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初中物理中考复习 专项六 测量电功率 电流热效应实验（解析版）
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这是一份初中物理中考复习 专项六 测量电功率 电流热效应实验（解析版），共70页。试卷主要包含了2021年真题，2020年真题，2019年真题等内容，欢迎下载使用。
专项六 测量电功率 电流热效应实验（解析版）
考点一：测量电功率
一、2021年真题
1．（2021·江苏中考真题）有一个阻值未知的定值电阻Rx（阻值6Ω~10Ω）和一个标有“0.3A”字样的小灯泡（阻值约为10Ω），要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
（1）图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正______（所画的导线不能交叉）。
②改正电路后，正确操作，当电压表示数为1.8V时，电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为______Ω。
（2）小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R1的规格是“0～999.9Ω”，电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2，闭合S1，调节电阻箱和滑动变阻器，直到______，记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1，在M、N间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务，以下四个元件：
a.一根导线；b.5Ω电阻；c.30Ω电阻；d.电阻箱，其中符合要求的有______（填字母），操作过程中，______（选填“需要”或“不需要”）调节滑动变阻器。
【答案】如图；7.5；电流表示数0.3A；abcd；不需要。
【解析】（1）[1]电流表应和待测电阻串联，电压表应和待测电阻并联，待测电阻和变阻器串联。
[2]电流表小量程，分度值0.02A，电流0.24A，待测电阻为
（2）[3]此时为串联电路，调节电阻箱和滑动变阻器，直到电流表示数0.3A，此时灯泡正常发光。
[4][5]断开S1，不调节变阻箱和变阻器，接入导线，读出电流表示数，根据和电源电压6V，可计算出R0和变阻器接入电路的电阻，再根据第一次电流0.3A，可计算灯泡正常发光的电压，从而计算灯泡额定功率；接入5Ω或30Ω电阻，读出电流表示数，根据U=IR可计算定值电阻分压，从而计算出R0和变阻器分压，根据计算R0和变阻器电阻，再根据第一次电流0.3A，可计算灯泡正常发光的电压，从而计算灯泡额定功率；利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P=I2R计算灯泡电功率，故选abcd，同时不需要调节滑动变阻器。
2．（2021·内蒙古通辽市）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中小亮已连接的部分电路如图甲所示，小灯泡的额定电压。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整_______（要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大）。
（2）实验中除保护电路外滑动变阻器另一个作用是_______。闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，造成电路故障的原因是__________。
（3）排除故障后，当实验中小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为______（结果保留一位小数）。
（4）另一组的同学设计了图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，电源电压未知但恒定不变，和为滑动变阻器，的最大阻值为，请你将实验步骤补充完整。
①只闭合开关S、调节，使电压表的示数为；
②只闭合开关S、，________，使电压表示数仍为；
③接着将的滑片P调至最左端，记下电压表的示数，再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数，则小灯泡额定功率表达式______（用、、、表示）。
【答案】如图；调节灯泡两端的电压；灯泡断路；12.7Ω；调节R1 ；。
【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大，故滑片P以左的电阻丝应连入电路中；滑动变阻器应接A接线柱，把滑动变阻器串联接入电路，如图所示：
（2）[2]滑动变阻器的基本作用是保护电路，本实验要测量小灯泡正常发光时的电阻，故还可以调节灯的电压（使灯的电压为额定电压）。
[3]闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压，则电压表并联的部分断路，故电路故障的原因可能是灯泡断路。
（3）[4]当小灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为3.8V；由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯泡电阻R==12.7Ω
（4）①闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2，使灯泡两端电压为额定电压U额，灯正常光；
②[5]保持变阻器R2的滑片位置不动，只闭合R1所在支路，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，根据等效法，此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小，即R1=RL；
③[6] 为求出此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有=
解得R1=R0-----①
小灯泡额定功率的表达式P额=------②
由①②得P额=。
3．（2021·辽宁中考真题）测量小灯泡电功率。
（1）小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L1电功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
①图甲中有一根导线尚未连接，请你用笔画线代替导线将电路补充完整______。正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最______（填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器______。
②排除故障闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值______（填“变大”或“变小”）。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。
③继续调节滑动变阻器的滑片，多次实验，小明发现灯丝的电阻是随功率变化的，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的实际功率______（填“大于”、 “小于”或“等于”）额定功率。
（2）小明设计了如图丁所示的电路，用一个电压表或电流表，测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤。
①将______（填“电压表并联在ab间”、 “电流表串联在a点”或“电流表串联在b点”），只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电表的示数为______，灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置______（填“保持不动”、 “向右移动”或“向左移动”）读出电表的示数U或者是I；
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。
【答案】如图；右；断路；变小；0.4；1；大于；电流表串联在b点；；保持不动；。
【解析】（1）①[1]电压表和灯泡并联，如图所示：
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最右端。
[3]闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，说明电路中出现断路，可能是滑动变阻器断路。
②[4]适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程是0~3V，电压表的示数是2V，小灯泡的额定电压是2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。
[5][6]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.4A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W
③[7]小灯泡正常发光时的电阻
温度越高，小灯泡越亮，小灯泡功率越大，小灯泡的电阻越大，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的温度比正常发光时温度高，小灯泡的实际功率比额定功率大。
（2）①[8][9]测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，电流表串联在b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 。
②[10]只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置保持不动，此时电流表测量灯泡和定值电阻R0的总电流，读出电表的示数I，灯泡的额定电流为I额=I-
③[11]小灯泡L2的额定功率表达式为P额=U额I额=U额(I-)。
4．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω1A”和R2“30Ω0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）连接电路时，小明应选用规格为______（选填“R1”“R2”）的滑动变阻器；
（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于______端（选填“A”或“B”）；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生______（选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为______V；通过实验，小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与______有关。
【答案】R2；A；短路；B ；2.5；0.625W；灯丝温度。
【解析】（1）[1]小灯泡正常发光时的电流
电源电压U=6V，此时滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
所以连接电路时，应选用R2接入电路。
（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，图甲中滑动变阻器选用右下接线柱接入电路，所以滑片应置于最左端，即滑片应置于A端。
[3]小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明电压表被短路了，即小灯泡发生了短路。
（3）[4][5]想测量小灯泡的额定功率，需调节滑片使小灯泡两端电压为2.5V，根据串联电路分压规律，判断应将滑动变阻器接入电路中的电阻调小，所以滑片P应向B端移动直到电压表的示数为2.5V。
[6]由乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，流过小灯泡的电流为0.25A。小灯泡的额定功率；
（4）[7]小灯泡的电阻受灯丝温度的影响。
5．（2021·浙江杭州市）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整______；
（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 ______V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 ______（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。
【答案】如图；2.3；B。
【解析】（1）[1]根据电路图可知，电流表串联接入电路中，电压表并联到灯泡的两端，实物图如图所示：
。
（2）[2][3]电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.3V，而额定电压为2.5V，故应使小灯泡两端的电压增大，就应该让滑动变阻器两端的电压减小，就必须把滑动变阻器的阻值调小，即滑片向B端移动，使电压表示数为2.5V。
6．（2021·湖南常德市）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。
（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：①______；②______。
（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______。
A．10Ω 3A B．30Ω 1A C．60Ω 1A
（4）在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是______。
【答案】闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；0.625；B；丙。
【解析】（1）[1][2]为了保护电路，闭合开关前，滑片P没有处于阻值最大处；小灯泡的电流在0.3A作用，不会超过0.6A，故电流表的量程选择的太大了。
（2）[3]测量小灯泡的额定电功率，需要选择小灯泡的额定电压，额定电压为2.5V，此时的电流为0.25A，故小灯泡的额定电功率为
小灯泡的额定电压为。
（3）[4]电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，则滑动变阻器需要分担的电压为
则滑动变阻器的最小阻值为
再尽可能的选择小电阻，故选B。
（4）[5]选择丙，开关S2接a，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.25A，小灯泡正常发光，保持滑动变阻器位置不动，开关S2接b，调节电阻箱，使电流表的示数为0.25A，则通过电阻箱和电流表就可以求出额定电压，即可求出小灯泡的额定电功率。
7．（2021·湖北十堰市）小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）______。
（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 ______。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ______W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 ______。
（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额，设计如图丙所示电路，测出Rx的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ______；
②再断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；
③待测电阻Rx＝______（用所测物理量和已知物理量符号表示）
【答案】如图；在连接电路时，开关没有断开；1.14；大；U额；。
【解析】（1）[1]滑动变阻器要串联接入电路，接线柱要一上一下连入电路，要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮，所以滑动变阻器右下侧的接线柱连到灯泡的右端，因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择的是大量程0~15V，并联到小灯泡两端，如图所示：
（2）[2]如果在连接电路时，开关没有断开，则会出现在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，这种连接电路的方式是错误的。
（3）[3]如图乙所示，电流表选择的是小量程0~0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
[4]电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的锻压，测量值是准确的，电流表实际测量的是通过小灯泡与电压表并联的总电流，由并联电路电流规律可知，电流表的示数大于通过小灯泡的电流，根据P=UI可知，所测小灯泡的额定功率偏大。
（4）①[5]先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压为U额。
③[6]因为断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U，则加在Rx电阻两端的电压为U-U额，小灯泡和电阻Rx串联，则流经电阻Rx的电流为I额，待测电阻Rx的阻值为。
8．（2021·广西南宁市）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选，待测小灯泡标有“6V”字样。小华按图甲连接电路，再将电压表接入电路。
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡功率P/W
1
1.6
0.30
2
0.42
3
4.0
0.53
（1）本实验的实验原理是______。
（2）实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于______（选填“A”或“B”）端。
（3）小华检查电路连接无误后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，接下来应该观察的是_______。
（4）排除故障后，小华闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在上表的序号1中。接着，先后将滑片P移到R1中间某处及另一端，将相应的电压表和电流表示数分别记录在上表序号2、3中。
①序号2数据中，电压表示数如图乙所示，为______V；
②分析数据可知，实验中小华将电压表接在______（选填“小灯泡”或“R1”）两端。
【答案】P=U；A；电流表是否有示数；2.5；R1。
【解析】（1）[1] 伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理是P=UI。
（2）[2]实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于最大阻值处的A端。
（3）[3]小华检查电路连接无误后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，接下来应该观察的是电流表是否有示数，如果有示数，且电流表指针偏转的角度过小，说明滑动变阻器此时接入电路的阻值过大，接下来应该移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使小灯泡正常发光。
（4）①[4]序号2数据中，电压表示数如图乙所示，电压表选择的是小量程的0~3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为2.5V。
②[5]因为小灯泡的额定电压为6V，分析数据可知，电压表的示数都达不到小灯泡的额定电压值，所以实验中小华将电压表接在R1两端。
9．（2021·四川眉山市）在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中，电源电压恒定不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗；_______
（2）实验过程中，某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表：
物理量次数
电压
电流
灯泡亮度
灯泡实际
电功率
灯泡电功率的
平均值
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
①小灯泡的额定功率为_______；
②表格中有一处设计不合理，请指出不合理的设计是_______；
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。
（3）测量额定电压为的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图乙所示的电路（为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
①断开开关，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为_______时，小灯泡恰好正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关，断开开关，记下电流表示数为；
③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______（用物理量、和表示）。
【答案】如图；0.8；灯泡电功率的平均值的一栏；温度；；。
【解析】（1）[1]将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P，小灯泡亮度变暗，说明接入的电阻阻值需要变大，总电阻需要变大，电流需要变小，故滑动变阻器需要接到下面的接线柱，向右滑时，电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故用一根导线将滑动变阻器的左端的下面的接线柱和和电流表的负接线柱，故如下图所示：
。
（2）[2][3][4] 小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为0.8W；不合理的是求灯泡电功率的平均值的一栏，因为不同电压下，不同的电功率，求平均功率没有任何意义；分析表中数据还发现灯丝电阻跟温度的关系，因为电压变大，实际功率变大，灯泡变亮，温度变高，电阻变小。
（3）[5][6] 断开开关，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，定值电阻和灯泡并联，此时电流表测量定值电阻的电流，为了测量小灯泡的额定电压，故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表，为了测量额定功率，故需要灯泡为额定电压，故此时的电流为
故此时的电流为；保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关，断开开关，记下电流表示数为，此时灯泡和定值电阻仍然并联，电流表测干路电流，那么通过灯泡的额定电流为
