1.[镇江模拟] 小华同学按照图甲所示的电路测量小灯泡在不同电压下的电功率。已知小灯泡的额定电压为2.5 V、电源电压恒为4.5 V。

(1)连接电路时，开关应处于状态。
(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表无示数，电压表指针偏转超过最大测量值，则故障可能是。
(3)排除故障后，小华移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(4)多次改变滑动变阻器滑片的位置，并根据实验数据画出了小灯泡I-U图像，如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。
(5)由实验可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而。

1.(1)断开 (2)小灯泡开路 (3)2.2；B (4)0.5 (5)变大

【分析】
本题为测量小灯泡电功率的实验题，需结合实验操作规范、电路故障分析、电表读数、电功率计算及图像应用解题：
1. 连接电路时，为保护电路，开关需断开；
2. 电流表无示数说明电路断路，电压表超量程说明电压表串联测电源电压，据此判断故障；
3. 电压表读数先确定量程和分度值，结合串联分压规律判断滑片移动方向；
4. 额定功率是额定电压下的功率，从I-U图像找额定电压对应的电流计算；
5. 根据P=UI，结合I-U图像中电压与电流的变化，判断实际功率的变化。
【解析】
(1) 连接电路时，为避免连接错误损坏元件，开关应处于断开状态；
(2) 电流表无示数说明电路断路，电压表超量程说明电压表两端电压接近电源电压，因此故障是小灯泡开路；
(3) 图乙中电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.2V；要使灯泡电压达到额定电压2.5V，需减小滑动变阻器接入电阻，故滑片向B端移动；
(4) 小灯泡额定电压为2.5V，由图丙知，U=2.5V时电流I=0.2A，额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
(5) 由图丙可知，小灯泡实际电压增大时，实际电流也增大，根据P=UI，实际功率随实际电压的增大而变大。
【答案】
(1)断开 (2)小灯泡开路 (3)2.2；B (4)0.5 (5)变大
【知识点】
电路故障分析、电功率计算、实验操作规范
【点评】
本题是初中电学常规实验题，考查测量小灯泡电功率的核心知识点，涵盖实验操作、故障判断、功率计算等，注重基础应用。
【难度系数】
0.6

2. ★★★ 实验小组进行“测量小灯泡的电功率”实验。现有以下器材:小灯泡 L($U_{额}=2.5\ \mathrm{V}$、额定功率约为$0.8\ \mathrm{W}$),电压为$3\ \mathrm{V}$且保持不变的电源,标有“$20\ \Omega\ \ 1\ \mathrm{A}$”字样的滑动变阻器,开关,电流表,电压表,导线若干。

(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。(导线不允许交叉)
(2)①小明检查电表量程的选择和电路的连接都无误后,闭合开关,将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,开始实验。小丽指出小明的实验操作存在错误,正确的操作应是。
②正确操作后,继续实验的过程中,电压表指针出现如图乙所示的情况。经检查只有滑动变阻器发生故障,则故障可能是滑动变阻器(选填“开路”或“被短接”)。
(3)排除故障后多次实验,获得实验数据如表所示。分析数据可知:

①小灯泡的额定功率为$\mathrm{W}$。
②多次测量的目的是(选填字母)。
A.减小误差 B.寻找普遍规律
③实验完毕断开开关,小灯泡的电阻(选填“可能”或“不可能”)是$1.2\ \Omega$。
(4)完成实验后,小明设计了如图丙所示的电路,想要用原有的实验器材和定值电阻$R_0$,在不使用电流表的情况下,测量该小灯泡L的额定功率。请你帮助他完成实验方案:
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关$S_1$接a,调节滑动变阻器的滑片直至电压表示数为$\mathrm{V}$;
②保持滑片不动,再将开关$S_1$接b,读出电压表示数为$U_0$;
③小灯泡L的额定功率$P_{额}=$(用$U_{额}$、$U_0$、$R_0$表示)。
(5)(科学论证)小明找来了阻值为$20\ \Omega$的定值电阻$R_0$,按照上述方案进行测量。你认为小明能否测出该小灯泡L的额定功率?请说明你的判断依据:

