1[2025浙江湖州调研,中]在“探究电功率跟电压、电流的关系”时,利用电源(电压恒为6 V)、灯泡$L_1$(2.5 V 0.3 A)、$L_2$(3.8 V 0.3 A)、电流表(0~0.6 A、0~3 A)、电压表(0~3 V、0~15 V)、滑动变阻器、开关、导线等实验器材进行以下实验探究。
第一组探究电功率跟电压的关系:
(1)连接电路如图所示,开关闭合后发现$L_1$不发光、$L_2$发光,电压表无示数。产生这种现象的原因可能是。
(2)排除故障后继续进行实验,收集了如表格所示的相关信息。

①写出实验的初步结论:。
②实验中还需测$L_2$两端电压,写出拆接电压表时的注意事项(两条即可):。
第二组探究电功率跟电流的关系:
(3)为了得到具有普遍性的实验结论,请改进电路并在方框内画出改进后的实验电路图。

1.(1) L₁发生短路(或电压表发生短路)
(2)①通过灯泡的电流相同时,灯泡两端的电压越大,电功率越大
②a. 断开开关;b. 换用0~15 V的量程(合理即可)
(3)如图所示
【解析】(1)由题图可知:灯泡 L₁、L₂ 串联，L₂ 发光,说明电路是通路,L₁ 不发光,电压表无示数,说明故障可能是 L₁ 或电压表发生了短路。
(2)①已知灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关,由表格数据可知:灯泡两端的电压越大,灯泡亮度越亮,灯泡电功率越大,所以可得出实验的初步结论:通过灯泡的电流相同时,灯泡两端的电压越大,电功率越大。
②连接电路时开关应断开,且电压表在使用时应该与被测电路并联,同时由题表数据可知 L₂ 两端的电压大于 3 V,所以测量 L₂ 两端的电压时,电压表应换用 0~15 V 的量程,同时还应当使电流从其正接线柱流入,从负接线柱流出,所以应注意的有: a. 断开开关; b. 换用 0~15 V 的量程; c. 并联在 L₂ 两端,使电流从其正接线柱流入,从负接线柱流出。
(3)探究电功率跟电流的关系时,应保持灯泡两端电压相同,但通过灯泡的电流不同,利用电流表测量通过不同灯泡的电流值,由此可知,应将两个规格不同的灯泡并联,利用电流表先后与灯泡串联,分别测量通过两灯泡的电流,为了得到具有普遍性的实验结论,可在干路中串联一个滑动变阻器,通过调节滑片位置来多次实验。

2[2025浙江丽水期末,中]如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路,小灯泡额定电压为2.5V,
电阻在10Ω左右。

(1)用笔画线代替导线,将图甲电路连接完整。
(2)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动,电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障,小明检查了开关并拧紧两端接线柱,小芳将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障,(填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。
(3)排除故障后重新闭合开关,改变滑片位置,他们根据测量数据画出了通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图像,如图乙所示。根据图像可得小灯泡的额定功率为W。研究发现,通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比,原因是。
(4)在测量小灯泡电功率的拓展实验中,电流表坏了,他们找来一个阻值合适的定值电阻$R_0$,设计了如图丙所示电路图,操作步骤如下:
①断开$S_1$,闭合$S_2$,移动滑动变阻器滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压$U_{额}$;
②,断开$S_2$,闭合$S_1$,记下此时电压表示数为$U$。
小灯泡额定功率的表达式$P_{额}=$(用$U_{额}$、$U$和$R_0$表示)。

2.(1)如图所示
(2)小芳
(3)0.625 小灯泡的电阻随温度的变化而变化
(4)②保持滑动变阻器滑片的位置不变 $\frac{U-U_{额}}{R_0}U_{额}$
【解析】(1)小灯泡额定电压为 2.5 V,电阻在 10 Ω 左右,故小灯泡的额定电流大约为 0.25 A,故电流表选用的量程应为 0~0.6 A,电流表和小灯泡串联接入电路。
(2)电流表指针几乎不动,说明电路中存在断路,电压表示数接近 3 V,说明电压表与电源连通,故障是与电压表并联的部分断路,则故障可能是小灯泡断路,所以小芳排除故障的操作是正确的。
(3)小灯泡额定电压为 2.5 V,由题图乙可知小灯泡的额定电流为 0.25 A,则小灯泡的额定功率 $P = U_{额} I = 2.5\ \mathrm{V} × 0.25\ \mathrm{A} = 0.625\ \mathrm{W}$;小灯泡的电阻随着温度的变化而变化,不是定值,因此通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比。
(4)①利用电压表和一个定值电阻测量小灯泡的额定功率,先断开 S₁,闭合 S₂,移动滑动变阻器的滑片 P,使得电压表示数等于小灯泡的额定电压 $U_{额}$;②保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开 S₂,闭合 S₁,此时电压表测的是 R₀ 和小灯泡两端的总电压,则 R₀ 两端的电压 $U_0 = U-U_{额}$,通过 R₀ 的电流 $I_0=\frac{U_0}{R_0}=\frac{U-U_{额}}{R_0}$。小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=U_{额} I_0=\frac{U-U_{额}}{R_0}U_{额}$。