1. 在“测量小灯泡额定电功率”的实验中,小灯泡标有“2.2 V”字样,实验电路如图甲所示。

(1)该实验的原理是
(2)图甲电路中AB和CD间分别接入
A.电流表和电压表 B.电压表和电流表
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图乙所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向
(5)(质疑意识 )下表为某同学的实验记录分析表,该同学认为小灯泡的额定功率为3次测得功率的平均值,你认为该同学处理数据过程是否合理?若合理,请说明这样处理的目的;若不合理,请给出处理过程并说明理由。

(1)该实验的原理是
P=UI
(用公式表示)。(2)图甲电路中AB和CD间分别接入
B
(填字母)。A.电流表和电压表 B.电压表和电流表
(3)正确连接电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数。接下来应进行的操作是
C
(填字母)。A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(4)实验中滑动变阻器滑片移到某个位置时,电压表示数如图乙所示。若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向
a
(填“a”或“b”)端移动。(5)(
答案
(1)$P=UI$
(2)B
(3)C
(4)a
(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有意义,故而不用求平均值。测小灯泡的额定功率,只需知道小灯泡的额定电压和额定电流,故该小灯泡的额定功率 $P=UI=2.2\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.66\ \mathrm{W}$。
(2)B
(3)C
(4)a
(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有意义,故而不用求平均值。测小灯泡的额定功率,只需知道小灯泡的额定电压和额定电流,故该小灯泡的额定功率 $P=UI=2.2\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.66\ \mathrm{W}$。
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡额定电功率”的实验展开,需结合实验原理、电表使用、电路故障分析、滑动变阻器操作及数据处理的知识点逐一解题:
1. 第(1)问:测量电功率的核心原理是电功率公式,直接对应实验的设计依据;
2. 第(2)问:需明确电流表串联、电压表并联的使用规则,结合电路结构判断AB、CD的接入元件;
3. 第(3)问:电流表有示数说明电路通路,小灯泡不亮是电流过小导致,需调整滑动变阻器;
4. 第(4)问:要使小灯泡达到额定电压,需根据电压表示数判断滑动变阻器的调节方向;
5. 第(5)问:需区分额定功率与实际功率的定义,明确额定功率是额定电压下的功率,不同电压下功率不同,不能求平均值。
【解析】
(1) 测量小灯泡额定电功率的实验原理是电功率公式,即$P=UI$,通过测量小灯泡额定电压下的电流,计算额定功率;
(2) 电流表需串联在电路中,电压表需并联在被测小灯泡两端,因此AB间并联电压表,CD间串联电流表,故选B;
(3) 闭合开关后电流表有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮是因为滑动变阻器接入阻值过大,电路电流过小,接下来应移动滑动变阻器滑片减小接入电阻,增大电流,观察小灯泡是否发光,故选C;
(4) 要使小灯泡两端电压达到额定电压2.2V,需增大电路电流,减小滑动变阻器接入电阻,由电路可知滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电阻变小,因此应向a端移动;
(5) 该同学处理数据的过程不合理。理由:小灯泡的额定功率是其在额定电压下的功率,不同电压下小灯泡的实际功率不同,求平均值无意义。处理过程:只需选取小灯泡额定电压2.2V对应的电流值,计算额定功率,即$P=UI=2.2\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.66\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)$P=UI$
(2)B
(3)C
(4)a
(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有意义,故而不用求平均值。测小灯泡的额定功率,只需知道小灯泡的额定电压和额定电流,故该小灯泡的额定功率 $P=UI=2.2\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.66\ \mathrm{W}$。
【知识点】
电功率的测量、电流表与电压表的使用
【点评】
本题为电学核心实验题,涵盖实验原理、电路连接、故障分析、操作步骤及数据处理,重点考查额定功率的定义,需明确额定功率与实际功率的区别,是初中电学实验的高频考点。
【难度系数】
0.5