那么小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为。
10．（2021·山西中考真题）“圆梦”学习小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（导线不得交叉）______。（其他接法合理即可）
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表指针不动。但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是______
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，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是______W。
（4）小组的同学在实验中又测出了几组数据，请你帮他们设计一个实验记录表______。
【答案】如图；开关接触不良；0.7。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
【解析】（1）[1]伏安法测功率常规电路图，要求滑动变阻器接一上一下，如图
（2）[2]闭合开关，发现电流表指针不动，说明电路存在断路的情况，其中用手按住开关后接通，说明可能是开关闭合时接触不良。
（3）[3]电流表选小量程，分度值为0.02 A，电流表的示数为0.28 A，则小灯泡的额定功率是
（4）[4]根据需要记录和需要计算的物理量设计实验表格，如图
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
11．（2021·湖南长沙市）实验室有两种不同规格的灯泡，它们的额定电流均为0.3A，额定电压分别为3V和2.5V，在某次测量小灯泡电功率的实验时，老师发现实验室有两个灯泡上额定电压的字样均模糊不清，老师要小伟和小雪通过实验分辨出这两个小灯泡。
（1）小伟将一个灯泡连接好如图甲所示的电路，正准备闭合开关，小雪指出他的电路有一处不妥，请指出电路中的不妥之处：______；
（2）改正错误后，小伟闭合开关移动滑片，使电流表的示数为0.3A，电压表的示数如乙图所示，则这个小灯泡的额定功率为______W；
（3）小伟准备用相同的方法分辨另一个小灯泡，而小雪采取了丙图所示的方法分辨这两个小灯泡，闭合开关后，她调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.3A，这时她发现L1比L2更亮一些，则L1的额定电压为______V。
【答案】滑动变阻器没有处在最大值；0.75；3。
【解析】（1）[1]电路闭合开关前，滑动变阻器应处在最大值，甲图滑动变阻器没有处在最大值，应将滑片滑到最右端。
（2）[2]图乙电压表接小量程，分度值为0.1V，电压表的示数为2.5V，则这个小灯泡的额定功率
（3）[3]丙图所示的方法中，两个小灯泡串联，闭合开关后，她调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.3A，这时她发现L1比L2更亮一些，说明L1两端的电压大，根据串联分压可知L1的电阻大，由可知，额定电流均为0.3A，额定电压分别为3V和2.5V的灯泡中，额定电压为3V的灯泡电阻大，所以L1的额定电压为3V。
12．（2021·四川广安市）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10），电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程，电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，注意导线不能交叉。（______）
（2）实验小组闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，若电路中仅有一处故障，则故障原因不可能是___________。
A．电流表断路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察两电表示数，记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示，根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。
（4）实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。
【答案】如图；B；0.625；温度。
【解析】（1）[1]测量小灯泡功率实验使用的是伏安法，所以应将滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10，所以小灯泡正常工作时的电流约为0.25A，故电流表量程选择0~0.6A，从电源正极开始依次连接电路即可，如图所示：
（2）[2]因为闭合开关后，小灯泡不亮且电流表无示数，所以可以初步判断电路中某处发生了断路，又因为电压表无示数，所以电压表两接线柱到电源两端的连线部分有断路故障，所以故障有可能为电流表断路、滑动变阻器断路、开关接触不良，不可能是小灯泡断路，因为如果小灯泡断路，且故障只有一处的，那么电压表此时可以测量电源电压，所以有示数，这与实际情况不符，所以不可能为小灯泡断路，故选B。
（3）[3]由题干信息可知，小灯泡的额定电压为2.5V，对应乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，根据可知，小灯泡的额定功率为
（4）[4]小灯泡在发光的过程中，由于电流做功，灯丝的温度上升，所以不同电流下，小灯泡灯丝的温度不同，从而使得电阻不同，所以小灯泡的电压电流关系图像不是一条直线。
13．（2021·江苏苏州市）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整______；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是______；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向______（左/右）侧移动；
（4）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为______W；
（5）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为______；
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
（6）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω；
（7）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。
【答案】如图；移动滑片，观察灯泡是否发光；右；0.75；0.37；17.5；如图。
【解析】（1）[1]在测量小灯泡的电功率时，所用的电路应是串联电路，而滑动变阻器上边的接线接任一端都可以，对变阻器接入电路的阻值大小无影响，而电压表应并联在小灯泡两端，所以电路连接如下：
（2）[2]闭合开关，灯泡不亮，但电压表、电流表均有示数，说明电路中无断路，小灯泡也无短路，那么可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大，造成电路中的电流过小。所以应移动滑片，观察灯泡的发光情况。
（3）[3]小灯泡的额定电压为2.5V，而电压表示数为2.3V时，比小灯泡的额定电压小，据串联电路的分压特点，应移动滑片让变阻器接入电路的阻值变小，分去的电压变小，直到电压表的示数为2.5V。所以应向右移动滑片。
（4）[4]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。那么小灯泡的额定功率P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W
（5）[5]由表格数据知，前四组对应的电压与电流的比值分别为5、6、7.1、8.4，即电压增大时，电压与电流的比值也增大，而第五组数据中电压与电流的比值为8.1，比8.4小，那么此组数据的电流0.37A有误。
（6）[6]实验探究中，当电压表的示数最小时，即小灯泡两端的电压最小时，变阻器分去的电压最大，此时变阻器接入电路的阻值最大为
所以实验中变阻器的总阻值至少为17.5Ω。
（7）[7]按题意，应将定值电阻与小灯泡并联后再与滑动变阻器串联在电路中，通过两个开关的通断来控制电流表所测量的电流。当开关S1断开、S2闭合时，电流表测定值电阻R0支路的电流，调节变阻器的滑片，让电流表的示数为0.25A，则小灯泡两端的电压U1=I1R0=0.25A×10Ω=2.5V
保持滑片位置不变，将开关S2断开、S1闭合，此时电流表测干路的电流，记下电流表的示数为I总，据并联电路的电流特点，可求得通过小灯泡的电流，然后据P=UI求出小灯泡的额定功率，所以作图如下：
14．（2021·山东济宁市）小明在测量小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V电阻约为5Ω。
（1）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于______（选填“A”或“B”）端；
（2）闭合开关、滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向______（选填“A”或“B”）端移动；
（3）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图1所示的图像。由图像可知______，小灯泡的额定功率P额=______W；
（4）小明打算增加个阻值为R0的电阻，用图2所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为U1，保持滑片位置不动，只断开开关S1，闭合开关S2，记下电压表的示数为U2，则小灯泡的电功率为______。（用已知字母表示）
【答案】A；B；电阻随电压的增大而增大；1.25；。
【解析】（1）[1]闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处的A端。
（2）[2]闭合开关、滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示。电压表选择的是小量程0~3V，分度值为0.1V，电压表的读数为1.7V，因为，小灯泡的额定电压为2.5V，要增大电压表的示数，想要获得小灯泡额定功率的数据，应该减小滑动变阻器接入电路的阻值，滑片P应向B端移动。
（3）[3]由图像1可知，像灯泡两端的电压为0.5V、1.0V、2.5V时，流经小灯泡的电流分别是0.2A、0.3A、0.5A，根据欧姆定律的，小灯泡的电阻分别是
由计算可知，小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻也增大，故可得到的结论为：电阻随电压的增大而增大。
[4]小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W
（4）[5]闭合开关S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为U1，即小灯泡两端的电压为U1。保持滑片位置不动，只断开开关S1闭合开关S2记下电压表的示数为U2，定值电阻两端的电压为U0=U2-U1
流经定值电阻的电流为
则小灯泡的电功率为。
15．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州）某同学做测定小灯泡的电功率实验时，用三节干电池供电，灯泡额定电压为2.5V。
（1）根据实际情况，电压表的量程应选择______（选填“0-3V“或“0-15V“），请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整______；
（2）按照原理图连接好电路，如果使用了旧灯泡（灯丝已烧断且不知晓），闭合开关准备继续实验，这样操作很容易造成______损坏，为避免此事故发生，可以采用的办法是______；
（3）更换灯泡后，调节电路使灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。
【答案】03V；如图；电压表；用电流表试触；。
【解析】（1）[1]根据实际情况，灯泡额定电压为2.5V，要测灯泡的额定功率，只要灯泡两端的电压为额定电压即可，因此电压表的量程应选择03V。
[2]测定小灯泡的电功率实验时，电压表应接在灯泡两端，接小量程；根据滑动变阻器一上一下，应接上端接线柱，如图
（2）[3][4]按照原理图连接好电路，如果使用灯丝已烧断的灯泡，闭合开关，灯泡断路，电压表串联在电路中，这样电源电压几乎全加在电压表上，很容易造成电压表损坏，为避免此事故发生，可以采用的办法是用电流表试触，如果电表超过量程，断开电路并检查电路电路。
（4）[5]电流表选了小量程，分度值为0.02A，读数为0.28A，小灯泡的额定功率为。
16．（2021·山东潍坊市）现有下列实验器材：①额定电压为2.5V的小灯泡；②电压约为6V的直流电源：③量程为6V的电压表；④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R；⑤开关，单刀双掷开关，导线若干。要测量小灯泡的额定功率，请将下列实验步骤补充完整。
（1）按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整_______。
（2）先将电箱阻值调到________（选填“最大”、“最小”或“任意值”）再闭合开关S1。
（3）将S2掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，再将掷向b，电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示，=________V，R=________Ω，则该小灯泡的额定功率为________W。
【答案】如图；最大；5.8；6.6；1.25。
【解析】（1）[1]灯泡和变阻箱串联，电压表连接单刀双掷开关。
（2）[2]为保护电路，电阻箱先调到阻值最大处。
（3）[3][4][5]将S2掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，灯泡正常发光，再将掷向b，电压表测电源电压，分度值0.2V，示数5.8V，电阻箱示数6.6Ω，串联电流为
该小灯泡的额定功率为。
二、2020年真题
1．（2020•广西）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～ V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（4）测量结束后，应先 ，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是 ；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量；
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
② ，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用R、U额、U2表示）。
【答案】见试题解答内容
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～3V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表示数几乎为零，则电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表读数为0.52A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.52A＝1.3W；
（4）测量结束后，为防止短路，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）灯的电阻随温度的变化而变化，故I﹣U图象为一曲线，图中横坐标分度值为0.3V，而灯的额定电压
为2.5V，故横坐标的标度取值过大，作图过程中存在的错误或不足之处是：图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；
（6）主要测量步骤及所测物理量；
（为达到电压表既能测量灯的电压，又能测量R与灯的总电压，电压表的负接线柱应与S3的左接线柱连接）
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③在①中，电压表测灯的电压，因电压表示数为U额，故灯正常发光；
在 ②中，电压表测R与灯串联后的电压，因滑动变阻器滑片位置不动，故此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：
UR＝U2﹣U额，由欧姆定律可求出R的电流，即灯的额定电流：
IL＝＝，小灯泡的额定功率表达式：
P额＝U额×。
故答案为：（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.3；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
2．（2020•淄博）小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率估计在0.8W左右。
（1）请画出导线，完成电路连接。
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
① ；
② 。
（3）小明改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求
小灯泡的发光情况
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
U实＝U额
明亮
2.5
0.28
U实＝0.8U额
较暗
2
0.25
U实＝0.4U额
微弱
1
0.2
①小灯泡的额定功率是 W。
②实验结果表明： 越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是 。
（4）小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是 ，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
【答案】（1）如图所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压；B。
【解析】（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，额定功率估计在0.8W，根据P＝UI，灯的额定电流：
I＝＝＝0.32A，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
①连接电路时开关没有断开；
②没有将变阻器的最大电阻连入电路中
（3）①由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.28A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
②由表中数据，第1、2、3次实验灯的实际电压逐渐变小，灯的实际功率分别为：0.7W、0.5W和0.2W，
故实验结果表明：灯的实际电压越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是灯的电阻随温度的变化而变化；
（4）研究灯的亮度与功率的关系实验中，应分别测量出灯的实际电压等于、小于、略大于额定电压灯的功率大小，在实验设计中存在不完善的地方是实际电压都不大于额定电压，为增大灯的电压，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向B端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
故答案为：（1）如上所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压B。
3．（2020•鞍山）小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是 。
（3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）1.08W。
（4）同组的小红同学还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、100Ω、15Ω的定值电阻，其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器连入电路的阻值应 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②实验结论是电压一定时， 。
③实验结束后，小红问老师保持该电压不变的情况下，能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是 。
【答案】（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
【解析】（1）测小灯泡额定功率实验中，滑动变阻器应串联入电路中，滑片向右移动时小灯泡变亮，说明其连入电路的阻值变小，所以应将B接线柱接入电路中，如图所示：
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源间通路，而电路只有一处故障，则故障原因是：灯泡断路；
（3）灯泡两端电压为2.5V时，灯泡正常发光，由图乙知，电流表使用小量程，分度值0.02A，则此时通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
根据P＝知在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，电压表的示数达到3.0V为额定电压的＝1.2倍，
若灯的电阻不变，则灯泡的实际功率为：P实＝（1.2）2×0.75W＝1.08W，但因灯的电阻随温度的升高而变大，根据P＝，故此时灯泡的实际功率小于1.08W；
（4）①由图象知，当定值电阻R＝15Ω时，通过的电流为0.2A，所以定值电阻R两端的电压控制为U＝IR＝0.2A×15Ω＝3V；
当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为了控制定值电阻两端电压不变，由串联电路的分压原理知，就增大滑动变阻器连入电路的阻值；
②由图象知，该图象为反比例图象，所以可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
③滑动变阻器取最大阻值20Ω，当定值电阻为50Ω时，由串联电路的分压原理有：
＝＝＝，
则定值电阻两端最小电压UR＝U＝×6V＞3V，无法保持定值电阻两端电压始终3V，故不能更换50Ω的定值电阻继续进行实验。
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
4．（2020•阜新）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。
（1）以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 ；
（3）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 ；
