1 [2026吉林二十三中期末] 已知小灯泡的额定电流为$I_{额}$，定值电阻的阻值为$R_0$。测量小灯泡的电功率的实验步骤如下，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）。

【答案】$(I-I_{额})R_0I_{额}$
【解析】 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,通过定值电阻$R_0$的电流$I_0 = I-I_{额}$,由欧姆定律的变形公式可知,定值电阻$R_0$两端的电压即灯的额定电压$U_{额} = U_0 = I_0 R_0 = (I-I_{额})R_0$,则小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额} I_{额} = (I-I_{额})R_0 I_{额}$。

【分析】本题利用并联电路的电流、电压规律间接测量小灯泡的额定功率。解题思路：第一步，闭合开关S、S₂，断开S₁，移动滑片使电流表示数为小灯泡的额定电流I额，此时小灯泡正常发光；第二步，保持滑片位置不变，闭合S、S₁，断开S₂，此时电流表测小灯泡与定值电阻R₀的干路电流，根据并联电路电流规律求出通过R₀的电流，再结合并联电路电压规律得到小灯泡的额定电压，最后利用电功率公式计算额定功率。
【解析】步骤(1)中，闭合S、S₂，断开S₁，小灯泡L与定值电阻R₀并联，电流表测干路电流，移动滑片P使电流表示数为I额，此时小灯泡正常发光，其电流为I额；步骤(2)中，闭合S、S₁，断开S₂，保持滑片P位置不变，电路总电阻不变，各支路电流不变，电流表测L与R₀的干路电流I。根据并联电路电流规律，通过R₀的电流$I_0 = I - I_{额}$；由于并联电路各支路电压相等，R₀两端电压等于小灯泡的额定电压，由欧姆定律得，小灯泡的额定电压$U_{额} = U_0 = I_0 R_0 = (I - I_{额})R_0$；因此小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额}I_{额} = (I - I_{额})R_0I_{额}$。
【答案】$(I-I_{额})R_0I_{额}$
【知识点】并联电路电流规律、电功率计算、欧姆定律
【点评】本题结合并联电路特点测量小灯泡额定功率，利用等效法保证电路电阻不变，通过电流关系间接求出额定电压，是电学实验的典型题型，考查学生对并联规律和电功率公式的综合应用能力。
【难度系数】0.6

2 [2026 龙岩初级中学月考]
小明同学设计了一个能测出小灯泡L额定功率的电路图(小灯泡L的额定电流为$I_{额}$)。
图中R为电阻箱，$R_0$为阻值已知的定值电阻。
请在横线处填上适当内容。
(1)将开关接a，移动滑动变阻器滑片P至某一位置，调节电阻箱直至电流表示数为$I_{额}$，此时电阻箱的示数为$R_1$；
(2)将开关接b，保持滑片的位置不变，调节电阻箱直至，此时电阻箱的示数为$R_2$；
(3)则小灯泡L的额定功率$P=$(用已知量和测量量表示)。

【答案】(2)电流表的示数为$I_{额}$ (3)$I_{额}^2(R_0 + R_2 - R_1)$
【解析】 (2)(3)将开关接a,移动滑动变阻器滑片P至某一位置,调节电阻箱直至电流表示数为$I_{额}$,此时电阻箱的示数为$R_1$,灯泡L与滑动变阻器、电阻箱串联;将开关接b,保持滑片的位置不变,调节电阻箱直至电流表示数为$I_{额}$,此时电阻箱的示数为$R_2$,此时$R_0$与滑动变阻器、电阻箱串联,这两次电路的总电阻相等$R_L + R_1 + R_{滑} = R_0 + R_2 + R_{滑}$,所以灯泡正常发光时的电阻$R_L = R_0 + R_2 - R_1$,小灯泡$L_2$的额定功率$P = I_{额}^2 R_L = I_{额}^2(R_0 + R_2 - R_1)$。

【分析】
本题利用等效替代法测量小灯泡的额定功率，核心思路是通过两次电路电流相同、滑动变阻器阻值不变，使两次电路总电阻相等，间接得到小灯泡正常发光时的电阻。先开关接a，调节电阻箱让电流为小灯泡额定电流$I_{额}$，记录电阻箱阻值$R_1$；再开关接b，保持滑动变阻器滑片不动，调节电阻箱使电流仍为$I_{额}$，记录电阻箱阻值$R_2$，通过两次总电阻相等求出小灯泡电阻，进而计算额定功率。
【解析】
(2) 将开关接b时，需保持滑动变阻器滑片位置不变，调节电阻箱直至电流表示数为$I_{额}$，保证两次电路电流均为额定电流，且滑动变阻器接入阻值相同，总电阻相等。
(3) 开关接a时，总电阻为$R_{总1}=R_L + R_{滑} + R_1$；开关接b时，总电阻为$R_{总2}=R_0 + R_{滑} + R_2$。因$R_{总1}=R_{总2}$，故$R_L + R_1 = R_0 + R_2$，得小灯泡正常发光电阻$R_L = R_0 + R_2 - R_1$。根据额定功率公式$P=I_{额}^2 R_L$，代入得$P=I_{额}^2(R_0 + R_2 - R_1)$。
【答案】
(2) 电流表的示数为$I_{额}$；(3) $I_{额}^2(R_0 + R_2 - R_1)$
【知识点】
额定功率计算、等效替代法、串联电路特点
【点评】
本题采用等效替代法巧妙解决无电压表测灯泡电阻的问题，利用串联电路的电流和电阻特性，将未知电阻转化为已知量的差值，是测额定功率的经典题型，需理解等效替代的核心逻辑。
【难度系数】
0.5

