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8.某实验小组设计了如图所示的电路(还缺一根导线连接才完整)测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量。
(1)电路连接完整后，开关$ S_2 $断开，$ S_1 $、$ S_3 $闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为$ U_{额} $。
(2)
(3)小灯泡额定功率的表达式$ P_{额} = $
(1)电路连接完整后，开关$ S_2 $断开，$ S_1 $、$ S_3 $闭合，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为$ U_{额} $。
(2)
保持滑动变阻器滑片的位置不动
，开关$ S_3 $断开，$ S_1 $、$ S_2 $闭合，记录电压表的示数$ U_2 $。(3)小灯泡额定功率的表达式$ P_{额} = $
$U_{额}× \frac{U_2-U_{额}}{R}$
(用$ R、U_{额}、U_2 $表示)。答案
(2)保持滑动变阻器滑片的位置不动 (3)$U_{额}× \frac{U_2-U_{额}}{R}$
解析
【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发光，再通过开关切换测量相关电压，结合定值电阻的阻值计算额定电流。步骤（1）已使小灯泡两端电压为额定电压$U_{额}$，此时需保持滑动变阻器滑片位置不变，确保电路电流不变，再切换开关测量定值电阻与小灯泡的总电压，进而求出额定电流，最终计算额定功率。
【解析】
(2) 保持滑动变阻器滑片的位置不动，这样电路的总电阻不变，电流保持步骤（1）中灯泡正常发光时的电流不变；
(3) 当开关$S_1$、$S_2$闭合，$S_3$断开时，电压表测定值电阻$R$和小灯泡$L$的总电压$U_2$，此时定值电阻$R$两端的电压为$U_2 - U_{额}$，电路中的电流$I = \frac{U_2 - U_{额}}{R}$，该电流即为小灯泡的额定电流，因此小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额} × I = U_{额} × \frac{U_2 - U_{额}}{R}$。
【答案】
(2) 保持滑动变阻器滑片的位置不动；(3) $U_{额}×\frac{U_2-U_{额}}{R}$
【知识点】
测量小灯泡的额定功率、欧姆定律的应用
【点评】
本题属于伏阻法测量小灯泡额定功率的实验设计题，核心是通过开关切换电路，利用滑动变阻器滑片不动保证电流不变，结合欧姆定律求出额定电流，进而计算额定功率，考查了学生对电路的分析能力和实验设计的理解。
【难度系数】
0.5
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发光，再通过开关切换测量相关电压，结合定值电阻的阻值计算额定电流。步骤（1）已使小灯泡两端电压为额定电压$U_{额}$，此时需保持滑动变阻器滑片位置不变，确保电路电流不变，再切换开关测量定值电阻与小灯泡的总电压，进而求出额定电流，最终计算额定功率。
【解析】
(2) 保持滑动变阻器滑片的位置不动，这样电路的总电阻不变，电流保持步骤（1）中灯泡正常发光时的电流不变；
(3) 当开关$S_1$、$S_2$闭合，$S_3$断开时，电压表测定值电阻$R$和小灯泡$L$的总电压$U_2$，此时定值电阻$R$两端的电压为$U_2 - U_{额}$，电路中的电流$I = \frac{U_2 - U_{额}}{R}$，该电流即为小灯泡的额定电流，因此小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额} × I = U_{额} × \frac{U_2 - U_{额}}{R}$。
【答案】
(2) 保持滑动变阻器滑片的位置不动；(3) $U_{额}×\frac{U_2-U_{额}}{R}$
【知识点】
测量小灯泡的额定功率、欧姆定律的应用
【点评】
本题属于伏阻法测量小灯泡额定功率的实验设计题，核心是通过开关切换电路，利用滑动变阻器滑片不动保证电流不变，结合欧姆定律求出额定电流，进而计算额定功率，考查了学生对电路的分析能力和实验设计的理解。
【难度系数】
0.5
