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小红在做“测量小灯泡的电功率”实验时，电源电压恒为6 V，待测小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω。小红连接的部分电路如图甲所示，所用滑动变阻器的最大阻值为40 Ω。
【基础设施问】
(1) 请用笔画线代替导线，在图甲中完成实物电路的连接。
(2) 连好电路后，小红进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是
(3) 排除故障后继续实验，某次实验中，小红看到电压表示数为1 V，此时小灯泡发光较暗，原因是
(4) 【图像分析】小红根据实验数据绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙中的图线a所示。观察图像，发现AB部分为线段，BC部分为曲线。为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，说明
(5) 若把这样的两只小灯泡串联接在4 V的电源上，则此时两只小灯泡的实际功率总和为
(6) 【数据处理】小红根据实验数据算出小灯泡在不同电压下的功率，再求平均值得到小灯泡的额定功率，她在处理数据时存在的问题是
【能力设问】
(7) 小红想用该电路继续测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率，但是发现电压表0~15 V量程不能使用，你认为利用上述器材怎样测定该小灯泡的额定功率？
(8) 【方案探究】若实验中电流表坏了，为了测量该小灯泡的额定功率，另一同学小华选用一个$R_0=20\ \Omega$的定值电阻，绘制了如图丁所示的电路，设计如下实验方案：
①闭合开关S，调节滑片P使电压表的示数为小灯泡的额定电压$U_{额}$。
②保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测出$R_0$两端的电压$U_0$，通过公式$P_{额}=$
班级同学讨论认为，该实验方案存在两个问题。
问题一：
问题二：
【基础设施问】
(1) 请用笔画线代替导线，在图甲中完成实物电路的连接。
(2) 连好电路后，小红进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是
小灯泡断路
（填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器断路”）。(3) 排除故障后继续实验，某次实验中，小红看到电压表示数为1 V，此时小灯泡发光较暗，原因是
小灯泡的实际功率太小
；要使小灯泡正常发光，应向A
（填“A”或“B”）端移动滑片，同时视线应注意观察电压表
（填“电流表”或“电压表”）的示数，直至电压表的示数为2.5 V
。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.6
W。(4) 【图像分析】小红根据实验数据绘制了小灯泡的I-U图像，如图丙中的图线a所示。观察图像，发现AB部分为线段，BC部分为曲线。为便于分析，将线段AB延长作出图像，如图丙中的图线b所示。比较a、b两图线，发现两图线间的距离随着电压的增大而增大，说明
小灯泡的电阻随温度的升高而增大
。(5) 若把这样的两只小灯泡串联接在4 V的电源上，则此时两只小灯泡的实际功率总和为
0.9
W。(6) 【数据处理】小红根据实验数据算出小灯泡在不同电压下的功率，再求平均值得到小灯泡的额定功率，她在处理数据时存在的问题是
小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下的功率,求电功率的平均值无意义
。【能力设问】
(7) 小红想用该电路继续测量额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率，但是发现电压表0~15 V量程不能使用，你认为利用上述器材怎样测定该小灯泡的额定功率？
把电压表并联在滑动变阻器两端,移动滑片直至电压表的示数等于2.2 V
。(8) 【方案探究】若实验中电流表坏了，为了测量该小灯泡的额定功率，另一同学小华选用一个$R_0=20\ \Omega$的定值电阻，绘制了如图丁所示的电路，设计如下实验方案：
①闭合开关S，调节滑片P使电压表的示数为小灯泡的额定电压$U_{额}$。
②保持滑片位置不变，只将电压表的a点接线改接到c点，测出$R_0$两端的电压$U_0$，通过公式$P_{额}=$
$U_{额}\frac{U_0}{R_0}$
（用$R_0$、$U_{额}$、$U_0$表示）计算得到小灯泡的额定功率。班级同学讨论认为，该实验方案存在两个问题。
问题一：
只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正、负接线柱接反了
；问题二：
电源电压太小,小灯泡两端的电压无法调到额定电压(或$R_0$的阻值过大)
。答案
(1)如图所示
(2)小灯泡断路
(3)小灯泡的实际功率太小 A 电压表 电压表的示数为2.5 V 0.6
(4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(5)0.9
