1 [2024 常州新北实验中学一模]已知小灯泡的额定电流为$I_{额}$，定值电阻的阻值为$R_0$。实验步骤如下，请补充完整。

(1)闭合开关S、$S_2$，断开开关$S_1$，移动滑片P，使电流表示数等于$I_{额}$。
(2)闭合开关S、$S_1$，断开开关$S_2$，保持滑片P位置不变，记下此时电流表的示数$I$。
(3)小灯泡的额定功率$P_{额}=$（用$I_{额}$、$I$、$R_0$表示）。

(3)$(I-I_{额})R_0I_{额}$

【解析】(3)在步骤(1)中,小灯泡与电流表串联后再与定值电阻并联,通过移动滑动变阻器的滑片,使电流表示数为$I_{额}$,此时灯泡正常发光;在步骤(2)中,小灯泡与定值电阻并联,电流表测干路电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,由并联电路电流的规律,定值电阻$R_0$的电流$I_0=I-I_{额}$,由欧姆定律的变形公式,定值电阻$R_0$两端的电压即灯的额定电压$U_{额}=U_0=I_0R_0=(I-I_{额})R_0$,则小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=(I-I_{额})R_0I_{额}$。

【分析】
要计算小灯泡的额定功率，需先确定其额定电压。步骤(1)中，闭合S、S₂，断开S₁时，电流表测小灯泡的电流，调节滑片使电流为I额，此时小灯泡正常发光；步骤(2)中，闭合S、S₁，断开S₂，保持滑片不变，此时R₀与小灯泡并联，电流表测干路电流。根据并联电路电流规律算出通过R₀的电流，再由欧姆定律得到R₀两端的电压，该电压等于小灯泡的额定电压，最后结合额定电流即可计算额定功率。
【解析】
步骤(1)：闭合开关S、S₂，断开S₁，此时小灯泡与电流表串联，调节滑片使电流表示数为I额，小灯泡正常发光，通过小灯泡的电流为额定电流I额。
步骤(2)：闭合开关S、S₁，断开S₂，保持滑片位置不变，此时R₀与小灯泡并联，电流表测干路电流I。由于电路结构未变，小灯泡仍正常发光，根据并联电路电流规律，通过R₀的电流I₀ = I - I额。
根据欧姆定律，R₀两端的电压U₀ = I₀R₀ = (I - I额)R₀，因为并联电路各支路电压相等，所以小灯泡的额定电压U额 = U₀ = (I - I额)R₀。
则小灯泡的额定功率P额 = U额I额 = (I - I额)R₀I额。
【答案】
$(I-I_{额})R_0I_{额}$
【知识点】
电功率计算、并联电路规律、欧姆定律
【点评】
本题考查利用并联电路特点和欧姆定律测量小灯泡额定功率，关键是通过开关切换确定电路连接方式，结合电流规律求出额定电压，进而计算功率，属于中等难度的电学实验题。
【难度系数】
0.6

2 [2026北师大附中月考] 如图所示是小盛同学设计的测小灯泡额定功率的实验电路图，小灯泡的额定电压为2.5 V，其中定值电阻的阻值$R_0 = 25\ \Omega$，操作过程如下：

(1)只闭合开关S和，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为$I_1 =$A；
(2)只闭合开关S和，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为$I_2$；
(3)小灯泡额定功率的表达式为$P_{\mathrm{额}} =$（用$U_{\mathrm{额}}$、$I_1$、$I_2$表示）。

(1)$S_2$ 0.1 (2)$S_1$ (3)$U_{额}(I_2-I_1)$

【解析】(1)只闭合开关S和$S_2$,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数$I_1=0.1\ \mathrm{A}$;(2)只闭合开关S和$S_1$,保持滑动变阻器滑片的位置不动,读出电流表示数为$I_2$;(3)在步骤(1)中,定值电阻$R_0$与灯泡先并联,再与滑动变阻器串联,电流表测通过定值电阻的电流,由欧姆定律可知,电阻$R_0$两端的电压$U=I_1R_0=0.1\ \mathrm{A} × 25\ \Omega=2.5\ \mathrm{V}$,根据并联电路电压特点可知,灯两端的电压为2.5 V,灯正常发光;在步骤(2)中,定值电阻$R_0$与灯泡仍并联,再与滑动变阻器串联,电流表测干路的电流,因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯的额定电流$I_{额}=I_2-I_1$,则小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=U_{额}(I_2-I_1)$。