（5）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1＝ A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、I1、I2表示）
【答案】（1）如图所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
【解析】（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；
（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大；
（5）①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，
在①中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I1＝0.25A，值电阻的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额＝I2﹣I1，则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：（1）如上所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
5．（2020•河池）如图甲所示是某实验小组“测量小灯泡的电功率”的实验电路，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为3.8V（电阻约为10Ω）。
（1）连接电路时，开关应处于 状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于 （选填“A”或“B”）端。
（2）当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中，小灯泡突然熄灭，若电流表示数变为0，电压表示数接近6V，则故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（3）完成测量后，同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡，探究电流与电阻的关系。接10Ω电阻时，电流表的示数为0.2A；换接20Ω的电阻后，闭合开关应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 V，读出电流表的示数；继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
【答案】（1）断开；B；（2）1.14；断路；（3）B；2。
【解析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最大值B端。
（2）由图甲知，电流表使用小量程，分度值0.02A，图乙知，当电压表的示数为3.8V时（灯泡正常发光），通过灯泡的电流为0.3A，
所以小灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
灯泡突然熄灭，电流表示数变为0，说明电路中有断路发生，而电压表示数接近6V，即电压表测电源电压，则故障可能是小灯泡断路；
（3）当电阻为10Ω时，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律，电压表的示数：U＝I1R1＝0.2A×10Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻R由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
而探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V。
故答案为：（1）断开；B；（2）1.14；断路；（3）B；2。
6．（2020•百色）在测定小灯泡的电功率实验中，小明设计了如图甲所示的电路，其中小灯泡的额定电压为2.5V，电源由两节新干电池串联组成。
（1）检查仪器时，发现电流表指针位置如图乙所示，则应对电流表进行 。
（2）闭合开关之前应将变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端；闭合开关，移动变阻器滑片，当电压表的示数如图丙所示时，小灯泡两端的电压为 V，如要使电路中电流变大，应将变阻器的滑片向 端滑动（选填“A”或“B”）。
（3）实验时，观察小灯泡在三种电压下的发光情况，实验现象和数据如下表所示。
序号
小灯泡两端的电压U/V
通过灯丝的电流I/A
小灯泡的发光情况
1
1.5
0.20
暗
2
2.5
0.32
亮
3
2.8
0.35
很亮
由如表可知：①小灯泡的额定功率为 W；
②在不同电压下，小灯泡的电阻不相同，原因是灯丝电阻受到 的影响。
③在电压表示数为2.8V时，小灯泡发出很亮的光，过一会后小灯泡烧坏了，此时电压表的示数为 V；
④小灯泡的亮度是由实际功率决定的，若将标有220V 40W灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到庭照明电路中，灯泡 更亮。
【答案】（1）调零；（2）B；2；A； （3）①0.8；②温度；③3；④L1。
【解析】（1）检查仪器时，发现电流表指针位置如图乙所示，则应对电流表进行调零。
（2）闭合开关之前应将变阻器的滑片置于阻值最大处的B端；闭合开关，移动变阻器滑片，当电压表的示数如图丙所示时，电压表选用小量程，分度值为0.1V，小灯泡两端的电压为2V，如要使电路中电流变大，应减小电路的电阻，故应将变阻器的滑片向A端滑动；
（3）①灯在额定电压下正常发光，由表中数据知，灯在2.5V时的电流为0.32A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；
②在不同电压下，小灯泡的电阻不相同，原因是灯丝电阻受到温度的影响；
③在电压表示数为2.8V时（大于灯的额定电压），小灯泡发出很亮的光，过一会后小灯泡烧坏了，则灯串联在电路中测电源电压，此时电压表的示数为3V；
④根据P＝有R＝，因两灯的额定电压相同，灯泡L1的额定功率小于灯泡L2，则L1的电阻大；两灯串联，通过两灯的电流相等，根据P＝I2R，L1的实际功率大，灯泡的亮度是由实际功率决定的，故若将标有220V 40W灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到庭照明电路中，灯泡L1更亮。
故答案为：（1）调零；（2）B；2；A； （3）①0.8；②温度；③3；④L1。
7．（2020•南宁）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0﹣ V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（4）测量结束后，应先 ，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之 ；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量：
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
② ，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用R、U额、U2表示）
【答案】（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.25；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线，横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不变；③U额×。
【解析】（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V，为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表应选0～3V量程。
（2）实验时，小灯泡不亮，且电流表示数几乎为0，则电路中有断路现象，而电压表有示数，即电压表与电源是接通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良。
（3）由图示知，电流表使用小量程，分度值0.02A，当电压表示数是2.5V（正常发光）时通过的电流0.5A，
则小灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。
（4）测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材。
（5）描出的点知，所描的点不在一条直线上，所以作出的I﹣U图象不应是直线，且坐标轴的横坐标的标度太大了，这样造成所描的点精确度稍低。
（6）按题意可知，测量步骤：
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，这样才能保持小灯泡两端的电压为额定电压，断开S3，闭合S1、S2，此时电压表测小灯泡和定值电阻R的电压，电压表的示数U2；
③电阻R两端的电压UR＝U2﹣U额，
而整个过程中，电路的电流不变，通过小灯泡的电流IL＝IR＝＝，
所以小灯泡的额定功率P额＝U额I1＝U额×。
故答案为：（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.25；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线，横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不变；③U额×。
8．（2020•通辽）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 （选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I2未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝ （用字母R0、I1、I2表示）。
【答案】（1）如图所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；（4）B；10；（5）。
【解答】解：（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A，选B；
若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：I＝＝＝0.25A，
由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I1（Rx+R0）
在②中，为RX的简单电路，由欧姆定律：U＝I2RX，因电源电压不变，故：
U＝I1（Rx+R0）＝I2RX，
Rx的表达式：Rx＝。
故答案为：（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；（4）B；10；（5）。
9．（2020•雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由 （选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”）决定。
（4）完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为 V；
②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1，拨至“2”读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U0、R0表示）。若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）如图所示；（2）1.05；（3）增大；实际电压；（4）①5.5； ③U额•；偏小。
【解析】（1）滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器右接线柱连入电路中，如下所示：
（2）当电压表示数为2.5V时，电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W；
（3）由表中数据可知，根据P＝UI，第1、2、3、4、5的电功率分别为0.24W、0.48W、0.76W、1.05W、13.2W，可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大，
小灯泡的实际功率由实际电压决定；
（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，
①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，
电压表的示数：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。
③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额•；
将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，
根据P额＝U额I额＝U额•可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
故答案为：（1）如上所示；（2）1.05；（3）增大；实际电压；（4）①5.5； ③U额•；偏小。
三、2019年真题
1．（2019·安顺）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）
（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 （选填“A”或“B”）。
A．“10Ω 5A”的滑动变阻器
B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 。
（3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为 W。
（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：
① （填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；
② （填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）①闭合开关S、S1；U－U额；②闭合开关S、S2；③。
【解析】解：（1）灯泡正常工作时电流为IL＝＝≈0.2A．测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器两端电压为：U滑＝U－UL＝6V－2.5V＝3.5V，由I＝可得滑动变阻器电阻为：R滑＝＝＝17.5Ω．滑动变阻器应选“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，故选B；
（2）闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数有示数，说明与电压表并联的灯泡断路；
（3）根据图乙知，当电压为额定电压U＝2.5V时，电流I＝0.25A，
小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W
（4）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：
①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U－U额；
②闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表示数为U1；
③通过灯泡的电流：I＝IR0＝，
灯泡的额定功率的表达式为P额＝U额I＝U额×＝。
故答案为：（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）①闭合开关S、S1；U－U额；②闭合开关S、S2；③。
2．（2019·毕节）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为9Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）小杨同学检查器材完好后，按图甲所示的电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端。
（2）当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是 。
（3）小杨同学纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是 。
（4）为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器， ，读出并记录电流表的示数。
（5）当电压表的示数如图丙所示，电路中的电流为0.3A时，则小灯泡的实际功率为
W。
【答案】（1）B；（2）电流表正负接线柱接反了造成的；（3）小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光；（4）使小灯泡两端电压为2.5V；（5）0.72。
【解析】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片在阻值最大处，即B端；
（2）由图2所示电流表可知，测量电流过程中，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反了造成的；
（3）（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表示数均较小，则说明滑动变阻器的电阻较大，使得灯泡的实际功率太小造成；
要想测量小灯泡的额定功率，此时应减小滑动变阻器的阻值，使小灯泡两端电压为2.5V；
（5）电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压表的示数为2.4V，小灯泡的实际功率为：P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W。
故答案为：（1）B；（2）电流表正负接线柱接反了造成的；（3）小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光；（4）使小灯泡两端电压为2.5V；（5）0.72。
3．（2019·宿迁）图甲为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路，电源电压恒为3V不变。
甲 乙
（1）请用笔划线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。
（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的最______端（选填“左”或“右”）。
（3）正确连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数；移动滑片，发现除了电流表示数改变外，其余均无变化。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡______（选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后，移动滑片，实验小组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图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率为______W。
（5）实验过程中，当电压表示数为1V时，滑动变阻器连入电路的阻值为______Ω。
【答案】左；短路； 0.75；10。
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处，即最左端；
（3）正确连接好电路，闭合开关，发电流表有示数，则电路为通路，灯泡不亮，电压表无示数，因电压表完好，故障可能是小灯泡短路；
（4）根据绘制成的图乙所示的I－U图象，灯在额定电压下的电流为0.3A，由小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）实验过程中，当电压表示数为1V时，电流为0.2A，根据串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器连入电路的阻值为：R滑===10Ω。
（1）根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中；
（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处；
（3）正确连接好电路，闭合开关，发电流表有示数，则电路为通路，根据灯泡不亮，电压表无示数分；
（4）根据绘制成的图乙所示的I－U图象生灯在额定电压下的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（5）实验过程中，当电压表示数为1V时可知电流大小，根据串联电路的规律及欧姆定律得出滑动变阻器连入电路的阻值。
4．(2019·巴彦淖尔)在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是 ，经分析有一根导线链接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路。
（2）电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 ，滑动变阻器的规格应选择 。
A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
（3）有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。
【答案】（1）电压表串联在电路中（2）0.625；增大； C（3）不合理； 灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比。
【解析】（1）在电路中，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，因电压表内阻很大，故电路的电流很小，灯不亮；
灯与变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）根据小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由图可知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI，故小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；
由图知，当电压表示数为0.5V时，电路的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器的最大电阻为：R滑＝＝＝25Ω，故变阻器规格应选择C；
（3）探究出导体中电流和导体两端电压关系时，要控制电阻阻值不变，因灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比成正比，这种说法不合理。
5．(2019·赤峰)在用伏安法测量小灯泡的电功率实验中，已知待测灯泡的额定电压为2.5V。
P
A
B
