制电压，此时滑动变阻器连入的阻值，跟原来的相比变大（选填“变大”“不变”或“变小”）。（4）小亮用同样的器材和电路，也是将四个电阻单独接入电路正确完成实验，两人根据自己的实验数据在同一坐标上作出了I﹣R图象，如图丙所示，其中A（选填“A”或“B”）是小亮绘制的图象。（5）小月为了使实验结论更具有普遍性，想减小控制电压，重新将四个电阻单独接入电路再做一次，则他不能（选填“能”或“不能”）完成这次实验。（6）另一小组设计了如图丁所示的电路来测量一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率，（已知定值电阻的阻值为R0，电源电压为U），请你完成实验过程：①调节滑动变阻器的滑片到最右端（选填“最左端”或“最右端”），闭合开关S；②调节滑动变阻器的滑片，使电压表V2（选填“V1”或“V2”）示数为U﹣I额R0，此时灯L正常发光，另一个电压表示数为U0；③灯L的额定功率的表达式为P额＝（U﹣U0）I额（用已知量及已测出物理的字母表示）。【解答】（1）图甲中错误是电流表与定值电阻并联，电压表与定值电阻串联，将电路修改为定值电阻与电流表串联，与电压表并联即可，完整电路如下图所示：。（2）闭合开关，发现电流表有示数说明电路是通路，电压表无示数，说明电压表被局部短路，则电路中的故障可能是电阻短路。（3）图乙中，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A；第一次接入电路的定值电阻的阻值R1=UI1=2V（4）图丙中曲线B在电阻为5Ω时，电流为0.4A，曲线A在电阻为5Ω时，电流为0.6A，已知小月实验时保持电压表示数为2V不变，当电阻为5Ω时，电流为0.4A，故小月的I﹣R图象为B曲线，小亮的为A曲线。（5）由串联电路分压规律知：URR=UPRP⋯⋯①，第一次时UR＝2V，则UP＝U总﹣UR＝4.5V﹣2V＝2.5V；当定值电阻取最大值时，即R4＝20Ω时，变阻器接入电路的电阻最大，最大电阻为RP最大，代入①式有：2V20Ω=2.5V（6）①为保护电路，闭合开关前，变阻器要调到阻值最大处，由图丁知变阻器的左下端接入电路，故调节滑动变阻器的滑片到最右端，闭合开关S，电路为R0与变阻器和灯泡串联，电压表V1测量R0与变阻器两端的电压，电压表V2测量灯泡与变阻器两端电压；②小灯泡的额定电流I额已知，当R0两端的电压U0＝I额R0时，灯泡L正常发光，调节滑动变阻器的滑片，使电压表V2示数为U﹣I额R0，此时灯L正常发光，另一个电压表示数为U0，则灯泡两端电压为U﹣U0；③灯L的额定功率的表达式为P额＝（U﹣U0）I额。故答案为：（1）见解答图；（2）短路；（3）0.4；变大；（4）A；（5）不能；（6）①最右端；②V2；U﹣I额R0；③（U﹣U0）I额。11．有两个小灯泡L1、L2，分别标有“2.5V”和“3.8V”字样，两个定值电阻R0、Rx（约为10Ω），要求测出灯泡的额定功率和定值电阻的阻值。（1）图甲是小明测量小灯泡L1额定功率时连接的实物图，电源电压恒定；实验次数1234电压U/V0.91.52.53.0电流I/A0.180.300.500.60①请用笔画线代替导线，将图甲电路补充完整；②按图甲正确连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最右端，后闭合开关，记录两电表示数；移动滑片，观察记录多组数据，给制如图乙所示的U﹣I图像，则小灯泡的额定功率为1W；③断开开关，用定值电阻R0替换小灯泡L1，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。则R0＝5Ω，分析表格中的数据又能得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；④实验中小明调节滑片时无意中使电路中的电流过大烧坏了电流表，于是他用上述器材和若干开关（电源电压同上），又设计了一种测量小灯泡L2额定功率的电路图（如图丁），操作如下：a．