本题围绕“测量小灯泡额定电功率”的实验展开,需结合实验原理、电表使用、电路故障分析、滑动变阻器操作及数据处理的知识点逐一解题:
1. 第(1)问:测量电功率的核心原理是电功率公式,直接对应实验的设计依据;
2. 第(2)问:需明确电流表串联、电压表并联的使用规则,结合电路结构判断AB、CD的接入元件;
3. 第(3)问:电流表有示数说明电路通路,小灯泡不亮是电流过小导致,需调整滑动变阻器;
4. 第(4)问:要使小灯泡达到额定电压,需根据电压表示数判断滑动变阻器的调节方向;
5. 第(5)问:需区分额定功率与实际功率的定义,明确额定功率是额定电压下的功率,不同电压下功率不同,不能求平均值。
【解析】
(1) 测量小灯泡额定电功率的实验原理是电功率公式,即$P=UI$,通过测量小灯泡额定电压下的电流,计算额定功率;
(2) 电流表需串联在电路中,电压表需并联在被测小灯泡两端,因此AB间并联电压表,CD间串联电流表,故选B;
(3) 闭合开关后电流表有示数,说明电路为通路,小灯泡不亮是因为滑动变阻器接入阻值过大,电路电流过小,接下来应移动滑动变阻器滑片减小接入电阻,增大电流,观察小灯泡是否发光,故选C;
(4) 要使小灯泡两端电压达到额定电压2.2V,需增大电路电流,减小滑动变阻器接入电阻,由电路可知滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电阻变小,因此应向a端移动;
(5) 该同学处理数据的过程不合理。理由:小灯泡的额定功率是其在额定电压下的功率,不同电压下小灯泡的实际功率不同,求平均值无意义。处理过程:只需选取小灯泡额定电压2.2V对应的电流值,计算额定功率,即$P=UI=2.2\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.66\ \mathrm{W}$。
【答案】
(1)$P=UI$
(2)B
(3)C
(4)a
(5)不合理,灯泡在不同电压下的实际功率不同,求平均值没有意义,故而不用求平均值。测小灯泡的额定功率,只需知道小灯泡的额定电压和额定电流,故该小灯泡的额定功率 $P=UI=2.2\ \mathrm{V}×0.30\ \mathrm{A}=0.66\ \mathrm{W}$。
【知识点】
电功率的测量、电流表与电压表的使用
【点评】
本题为电学核心实验题,涵盖实验原理、电路连接、故障分析、操作步骤及数据处理,重点考查额定功率的定义,需明确额定功率与实际功率的区别,是初中电学实验的高频考点。
【难度系数】
0.5
2. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为8 Ω。

(1)在图甲中,只有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最(填“左”或“右”)端。
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是W。
(4)通过实验可归纳出:小灯泡两端的实际电压越大,越大,小灯泡的越大,小灯泡亮度越大。
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流为$I_{额}$的小灯泡的额定功率,已知定值电阻的阻值为$R_0$,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、$S_2$,断开$S_1$,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数为;
②,保持滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为$P_{额} = $。
(1)在图甲中,只有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于最(填“左”或“右”)端。
(3)移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图乙所示的I-U图像,由图像可计算出小灯泡的额定功率是W。
(4)通过实验可归纳出:小灯泡两端的实际电压越大,越大,小灯泡的越大,小灯泡亮度越大。
(5)完成上述测量后,不用电压表,用如图丙所示的电路也可测量已知额定电流为$I_{额}$的小灯泡的额定功率,已知定值电阻的阻值为$R_0$,实验步骤如下,请补充完整:
①闭合开关S、$S_2$,断开$S_1$,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表示数为;
②,保持滑片位置不变,记录下此时电流表的示数为I;
③小灯泡的额定功率的表达式为$P_{额} = $。
答案
(1)如图所示
(2)左
(3)0.75
(4)电流;实际功率
(5)①$I_{额}$
②闭合开关 S、S₁,断开 S₂
③$I_{额}(I-I_{额})R_0$
