4. “伏安法测定值电阻的阻值”和“伏安法测小灯泡的电功率”是电学中两个重要的实验,小聪同学对两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是
()

A.两个实验的原理相同
B.滑动变阻器在两个实验中的作用仅是保护电路
C.两个实验进行多次测量的目的不同
D.两个实验都采用了控制变量法

C

【分析】
要解决这道题，需先分别回忆“伏安法测定值电阻的阻值”和“伏安法测小灯泡的电功率”两个实验的核心知识点，再逐一分析选项：
1. 先明确两个实验的原理：测定值电阻的原理是$R=\frac{U}{I}$，测小灯泡电功率的原理是$P=UI$，以此判断A选项；
2. 回忆滑动变阻器在两个实验中的作用：除了共同的保护电路外，测定值电阻时可改变电压电流实现多次测量，测电功率时可改变灯泡两端电压，测量不同电压下的功率，据此判断B选项；
3. 分析多次测量的目的：测定值电阻是为了取平均值减小误差，测小灯泡电功率是为了探究不同电压下的实际功率，判断C选项；
4. 思考控制变量法的适用场景：控制变量法用于探究多个物理量的关系，这两个实验均未用到，判断D选项。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：伏安法测定值电阻的原理是$R=\frac{U}{I}$，伏安法测小灯泡电功率的原理是$P=UI$，两个实验原理不同，A错误；
B选项：滑动变阻器在两个实验中都有保护电路的作用，但测定值电阻时，还能通过改变电阻两端的电压和电流，多次测量取平均值减小误差；测小灯泡电功率时，可通过改变灯泡两端电压，测量不同电压下的实际功率，因此滑动变阻器的作用不止保护电路，B错误；
C选项：测定值电阻时多次测量是为了取平均值减小误差；测小灯泡电功率时多次测量是为了探究小灯泡在不同电压下的实际功率，以及额定功率与实际功率的关系，二者多次测量的目的不同，C正确；
D选项：控制变量法适用于探究多个物理量之间的定量关系（如探究电流与电压、电阻的关系），这两个实验均未采用控制变量法，D错误。
【答案】
C
【知识点】
伏安法测电阻、伏安法测电功率、实验多次测量目的
【点评】
本题考查电学中两个经典实验的对比，需要学生准确区分两个实验的原理、器材作用、实验目的及实验方法，是对电学实验基础知识点的综合考查，有助于加深学生对实验本质的理解。
【难度系数】
0.6

5. 如图所示,小明在做“测量小灯泡的电功率”的实验,所用小灯泡的额定电压为6V,电源电压恒为8V.

(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物图连接完整.(要求:闭合开关后,滑片向右移,灯泡变亮)
(2)小明在实际操作中发现灯泡很暗,电流表和电压表示数均很小,无论怎样移动滑片,电表的示数几乎不变,你认为出现此现象的原因是(填字母).
A. 滑动变阻器同时接入了下方的两个接线柱
B. 灯泡的电阻太小
C. 滑动变阻器的最大阻值太小
(3)排除故障后,闭合开关,发现电压表的示数如图乙所示,接下来他应该将滑动变阻器的滑片向移动,同时眼睛注意观察(选填“电流表”“电压表”或“灯泡”),直到灯泡正常发光.
(4)经过多次测量,小明绘制了小灯泡的$I-U$图像,如图丙所示,则该小灯泡的额定功率为W.

