1 [2024绥化中考改编]在“测量小灯泡的电功率”实验中,选用的小灯泡上标有“2.5 V”字样,额定电流约为0.3 A,电源电压恒为6 V,实验电路如图甲所示。

乙
(1)请用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。(导线不允许交叉)
(2)现有规格为A“10 Ω 2 A”、B“20 Ω 1 A”和C“50 Ω 0.2 A”的三个滑动变阻器可供选择,应选择(填字母)滑动变阻器接入电路才能顺利进行实验。实验中滑动变阻器的作用是和调节小灯泡两端的电压及通过的电流。
(3)电路连接完成后,闭合开关,发现小灯泡发光很暗,这时眼睛应该看着(填“电流表”或“电压表”)移动滑动变阻器的滑片,当小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为W。
(4)记下多组对应的电压表和电流表的示数,如下表所示:

①依次完成这4次实验的过程中,滑动变阻器的滑片一直在向移动;
②通过计算分析实验数据发现,小灯泡两端的电压越大,实际功率,小灯泡越亮。
(5)完成以上实验后,涵涵又选用了“3.8 V”的小灯泡直接替换原来的灯泡进行测量,其他器材的所有连接均不变,更换灯泡后,他发现利用此电路无法准确判断小灯泡何时正常发光。请你帮他分析出现问题的原因:。

(1)如图所示。
(2)B 保护电路
(3)电压表 0.65
(4)①左 ②越大
(5)电压表的量程选小了
解析：(5)根据题意,此时小灯泡的额定电压是3.8 V,而电压表选的量程是0~3 V,电压表的示数不能达到小灯泡的额定电压,因此用此电路无法准确判断小灯泡何时正常发光。

【分析】
本题是测量小灯泡电功率的电学实验题，需结合实验原理、器材选择、电路操作、数据分析及故障分析逐步解题。首先明确实验核心要求：电流表串联、电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器“一上一下”接线；选择滑动变阻器时需计算额定状态下的电阻，确保能调节灯泡电压；调节灯泡电压时需观察对应电表，额定功率用额定电压乘额定电流；分析滑动变阻器变化时，根据电压变化判断电阻变化，进而确定滑片移动方向；更换灯泡后故障分析需看电压表量程是否匹配额定电压。
【解析】
(1) 电路连接：电流表串联在电路中，选0~0.6A量程（因小灯泡额定电流约0.3A）；滑动变阻器按“一上一下”接线；电压表并联在小灯泡两端，选0~3V量程，导线不交叉。
(2) 滑动变阻器选择：小灯泡额定电压2.5V，电源电压6V，额定电流约0.3A，滑动变阻器需分担电压$U_{滑}=6V-2.5V=3.5V$，此时电阻$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{0.3A}\approx11.7Ω$，故选B（20Ω 1A，满足电阻和电流要求；C额定电流0.2A＜0.3A，A电阻10Ω＜11.7Ω，均不合适）；滑动变阻器的作用是保护电路，同时调节小灯泡两端的电压及通过的电流。
(3) 小灯泡发光很暗时，需调节其两端电压到额定值，因此眼睛看着电压表移动滑动变阻器的滑片；小灯泡正常发光时，电流表示数为0.26A，额定功率$P=UI=2.5V×0.26A=0.65W$。
(4) ①实验过程中，小灯泡两端电压逐渐增大，说明电路电流增大，滑动变阻器接入电阻减小，故滑片向左移动；②小灯泡两端电压越大，由$P=UI$可知实际功率越大，小灯泡越亮。
(5) 更换的小灯泡额定电压为3.8V，原电压表量程为0~3V，无法测量到额定电压，因此无法准确判断小灯泡何时正常发光。
【答案】
(1) 如图所示。
(2) B；保护电路
(3) 电压表；0.65
(4) ①左；②越大
(5) 电压表的量程选小了
【知识点】
测量小灯泡的电功率；滑动变阻器的使用；额定功率计算
【点评】
本题为中考经典电学实验题，综合考查电路连接、器材选择、实验操作、数据分析及故障分析，需熟练掌握实验原理与操作要点，难度适中。
【难度系数】
0.5

2 [2026重庆巴蜀中学月考改编] 如图所示,小蜀在“测量小灯泡电功率”的实验中,所用电源电压恒为6 V,小灯泡标有“2.5 V”字样,滑动变阻器的规格是“20 Ω 1 A”。