【点拨】(3)根据图乙可知,当灯泡两端电压为 2.5 V 时,电流为 0.3 A,故小灯泡的额定功率 $P_L = U_L I_L = 2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。(5)闭合开关 S、S₂,断开 S₁,$R_0$ 与 L 并联,电流表测通过 L 的电流,为使小灯泡正常发光,应调节滑动变阻器 R 的滑片 P,使电流表示数为 $I_{额}$。闭合开关 S、S₁,断开 S₂,保持滑片位置不变,$R_0$ 与 L 并联,电流表测干路电流,记录此时电流表的示数为 I,则通过 $R_0$ 的电流 $I_0 = I-I_{额}$,此时小灯泡两端电压等于 $R_0$ 两端电压,即小灯泡的额定电压 $U_{额}=U_0=(I-I_{额})R_0$,小灯泡的额定功率的表达式为 $P_{额}=I_{额} U_{额}=I_{额}(I-I_{额})R_0$。
解析
【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开,需掌握实验基本操作规则、额定功率计算方法,以及利用并联电路特点间接测量额定功率的思路。解题时,先明确电路连接要求(电流表串联、电压表并联,滑动变阻器“一上一下”接线);闭合开关前滑动变阻器滑片置于最大阻值处;额定功率是额定电压下的功率,需从I-U图像中提取对应数据;特殊测功率问题需利用并联电路电流、电压规律推导。
【解析】
(1) 图甲中,错误导线为连接电压表负接线柱与灯泡左接线柱的导线,画“×”后,将电压表负接线柱改接至电流表负接线柱,使电压表并联在灯泡两端,电路连接正确(改线图如参考答案所示)。
(2) 闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,图甲中滑动变阻器接右下、左上接线柱,滑片在最左端时电阻最大,故填“左”。
(3) 小灯泡额定电压为2.5V,由图乙I-U图像可知,U=2.5V时对应电流I=0.3A,额定功率$P=UI=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
(4) 实验规律:小灯泡两端实际电压越大,通过的电流越大,实际功率越大,亮度越高,故依次填“电流”“实际功率”。
(5) ①闭合S、S₂,断开S₁时,R₀与L并联,电流表测L的电流,调节滑片使电流表示数为$I_{额}$,小灯泡正常发光;
②需测干路电流,故闭合开关S、S₁,断开S₂,保持滑片不变,记录电流表示数I;
③此时通过R₀的电流$I_0=I-I_{额}$,并联电路中L的额定电压等于R₀两端电压,即$U_{额}=(I-I_{额})R_0$,额定功率$P_{额}=I_{额}U_{额}=I_{额}(I-I_{额})R_0$。
【答案】
(1) 如图所示
(2) 左
(3) 0.75
(4) 电流;实际功率
(5) ①$I_{额}$;②闭合开关 S、S₁,断开 S₂;③$I_{额}(I-I_{额})R_0$
【知识点】
测量小灯泡的电功率、并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的经典实验题,涵盖电路连接、滑动变阻器操作、额定功率计算,还涉及特殊方法测额定功率的实验设计,考查学生对实验原理和电路规律的掌握,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开,需掌握实验基本操作规则、额定功率计算方法,以及利用并联电路特点间接测量额定功率的思路。解题时,先明确电路连接要求(电流表串联、电压表并联,滑动变阻器“一上一下”接线);闭合开关前滑动变阻器滑片置于最大阻值处;额定功率是额定电压下的功率,需从I-U图像中提取对应数据;特殊测功率问题需利用并联电路电流、电压规律推导。
【解析】
(1) 图甲中,错误导线为连接电压表负接线柱与灯泡左接线柱的导线,画“×”后,将电压表负接线柱改接至电流表负接线柱,使电压表并联在灯泡两端,电路连接正确(改线图如参考答案所示)。
(2) 闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,图甲中滑动变阻器接右下、左上接线柱,滑片在最左端时电阻最大,故填“左”。
(3) 小灯泡额定电压为2.5V,由图乙I-U图像可知,U=2.5V时对应电流I=0.3A,额定功率$P=UI=2.5\ \mathrm{V}×0.3\ \mathrm{A}=0.75\ \mathrm{W}$。
(4) 实验规律:小灯泡两端实际电压越大,通过的电流越大,实际功率越大,亮度越高,故依次填“电流”“实际功率”。
(5) ①闭合S、S₂,断开S₁时,R₀与L并联,电流表测L的电流,调节滑片使电流表示数为$I_{额}$,小灯泡正常发光;
②需测干路电流,故闭合开关S、S₁,断开S₂,保持滑片不变,记录电流表示数I;
③此时通过R₀的电流$I_0=I-I_{额}$,并联电路中L的额定电压等于R₀两端电压,即$U_{额}=(I-I_{额})R_0$,额定功率$P_{额}=I_{额}U_{额}=I_{额}(I-I_{额})R_0$。
【答案】
(1) 如图所示
(2) 左
(3) 0.75
(4) 电流;实际功率
(5) ①$I_{额}$;②闭合开关 S、S₁,断开 S₂;③$I_{额}(I-I_{额})R_0$
【知识点】
测量小灯泡的电功率、并联电路特点、电功率计算
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的经典实验题,涵盖电路连接、滑动变阻器操作、额定功率计算,还涉及特殊方法测额定功率的实验设计,考查学生对实验原理和电路规律的掌握,难度适中。
【难度系数】
0.6
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