【分析】
要测量小灯泡的额定功率，需让小灯泡在额定电压下工作，利用并联电路电压相等的特点，结合定值电阻和电流表间接获取灯泡的额定电流。首先，使定值电阻与灯泡并联，当定值电阻两端电压等于灯泡额定电压时，灯泡正常发光，此时通过定值电阻的电流可由欧姆定律算出；再测干路电流，通过并联电路电流规律得到灯泡的额定电流，进而计算额定功率。
【解析】
(1) 只闭合开关S和$S_2$时，定值电阻$R_0$与灯泡并联，电流表测$R_0$支路的电流。要使灯泡正常发光，需让$R_0$两端电压等于灯泡额定电压$U_{额}=2.5\ \mathrm{V}$，根据欧姆定律，此时电流$I_1=\frac{U_{额}}{R_0}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{25\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$，因此调节滑片使电流表示数为$0.1\ \mathrm{A}$。
(2) 只闭合开关S和$S_1$时，定值电阻$R_0$与灯泡仍并联，电流表测干路电流$I_2$，保持滑动变阻器滑片位置不动，此时各支路电流不变，灯泡仍正常发光。
(3) 根据并联电路电流规律，灯泡的额定电流$I_{额}=I_2 - I_1$，因此小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=U_{额}(I_2 - I_1)$。
【答案】
(1)$S_2$ 0.1 (2)$S_1$ (3)$U_{额}(I_2-I_1)$
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题是特殊方法测小灯泡额定功率的实验，利用并联电路的电压和电流规律，结合定值电阻与电流表间接测量，无需电压表，考查了电路分析和公式应用能力，属于常规实验题型。
【难度系数】
0.6

3 在“测量小灯泡的额定功率”实验中，小灯泡上标有“2.5 V”字样，电源电压恒定。小聪向老师要了一个已知阻值为$R_0$的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤。

(1)闭合开关$S_1$，将$S_2$拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5 V。
(2)，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数为$U$。
(3)小灯泡的额定功率$P_{额} =$（用已知量和测量量表示）。

(2)再将开关$S_2$拨到触点1
(3)$\dfrac{2.5\ \mathrm{V} × (U-2.5\ \mathrm{V})}{R_0}$

【解析】(3)在(2)操作中,电路的连接没有改变,各用电器的电阻没有变,各用电器的电压没有改变,所以此时小灯泡仍正常发光。则定值电阻$R_0$两端的电压$U_0=U-2.5\ \mathrm{V}$,由欧姆定律可得,此时通过定值电阻的电流$I_0=\dfrac{U_0}{R_0}=\dfrac{U-2.5\ \mathrm{V}}{R_0}$,根据串联电路电流处处相等,则小灯泡的电流$I=I_0$,小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I=2.5\ \mathrm{V} × \dfrac{U-2.5\ \mathrm{V}}{R_0}=\dfrac{2.5\ \mathrm{V} × (U-2.5\ \mathrm{V})}{R_0}$。

【分析】要测量小灯泡的额定功率，需先让小灯泡在额定电压下正常工作，再利用串联电路电流处处相等的特点，结合已知阻值的定值电阻$R_0$间接求出小灯泡的额定电流，最终根据$P=UI$计算额定功率。具体思路：第一步闭合$S_1$，将$S_2$拨到触点2，电压表测小灯泡电压，调节滑片使电压为额定电压2.5V，此时小灯泡正常发光；第二步保持滑片位置不变，改变电压表测量对象，测小灯泡和$R_0$的总电压，从而得到$R_0$两端的电压，进而算出电路中的电流（即小灯泡的额定电流），最后代入功率公式计算。
【解析】(2) 再将开关$S_2$拨到触点1，此时电压表测量小灯泡和定值电阻$R_0$两端的总电压$U$，电路连接未改变，电流不变，小灯泡仍正常发光。(3) 定值电阻$R_0$两端的电压$U_0 = U - U_{额} = U - 2.5\ \mathrm{V}$，根据串联电路电流处处相等，小灯泡的额定电流等于通过$R_0$的电流，即$I_{额} = I_0 = \dfrac{U_0}{R_0} = \dfrac{U - 2.5\ \mathrm{V}}{R_0}$，因此小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额}I_{额} = 2.5\ \mathrm{V} × \dfrac{U - 2.5\ \mathrm{V}}{R_0}$。
【答案】(2)再将开关$S_2$拨到触点1；(3)$\dfrac{2.5\ \mathrm{V} × (U-2.5\ \mathrm{V})}{R_0}$
【知识点】测量小灯泡额定功率、串联电路电流规律、欧姆定律
【点评】本题为特殊方法测量电功率的实验，利用串联电路特点和已知定值电阻间接获取额定电流，考查学生对实验原理的理解与电路分析能力，是电学实验的常规题型。
【难度系数】0.5