(1)测量小灯泡功率的原理是。
(2)连接好的电路如图甲所示,在检查电路时小蜀发现有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(3)电路故障排除后,闭合开关并移动滑片,直到灯泡正常发光,读出如图乙所示电流表的示数为A,则小灯泡的额定功率为W;接着继续移动滑片并记录实验数据,进一步分析,可以发现灯泡的电阻是变化的,原因是灯泡灯丝的电阻随的变化而变化。
(4)小蜀根据实验数据画出小灯泡的U-I关系图像如图丙所示,结合图像可知,当小灯泡两端电压为2 V时,实际功率范围是。
A. $P ＜ 0.384\ \mathrm{W}$
B. $0.384\ \mathrm{W} ＜ P ＜ 0.48\ \mathrm{W}$
C. $0.48\ \mathrm{W} ＜ P ＜ 0.6\ \mathrm{W}$
D. $P ＞ 0.6\ \mathrm{W}$

(1)P = UI
(2)如图所示。(合理即可)
(3)0.24 0.6 温度
(4)B
解析：(3)题图乙中的电流表选择小量程连入电路,分度值为0.02 A,示数为0.24 A;小灯泡的额定电压为2.5 V,则小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I=2.5\ \mathrm{V} × 0.24\ \mathrm{A}=0.6\ \mathrm{W}$,当小灯泡的两端实际电压升高时,实际功率也增大,温度升高,小灯泡的灯丝电阻会变大,因此灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
(4)当小灯泡正常发光时,根据$P=\dfrac{U^{2}}{R}$可知,小灯泡的电阻$R_{\mathrm{L}}=\dfrac{U_{\mathrm{额}}^{2}}{P_{\mathrm{额}}}=\dfrac{(2.5\ \mathrm{V})^{2}}{0.6\ \mathrm{W}}=\dfrac{125}{12}\ \Omega$,灯泡灯丝的电阻随温度的升高(降低)而变大(小);当小灯泡两端的电压为2 V时,小灯泡的电阻小于$\dfrac{125}{12}\ \Omega$,电流小于0.24 A,小灯泡的实际功率$P_{\mathrm{实}}=U_{\mathrm{实}}I＜2\ \mathrm{V} × 0.24\ \mathrm{A}=0.48\ \mathrm{W}$,且$P_{\mathrm{实}}＞\dfrac{U_{\mathrm{实}}^{2}}{R_{\mathrm{L}}}=\dfrac{(2\ \mathrm{V})^{2}}{\dfrac{125}{12}\ \Omega}=0.384\ \mathrm{W}$。综合以上可知,A、C、D不符合题意,B符合题意。

【分析】
1. 测量小灯泡电功率的核心原理是电功率公式 $ P=UI $，需通过测量小灯泡两端电压和通过的电流计算功率。
2. 电路连接需保证电压表并联在小灯泡两端、电流表串联、滑动变阻器正确接线，甲图中电压表连接错误，未并联在灯泡两端，需修正导线。
3. 电流表读数需先确定量程和分度值，再根据指针位置读数；额定功率用额定电压与额定电流计算；灯丝电阻随温度变化，这是灯丝电阻的特性。
4. 分析U-I图像时，利用正常发光时的电阻，结合灯丝电阻随电压（温度）降低而减小的特点，判断电压为2V时的电流范围，进而推导功率范围。
【解析】
(1) 测量电功率的原理是电功率公式 $ P=UI $，通过测量小灯泡的电压和电流计算功率。
(2) 甲图中电压表错误并联在滑动变阻器两端，应将电压表并联在小灯泡两端：在连接电压表负接线柱与电流表负接线柱的导线上画“×”，将该导线改接至小灯泡的左接线柱（合理即可），修正后的电路如图所示：
(3) 电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，指针示数为0.24A；小灯泡额定电压为2.5V，额定功率 $ P_{额}=U_{额}I=2.5V×0.24A=0.6W $；灯丝电阻随温度变化，电压改变时灯丝温度变化，电阻随之改变。
(4) 小灯泡正常发光时的电阻 $ R_{L}=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{2.5V}{0.24A}=\frac{125}{12}\Omega $；当电压为2V时，灯丝温度低于正常发光状态，电阻 $ R ＜ \frac{125}{12}\Omega $，则电流 $ I ＞ \frac{2V}{\frac{125}{12}\Omega}=0.192A $，且电压小于额定电压，电流 $ I ＜ 0.24A $，实际功率 $ P=UI $，故 $ 0.384W ＜ P ＜ 0.48W $，选B。
【答案】
(1) $ P = UI $
(2)
(3) 0.24；0.6；温度
(4) B
【知识点】
测量小灯泡电功率、欧姆定律、电功率计算
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的综合实验题，涵盖实验原理、电路纠错、电表读数、额定功率计算、电阻影响因素及U-I图像分析，考查学生对实验的掌握程度和公式应用能力，需重点关注灯丝电阻随温度变化的特性。
【难度系数】
0.5