（1）滑动变阻器连线情况如图所示，在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到 端（选“A”或“B”）。
（2）在试触时发现，电流表情况如图乙所示，出现这种情况的原因是 。将电路改正后进行实验，当电压表的示数为2V时，电流表的示数（如图丙所示）是 A。
【答案】（1）A；（2）电流表正负接线柱接反了；0.3
【解析】（1）在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处；
（2）电流应从电流表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则，指针反向偏转；
根据电流表选用的量程确定分度值读数。
（1）滑动变阻器连线情况如图所示，即PB电阻丝连入电路，在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处，即A端；
（2）在试触时发现，电流表情况如图乙所示，出现这种情况的原因是：电流表正负接线柱接反了；
将电路改正后进行实验，当电压表的示数为2V时，图丙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数是 0.3A；电流表正负接线柱接反了。
6. (2019·聊城)如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω 1A”的A滑动变阻器和“50Ω 2A”的B滑动变阻器，电源电压为6V。
（1）本实验中应选择______滑动变阻器（选填“A”或“B”）。
（2）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大。
（3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是______。
A．断开开关，更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“右”或“左”）端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（5）实验中多次测量的目的是______。
A．测不同电压下小灯泡的实际功率
B．多次测量求平均值，减小误差
【答案】B ；C；右；0.45；A。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：
I== =0.25A，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，
变阻器分得的电压为：U'=6V－2.5V=3.5V，由欧姆定律可得此时变阻器连入的阻值R= = =14Ω＞10Ω，故选用“50Ω 2A”的滑动变阻器B；
（2）实验中滑动变阻器、电流表应串联在电路中，灯泡正常工作电流约0.25A，所以电流表应使用0~0.6A量程，由滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，所以应将其右下接线柱接入电路中，实物图如图所示；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没损坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（4）闭合开关，由图乙知，电压表量程0~3V，分度值0.1V，电压表示数为1.7V，小于灯的额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，由串联电路电压的规律，应增大灯的电压减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器分得的电压，应将滑动变阻器滑片向右端移动，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光；由图丙知，电流表分度值为0.02A，此时示数为0.18A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.18A=0.45W；
（5）灯泡两端电压不同时其实际功率不同，多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的实际功率，从而得到灯泡亮度也实际功率的关系。故选A。
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）C；（4）右；0.45；（5）A。
7．(2019·枣庄)在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供的器材有：6V的电源一个，2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）一个，电流表（0～0.6A，0～3A）和电压表（0～3V，0～15V）各一个，“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，开关一个，导线若干。
（1）通过估算，你应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）。
（2）闭合开关前，经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。
（3）连线好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（4）故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，小灯泡正常工作时的电阻是 Ω，（小数点后保留1位小数）
（5）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线，发现该图线不是一条直线，如图丙所示，其原因是温度升高，灯丝电阻 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】（1）A；（2）如上；（3）短路；（4）0.75；8.3；（5）增大
【解析】（1）由欧姆定律求出2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω0的额定电流，由串联电路的规律及欧姆定律求出灯正常发时变阻器连入的电阻确定选用的滑动变阻器；
（2）原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联；
（3）连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，根据小灯泡不亮，电压表无示数分析；
（4）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；由欧姆定律求出小灯泡正常工作时的电阻；
（5）灯的温度升高，灯丝电阻增大。
（1）2.5V的小灯泡，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=== 0.25A，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时变阻器连入的电阻：
R滑=== 14Ω，故选滑动变阻器是A；
（2）原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联，如下所示：
（3）连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡短路；
（4）故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W，由欧姆定律，小灯泡正常工作时的电阻是：
R=== 8.3Ω；
（5）如图丙所示，小灯泡的电流I与电压U的关系图线不是一条直线，其原因是温度升高，灯丝电阻增大。
8．(2019·深圳)如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为 4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物图连接完整（要求滑动变阻器的滑片 P 向 B 端移动时小灯泡变暗）。
（2）某小组连接好电路后，检查连线正确，但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是________。排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 P 到某处，电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片 P 向________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 2.5V，此时电流表的示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率为____W。
（3）测出小灯泡的额定功率后，某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，其原因是___________。
（4）若将小灯泡换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是________（填标号）。
A．探究电流与电压的关系
B．探究电流与电阻的关系
【答案】（1）如图所示；（2）①滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处 ②A ③0.8 （3）灯泡电阻随温度发生变化（4）A。
【解析】（1）滑动变阻器的滑片 P 向 B 端移动时小灯泡变暗，则说明电路中的电流变小，根据欧姆定律可知，滑动变阻器连入电阻变大，因此应将滑动变阻器的A连入电路，连线如图所示；
（2）闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光，说明电路中电路很大，电阻太小，因此原因应是在闭合开关前，滑动变阻器的阻值没有调到最大处；小灯泡的额定电压为2.5V，电压表此时示数为1.8V，因此应将使小灯泡两端的电压升高，则滑动变阻器两端电压应减小，根据串联电路分压规律，应减小滑动变阻器连入电阻，所以应将滑片向A端移动；当电压表的示数为 2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.32A，即为小灯泡的额定电路，小泡灯额定功率 P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（3）某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，是因为当电压发生改变后，通过灯丝的电流也会发生改变，灯丝的发热程度不同，灯丝的温度也会发生改变，导致电阻发生了改变；
（4）将小灯泡换成定值电阻，还可以完成的实验是探究电流与电压的关系，不能完成探究电流与电阻的关系，后者要多次改变电阻的大小，而只有一个电阻是无法完成的。
9．(2019·达州)实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W．从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ωg、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 （选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝ （用字母R0、I1、I2表示）。
【答案】（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10；（5）。
【解析】（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
从图象知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，由欧姆定律，灯的电阻为：
R1＝＝＝5Ω，同理，灯正常发光时的电阻为10Ω，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （灯的电阻）变大；
（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U－UV＝6V－2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A，选B；
若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：
I＝＝＝0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I1（Rx+R0），在②中，为R0的简单电路，由欧姆定律：
U＝I2R0，因电源电压不变，故：U＝I1（Rx+R0）＝I2R0，
Rx的表达式：Rx＝
10．(2019·凉山)某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验，电路如图甲所示，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端，目的是 。
（2）实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是 。
（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为 A，则小灯泡的额定功率为 W。
A
B
甲 乙
【答案】（1）A；保护电路；（2）电压表正负接线柱接反了；（3）B；0.32；0.8
【解析】（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处；
（2）电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，反之指针反向偏转；
（3）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的A端，目的是保护电路。
（2）实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是电压表正负接线柱接反了。
（3）灯在额定电压下正常发光，示数为2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A，灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W。
考点二：电流热效应实验
一、2021年真题
1．（2021·广西贵港市）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R1>R2。
实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；_______
（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______；电阻丝放出热量的多少，通过_______来进行判断。
（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入_______相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容_______水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高Δt1，在实验二中温度升高Δt1′，则Δt1′_____2Δt1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小______正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。
（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值_______的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为________（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。
【答案】如图；电流相等；温度计的示数变化；质量；小于；大于；不成；相同；。
【解析】（1）[1]变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示：
（2）[2]图1中，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相等。
[3]根据转换法知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。
（3）[4]为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体。
[5]因煤油比水具有较小的比热容，故用煤油比用水更容易看出温度的变化。
（4）[6][7]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；所以用电阻丝R1加热的煤油，温度升高Δt1′大于2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流不是正比例关系。
（5）[8]在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相等的电阻丝，可以探究两种不同液体的吸热性质。
[9]电阻丝产生的热量Q=I2Rt，不计热量损失，液体吸收的热量Q吸=Q=cmΔt，则c=。
2．（2021·贵州安顺市）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提出了下列猜想：
A．与通电时间有关
B．与电阻大小有关
C．与电压大小有关
D．与电流大小有关
实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题
（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：
①电阻丝产生的热量通过______的方式传递给火柴头；
②电阻丝产生的热量与通电时间______（选填“有关”或“无关”）；
（2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；
①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？______（选填“能”或“不能”）；
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行?______（填字母序号）
A．20Ω 30Ω B．15Ω 15Ω C．5Ω 25Ω
（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计______？请你说明理由______。
【答案】热传递；有关；能；C；不能；两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能；
【解析】（1）①[1]火柴头与电阻丝接触，闭合开关一段时间后火柴头燃烧，火柴头获得了能量，是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。
②[2]火柴头与电阻丝接触，闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧，说明电阻丝产生的热量与通电时间有关。
（2）①[3]相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，说明这根电阻丝在相同时间内产生的热量较多。
②[4]闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧，说明两根电阻丝产生的热量都不够多，可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比，故C符合题意。
（3）[5][6]改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联，这样虽然控制了两电阻丝两端电压相同，但是却没有能控制流过电阻丝的电流相同。
3．（2021·甘肃中考真题）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。
（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系。
【答案】煤油；温度计的示数；电阻；不同；电流。
【解析】（1）[1]两个烧瓶中应装入质量和初温相同的煤油，因为煤油的比热容较小，在吸收较少热量，便能升温较明显。
[2]实验中，可通过观察温度计的示数来比较电流通过导体时产生热量的多少，因为导体产生的热量不同，烧杯中煤油吸收的热量也不同，则温度计示数也不同。
（2）[3]图甲中，两电阻不同的电热丝串联在电路中，则通过电热丝的电流相同，那么探究的是电流通过导体产生热量与电阻的关系。
（3）[4][5]图乙中，两个阻值相同的电热丝分别与电流表和滑动变阻器串联后，再并联在电路中，那么应调节变阻器的滑片让两个电流表的示数不同，即通过两电热丝的电流不同，这样便可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
4．（2021·黑龙江绥化市）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是_____________（填序号）。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，_____________越大，产生的热量越多。
（3）图中U形管_____________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的_____________不同。
（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：_____________。
【答案】液面的高度差（或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分）；①；电阻；不是；电流；电阻R3断路。
【解析】（1）[1]如果电流通过导体产生的热量越多，透明容器中空气膨胀程度越大，U形管中液面的高度差越大，所以我们可以通过U形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少，这种方法称为转换法。
[2]在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，我们是通过水平面物块被推出的距离来反映动能大小的，也用到了控制变量法，故选①。
（2）[3]通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧导体产生热量多，因为右侧电阻大，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
（3）[4]图中U形管下端连通，但上端不开口，不是连通器。
[5]乙图中透明容器中电阻相等，是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系，所以应该改变电流，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的电流不同。
（4）[6]左右两侧U形管液面上升高度相同，说明电阻产生了热量一定有电流经过，且产生的热量相同，因为透明容器中的电阻相同，说明电流相同，所以故障可能是电阻R3断路。
