过实验 一题通关
03
实验一 测量小灯泡的电功率
实验原理：。
应进行测量，。小灯泡的额定功率是电压等于额定电压时消耗的功率，不是实际功率的平均值，故小灯泡的额定功率求平均值。小灯泡的U-I图线为曲线的原因：。
连接电路（或拆除电路）时，开关应。

（1）“一上一下”接入电路中。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到处，起到保护电路的作用。
（3）实验中应调节滑动变阻器的滑片，以改变小灯泡两端的电压。
电压表与被测电路（用电器）、电流表在电路中，两表接线柱中的电流都要“”进“”出；都应该用“法”选择合适的量程。
【实验电路图】
图中表a是表，
表b是表。

实验原理：P=UI
应进行多次测量，测量小灯泡在不同电压下的实际功率。小灯泡的额定功率是电压等于额定电压时消耗的功率，不是实际功率的平均值，故小灯泡的额定功率不能求平均值。小灯泡的U-I图线为曲线的原因：灯丝电阻随温度的升高而增大。
连接电路（或拆除电路）时，开关应断开。
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，起到保护电路的作用。
电压表与被测电路（用电器）并联、电流表串联在电路中，两表接线柱中的电流都要“正”进“负”出；都应该用“试触法”选择合适的量程。
图中表a是电流表，表b是电压表。

【分析】
本题考查测量小灯泡电功率的实验相关基础知识，需明确实验原理、多次测量的目的、额定功率的特点、U-I图线的成因、电路连接与操作的注意事项、电表的连接规则及判断方法。解题时需逐一对应每个空的要求，结合实验的核心知识点进行填写。
【解析】
1. 测量小灯泡电功率的实验原理是电功率的计算公式，即$P=UI$；
2. 实验中应进行多次测量，目的是测量小灯泡在不同电压下的实际功率；
3. 额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，不同电压下实际功率不同，求平均值无意义，因此小灯泡的额定功率不能求平均值；
4. 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，不是定值，导致电流与电压不成正比，故U-I图线为曲线；
5. 连接或拆除电路时，为保护电路，开关应断开；
6. 闭合开关前，滑动变阻器的滑片需调到最大阻值处，使电路中电流最小，起到保护电路的作用；
7. 电压表需与被测电路并联，电流表需串联在电路中；两表接线柱中电流需“正”进“负”出；选择量程时采用试触法；
8. 实验电路图中，表a串联在电路中，为电流表；表b并联在小灯泡两端，为电压表。
【答案】
实验原理：$P=UI$
应进行多次测量，测量小灯泡在不同电压下的实际功率。小灯泡的额定功率是电压等于额定电压时消耗的功率，不是实际功率的平均值，故小灯泡的额定功率不能求平均值。小灯泡的U-I图线为曲线的原因：灯丝电阻随温度的升高而增大。
连接电路（或拆除电路）时，开关应断开。
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最大阻值处，起到保护电路的作用。
电压表与被测电路（用电器）并联、电流表串联在电路中，两表接线柱中的电流都要“正”进“负”出；都应该用“试触法”选择合适的量程。
图中表a是电流表，表b是电压表。
【知识点】
测量小灯泡的电功率、电路连接、电表的使用
【点评】
本题是测量小灯泡电功率的基础实验题，涵盖实验原理、操作要点、电表使用等核心基础知识点，注重对实验基本内容的考查，是初中物理电学实验的重点内容。
【难度系数】
0.6

[典例1]在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω。



基础设问
(1)该实验的原理是；连接电路时，开关应，防止电路因（选填“开路”或“短路”）而损坏仪器。
(2)请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。
(3)闭合开关前，图1中滑动变阻器的滑片应位于（选填“A”或“B”）端，目的是。
(4)小叶同学闭合开关，移动滑片到某一点时，电压表示数(如图2所示)为V，此时灯泡发光（选填“较暗”或“较亮”）；若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片向（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(5)小向同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图3所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是W，此时小灯泡的电阻是Ω。
(6)由图3发现小灯泡的电阻是变化的，原因是。
(7)另一小组的同学连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出耀眼的光亮并很快熄灭。请你指出他们实验中的两个操作不当之处：
①；
②。
拓展设问
(8)若把滑片移到最左端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表示数为零，电压表的示数接近电源电压。为了排除故障，接下来的操作合理的是。（选填字母）
A.拧紧小灯泡和它两端的接线柱
B.拧紧开关两端的接线柱
C.检查滑动变阻器是否短路
(9)若增加一个阻值为10 Ω的定值电阻$R_0$，只利用一只电表，通过简单操作(开关S接“a”“b”各一次)来测量小灯泡的额定功率，如图4、图5是两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是。（选填字母符号）