(6)小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下的功率,求电功率的平均值无意义
(7)把电压表并联在滑动变阻器两端,移动滑片直至电压表的示数等于2.2 V
(8)$U_{额}\frac{U_0}{R_0}$ 只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正、负接线柱接反了 电源电压太小,小灯泡两端的电压无法调到额定电压(或$R_0$的阻值过大)
【解析】 (8)①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压$U_{额}$。②保持滑片位置不动,断开开关,将电压表并联在$R_0$两端,闭合开关,电压表的示数为$U_0$,则通过定值电阻的电流$I=\frac{U_0}{R_0}$,串联电路中的电流处处相等,则小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I=U_{额}\frac{U_0}{R_0}$。班级同学讨论认为,该实验方案存在两个问题:只将电压表的a点接线改接到c点,电压表的正、负接线柱接反了;小灯泡正常发光时的电阻约10 Ω,电源电压U=6 V,$R_0$的阻值为20 Ω,根据串联分压原理可知,$R_0$两端的电压偏大,电压表的示数无法调到2.5 V。
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开，需结合电路连接、故障判断、额定功率计算、图像分析、特殊方法测功率等知识点解题：
1. 电路连接：电流表串联，选0~0.6A量程；滑动变阻器“一上一下”接线，与灯泡串联；电压表并联在灯泡两端，选0~3V量程（匹配额定电压2.5V）。
2. 故障判断：电流表无示数为电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故故障为小灯泡断路。
3. 实验操作：电压表示数1V低于额定电压，小灯泡实际功率太小，发光较暗；要增大灯泡电压，需减小滑动变阻器接入电阻，滑片向A端移动，观察电压表示数至2.5V；额定功率=额定电压×额定电流，电流从图乙读得0.24A，计算得0.6W。
4. 图像分析：图线b是假设灯泡电阻不变的I-U图，实际灯泡电阻随温度升高而增大，电压越大，灯泡温度越高，电阻越大，故两图线距离随电压增大而增大。
5. 串联功率：两只相同灯泡串联接4V电源，每只灯泡电压2V，对应电流0.225A，总功率=4V×0.225A=0.9W。
6. 数据处理：额定功率是额定电压下的功率，不同电压下功率不同，求平均值无意义。
7. 测3.8V灯泡：电源电压6V，滑动变阻器需分2.2V，故电压表并联在滑动变阻器两端，示数为2.2V时灯泡正常发光。
8. 电流表坏了的方案：利用定值电阻R0，串联时电流相等，先让灯泡正常发光（电压U额），测R0电压U0，电流I=U0/R0，额定功率P额=U额×U0/R0；问题一是改接电压表时正负接线柱反了，问题二是电源电压或R0阻值不合适，无法让灯泡达到额定电压。
【解析】
(1) 电流表选0~0.6A量程串联入电路，滑动变阻器接一上一下（图中已接A，需接C或D），电压表并联在灯泡两端（0~3V量程），连接后如图（按参考答案图示）。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故故障为小灯泡断路。
(3) 电压表示数1V，低于额定电压，小灯泡实际功率太小，发光较暗；要使灯泡正常发光，需减小滑动变阻器接入电阻，滑片向A端移动，观察电压表示数，直至示数为2.5V；图乙电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，示数为0.24A，额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(4) 图线b是假设灯泡电阻不变的I-U图，实际灯泡电阻随温度升高而增大，电压越大，灯泡功率越大，温度越高，电阻越大，故两图线距离随电压增大而增大。
(5) 两只相同灯泡串联接在4V电源上，每只灯泡两端电压为2V，由图丙知此时电流为0.225A，总功率P总=U总I=4V×0.225A=0.9W。
(6) 小灯泡的额定功率是其在额定电压下的功率，不同电压下功率不同，求平均值无意义，不能这样处理数据。
(7) 电源电压6V，待测灯泡额定电压3.8V，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，故将电压表并联在滑动变阻器两端，移动滑片直至电压表示数为2.2V，此时灯泡正常发光。
(8) ② 定值电阻R0与灯泡串联，电流相等，调节滑片使灯泡电压为U额，测R0电压U0，电流I=U0/R0，故额定功率P额=U额×(U0/R0)=U额U0/R0；问题一：将电压表a点改接到c点时，正负接线柱接反；问题二：电源电压或R0阻值不合适，无法让灯泡达到额定电压。
【答案】
(1)如图所示
(2)小灯泡断路
(3)小灯泡的实际功率太小；A；电压表；电压表的示数为2.5 V；0.6
(4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(5)0.9
(6)小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，求电功率的平均值无意义