5．（2021·黑龙江中考真题）如下图所示，在研究电热与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
（1）左侧密闭容器内电阻丝阻值为，右侧密闭容器外部，将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为______，才能符合实验研究的要求；
（2）在第（1）问实验中测得，左侧容器内电阻丝的电流大小为，则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______；形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化，左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差，说明：___________；
（3）本实验是研究电流的_______效应，从能量转化的角度分析，是______能转化为______能。
【答案】电阻；5；0.25；当电阻相同时，电流越大，产生的热量越多；热；电；内。
【解析】（1）[1]由图得，右侧容器中电阻丝与的电阻并联后，与左侧的电阻丝串联，故左侧密闭容器内电阻丝的电流大于右侧密闭容器内电阻丝的电流。[2]当电流不同时，应控制电阻相同，研究电热与电流的关系，故右侧容器内电阻丝的阻值应为。
（2）[3]由串、并联特点可知，右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为
[4]电阻产生热量越多，密闭空气温度越高，密闭空气受热膨胀越严重，空气压强越大，形管中液面高度差越大。左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差，说明左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多。因此可得：当电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
（3）[5][6][7]本实验研究的是电阻产生热量的多少与电流大小的关系，电阻消耗电能产生热量，是电流的热效应。
6．（2021·浙江嘉兴市）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
（项目任务）制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1L
功能：①加热；②保温；
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。
（方案设计）为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1
（器材选择）若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆?（_________）[Q吸=cm（t-t0），c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（方案反思）有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议_______。
（项目制作）…
【答案】如图；60.5Ω；见解析。
【解析】[1]方案一中，两个开关都闭合时，只有R1的简单电路，此时电路的电阻最小，由可知电路的电功率最大，处于加热状态，闭合开关S时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知电路的电功率最小，处于保温状态；设计方案二：闭合开关S时，只有R2的简单电路，电路的电阻最大，由可知电路的电功率最小，处于保温状态，两个开关都闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由可知电路的电功率最大，处于加热状态，如图所示：
[2]水的质量m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
因为Q吸=W电，W电=Pt
电功率为
由得加热电阻的阻值
[3]从安全角度分析：可以在加热的支路上增加温度控制开关。
7．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是______；
(3)通过对比观察，______（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越______导体产生的热量越多。
【答案】电流；转换法；甲；越大。
【解析】(1)[1]乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)[2]甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。
(3)[3][4]在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
二、2020年真题
1．（2020•鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 ；
（3）通过对比观察， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
【解析】（1）乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
（2）实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（3）由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，通过甲的电阻的电流大；
由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
故答案为：（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
2．（2020•广州）我们用图中的装置进行实验，根据现象可推断定值电阻R1和R2的大小关系。
（1）定值电阻R1和R2分别加热容器内的油（甲瓶中的油比乙瓶中的多）。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，观察到甲温度计升温比乙温度计多。该过程电阻产生的热量全部被油吸收。根据上述实验可得“R1产生的热量比R2多”，依据是 。
（2）根据上述信息，可判断R1 R2（选填“＞”“＝”“＜”）。
【答案】（1）甲瓶中油吸热多；（2）＞。
【解析】（1）甲瓶中的油比乙瓶中的多，即m甲＞m乙，工作相同时间，油均未沸腾，且甲温度计升温多，即△t甲＞△t乙，
由Q＝cm△t可知，瓶中油吸热多，而电阻产生的热量全部被油吸收，所以R1产生的热量比R2多；
（2）由图知，两电阻串联，所以通过它们的电流相等，通电时间相同，R1产生的热量比R2多，由Q＝I2Rt可知，R1＞R2。
故答案为：（1）甲瓶中油吸热多；（2）＞。
3．（2020•北京）某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为R1和R2的电阻丝（R1＜R2）。
（1）该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与 是否有关。
（2）该实验中，电流通过导体产生热量的多少用 来反映。
【答案】（1）电阻；（2）温度计示数的变化。
【解析】（1）如图，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（2）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的变化大小可知温度升高的多少；
故答案为：（1）电阻；（2）温度计示数的变化。
4.（2020·广东）如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的______（选填 “多”或“少”）。
【答案】(1)电阻；(2)转换；(3)少。
【解析】[1]由图知，两电阻的阻值不同，串联于电路中，通过两电阻的电流相等，通过时间相等，故探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。
[2]在实验中无法直接测量电流通过导体产生热量，通过U形管内液面高度差的大小来判断电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫做转换法。
[3]通电一段时间后，左侧的电阻小于右侧的电阻，通过两电阻的电流相等，由焦耳定律知，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少。
5.（2020·鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是______；
(3)通过对比观察，______（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越______导体产生的热量越多。
【答案】(1)电流；(2)转换法；(3)甲；(4)越大。
【解析】(1)[1]乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)[2]甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。
(3)[3][4]在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
三、2019年真题
1．（2019·齐齐哈尔）如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前，两侧U形管中水面相平，深度均为8cm，则8cm深水柱产生的压强为 Pa。通电后，当电路中电流为0.8A时，通电时间50s，电阻R2产生的热量为 J。
R1
R2
【答案】800；320。
【解析】根据p＝ρgh求出水柱产生的压强；根据Q＝I2Rt求出电流通过R2产生的热量。
由题知，水的深h＝8cm＝0.08cm，
所以产生的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；
由图知，两电阻丝串联，所以通过R2的电流为0.8A，R2＝10Ω，通电时间t＝50s，R2产生的热量：Q2＝I2R2t＝(0.8A)2×10Ω×50s＝320J。
2．（2019·天门）如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与 的关系。通电一段时间后，左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为 。
【答案】电流；4︰1。
【解析】（1）实验装置中，一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即I右＝I左；两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左＝I1+I2，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1＝I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半，即这是研究电流产生的热量与电流的关系；
（2）右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，左侧的电流是右侧电流的2倍，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4︰1。
3．(2019·东营)如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线” D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。
【答案】（1）属于（2）电流；电阻（3）U形管液面高度；BD（4）2；400（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。
【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。
4．(2019·潍坊)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，通电一段时间，
______（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多；
（2）通过观察乙图中的实验现象，可知______（选填“c”或“d”）容器中电阻丝的阻值大。
【答案】（1）电流；a；（2）d
【解析】（1）图甲装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左=I内+I外，所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，通电一段时间，由Q=I2Rt知，a容器中电流产生的热量多；
（2）乙图中，右侧U型管中液柱上升幅度更大。根据串联电路的电流特点可知，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt可知，通电一段时间后，装置d容器内电阻大，产生的热量多。
5．(2019·嘉兴)某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多。
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 ▲ （写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 ▲ 。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： ▲ 。
【答案】 （1）通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少（其它合理也给分）。（2）保持前后两次电阻的大小相同。（3）电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多（其它合理也给分）。
【解析】（1）热量看不到，摸不着，且没有测量仪器将它准确的测量出来，但是可以借助玻璃管内液面的高度变化判断吸热的多少，这种方法叫转换法；
（2）电流产生的热量与电流大小和电阻、时间有关；要探究电热与电流的关系，就必须控制电阻和时间相同；
（3）电水壶和导线串联，电饭锅也和导线串联，这时电流相同，当水烧开，饭蒸熟时，导线几乎没有发热，因此可以猜想电热与导体电阻大小有关。
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有：通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少；
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是保持前后两次电阻的大小相同；
（3）科学研究倡导有依据的猜想，生活中支持猜想二实例：电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多。
6．(2019·长春)在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2（R1＜R2）串联接到电源两端．电阻丝R1和R2串联的目的是保证 相同，U型管中液面高度的变化反映 。
（2）通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与 有关。
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）
【答案】（1）电流 电阻丝产生的热量的多少（2）电阻（3）大
【解析】（1）电路串联能保证电流大小相等；实验运用了转换法，将想观察的“产生热量多少”通过气体的热胀冷缩转换成了“U形管两端液面高度差的变化”．
（2）实验中控制的变化量只有电阻大小不同，而目的就是为了使电压相同情况下电流大小不同，实验证明电流大小确实对产生热量的多少有所影响。
（3）当R2并联了一个电阻后，干路的总电流增大了，因此通过R1的电流也增大了，相同时间产生的热量变多，液面高度变化变大。
故答案为：（1）电流；电阻丝产生的热量的多少；（2）电阻；（3）大
7．(2019·攀枝花)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 （填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。
【答案】（1）液面高度差；转换法；（2）电流；（3）C。
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但电阻丝对容器中的空气加热时，空气温度升高体积膨胀，引起U型管中液柱高度的变化，所以通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（3）图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，所以，I左＞I内，容器内的电阻值都是5Ω，通电一段时间，由Q＝I2Rt知，C容器中电流产生的热量多。
8. (2019·绍兴)在验证焦耳定律（Q=I²Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电路连接情况（已知R甲
实验电路
玻璃管内液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
⑴________
B
液面都上升，且△h甲<△h乙
电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就⑵________
电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都上升，且△h甲⑶________△h乙
电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多
⑷________
【答案】 两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R定性关系；越多；>；两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
【解析】（1）电流通过导体产生的热量与电阻成正比，既然液面高度不变，说明根本没有热量产生；观察电路A可知，这时电阻根本没有接入电路；
（2）两个电阻串联，通过它们的电流和通电时间都相同，根据液面的高度变化量可以推得产生热量的多少；
（3）当两个电阻并联时，电压相等，根据公式P=可知，甲产生的热量多，自然液面上升的高度就比乙上升的大；但是根据控制变量法的要求，探究电阻对热量的影响，必须控制电流相等，而此时没有做到。
实验电路
玻璃管内液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
⑴两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
B
液面都上升，且△h甲<△h乙
电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就⑵ 越多
电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都上升，且△h甲⑶____＞____△h乙
电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多
⑷_两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 。
9．(2019·昆明)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2。
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系：
（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制________；电阻丝放出热量的多少，通过________来进行判断：
（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1________△t2（选填“大于”，“等于”或“小于”）
实验二：探宂电流产生的热S与电流的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高△t1ˊ（或△t2ˊ________2△t1（或2△t2）（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的________正比例关系。
（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是．
【答案】（1）如图；（2）电流相等；温度升高的示数 （3）大于 （4）大于 不成正比 （5）两瓶煤油的质量大小是否相等。
【解析】（1）根据左图，将两电阻丝串联，变阻器左下接线柱连入电路中，如答图所示：
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流相等；根据转换法，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的；
（3）闭合开关，因电流和通电时间相同，R1>R2，根据Q=I2Rt可知，经过一定时间，R1产生的热量多，根据△t=可知△t1大于△t2；
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；
根据△t=可知，用电阻丝R1(或R2)加热的煤油，温度升高量△t′1( (或△t′2)大于2△t1(或2△t2)，该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系。
（5）这个实验产生误差的主要原因是：两瓶中煤油的质量是否相等或两温度计的准确性是否一致。
专项六 测量电功率 电流热效应实验（解析版）
考点一：测量电功率
一、2021年真题
1．（2021·江苏中考真题）有一个阻值未知的定值电阻Rx（阻值6Ω~10Ω）和一个标有“0.3A”字样的小灯泡（阻值约为10Ω），要求测出Rx的阻值和小灯泡的额定功率。
（1）图甲是小明用伏安法测量Rx阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器规格是“10Ω 2A”。
①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”，并在图上改正______（所画的导线不能交叉）。
②改正电路后，正确操作，当电压表示数为1.8V时，电流表的示数如图乙所示。则Rx阻值为______Ω。
（2）小华利用图丙所示实物电路测出了小灯泡的额定功率。电阻箱R1的规格是“0～999.9Ω”，电源电压约为6V。请在空白处填上适当内容。
①断开S2，闭合S1，调节电阻箱和滑动变阻器，直到______，记下此时电阻箱的阻值。
②断开S1，在M、N间接入一个元件后，正确操作可以完成测量任务，以下四个元件：
a.一根导线；b.5Ω电阻；c.30Ω电阻；d.电阻箱，其中符合要求的有______（填字母），操作过程中，______（选填“需要”或“不需要”）调节滑动变阻器。
【答案】如图；7.5；电流表示数0.3A；abcd；不需要。
【解析】（1）[1]电流表应和待测电阻串联，电压表应和待测电阻并联，待测电阻和变阻器串联。
[2]电流表小量程，分度值0.02A，电流0.24A，待测电阻为
（2）[3]此时为串联电路，调节电阻箱和滑动变阻器，直到电流表示数0.3A，此时灯泡正常发光。