9. [新考法·新实验]小明同学在进行用电压表、电流表测量小灯泡电功率的实验，已知待测小灯泡的额定电压为3.8 V，额定电功率估计在1.3 W左右，可供选择的电流表有A₁(量程0～0.6 A)，A₂(量程0～3 A)。
(1)实验中，为了减小误差，应选用的电流表是
(2)图甲是连接的实物电路。图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。
(3)改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为3 V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率是
(4)小华同学不用电流表，另增加两只开关和定值电阻R₀，测量小灯泡的额定功率，设计了如图丙所示的电路图，并计划采取下列两步操作：
①断开S₃，闭合S₁、S₂，调节滑动变阻器滑片，让电压表示数为
②断开开关
(1)实验中，为了减小误差，应选用的电流表是
A₁
（选填“A₁”或“A₂”）。(2)图甲是连接的实物电路。图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。
(3)改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为3 V时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率是
1.08
W。(4)小华同学不用电流表，另增加两只开关和定值电阻R₀，测量小灯泡的额定功率，设计了如图丙所示的电路图，并计划采取下列两步操作：
①断开S₃，闭合S₁、S₂，调节滑动变阻器滑片，让电压表示数为
3.8
V。②断开开关
S₂
，闭合开关S₁、S₃
，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电压表示数，即可计算小灯泡的额定功率。答案
(1)A₁ (2)如图所示
(3)1.08(4)①3.8 ②S₂ S₁、S₃
[解析](1)由题知,灯泡的额定电压为3.8 V,额定电功率估计在1.3 W左右,由$P=UI$可得,灯泡正常发光时电流$I_额=\frac{P_额}{U_额}=\frac{1.3\ \mathrm{W}}{3.8\ \mathrm{V}}\approx0.34\ \mathrm{A}＜0.6\ \mathrm{A}$,所以电流表应选用电流表A₁。(3)当电压表示数为3 V时,电流表示数如题图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流大小为0.36 A,此时小灯泡的电功率$P=UI=3\ \mathrm{V}×0.36\ \mathrm{A}=1.08\ \mathrm{W}$。(4)①断开S₃,闭合S₁、S₂,电压表测灯泡两端电压,调节滑动变阻器滑片,让电压表示数为3.8 V,此时灯泡正常发光。②为了测灯泡正常发光的电流,可断开开关S₂,闭合开关S₁、S₃,且要保持滑动变阻器的滑片位置不变,此时电压表测灯泡和$R_0$两端总电压,读出电压表此时的示数,灯仍正常工作,根据串联电路电压的规律,此时定值电阻两端的电压等于两次电压表示数的差,由欧姆定律可得此时通过$R_0$的电流,即灯泡正常发光的电流,从而由$P=UI$计算灯泡的额定功率。
解析
【分析】
本题为测量小灯泡电功率的实验题，需分步骤分析各小问：
1. 选择电流表时，根据小灯泡额定电压和估计功率，利用公式$I=\frac{P}{U}$计算额定电流，结合量程选择误差更小的电流表；
2. 实物电路改错需明确测功率的电路要求：电流表串联在电路中、电压表并联在小灯泡两端，找出错误导线并改正；
3. 计算实际功率时，先根据电流表量程和分度值读取电流表示数，再用公式$P=UI$计算电功率；
4. 特殊方法测额定功率时，利用串联电路电流相等的特点，先让小灯泡正常发光，再通过开关切换测出定值电阻与小灯泡的总电压，进而算出小灯泡的额定电流，最终得到额定功率。
【解析】
(1) 已知小灯泡额定电压$U_{额}=3.8\ \mathrm{V}$，额定功率估计$P_{额}\approx1.3\ \mathrm{W}$，由$P=UI$可得额定电流$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{1.3\ \mathrm{W}}{3.8\ \mathrm{V}}\approx0.34\ \mathrm{A}$，$0.34\ \mathrm{A}＜0.6\ \mathrm{A}$，为减小误差，应选用量程0～0.6A的电流表$A_1$。