断开S2，闭合S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为3.8V；b．保持滑片P位置不变，断开S1，闭合S、S2，读出电压表示数为3V；c．小灯泡L2的额定功率为P额＝1.064W。（2）为了测量Rx的阻值，其他小组同学利用已知电阻R0和一只电流表或电压表分别设计了如图所示的四种电路（电源电压未知且不变），其中可行的是BD。A．B．C．D．【解答】解：（1）①根据测量电功率的实验原理P＝UI可知，需要用电压表测灯泡两端的电压，则电压表应与灯泡并联，如图所示：②由题意可知，灯泡L1的额定电压为2.5V，由乙图可知，当灯泡两端的电压为2.5V时，流过灯泡的电流为0.4A，则灯泡L1的额定功率为：P额＝U额I＝2.5V×0.4A＝1W；③由表中数据可知，电压与电流的比值为一定值，即得出结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；由欧姆定律可知，定值电阻的阻值为：R0④由题意可知，灯泡L2的额定电压为3.8V，为了测灯泡L2的额定功率，应断开S2，闭合S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为3.8V，让灯泡L2正常发光。由②可知，将滑片移到滑动变阻器的阻值最右端，滑动变阻器接入电路的阻值最大，则电路中的电流最小I1＝0.2A，由乙图可知，此时灯泡L1两端的电压UL＝0.5V，滑动变阻器两端的电压为：U滑＝I1R滑＝0.2A×R滑，则电源电压为：U＝UL+U滑＝0.5V+0.2A×R滑……Ⅰ，由③可知，用定值电阻R0替换小灯泡L1，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，读出两电表示数并记录在表格中，则R0两端的电压U0′＝0.9V，此时电路中的电流I2＝0.18A，滑动变阻器两端的电压为：U滑′＝I2R滑＝0.18A×R滑，则电源电压为：U＝U0′+U滑′＝0.9V+0.18A×R滑……Ⅱ，因为电源电压恒定，解Ⅰ、Ⅱ式得：R滑＝20Ω，U＝4.5V，当断开S1，闭合S、S2，R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压U′′＝3V，保持滑片P位置不变，则此时电路中的电流为：I0滑动变阻器接入电路中的阻值为：RP断开S2，闭合S、S1，L2与滑动变阻器串联，电压表测灯泡L2两端的电压UL′＝3.8V，保持滑片P位置不变，则此时滑动变阻器两端的电压为：UP＝U﹣UL′＝4.5V﹣3.8V＝0.7V，流过滑动变阻器的电流为：IP故灯泡L2正常发光时，流过灯泡的电流为IP＝0.28A，故灯泡L2的额定功率为：P额＝U额IP＝3.8V×0.28A＝1.064W。（2）A．开关S1闭合，S2断开时，R0和Rx串联，电流表可以测出通过Rx的电流Ix；S2闭合时为Rx的简单电路，不能直接或间接测量出Rx的电压，所以不能求出Rx的电阻，故A不符合题意；B．开关S1闭合，S2接1时，电路为R0的简单电路，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电源的电压；当S2接2时，电路为未知电阻Rx的简单电路，电流表测通过Rx的电流Ix，根据Rx=UC．开关S1和S2都闭合时，R0被短路，电压表测量电源电压U；只闭合S1时，R0和Rx串联，电压表仍侧电源的电压，无法测出Rx两端的电压，所以不能求出Rx的电阻，故C不符合题意；D．开关S1和S2都闭合时，R0被短路，电压表测量电源电压U；只闭合S1时，R0和Rx串联，电压表直接测量Rx两端的电压Ux，根据串联电路总电压等于各串联导体电压之和，求出定值电阻两端的电压U0＝U﹣Ux，根据I0=U0R0求出通过定值电阻的电流。根据串联电路电流处处相等，通过Rx电流等于通过定值电阻电流，即Ix故选BD。故答案为：（1）；1；5