[4][5]断开S1，不调节变阻箱和变阻器，接入导线，读出电流表示数，根据和电源电压6V，可计算出R0和变阻器接入电路的电阻，再根据第一次电流0.3A，可计算灯泡正常发光的电压，从而计算灯泡额定功率；接入5Ω或30Ω电阻，读出电流表示数，根据U=IR可计算定值电阻分压，从而计算出R0和变阻器分压，根据计算R0和变阻器电阻，再根据第一次电流0.3A，可计算灯泡正常发光的电压，从而计算灯泡额定功率；利用等效替代法，在M、N间接入一个电阻箱，闭合S2，使电流表示数等于0.3A，此时新接入电阻箱电阻等于灯泡电阻，可通过P=I2R计算灯泡电功率，故选abcd，同时不需要调节滑动变阻器。
2．（2021·内蒙古通辽市）在“测量小灯泡正常发光时的电阻”实验中小亮已连接的部分电路如图甲所示，小灯泡的额定电压。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整_______（要求：滑动变阻器滑片P向右移动时电阻变大）。
（2）实验中除保护电路外滑动变阻器另一个作用是_______。闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，造成电路故障的原因是__________。
（3）排除故障后，当实验中小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为______（结果保留一位小数）。
（4）另一组的同学设计了图丙所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，电源电压未知但恒定不变，和为滑动变阻器，的最大阻值为，请你将实验步骤补充完整。
①只闭合开关S、调节，使电压表的示数为；
②只闭合开关S、，________，使电压表示数仍为；
③接着将的滑片P调至最左端，记下电压表的示数，再将的滑片P调至最右端，记下电压表的示数，则小灯泡额定功率表达式______（用、、、表示）。
【答案】如图；调节灯泡两端的电压；灯泡断路；12.7Ω；调节R1 ；。
【解析】（1）[1]滑动变阻器的滑片P向右移动时电阻变大，故滑片P以左的电阻丝应连入电路中；滑动变阻器应接A接线柱，把滑动变阻器串联接入电路，如图所示：
（2）[2]滑动变阻器的基本作用是保护电路，本实验要测量小灯泡正常发光时的电阻，故还可以调节灯的电压（使灯的电压为额定电压）。
[3]闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，电压表示数接近电源电压，则电压表并联的部分断路，故电路故障的原因可能是灯泡断路。
（3）[4]当小灯泡正常发光时，灯泡两端的电压为3.8V；由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯泡电阻R==12.7Ω
（4）①闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2，使灯泡两端电压为额定电压U额，灯正常光；
②[5]保持变阻器R2的滑片位置不动，只闭合R1所在支路，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，根据等效法，此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻大小等于灯正常发光时的电阻大小，即R1=RL；
③[6] 为求出此时滑动变阻器R1使连入电路中的电阻，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，根据串联电路电压的规律和欧姆定律有=
解得R1=R0-----①
小灯泡额定功率的表达式P额=------②
由①②得P额=。
3．（2021·辽宁中考真题）测量小灯泡电功率。
（1）小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L1电功率时，选择了电压恒定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
①图甲中有一根导线尚未连接，请你用笔画线代替导线将电路补充完整______。正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最______（填“左”或“右”）端。闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，则电路出现的故障可能是滑动变阻器______。
②排除故障闭合开关，适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值______（填“变大”或“变小”）。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示为______A，小灯泡的额定功率为______W。
③继续调节滑动变阻器的滑片，多次实验，小明发现灯丝的电阻是随功率变化的，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的实际功率______（填“大于”、 “小于”或“等于”）额定功率。
（2）小明设计了如图丁所示的电路，用一个电压表或电流表，测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，已知定值电阻的阻值为R0、电源电压未知。请你完成下面的步骤。
①将______（填“电压表并联在ab间”、 “电流表串联在a点”或“电流表串联在b点”），只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电表的示数为______，灯泡正常发光；
②只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置______（填“保持不动”、 “向右移动”或“向左移动”）读出电表的示数U或者是I；
③小灯泡L2的额定功率表达式为P额=______。
【答案】如图；右；断路；变小；0.4；1；大于；电流表串联在b点；；保持不动；。
【解析】（1）①[1]电压表和灯泡并联，如图所示：
[2]为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处，即最右端。
[3]闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转，说明电路中出现断路，可能是滑动变阻器断路。
②[4]适当调节滑动变阻器的滑片，电压表的示数如图乙所示，电压表的量程是0~3V，电压表的示数是2V，小灯泡的额定电压是2.5V，为了测量小灯泡的额定功率，应使滑动变阻器连入电路的阻值变小。
[5][6]由图丙可知，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是0.4A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W
③[7]小灯泡正常发光时的电阻
温度越高，小灯泡越亮，小灯泡功率越大，小灯泡的电阻越大，当小灯泡的电阻为8Ω时，小灯泡的温度比正常发光时温度高，小灯泡的实际功率比额定功率大。
（2）①[8][9]测量额定电压为U额的小灯泡L2的额定功率，电流表串联在b点，只闭合开关S和S1，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为 。
②[10]只闭合开关S和S2，变阻器滑片位置保持不动，此时电流表测量灯泡和定值电阻R0的总电流，读出电表的示数I，灯泡的额定电流为I额=I-
③[11]小灯泡L2的额定功率表达式为P额=U额I额=U额(I-)。
4．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示，小明在做“测量小灯泡电功率”的实验。实验室有如下器材：电源（设电压恒为6V不变）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝的电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为R1“10Ω1A”和R2“30Ω0.5A”的滑动变阻器各一个，导线若干。
（1）连接电路时，小明应选用规格为______（选填“R1”“R2”）的滑动变阻器；
（2）连接好电路后，闭合开关前，在甲图中滑动变阻器的滑片P应置于______端（选填“A”或“B”）；闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡发生______（选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向______（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为______V；通过实验，小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（4）由图乙可知，小灯泡灯丝电阻大小的变化可能与______有关。
【答案】R2；A；短路；B ；2.5；0.625W；灯丝温度。
【解析】（1）[1]小灯泡正常发光时的电流
电源电压U=6V，此时滑动变阻器两端电压
此时滑动变阻器接入电路中的电阻
所以连接电路时，应选用R2接入电路。
（2）[2]闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值处，图甲中滑动变阻器选用右下接线柱接入电路，所以滑片应置于最左端，即滑片应置于A端。
[3]小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明电压表被短路了，即小灯泡发生了短路。
（3）[4][5]想测量小灯泡的额定功率，需调节滑片使小灯泡两端电压为2.5V，根据串联电路分压规律，判断应将滑动变阻器接入电路中的电阻调小，所以滑片P应向B端移动直到电压表的示数为2.5V。
[6]由乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，流过小灯泡的电流为0.25A。小灯泡的额定功率；
（4）[7]小灯泡的电阻受灯丝温度的影响。
5．（2021·浙江杭州市）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。
（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整______；
（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 ______V。接下来调节滑动变阻器的滑片向 ______（选填“A”或“B”）端移动，直至小灯泡正常发光。
【答案】如图；2.3；B。
【解析】（1）[1]根据电路图可知，电流表串联接入电路中，电压表并联到灯泡的两端，实物图如图所示：
。
（2）[2][3]电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.3V，而额定电压为2.5V，故应使小灯泡两端的电压增大，就应该让滑动变阻器两端的电压减小，就必须把滑动变阻器的阻值调小，即滑片向B端移动，使电压表示数为2.5V。
6．（2021·湖南常德市）小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率，被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右，实验室有如下器材：电源（U＝6V），电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器、电阻箱各一只，单刀单掷、单刀双掷开关各一个，导线若干。
（1）图甲是小明刚连好的实物图，实验前小华帮他检查了一遍，发现有两处不合实验规范。请你指出来：①______；②______。
（2）完善电路后，闭合开关，小明改变滑动变阻器的阻值测量出了5组数据，并描点画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（3）实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______。
A．10Ω 3A B．30Ω 1A C．60Ω 1A
（4）在实验过程中，电压表发生故障，小明和小华增加一只电阻箱和一个单刀双掷开关设计出了丙、丁两种电路图，则能测出小灯泡额定电功率的是______。
【答案】闭合开关前滑片P没有处于阻值最大处；电流表所选量程太大；0.625；B；丙。
【解析】（1）[1][2]为了保护电路，闭合开关前，滑片P没有处于阻值最大处；小灯泡的电流在0.3A作用，不会超过0.6A，故电流表的量程选择的太大了。
（2）[3]测量小灯泡的额定电功率，需要选择小灯泡的额定电压，额定电压为2.5V，此时的电流为0.25A，故小灯泡的额定电功率为
小灯泡的额定电压为。
（3）[4]电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，则滑动变阻器需要分担的电压为
则滑动变阻器的最小阻值为
再尽可能的选择小电阻，故选B。
（4）[5]选择丙，开关S2接a，调节滑动变阻器，使电流表的示数为0.25A，小灯泡正常发光，保持滑动变阻器位置不动，开关S2接b，调节电阻箱，使电流表的示数为0.25A，则通过电阻箱和电流表就可以求出额定电压，即可求出小灯泡的额定电功率。
7．（2021·湖北十堰市）小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）______。
（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 ______。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 ______W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 ______。
（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻Rx的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U额和测得的额定电流I额，设计如图丙所示电路，测出Rx的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。
①先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 ______；
②再断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；
③待测电阻Rx＝______（用所测物理量和已知物理量符号表示）
【答案】如图；在连接电路时，开关没有断开；1.14；大；U额；。
【解析】（1）[1]滑动变阻器要串联接入电路，接线柱要一上一下连入电路，要求滑动变阻器滑片向右移动时小灯泡变亮，所以滑动变阻器右下侧的接线柱连到灯泡的右端，因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择的是大量程0~15V，并联到小灯泡两端，如图所示：
（2）[2]如果在连接电路时，开关没有断开，则会出现在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，这种连接电路的方式是错误的。
（3）[3]如图乙所示，电流表选择的是小量程0~0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数为0.3A，当小灯泡正常发光时，小灯泡的额定功率为P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
[4]电压表与小灯泡并联测量小灯泡两端的锻压，测量值是准确的，电流表实际测量的是通过小灯泡与电压表并联的总电流，由并联电路电流规律可知，电流表的示数大于通过小灯泡的电流，根据P=UI可知，所测小灯泡的额定功率偏大。
（4）①[5]先闭合开关S、S1，调节滑动变阻器滑片使电压表示数等于小灯泡的额定电压为U额。
③[6]因为断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U，则加在Rx电阻两端的电压为U-U额，小灯泡和电阻Rx串联，则流经电阻Rx的电流为I额，待测电阻Rx的阻值为。
8．（2021·广西南宁市）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压有4V、6V、8V、10V、12V可选，待测小灯泡标有“6V”字样。小华按图甲连接电路，再将电压表接入电路。
序号
电压表示数U/V
电流表示数I/A
小灯泡功率P/W
1
1.6
0.30
2
0.42
3
4.0
0.53
（1）本实验的实验原理是______。
（2）实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于______（选填“A”或“B”）端。
（3）小华检查电路连接无误后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，接下来应该观察的是_______。
（4）排除故障后，小华闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在上表的序号1中。接着，先后将滑片P移到R1中间某处及另一端，将相应的电压表和电流表示数分别记录在上表序号2、3中。
①序号2数据中，电压表示数如图乙所示，为______V；
②分析数据可知，实验中小华将电压表接在______（选填“小灯泡”或“R1”）两端。
【答案】P=U；A；电流表是否有示数；2.5；R1。
【解析】（1）[1] 伏安法测量小灯泡的电功率的实验原理是P=UI。
（2）[2]实验前应将滑动变阻器R1的滑片P置于最大阻值处的A端。
（3）[3]小华检查电路连接无误后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，接下来应该观察的是电流表是否有示数，如果有示数，且电流表指针偏转的角度过小，说明滑动变阻器此时接入电路的阻值过大，接下来应该移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使小灯泡正常发光。
（4）①[4]序号2数据中，电压表示数如图乙所示，电压表选择的是小量程的0~3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为2.5V。
②[5]因为小灯泡的额定电压为6V，分析数据可知，电压表的示数都达不到小灯泡的额定电压值，所以实验中小华将电压表接在R1两端。
9．（2021·四川眉山市）在测量额定电压为小灯泡额定功率的实验中，电源电压恒定不变。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P小灯泡亮度变暗；_______
（2）实验过程中，某小组的同学将所测得相关数据和现象记录如下表：
物理量次数
电压
电流
灯泡亮度
灯泡实际
电功率
灯泡电功率的
平均值
1
0.5
0.18
不亮
2
1
0.2
发暗光
3
2
0.3
发较亮光
4
2.5
0.32
正常发光
5
2.8
0.34
发光强烈
①小灯泡的额定功率为_______；
②表格中有一处设计不合理，请指出不合理的设计是_______；
③分析表中数据还发现灯丝电阻跟_______有关。
（3）测量额定电压为的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图乙所示的电路（为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。
①断开开关，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为_______时，小灯泡恰好正常发光；
②保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关，断开开关，记下电流表示数为；
③推导出小灯泡L的额定功率表达式_______（用物理量、和表示）。
【答案】如图；0.8；灯泡电功率的平均值的一栏；温度；；。
【解析】（1）[1]将图甲中电路连接完整，要求实验时向右移动滑片P，小灯泡亮度变暗，说明接入的电阻阻值需要变大，总电阻需要变大，电流需要变小，故滑动变阻器需要接到下面的接线柱，向右滑时，电阻变大，电流变小，灯泡变暗，故用一根导线将滑动变阻器的左端的下面的接线柱和和电流表的负接线柱，故如下图所示：
。
（2）[2][3][4] 小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为0.8W；不合理的是求灯泡电功率的平均值的一栏，因为不同电压下，不同的电功率，求平均功率没有任何意义；分析表中数据还发现灯丝电阻跟温度的关系，因为电压变大，实际功率变大，灯泡变亮，温度变高，电阻变小。
（3）[5][6] 断开开关，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，定值电阻和灯泡并联，此时电流表测量定值电阻的电流，为了测量小灯泡的额定电压，故可以用电流表的示数和定值电阻组合成电压表，为了测量额定功率，故需要灯泡为额定电压，故此时的电流为
故此时的电流为；保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关，断开开关，记下电流表示数为，此时灯泡和定值电阻仍然并联，电流表测干路电流，那么通过灯泡的额定电流为
那么小灯泡的额定功率为
故小灯泡的额定功率为。
10．（2021·山西中考真题）“圆梦”学习小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（导线不得交叉）______。（其他接法合理即可）
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表指针不动。但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是______
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，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是______W。
（4）小组的同学在实验中又测出了几组数据，请你帮他们设计一个实验记录表______。
【答案】如图；开关接触不良；0.7。
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
【解析】（1）[1]伏安法测功率常规电路图，要求滑动变阻器接一上一下，如图
（2）[2]闭合开关，发现电流表指针不动，说明电路存在断路的情况，其中用手按住开关后接通，说明可能是开关闭合时接触不良。
（3）[3]电流表选小量程，分度值为0.02 A，电流表的示数为0.28 A，则小灯泡的额定功率是
（4）[4]根据需要记录和需要计算的物理量设计实验表格，如图
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
11．（2021·湖南长沙市）实验室有两种不同规格的灯泡，它们的额定电流均为0.3A，额定电压分别为3V和2.5V，在某次测量小灯泡电功率的实验时，老师发现实验室有两个灯泡上额定电压的字样均模糊不清，老师要小伟和小雪通过实验分辨出这两个小灯泡。
（1）小伟将一个灯泡连接好如图甲所示的电路，正准备闭合开关，小雪指出他的电路有一处不妥，请指出电路中的不妥之处：______；
（2）改正错误后，小伟闭合开关移动滑片，使电流表的示数为0.3A，电压表的示数如乙图所示，则这个小灯泡的额定功率为______W；