(2) 实物电路中，连接开关与小灯泡右端的导线为错误导线（打“×”），改正后使电流表串联、电压表并联在小灯泡两端，如图所示：
(3) 电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，图乙中电流表示数为0.36A，此时电压表示数为3V，小灯泡的电功率$P=UI=3\ \mathrm{V}×0.36\ \mathrm{A}=1.08\ \mathrm{W}$。
(4) ①断开$S_3$，闭合$S_1$、$S_2$时，电压表测小灯泡两端电压，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为小灯泡的额定电压3.8V，此时小灯泡正常发光；②断开开关$S_2$，闭合开关$S_1$、$S_3$，保持滑动变阻器滑片位置不动，此时电压表测小灯泡和定值电阻$R_0$的总电压，根据串联电路电压规律算出$R_0$两端电压，结合$R_0$的阻值算出电流（即小灯泡的额定电流），进而计算小灯泡的额定功率。
【答案】
(1)A₁ (2)如图所示 (3)1.08 (4)①3.8 ②S₂ S₁、S₃
【知识点】
测量小灯泡的电功率、电流表的使用、电功率的计算
【点评】
本题综合考查测量小灯泡电功率的实验操作、电路分析、电表读数及特殊方法测额定功率，既覆盖电学实验的基础知识点，又注重实验设计能力的考查，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题为测量小灯泡电功率的实验题，需分步骤分析各小问：
1. 选择电流表时，根据小灯泡额定电压和估计功率，利用公式$I=\frac{P}{U}$计算额定电流，结合量程选择误差更小的电流表；
2. 实物电路改错需明确测功率的电路要求：电流表串联在电路中、电压表并联在小灯泡两端，找出错误导线并改正；
3. 计算实际功率时，先根据电流表量程和分度值读取电流表示数，再用公式$P=UI$计算电功率；
4. 特殊方法测额定功率时，利用串联电路电流相等的特点，先让小灯泡正常发光，再通过开关切换测出定值电阻与小灯泡的总电压，进而算出小灯泡的额定电流，最终得到额定功率。
【解析】
(1) 已知小灯泡额定电压$U_{额}=3.8\ \mathrm{V}$，额定功率估计$P_{额}\approx1.3\ \mathrm{W}$，由$P=UI$可得额定电流$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{1.3\ \mathrm{W}}{3.8\ \mathrm{V}}\approx0.34\ \mathrm{A}$，$0.34\ \mathrm{A}＜0.6\ \mathrm{A}$，为减小误差，应选用量程0～0.6A的电流表$A_1$。
(2) 实物电路中，连接开关与小灯泡右端的导线为错误导线（打“×”），改正后使电流表串联、电压表并联在小灯泡两端，如图所示：
(3) 电流表选用0～0.6A量程，分度值为0.02A，图乙中电流表示数为0.36A，此时电压表示数为3V，小灯泡的电功率$P=UI=3\ \mathrm{V}×0.36\ \mathrm{A}=1.08\ \mathrm{W}$。
(4) ①断开$S_3$，闭合$S_1$、$S_2$时，电压表测小灯泡两端电压，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为小灯泡的额定电压3.8V，此时小灯泡正常发光；②断开开关$S_2$，闭合开关$S_1$、$S_3$，保持滑动变阻器滑片位置不动，此时电压表测小灯泡和定值电阻$R_0$的总电压，根据串联电路电压规律算出$R_0$两端电压，结合$R_0$的阻值算出电流（即小灯泡的额定电流），进而计算小灯泡的额定功率。
【答案】
(1)A₁ (2)如图所示
(3)1.08 (4)①3.8 ②S₂ S₁、S₃【知识点】
测量小灯泡的电功率、电流表的使用、电功率的计算
【点评】
本题综合考查测量小灯泡电功率的实验操作、电路分析、电表读数及特殊方法测额定功率，既覆盖电学实验的基础知识点，又注重实验设计能力的考查，是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