。

2.(1)如图所示
(2)①先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处,再闭合开关 ②开路
(3)①0.75 ②B ③可能
(4)①0.5 ③$\dfrac{U_{额}U_{0}}{R_{0}}$
(5)不能;由前面实验可知,小灯泡L正常发光时,$I_{额}=0.3\ \mathrm{A}$,$R_0$与小灯泡串联,$R_0$两端的电压$U_0=IR_0=I_{额}R_0=0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega=6\ \mathrm{V}＞3\ \mathrm{V}$,即$R_0$两端的电压大于电源电压,因此不能满足实验要求,所以不可行
【点拨】(3)①小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=2.5\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$;②在测量小灯泡电功率实验中,多次测量的目的是寻找普遍规律;③由表中数据可知,灯泡不亮时,电压为0.5 V,电流为0.1 A,此时灯泡的电阻$R_1=\dfrac{U_1}{I_1}=\dfrac{0.5\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,由于灯泡电阻受温度影响,随温度降低而减小,当做实验并断开开关一段时间后,灯泡的电阻应该小于灯泡不亮时的电阻5 Ω,但不能为0,所以灯泡的电阻可能是1.2 Ω。(4)①由电路图知,闭合开关S,$S_1$拨至a时,电压表测定值电阻和滑动变阻器两端的总电压;为了测小灯泡的额定功率,需要让小灯泡在额定电压下工作,那么此时电压表的示数$U'=U-U_{额}=3\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.5\ \mathrm{V}$;③保持滑片位置不动,开关$S_1$拨至b,电压表测定值电阻两端的电压,此时电压表的示数为$U_0$,则电路中的电流$I=I_{额}=I_0=\dfrac{U_0}{R_0}$,小灯泡的额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=\dfrac{U_{额}U_0}{R_0}$。

【分析】
本题是“测量小灯泡的电功率”的综合实验题，需依次解决电路连接、实验操作规范、电路故障分析、额定功率计算、多次测量目的、电阻特性分析、特殊方法测额定功率及可行性判断等问题。解题时需结合实验原理（$P=UI$）、滑动变阻器的作用、欧姆定律等知识，明确各步骤的逻辑关系，逐步分析每个问题的要求。
【解析】
(1) 测量小灯泡电功率时，电压表应并联在小灯泡两端，电源电压为3V，故电压表选用0~3V量程，将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接（导线不交叉），完成电路连接。
(2) ① 闭合开关前，为保护电路，应将滑动变阻器滑片调至阻值最大处，小明的错误是闭合开关后才调滑片，正确操作是：先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关。
② 电压表指针偏出量程，故障为滑动变阻器开路：若滑动变阻器开路，电压表串联在电路中，测电源电压（3V），超过电压表0~3V量程，指针偏出，符合题意。
(3) ① 小灯泡额定电压$U_{额}=2.5\ \mathrm{V}$，对应额定电流$I_{额}=0.3\ \mathrm{A}$，额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
② 测量小灯泡电功率时，多次测量是为了探究小灯泡在不同电压下的功率规律，寻找普遍规律，故选B。
③ 小灯泡电阻随温度降低而减小，实验完毕断开开关后，灯泡温度降低，电阻小于正常发光时的电阻，也小于不发光时的5Ω，故电阻可能为1.2Ω。
(4) ① 闭合开关S，$S_1$接a时，电压表测定值电阻$R_0$和滑动变阻器的总电压，要使小灯泡正常发光，需让小灯泡两端电压为2.5V，因此$R_0$和滑动变阻器的总电压为$U_{总}-U_{额}=3\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.5\ \mathrm{V}$，故调节滑片至电压表示数为0.5V。
② 保持滑片不动，$S_1$接b时，电压表测$R_0$两端电压$U_0$，电路电流$I=\frac{U_0}{R_0}$等于小灯泡额定电流，故额定功率$P_{额}=U_{额}I=\frac{U_{额}U_0}{R_0}$。
(5) 不能测出小灯泡的额定功率。判断依据：小灯泡正常发光时电流$I_{额}=0.3\ \mathrm{A}$，若用$R_0=20\ \Omega$，$R_0$两端电压$U_0=I_{额}R_0=0.3\ \mathrm{A}×20\ \Omega=6\ \mathrm{V}$，大于电源电压3V，无法满足实验要求，故不可行。
【答案】
(1) 如图所示
(2) ① 先将滑动变阻器的滑片调至阻值最大处，再闭合开关；② 开路
(3) ① 0.75；② B；③ 可能
(4) ① 0.5；③ $\dfrac{U_{额}U_{0}}{R_{0}}$
(5) 不能；小灯泡正常发光时，电流为0.3A，$R_0$两端的电压为6V，大于电源电压3V，无法满足实验要求
【知识点】
测量小灯泡的电功率、滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的综合实验题，全面考查实验各环节，涵盖电路连接、操作规范、故障分析、数据处理、特殊方法测电功率等，要求学生熟练掌握实验原理与电学知识，综合性较强，能有效考查学生的实验探究能力。
【难度系数】
0.5