（3）小伟准备用相同的方法分辨另一个小灯泡，而小雪采取了丙图所示的方法分辨这两个小灯泡，闭合开关后，她调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.3A，这时她发现L1比L2更亮一些，则L1的额定电压为______V。
【答案】滑动变阻器没有处在最大值；0.75；3。
【解析】（1）[1]电路闭合开关前，滑动变阻器应处在最大值，甲图滑动变阻器没有处在最大值，应将滑片滑到最右端。
（2）[2]图乙电压表接小量程，分度值为0.1V，电压表的示数为2.5V，则这个小灯泡的额定功率
（3）[3]丙图所示的方法中，两个小灯泡串联，闭合开关后，她调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为0.3A，这时她发现L1比L2更亮一些，说明L1两端的电压大，根据串联分压可知L1的电阻大，由可知，额定电流均为0.3A，额定电压分别为3V和2.5V的灯泡中，额定电压为3V的灯泡电阻大，所以L1的额定电压为3V。
12．（2021·四川广安市）某物理实验小组在“测量小灯泡电功率”的实验中，选用器材连接了如图甲所示的电路，其中电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10），电流表有“0~0.6A”、“0~3A”两个量程，电压表有“0~3V”、“0~15V”两个量程。
（1）请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接，注意导线不能交叉。（______）
（2）实验小组闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表和电压表均无示数，若电路中仅有一处故障，则故障原因不可能是___________。
A．电流表断路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器断路
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察两电表示数，记录数据。实验小组根据实验数据绘制的图像如图乙所示，根据图像可计算出小灯泡的额定功率是________W。
（4）实验小组发现小灯泡的图像不是一条直线，原因是小灯泡的电阻随________变化而变化。
【答案】如图；B；0.625；温度。
【解析】（1）[1]测量小灯泡功率实验使用的是伏安法，所以应将滑动变阻器、电流表、小灯泡串联在电路中，电压表并联在小灯泡两端，因为小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10，所以小灯泡正常工作时的电流约为0.25A，故电流表量程选择0~0.6A，从电源正极开始依次连接电路即可，如图所示：
（2）[2]因为闭合开关后，小灯泡不亮且电流表无示数，所以可以初步判断电路中某处发生了断路，又因为电压表无示数，所以电压表两接线柱到电源两端的连线部分有断路故障，所以故障有可能为电流表断路、滑动变阻器断路、开关接触不良，不可能是小灯泡断路，因为如果小灯泡断路，且故障只有一处的，那么电压表此时可以测量电源电压，所以有示数，这与实际情况不符，所以不可能为小灯泡断路，故选B。
（3）[3]由题干信息可知，小灯泡的额定电压为2.5V，对应乙图可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，根据可知，小灯泡的额定功率为
（4）[4]小灯泡在发光的过程中，由于电流做功，灯丝的温度上升，所以不同电流下，小灯泡灯丝的温度不同，从而使得电阻不同，所以小灯泡的电压电流关系图像不是一条直线。
13．（2021·江苏苏州市）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为4.5V。
（1）用笔画线代替导线，将电路连接完整______；
（2）连接好电路闭合开关后，发现灯泡不亮，检查电路发现电压表、电流表均有示数，则接下来的操作应是______；
（3）问题解决后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.3V时，为了让灯泡正常发光，此时应将滑片向______（左/右）侧移动；
（4）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为______W；
（5）下表是实验中测量的几组数据，其中一个电流数据有误，此数据为______；
U/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I/A
0.2
0.25
0.28
0.37
（6）要完成上述表中数据测量，实验中滑动变阻器的总阻值至少为______Ω；
（7）小明打算只利用两电表中的电流表来测量小灯泡的额定功率，他增加了一个阻值为10Ω的定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示电路，请将电阻R0、电流表和灯泡的符号填入虚线框中便其能完成实验______。
【答案】如图；移动滑片，观察灯泡是否发光；右；0.75；0.37；17.5；如图。
【解析】（1）[1]在测量小灯泡的电功率时，所用的电路应是串联电路，而滑动变阻器上边的接线接任一端都可以，对变阻器接入电路的阻值大小无影响，而电压表应并联在小灯泡两端，所以电路连接如下：
（2）[2]闭合开关，灯泡不亮，但电压表、电流表均有示数，说明电路中无断路，小灯泡也无短路，那么可能是滑动变阻器接入电路的阻值过大，造成电路中的电流过小。所以应移动滑片，观察灯泡的发光情况。
（3）[3]小灯泡的额定电压为2.5V，而电压表示数为2.3V时，比小灯泡的额定电压小，据串联电路的分压特点，应移动滑片让变阻器接入电路的阻值变小，分去的电压变小，直到电压表的示数为2.5V。所以应向右移动滑片。
（4）[4]由图乙知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A。那么小灯泡的额定功率P=ULI=2.5V×0.3A=0.75W
（5）[5]由表格数据知，前四组对应的电压与电流的比值分别为5、6、7.1、8.4，即电压增大时，电压与电流的比值也增大，而第五组数据中电压与电流的比值为8.1，比8.4小，那么此组数据的电流0.37A有误。
（6）[6]实验探究中，当电压表的示数最小时，即小灯泡两端的电压最小时，变阻器分去的电压最大，此时变阻器接入电路的阻值最大为
所以实验中变阻器的总阻值至少为17.5Ω。
（7）[7]按题意，应将定值电阻与小灯泡并联后再与滑动变阻器串联在电路中，通过两个开关的通断来控制电流表所测量的电流。当开关S1断开、S2闭合时，电流表测定值电阻R0支路的电流，调节变阻器的滑片，让电流表的示数为0.25A，则小灯泡两端的电压U1=I1R0=0.25A×10Ω=2.5V
保持滑片位置不变，将开关S2断开、S1闭合，此时电流表测干路的电流，记下电流表的示数为I总，据并联电路的电流特点，可求得通过小灯泡的电流，然后据P=UI求出小灯泡的额定功率，所以作图如下：
14．（2021·山东济宁市）小明在测量小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V电阻约为5Ω。
（1）闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于______（选填“A”或“B”）端；
（2）闭合开关、滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示。要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向______（选填“A”或“B”）端移动；
（3）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图1所示的图像。由图像可知______，小灯泡的额定功率P额=______W；
（4）小明打算增加个阻值为R0的电阻，用图2所示的电路测量小灯泡的电功率。闭合开关S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为U1，保持滑片位置不动，只断开开关S1，闭合开关S2，记下电压表的示数为U2，则小灯泡的电功率为______。（用已知字母表示）
【答案】A；B；电阻随电压的增大而增大；1.25；。
【解析】（1）[1]闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处的A端。
（2）[2]闭合开关、滑片移动到某位置时，电压表的示数如图乙所示。电压表选择的是小量程0~3V，分度值为0.1V，电压表的读数为1.7V，因为，小灯泡的额定电压为2.5V，要增大电压表的示数，想要获得小灯泡额定功率的数据，应该减小滑动变阻器接入电路的阻值，滑片P应向B端移动。
（3）[3]由图像1可知，像灯泡两端的电压为0.5V、1.0V、2.5V时，流经小灯泡的电流分别是0.2A、0.3A、0.5A，根据欧姆定律的，小灯泡的电阻分别是
由计算可知，小灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻也增大，故可得到的结论为：电阻随电压的增大而增大。
[4]小灯泡的额定功率为P额=U额I额=2.5V×0.5A=1.25W
（4）[5]闭合开关S、S1，移动滑片P，使电压表的示数为U1，即小灯泡两端的电压为U1。保持滑片位置不动，只断开开关S1闭合开关S2记下电压表的示数为U2，定值电阻两端的电压为U0=U2-U1
流经定值电阻的电流为
则小灯泡的电功率为。
15．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州）某同学做测定小灯泡的电功率实验时，用三节干电池供电，灯泡额定电压为2.5V。
（1）根据实际情况，电压表的量程应选择______（选填“0-3V“或“0-15V“），请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整______；
（2）按照原理图连接好电路，如果使用了旧灯泡（灯丝已烧断且不知晓），闭合开关准备继续实验，这样操作很容易造成______损坏，为避免此事故发生，可以采用的办法是______；
（3）更换灯泡后，调节电路使灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。
【答案】03V；如图；电压表；用电流表试触；。
【解析】（1）[1]根据实际情况，灯泡额定电压为2.5V，要测灯泡的额定功率，只要灯泡两端的电压为额定电压即可，因此电压表的量程应选择03V。
[2]测定小灯泡的电功率实验时，电压表应接在灯泡两端，接小量程；根据滑动变阻器一上一下，应接上端接线柱，如图
（2）[3][4]按照原理图连接好电路，如果使用灯丝已烧断的灯泡，闭合开关，灯泡断路，电压表串联在电路中，这样电源电压几乎全加在电压表上，很容易造成电压表损坏，为避免此事故发生，可以采用的办法是用电流表试触，如果电表超过量程，断开电路并检查电路电路。
（4）[5]电流表选了小量程，分度值为0.02A，读数为0.28A，小灯泡的额定功率为。
16．（2021·山东潍坊市）现有下列实验器材：①额定电压为2.5V的小灯泡；②电压约为6V的直流电源：③量程为6V的电压表；④最大阻值为99.99Ω的电阻箱R；⑤开关，单刀双掷开关，导线若干。要测量小灯泡的额定功率，请将下列实验步骤补充完整。
（1）按电路图甲将图乙所示的实物图连接完整_______。
（2）先将电箱阻值调到________（选填“最大”、“最小”或“任意值”）再闭合开关S1。
（3）将S2掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，再将掷向b，电压表示数U2及电阻箱示数R如图丙所示，=________V，R=________Ω，则该小灯泡的额定功率为________W。
【答案】如图；最大；5.8；6.6；1.25。
【解析】（1）[1]灯泡和变阻箱串联，电压表连接单刀双掷开关。
（2）[2]为保护电路，电阻箱先调到阻值最大处。
（3）[3][4][5]将S2掷向a，调节电阻箱阻值，使电压表示数，灯泡正常发光，再将掷向b，电压表测电源电压，分度值0.2V，示数5.8V，电阻箱示数6.6Ω，串联电流为
该小灯泡的额定功率为。
二、2020年真题
1．（2020•广西）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～ V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（4）测量结束后，应先 ，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之处是 ；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量；
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
② ，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用R、U额、U2表示）。
【答案】见试题解答内容
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0～3V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电流表示数几乎为零，则电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表读数为0.52A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.52A＝1.3W；
（4）测量结束后，为防止短路，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）灯的电阻随温度的变化而变化，故I﹣U图象为一曲线，图中横坐标分度值为0.3V，而灯的额定电压
为2.5V，故横坐标的标度取值过大，作图过程中存在的错误或不足之处是：图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；
（6）主要测量步骤及所测物理量；
（为达到电压表既能测量灯的电压，又能测量R与灯的总电压，电压表的负接线柱应与S3的左接线柱连接）
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
②保持滑动变阻器滑片位置不动，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③在①中，电压表测灯的电压，因电压表示数为U额，故灯正常发光；
在 ②中，电压表测R与灯串联后的电压，因滑动变阻器滑片位置不动，故此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为：
UR＝U2﹣U额，由欧姆定律可求出R的电流，即灯的额定电流：
IL＝＝，小灯泡的额定功率表达式：
P额＝U额×。
故答案为：（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.3；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线或横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不动；③U额×。
2．（2020•淄博）小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率。待测小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率估计在0.8W左右。
（1）请画出导线，完成电路连接。
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
① ；
② 。
（3）小明改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，将测量数据和实验现象记录在下表中。
实验要求
小灯泡的发光情况
电压表示数/V
电流表示数/A
小灯泡的实际功率/W
U实＝U额
明亮
2.5
0.28
U实＝0.8U额
较暗
2
0.25
U实＝0.4U额
微弱
1
0.2
①小灯泡的额定功率是 W。
②实验结果表明： 越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗。
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是 。
（4）小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是 ，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向 （填“A”或“B”）端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
【答案】（1）如图所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压；B。
【解析】（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，额定功率估计在0.8W，根据P＝UI，灯的额定电流：
I＝＝＝0.32A，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：
（2）小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：
①连接电路时开关没有断开；
②没有将变阻器的最大电阻连入电路中
（3）①由表中数据知，灯在额定电压下的电流为0.28A，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
②由表中数据，第1、2、3次实验灯的实际电压逐渐变小，灯的实际功率分别为：0.7W、0.5W和0.2W，
故实验结果表明：灯的实际电压越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；
③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是灯的电阻随温度的变化而变化；
（4）研究灯的亮度与功率的关系实验中，应分别测量出灯的实际电压等于、小于、略大于额定电压灯的功率大小，在实验设计中存在不完善的地方是实际电压都不大于额定电压，为增大灯的电压，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向B端调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况。
故答案为：（1）如上所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②没有将变阻器的最大电阻连入电路中；（3）①0.7；②灯的电压；③灯的电阻随温度的变化而变化；（4）实际电压都不大于额定电压B。
3．（2020•鞍山）小刚同学在做“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路。其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的铭牌上标有“20Ω 1A”字样。
（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片。发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数。若电路只有一处故障，则故障原因是 。
（3）排除故障后再次闭合开关，移动滑片直到电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，为 A，小灯泡的额定功率为 W。再调节滑动变阻器使电压表的示数达到3V，小灯泡强烈发光，此时小灯泡的实际功率 （填“大于”、“小于”或“等于”）1.08W。
（4）同组的小红同学还想探究“在电压一定时，电流与电阻的关系”，于是将图甲中的小灯泡换成三个阻值分别为5Ω、100Ω、15Ω的定值电阻，其余连接均不改变。图丙是小红根据测得的实验数据绘制的电流I随电阻R变化的图象。
①由图象可知小红将定值电阻R两端的电压控制为 V不变。当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为达到实验要求，滑动变阻器连入电路的阻值应 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
②实验结论是电压一定时， 。
③实验结束后，小红问老师保持该电压不变的情况下，能否更换50Ω的定值电阻继续进行此实验，老师指导小红分析了不能更换的原因。你认为原因是 。
【答案】（1）如图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
【解析】（1）测小灯泡额定功率实验中，滑动变阻器应串联入电路中，滑片向右移动时小灯泡变亮，说明其连入电路的阻值变小，所以应将B接线柱接入电路中，如图所示：
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数，说明电压表与电源间通路，而电路只有一处故障，则故障原因是：灯泡断路；
（3）灯泡两端电压为2.5V时，灯泡正常发光，由图乙知，电流表使用小量程，分度值0.02A，则此时通过灯泡的电流为0.3A，
所以灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
根据P＝知在电阻不变时，电功率与电压的平方成正比，电压表的示数达到3.0V为额定电压的＝1.2倍，
若灯的电阻不变，则灯泡的实际功率为：P实＝（1.2）2×0.75W＝1.08W，但因灯的电阻随温度的升高而变大，根据P＝，故此时灯泡的实际功率小于1.08W；
（4）①由图象知，当定值电阻R＝15Ω时，通过的电流为0.2A，所以定值电阻R两端的电压控制为U＝IR＝0.2A×15Ω＝3V；
当定值电阻由5Ω换为10Ω时，为了控制定值电阻两端电压不变，由串联电路的分压原理知，就增大滑动变阻器连入电路的阻值；
②由图象知，该图象为反比例图象，所以可得结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
③滑动变阻器取最大阻值20Ω，当定值电阻为50Ω时，由串联电路的分压原理有：
＝＝＝，
则定值电阻两端最小电压UR＝U＝×6V＞3V，无法保持定值电阻两端电压始终3V，故不能更换50Ω的定值电阻继续进行实验。
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）0.3；0.75；小于；（4）①3；变大；②电流与电阻成反比；③保持定值电阻两端电压始3V不变。
4．（2020•阜新）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，器材有：电源（电压恒为3V）、开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的灯泡、滑动变阻器（20Ω、1A）、导线若干。
（1）以画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。（要求：滑片向左移动时小灯泡变亮）
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是 ；
（3）问题解决后，第一小组的同学通过改变滑动变阻器的阻值，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图象，如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）第一小组的同学在实验中还发现，电压表与电流表示数的比值变大，原因是 ；
（5）第二小组的同学在准备进行实验时，发现电压表坏了，他们找到了一个阻值为10Ω的定值电阻R0，设计了如图丁所示的电路，也顺利的完成了实验：