3 [2025北京平谷区期末]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 $拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5 V。
(2)，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数$ U $。
(3)小灯泡的额定功率$ P_{额} = $（用已知量和测量量表示）。

【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}$
【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】本题是特殊方法测量小灯泡额定功率的实验，由于缺少电流表，需利用串联电路电流相等的特点，结合已知阻值的定值电阻$R_0$间接测量小灯泡的额定电流。首先让小灯泡正常发光（电压为额定电压2.5V），再通过开关切换电压表的测量对象，得到灯泡与定值电阻的总电压，进而算出定值电阻的电压和电流，该电流等于小灯泡的额定电流，最终根据$P=UI$计算额定功率。
【解析】
(1) 闭合开关$S_1$，将$S_2$拨到触点2，移动滑片使电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光。
(2) 保持滑片位置不动，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$R_0$的总电压，读出示数$U$。
(3) 小灯泡正常发光时，电路为串联电路，电流处处相等。定值电阻$R_0$两端的电压$U_0 = U - 2.5\ \mathrm{V}$，根据欧姆定律，电路中的电流$I = I_0 = \dfrac{U_0}{R_0} = \dfrac{U - 2.5\ \mathrm{V}}{R_0}$，该电流即为小灯泡的额定电流。因此小灯泡的额定功率$P_{额} = U_{额}I = 2.5\ \mathrm{V} × \dfrac{U - 2.5\ \mathrm{V}}{R_0}$。
【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、串联电路特点、欧姆定律
【点评】本题考查特殊方法测电功率，利用串联电路电流相等的原理，将定值电阻作为“电流表”使用，是对实验原理的灵活应用，需学生理解实验设计逻辑。
【难度系数】0.5

4 [2025镇江三中月考]用如图所示电路来测量一只额定电压为4 V的小灯泡的额定功率。
(1)仅闭合S₁,调节滑动变阻器R₂的滑片至某一位置,使电压表示数为4 V。
(2)在保持的情况下,仅闭合S₂,调节电阻箱R₁使电压表示数为V,此时R₁的阻值为20 Ω。
(3)该小灯泡的额定功率为W。

【答案】(2)滑动变阻器$R_2$的滑片位置不动 4 (3)0.8
【解析】 (2)(3)仅闭合$S_1$,小灯泡和滑动变阻器$R_2$串联接入电路,调节滑动变阻器$R_2$的滑片至某一位置,使电压表示数为4 V,达到灯泡的额定电压,此时小灯泡正常发光。在保持滑动变阻器$R_2$的滑片位置不动的情况下,仅闭合$S_2$,滑动变阻器和电阻箱串联接入电路,调节电阻箱$R_1$使电压表示数为4 V,此时电阻箱的阻值等于正常发光的小灯泡的阻值,此时$R_1$的阻值为20 Ω,即灯泡正常发光时阻值也为20 Ω。该小灯泡的额定功率$P_{额} = \dfrac{U_1^2}{R_1} = \dfrac{(4\ \mathrm{V})^2}{20\ \Omega} = 0.8\ \mathrm{W}$。

【分析】
本题采用等效替代法测量小灯泡的额定功率。首先仅闭合S₁，需调节滑动变阻器使电压表示数为小灯泡的额定电压，让小灯泡正常发光；接下来要保持滑动变阻器的阻值不变，才能让后续电阻箱的阻值与小灯泡正常发光的电阻等效，因此需保持滑动变阻器滑片位置不动，换接电阻箱后调节其阻值使电压表示数仍为额定电压，此时电阻箱阻值等于小灯泡正常发光的电阻，最后利用额定电压和该电阻计算额定功率。
【解析】
(2) 仅闭合S₁时，小灯泡L与滑动变阻器R₂串联，电压表测L两端电压，调节R₂的滑片使电压表示数为4V（小灯泡的额定电压），此时小灯泡正常发光。为保证后续电阻箱的阻值能等效替代小灯泡正常发光的电阻，需保持滑动变阻器R₂的滑片位置不动（R₂接入电路的阻值不变）；仅闭合S₂时，电阻箱R₁与R₂串联，电压表测R₁两端电压，调节R₁使电压表示数仍为4V，此时R₁的阻值等于小灯泡正常发光时的电阻，故此处填滑动变阻器$R_2$的滑片位置不动和4。
(3) 已知R₁=20Ω，即小灯泡正常发光时的电阻$R_L=20Ω$，根据额定功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，可得小灯泡的额定功率$P_{额}=\frac{(4\ \mathrm{V})^2}{20\ \Omega}=0.8\ \mathrm{W}$。
【答案】
(2)滑动变阻器$R_2$的滑片位置不动；4 (3)0.8
【知识点】
等效替代法、额定功率计算、串联电路特点
【点评】
本题通过等效替代法巧妙解决了小灯泡正常发光时电阻的测量问题，进而计算额定功率，是测量额定功率的典型方法，关键在于理解保持滑动变阻器滑片位置不动的作用，需掌握等效替代的实验思路。
【难度系数】
0.6