4 [2025西安铁一中月考]老师拿来了一个额定电流为0.2 A、额定电压未知的小灯泡,一个已知阻值为$R_0$的定值电阻和两个开关$S_1$、$S_2$,利用上面的部分器材为同学们设计了如图所示的电路来测量小灯泡的额定功率,请你将下列实验步骤补充完整。

(1)闭合开关$S$、$S_1$,断开$S_2$,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为。
(2)闭合开关$S$、$S_2$,断开$S_1$,同时（填“适当调节滑动变阻器的滑片”或“保持滑动变阻器的滑片不动”）,读出电压表的示数$U$。
(3)小灯泡的额定功率$P_{额}=$。
（用已知量和测量量表示）

(1)$0.2\ \mathrm{A} × R_0$ (2)保持滑动变阻器的滑片不动 (3)$(U-0.2\ \mathrm{A} × R_0) × 0.2\ \mathrm{A}$

【解析】(3)在步骤(1)中,由欧姆定律知,电路中的电流为0.2 A,小灯泡正常发光,在步骤(2)中,电压表测灯与$R_0$的电压,因电路连接没有改变,各电阻的大小和电压不变,根据串联电路电压的规律,小灯泡的额定电压$U_{额}=U-0.2\ \mathrm{A} × R_0$,小灯泡额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=(U-0.2\ \mathrm{A} × R_0) × 0.2\ \mathrm{A}$。

【分析】
要测量小灯泡的额定功率，需让小灯泡在额定电流下正常工作。首先，闭合S、S₁，断开S₂时，定值电阻R₀与滑动变阻器、小灯泡串联，电压表测R₀两端电压，需调节滑动变阻器使电路电流等于小灯泡额定电流0.2A，此时R₀两端电压为I额R₀，小灯泡正常发光；接着切换开关状态，电压表测R₀和小灯泡的总电压，因滑动变阻器滑片不动，电流保持额定值不变，无需调节滑片；最后根据串联电路电压规律求出小灯泡额定电压，结合额定电流计算额定功率。
【解析】
步骤(1)：闭合S、S₁，断开S₂时，R₀与滑动变阻器、小灯泡串联，电压表测R₀两端电压。要使电路电流为小灯泡额定电流0.2A，根据欧姆定律，R₀两端电压应为$U_0 = I_{额}R_0 = 0.2\ \mathrm{A} × R_0$，因此调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为$0.2\ \mathrm{A} × R_0$，此时小灯泡正常发光。
步骤(2)：闭合S、S₂，断开S₁时，电压表测R₀和小灯泡的总电压。由于滑动变阻器滑片不动，电路总电阻不变，电流保持额定电流0.2A不变，因此不需要调节滑动变阻器的滑片，直接读出电压表示数U。
步骤(3)：根据串联电路电压规律，小灯泡的额定电压$U_{额} = U - U_0 = U - 0.2\ \mathrm{A} × R_0$，则小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额}I_{额} = (U - 0.2\ \mathrm{A} × R_0) × 0.2\ \mathrm{A}$。
【答案】
(1)$0.2\ \mathrm{A} × R_0$
(2)保持滑动变阻器的滑片不动
(3)$(U-0.2\ \mathrm{A} × R_0) × 0.2\ \mathrm{A}$

【知识点】
测量小灯泡额定功率、串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】
本题采用安阻法测量小灯泡额定功率，利用已知定值电阻和开关切换，无需额外电流表，通过串联电路规律推导小灯泡额定电压，设计巧妙，考查了电学实验的原理与电路分析能力，是典型的电学实验题型。
【难度系数】
0.5