A.两种方案都能
B.两种方案都不能
C.图4方案能，图5方案不能
D.图4方案不能，图5方案能
(10)结合实验现象及图像，得出的结论是小灯泡的实际功率越，灯泡越亮。
(11)有同学认为“把灯L换成定值电阻，该实验可以用来探究导体中的电流与电压的关系。”你认为这种说法是（选填“正确”或“错误”）的。
(12)小灯泡两端的电压是1.25 V时，它的实际功率（选填“大于”“小于”或“等于”）0.25 W。

(1) P=UI 断开 短路
(2)
(3) A 保护电路
(4) 2.2 较暗 B
(5) 0.5 12.5
(6) 小灯泡的电阻受温度影响较大
(7) ① 连接电路时开关未断开 ② 滑动变阻器滑片未移到阻值最大处
(8) A
(9) B
(10) 大
(11) 正确
(12) 小于

【分析】
本题围绕测定小灯泡电功率的实验展开，需结合实验原理、电路连接规则、滑动变阻器操作、电表读数、额定功率计算、电阻影响因素、电路故障分析、特殊方法测功率等知识点逐一分析：
1. 实验原理为电功率公式P=UI；连接电路时开关断开是为避免短路损坏仪器。
2. 实物电路需补接电压表，并联在灯泡两端，选0~3V量程适配额定电压。
3. 闭合开关前滑动变阻器要调至最大阻值，目的是保护电路，需明确滑动变阻器的接线端判断最大阻值位置。
4. 电压表读数看量程分度值，对比额定电压判断灯泡亮度，再根据串联分压规律调整滑片。
5. 额定功率是额定电压下的功率，从图像提取额定电压对应的电流计算，电阻由欧姆定律得出。
6. 小灯泡电阻随温度变化，这是电阻变化的原因。
7. 连接完导线灯立即亮说明开关未断开，灯耀眼说明滑动变阻器未在最大阻值处。
8. 电流为零、电压表接近电源电压是灯泡断路，需排查灯泡接线。
9. 两种特殊测功率的方案都无法让灯泡正常发光，故都不能测额定功率。
10. 实际功率与灯泡亮度的关系是实际功率越大灯越亮。
11. 定值电阻阻值不变，可探究电流与电压关系，说法正确。
12. 电压降低时灯泡温度降低，电阻变小，实际功率小于0.25W。
【解析】
(1) 测定小灯泡电功率的实验原理是$\boldsymbol{P=UI}$；连接电路时，为防止电路短路损坏仪器，开关应$\boldsymbol{断开}$。
(2) 小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选0~3V量程，将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接，补全实物电路。
(3) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处，图中滑动变阻器接B端，最大阻值在A端，故滑片位于$\boldsymbol{A}$端，目的是$\boldsymbol{保护电路}$。
(4) 电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为$\boldsymbol{2.2}$V；此时电压低于额定电压，灯泡发光$\boldsymbol{较暗}$；要使灯泡电压达到2.5V，需减小滑动变阻器接入电阻，故滑片向$\boldsymbol{B}$端移动。
(5) 由图像可知，小灯泡额定电压2.5V时，电流为0.2A，额定功率$P=UI=2.5V×0.2A=\boldsymbol{0.5}$W；此时电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}=\boldsymbol{12.5}$Ω。
(6) 小灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以电阻是变化的，原因是$\boldsymbol{小灯泡的电阻受温度影响较大}$。
(7) 连接完最后一根导线灯泡立即发光，说明$\boldsymbol{连接电路时开关未断开}$；灯泡发出耀眼光亮，说明$\boldsymbol{滑动变阻器滑片未移到阻值最大处}$，电路电流过大。
(8) 电流表示数为零，说明电路断路，电压表示数接近电源电压，故障为小灯泡断路，故需拧紧小灯泡和它两端的接线柱，选$\boldsymbol{A}$。
(9) 两种方案都无法保证小灯泡正常发光，不能测出额定功率，选$\boldsymbol{B}$。
(10) 小灯泡的实际功率越$\boldsymbol{大}$，灯泡越亮。
(11) 探究电流与电压的关系需控制电阻不变，定值电阻阻值不变，故说法$\boldsymbol{正确}$。
(12) 小灯泡电压为1.25V时，温度更低，电阻小于12.5Ω，实际功率$\boldsymbol{小于}$0.25W。
【答案】
(1) P=UI 断开 短路
(2)
(3) A 保护电路
(4) 2.2 较暗 B
(5) 0.5 12.5
(6) 小灯泡的电阻受温度影响较大
(7) ① 连接电路时开关未断开 ② 滑动变阻器滑片未移到阻值最大处
(8) A
(9) B
(10) 大
(11) 正确
(12) 小于
【知识点】
测定小灯泡电功率、电路故障分析、欧姆定律应用
【点评】
本题是电学实验的经典题型，全面覆盖测定小灯泡电功率实验的核心知识点，包括实验原理、操作规范、电表读数、功率计算、电阻影响因素、故障分析及特殊方法测功率，能有效考查学生对电学实验的掌握程度。
【难度系数】
0.3