A
右
电压表
3

【分析】
1. 第(1)问：要实现滑片右移灯泡变亮，需让滑动变阻器接入电路的电阻减小，因此应选择滑动变阻器的右下接线柱接入电路，将其与开关的右侧接线柱相连，完成电路连接。
2. 第(2)问：灯泡发光很暗、电表示数均很小且滑片移动时示数无变化，结合滑动变阻器的工作原理分析故障：滑动变阻器接下方两个接线柱时，接入电阻最大且固定，电路电流始终很小，符合该现象；其余选项的故障表现与题目现象不符，据此判断。
3. 第(3)问：先读取电压表的示数，与灯泡额定电压对比，要使灯泡正常发光，需增大灯泡两端电压，根据串联电路分压规律，滑动变阻器滑片应向电阻减小的方向移动，同时观察电压表，直到其示数等于灯泡额定电压。
4. 第(4)问：从I-U图像中找到额定电压对应的电流值，利用电功率公式$P=UI$计算小灯泡的额定功率。
【解析】
(1) 电路连接：
根据“滑片向右移，灯泡变亮”的要求，滑动变阻器需接入右下接线柱，将滑动变阻器的右下接线柱与开关的右侧接线柱相连，实物连接如图（对应参考答案的连接图）。
(2) 故障判断：
选项A：滑动变阻器同时接入下方两个接线柱时，接入电路的电阻为最大阻值且无法改变，电路中电流很小，灯泡两端电压也很小，灯泡发光很暗，移动滑片电表示数几乎不变，符合题意；
选项B：若灯泡电阻太小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，电路中电流会较大，灯泡应较亮，与题意不符；
选项C：若滑动变阻器最大阻值太小，电路中电流较大，灯泡不会很暗，与题意不符；
因此故障原因选A。
(3) 实验操作：
电压表选用0~15V量程，分度值为0.5V，图乙中电压表示数为4V，小于灯泡额定电压6V。为使灯泡正常发光，需增大灯泡两端电压，根据串联分压规律，应减小滑动变阻器接入的电阻，故将滑片向右移动，同时眼睛注意观察电压表，直到电压表示数为6V。
(4) 额定功率计算：
由图丙的I-U图像可知，当灯泡两端电压为额定电压$U_{额}=6V$时，通过灯泡的电流$I_{额}=0.5A$，根据电功率公式：
$P_{额}=U_{额}I_{额}=6V×0.5A=3W$
【答案】
(1) 实物连接图见解析（或按要求连接滑动变阻器右下接线柱与开关右侧接线柱）
(2) $\boldsymbol{A}$
(3) $\boldsymbol{右}$；$\boldsymbol{电压表}$
(4) $\boldsymbol{3}$
【知识点】
1. 滑动变阻器的使用
2. 电路故障分析
3. 电功率的计算
【点评】
本题是“测量小灯泡的电功率”的综合实验题，涵盖电路连接、故障判断、实验操作、功率计算等核心考点，既考查了实验操作的细节，也考查了对实验原理和电学公式的应用能力，综合性较强。
【难度系数】
0.6

6. 如图所示,在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻大约为10Ω,电源电压为6V.

(1)图甲电路中还有一根导线没有连接,请用笔画线代替导线,将电路连接完整.(要求:导线不交叉)
(2)连接好电路,检查无误后,将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大,接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值(选填“太小”或“太大”).
(3)解决问题后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示数为2.5V,小灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W.若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向(选填“左”或“右”)移动.

(4)将上表中数据填完整后进行分析,发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由其(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的.
(5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是.

太小
0.75
右
实际功率
灯泡电阻随温度变化而变化

【分析】
(1) 首先确定电表量程：小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选0~3V量程；由欧姆定律计算得小灯泡正常发光时电流约为0.25A，因此电流表选0~0.6A量程。连接电路时，电压表需并联在小灯泡两端，电流表串联在电路中，且导线不能交叉，完成电路连接。
(2) 串联电路中电源电压固定，根据分压原理，若滑动变阻器最大阻值太小，其分担的电压过少，会导致小灯泡两端电压超过额定电压，因此电压表示数超过2.5V。
(3) 读取电流表示数时，先确定电流表量程和分度值，再根据指针位置读出示数，结合额定电压利用$P=UI$计算额定功率；要使小灯泡更亮，需增大其实际功率，即增大电路电流，因此需减小滑动变阻器接入电路的电阻，据此判断滑片移动方向。
(4) 小灯泡的亮度由实际功率决定，额定功率是小灯泡在额定电压下的固定功率，与实际亮度无关。
(5) 小灯泡的电阻随温度升高而增大，温度变化会导致电阻改变，因此通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比。
【解析】
(1) 电压表选用0~3V量程，并联在小灯泡两端，电流表选用0~0.6A量程，串联在电路中，将小灯泡的右接线柱与电压表的“3”接线柱用导线连接（导线不交叉，连接方式如参考答案图所示）。
(2) 串联电路中，滑动变阻器最大阻值太小时，分担的电压过小，小灯泡两端电压会超过额定电压，故填“太小”。
(3) 由图乙可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。小灯泡的额定功率：$P_{额}=U_{额}I_{额}=2.5V×0.3A=0.75W$。要使小灯泡更亮，需减小滑动变阻器接入电路的电阻，滑片应向右移动。
(4) 小灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮，故填“实际功率”。
(5) 小灯泡的电阻随温度变化而变化，温度改变会导致电阻改变，因此电流与电压不成正比，故填“灯泡电阻随温度变化而变化”。
【答案】
(1) 如图所示（连接方式符合要求即可）
(2) 太小
(3) 0.75；右
(4) 实际功率
(5) 灯泡电阻随温度变化而变化
【知识点】
1. 测量小灯泡的电功率实验
2. 串联电路分压规律
3. 电功率的计算
【点评】
本题围绕“测量小灯泡的电功率”核心实验展开，考查了电路连接、故障分析、额定功率计算、灯泡亮度的决定因素及电阻与温度的关系，涵盖实验核心知识点，注重对学生实验操作能力和逻辑分析能力的考查。
【难度系数】
0.6