(7)把电压表并联在滑动变阻器两端，移动滑片直至电压表的示数等于2.2 V
(8)$U_{额}\frac{U_0}{R_0}$；只将电压表的a点接线改接到c点，电压表的正、负接线柱接反了；电源电压太小，小灯泡两端的电压无法调到额定电压(或$R_0$的阻值过大)
【知识点】
测量小灯泡的电功率；欧姆定律的应用；串联电路的特点
【点评】
本题综合考查测量小灯泡电功率的实验，涵盖电路连接、故障分析、额定功率计算、图像分析、特殊方法测功率等核心考点，需掌握实验原理与操作要点，理解灯泡电阻随温度变化的特性，以及串联电路规律的应用，是电学实验的典型综合题。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开，需结合电路连接、故障判断、额定功率计算、图像分析、特殊方法测功率等知识点解题：
1. 电路连接：电流表串联，选0~0.6A量程；滑动变阻器“一上一下”接线，与灯泡串联；电压表并联在灯泡两端，选0~3V量程（匹配额定电压2.5V）。
2. 故障判断：电流表无示数为电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故故障为小灯泡断路。
3. 实验操作：电压表示数1V低于额定电压，小灯泡实际功率太小，发光较暗；要增大灯泡电压，需减小滑动变阻器接入电阻，滑片向A端移动，观察电压表示数至2.5V；额定功率=额定电压×额定电流，电流从图乙读得0.24A，计算得0.6W。
4. 图像分析：图线b是假设灯泡电阻不变的I-U图，实际灯泡电阻随温度升高而增大，电压越大，灯泡温度越高，电阻越大，故两图线距离随电压增大而增大。
5. 串联功率：两只相同灯泡串联接4V电源，每只灯泡电压2V，对应电流0.225A，总功率=4V×0.225A=0.9W。
6. 数据处理：额定功率是额定电压下的功率，不同电压下功率不同，求平均值无意义。
7. 测3.8V灯泡：电源电压6V，滑动变阻器需分2.2V，故电压表并联在滑动变阻器两端，示数为2.2V时灯泡正常发光。
8. 电流表坏了的方案：利用定值电阻R0，串联时电流相等，先让灯泡正常发光（电压U额），测R0电压U0，电流I=U0/R0，额定功率P额=U额×U0/R0；问题一是改接电压表时正负接线柱反了，问题二是电源电压或R0阻值不合适，无法让灯泡达到额定电压。
【解析】
(1) 电流表选0~0.6A量程串联入电路，滑动变阻器接一上一下（图中已接A，需接C或D），电压表并联在灯泡两端（0~3V量程），连接后如图（按参考答案图示）。
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表有示数说明电压表与电源连通，故故障为小灯泡断路。
(3) 电压表示数1V，低于额定电压，小灯泡实际功率太小，发光较暗；要使灯泡正常发光，需减小滑动变阻器接入电阻，滑片向A端移动，观察电压表示数，直至示数为2.5V；图乙电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，示数为0.24A，额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
(4) 图线b是假设灯泡电阻不变的I-U图，实际灯泡电阻随温度升高而增大，电压越大，灯泡功率越大，温度越高，电阻越大，故两图线距离随电压增大而增大。
(5) 两只相同灯泡串联接在4V电源上，每只灯泡两端电压为2V，由图丙知此时电流为0.225A，总功率P总=U总I=4V×0.225A=0.9W。
(6) 小灯泡的额定功率是其在额定电压下的功率，不同电压下功率不同，求平均值无意义，不能这样处理数据。
(7) 电源电压6V，待测灯泡额定电压3.8V，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，故将电压表并联在滑动变阻器两端，移动滑片直至电压表示数为2.2V，此时灯泡正常发光。
(8) ② 定值电阻R0与灯泡串联，电流相等，调节滑片使灯泡电压为U额，测R0电压U0，电流I=U0/R0，故额定功率P额=U额×(U0/R0)=U额U0/R0；问题一：将电压表a点改接到c点时，正负接线柱接反；问题二：电源电压或R0阻值不合适，无法让灯泡达到额定电压。
【答案】
(1)如图所示
(2)小灯泡断路
(3)小灯泡的实际功率太小；A；电压表；电压表的示数为2.5 V；0.6
(4)小灯泡的电阻随温度的升高而增大
(5)0.9
(6)小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，求电功率的平均值无意义
(7)把电压表并联在滑动变阻器两端，移动滑片直至电压表的示数等于2.2 V
(8)$U_{额}\frac{U_0}{R_0}$；只将电压表的a点接线改接到c点，电压表的正、负接线柱接反了；电源电压太小，小灯泡两端的电压无法调到额定电压(或$R_0$的阻值过大)
【知识点】
测量小灯泡的电功率；欧姆定律的应用；串联电路的特点
【点评】
本题综合考查测量小灯泡电功率的实验，涵盖电路连接、故障分析、额定功率计算、图像分析、特殊方法测功率等核心考点，需掌握实验原理与操作要点，理解灯泡电阻随温度变化的特性，以及串联电路规律的应用，是电学实验的典型综合题。
【难度系数】
0.5