①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1，则I1＝ A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，则小灯泡的额定功率P额＝ 。（用U额、I1、I2表示）
【答案】（1）如图所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
【解析】（1）因滑片向左移动时小灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前，发现电流表的指针如图乙所示，其原因是：没有将电流表的指针调零；
（3）根据图丙小灯泡的电流随其两端电压变化的图象知，灯在额定电压2.5V时的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）由欧姆定律，电压表与电流表示数的比值变大，即灯的电阻，灯的电阻变大原因是灯丝电阻随着温度的升高而增大；
（5）①先闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电流表的示数为I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，读出电流表的示数为I2，
在①中，电流表测定值电阻的电流，电流表的示数为I1＝0.25A，值电阻的电压为2.5V，由并联电路电压的规律，灯的电压为2.5V，灯正常发光；
在②中，电流表测灯与R0并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流：
I额＝I2﹣I1，则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝U额（I2﹣I1）。
故答案为：（1）如上所示；（2）没有将电流表的指针调零；（3）0.625；（4）灯丝电阻随着温度的升高而增大；（5）①0.25；②U额（I2﹣I1）。
5．（2020•河池）如图甲所示是某实验小组“测量小灯泡的电功率”的实验电路，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为3.8V（电阻约为10Ω）。
（1）连接电路时，开关应处于 状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于 （选填“A”或“B”）端。
（2）当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 W。在继续调节滑动变阻器进行测量的过程中，小灯泡突然熄灭，若电流表示数变为0，电压表示数接近6V，则故障可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（3）完成测量后，同学们找来几个不同阻值的定值电阻替换小灯泡，探究电流与电阻的关系。接10Ω电阻时，电流表的示数为0.2A；换接20Ω的电阻后，闭合开关应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为 V，读出电流表的示数；继续换接余下的电阻进行实验即可得出结论。
【答案】（1）断开；B；（2）1.14；断路；（3）B；2。
【解析】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最大值B端。
（2）由图甲知，电流表使用小量程，分度值0.02A，图乙知，当电压表的示数为3.8V时（灯泡正常发光），通过灯泡的电流为0.3A，
所以小灯泡的额定功率P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
灯泡突然熄灭，电流表示数变为0，说明电路中有断路发生，而电压表示数接近6V，即电压表测电源电压，则故障可能是小灯泡断路；
（3）当电阻为10Ω时，电流表的示数为0.2A，由欧姆定律，电压表的示数：U＝I1R1＝0.2A×10Ω＝2V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻R由10Ω改接成20Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
而探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V。
故答案为：（1）断开；B；（2）1.14；断路；（3）B；2。
6．（2020•百色）在测定小灯泡的电功率实验中，小明设计了如图甲所示的电路，其中小灯泡的额定电压为2.5V，电源由两节新干电池串联组成。
（1）检查仪器时，发现电流表指针位置如图乙所示，则应对电流表进行 。
（2）闭合开关之前应将变阻器的滑片置于 （选填“A”或“B”）端；闭合开关，移动变阻器滑片，当电压表的示数如图丙所示时，小灯泡两端的电压为 V，如要使电路中电流变大，应将变阻器的滑片向 端滑动（选填“A”或“B”）。
（3）实验时，观察小灯泡在三种电压下的发光情况，实验现象和数据如下表所示。
序号
小灯泡两端的电压U/V
通过灯丝的电流I/A
小灯泡的发光情况
1
1.5
0.20
暗
2
2.5
0.32
亮
3
2.8
0.35
很亮
由如表可知：①小灯泡的额定功率为 W；
②在不同电压下，小灯泡的电阻不相同，原因是灯丝电阻受到 的影响。
③在电压表示数为2.8V时，小灯泡发出很亮的光，过一会后小灯泡烧坏了，此时电压表的示数为 V；
④小灯泡的亮度是由实际功率决定的，若将标有220V 40W灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到庭照明电路中，灯泡 更亮。
【答案】（1）调零；（2）B；2；A； （3）①0.8；②温度；③3；④L1。
【解析】（1）检查仪器时，发现电流表指针位置如图乙所示，则应对电流表进行调零。
（2）闭合开关之前应将变阻器的滑片置于阻值最大处的B端；闭合开关，移动变阻器滑片，当电压表的示数如图丙所示时，电压表选用小量程，分度值为0.1V，小灯泡两端的电压为2V，如要使电路中电流变大，应减小电路的电阻，故应将变阻器的滑片向A端滑动；
（3）①灯在额定电压下正常发光，由表中数据知，灯在2.5V时的电流为0.32A，小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；
②在不同电压下，小灯泡的电阻不相同，原因是灯丝电阻受到温度的影响；
③在电压表示数为2.8V时（大于灯的额定电压），小灯泡发出很亮的光，过一会后小灯泡烧坏了，则灯串联在电路中测电源电压，此时电压表的示数为3V；
④根据P＝有R＝，因两灯的额定电压相同，灯泡L1的额定功率小于灯泡L2，则L1的电阻大；两灯串联，通过两灯的电流相等，根据P＝I2R，L1的实际功率大，灯泡的亮度是由实际功率决定的，故若将标有220V 40W灯泡L1和标有220V 60W灯泡L2串联后接到庭照明电路中，灯泡L1更亮。
故答案为：（1）调零；（2）B；2；A； （3）①0.8；②温度；③3；④L1。
7．（2020•南宁）在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压保持不变，待测小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表的量程应选0﹣ V；
（2）实验时，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡都不亮，电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障可能是 （选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”）接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数是2.5V，电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率是 W；
（4）测量结束后，应先 ，再拆除导线，最后整理好器材；
（5）某实验小组在处理实验数据时，采用描点法，在坐标纸上作出了如图所示的I﹣U图象，请指出作图过程中存在的错误或不足之 ；
（6）某实验小组设计了如图所示的电路（还缺一根导线连接才完整），可以测量小灯泡的额定功率，其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量：
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额；
② ，开关S3断开，S1、S2闭合，记录电压表的示数U2；
③小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用R、U额、U2表示）
【答案】（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.25；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线，横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不变；③U额×。
【解析】（1）待测小灯泡的额定电压为2.5V，为了比较精确的测量小灯泡的电功率，电压表应选0～3V量程。
（2）实验时，小灯泡不亮，且电流表示数几乎为0，则电路中有断路现象，而电压表有示数，即电压表与电源是接通，则故障可能是灯泡与灯座接触不良。
（3）由图示知，电流表使用小量程，分度值0.02A，当电压表示数是2.5V（正常发光）时通过的电流0.5A，
则小灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.5A＝1.25W。
（4）测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材。
（5）描出的点知，所描的点不在一条直线上，所以作出的I﹣U图象不应是直线，且坐标轴的横坐标的标度太大了，这样造成所描的点精确度稍低。
（6）按题意可知，测量步骤：
①电路连接完整后，开关S2断开，S1、S3闭合，调节滑动阻器滑片，使电压表示数为U额，此时灯泡正常发光；
②保持滑片位置不变，这样才能保持小灯泡两端的电压为额定电压，断开S3，闭合S1、S2，此时电压表测小灯泡和定值电阻R的电压，电压表的示数U2；
③电阻R两端的电压UR＝U2﹣U额，
而整个过程中，电路的电流不变，通过小灯泡的电流IL＝IR＝＝，
所以小灯泡的额定功率P额＝U额I1＝U额×。
故答案为：（1）3；（2）灯泡与灯座；（3）1.25；（4）断开开关；（5）图线不应画成直线，横坐标的标度取值过大；（6）②保持滑动变阻器滑片位置不变；③U额×。
8．（2020•通辽）实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 （选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I2未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝ （用字母R0、I1、I2表示）。
【答案】（1）如图所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；（4）B；10；（5）。
【解答】解：（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，灯泡的额定电压为2.5V，故灯泡的右端接电压表的3V接线柱，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A，选B；
若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：I＝＝＝0.25A，
由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I1（Rx+R0）
在②中，为RX的简单电路，由欧姆定律：U＝I2RX，因电源电压不变，故：
U＝I1（Rx+R0）＝I2RX，
Rx的表达式：Rx＝。
故答案为：（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；（4）B；10；（5）。
9．（2020•雅安）小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源（电压恒为8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω 2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干。
（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接（要求：滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；连线不能交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由 （选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”）决定。
（4）完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片，直至电压表示数为 V；
②滑动变阻器滑片不动，再将开关S1，拨至“2”读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率P额＝ （用U额、U0、R0表示）。若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）如图所示；（2）1.05；（3）增大；实际电压；（4）①5.5； ③U额•；偏小。
【解析】（1）滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器右接线柱连入电路中，如下所示：
（2）当电压表示数为2.5V时，电流表选择0～0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，
则小灯泡的额定功率：
P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W；
（3）由表中数据可知，根据P＝UI，第1、2、3、4、5的电功率分别为0.24W、0.48W、0.76W、1.05W、13.2W，可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大，
小灯泡的实际功率由实际电压决定；
（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，
①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，
电压表的示数：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V；
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。
③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额•；
将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，
根据P额＝U额I额＝U额•可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
故答案为：（1）如上所示；（2）1.05；（3）增大；实际电压；（4）①5.5； ③U额•；偏小。
三、2019年真题
1．（2019·安顺）小军同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材和电路，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）
（1）为了能够顺利完成该实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用 （选填“A”或“B”）。
A．“10Ω 5A”的滑动变阻器
B．“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是 。
（3）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙所示），分析图象可知：小灯泡的额定功率为 W。
（4）完成上面实验后，小军同学又想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：
① （填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；
② （填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝ 。
【答案】（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）①闭合开关S、S1；U－U额；②闭合开关S、S2；③。
【解析】解：（1）灯泡正常工作时电流为IL＝＝≈0.2A．测定灯泡功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，根据串联电路电压特点得，灯泡正常工作时，滑动变阻器两端电压为：U滑＝U－UL＝6V－2.5V＝3.5V，由I＝可得滑动变阻器电阻为：R滑＝＝＝17.5Ω．滑动变阻器应选“50Ω 0.5A”的滑动变阻器，故选B；
（2）闭合开关后，小灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数有示数，说明与电压表并联的灯泡断路；
（3）根据图乙知，当电压为额定电压U＝2.5V时，电流I＝0.25A，
小灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W
（4）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：
①闭合开关S、S1，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U－U额；
②闭合开关S、S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，读出电压表示数为U1；
③通过灯泡的电流：I＝IR0＝，
灯泡的额定功率的表达式为P额＝U额I＝U额×＝。
故答案为：（1）B；（2）小灯泡断路；（3）0.625；（4）①闭合开关S、S1；U－U额；②闭合开关S、S2；③。
2．（2019·毕节）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有：小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为9Ω）、电源（电压恒为6V）、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干。
（1）小杨同学检查器材完好后，按图甲所示的电路图连接电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端。
（2）当闭合开关时，发现电流表指针偏转情况如图乙所示，造成这种现象的原因是 。
（3）小杨同学纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，请分析出现这种现象的原因是 。
（4）为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是调节滑动变阻器， ，读出并记录电流表的示数。
（5）当电压表的示数如图丙所示，电路中的电流为0.3A时，则小灯泡的实际功率为
W。
【答案】（1）B；（2）电流表正负接线柱接反了造成的；（3）小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光；（4）使小灯泡两端电压为2.5V；（5）0.72。
【解析】解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片在阻值最大处，即B端；
（2）由图2所示电流表可知，测量电流过程中，电流表指针反向偏转，这是由于电流表正负接线柱接反了造成的；
（3）（4）闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表和电压表示数均较小，则说明滑动变阻器的电阻较大，使得灯泡的实际功率太小造成；
要想测量小灯泡的额定功率，此时应减小滑动变阻器的阻值，使小灯泡两端电压为2.5V；
（5）电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压表的示数为2.4V，小灯泡的实际功率为：P＝UI＝2.4V×0.3A＝0.72W。
故答案为：（1）B；（2）电流表正负接线柱接反了造成的；（3）小灯泡实际功率太小，不足以让小灯泡发光；（4）使小灯泡两端电压为2.5V；（5）0.72。
3．（2019·宿迁）图甲为测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的实验电路，电源电压恒为3V不变。
甲 乙
（1）请用笔划线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。
（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的最______端（选填“左”或“右”）。
（3）正确连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数；移动滑片，发现除了电流表示数改变外，其余均无变化。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡______（选填“短路”或“断路”）。
（4）排除故障后，移动滑片，实验小组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图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率为______W。
（5）实验过程中，当电压表示数为1V时，滑动变阻器连入电路的阻值为______Ω。
【答案】左；短路； 0.75；10。
【解析】（1）灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处，即最左端；
（3）正确连接好电路，闭合开关，发电流表有示数，则电路为通路，灯泡不亮，电压表无示数，因电压表完好，故障可能是小灯泡短路；
（4）根据绘制成的图乙所示的I－U图象，灯在额定电压下的电流为0.3A，由小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）实验过程中，当电压表示数为1V时，电流为0.2A，根据串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器连入电路的阻值为：R滑===10Ω。
（1）根据灯的额定电压为2.5V确定电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中；
（2）闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处；
（3）正确连接好电路，闭合开关，发电流表有示数，则电路为通路，根据灯泡不亮，电压表无示数分；
（4）根据绘制成的图乙所示的I－U图象生灯在额定电压下的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（5）实验过程中，当电压表示数为1V时可知电流大小，根据串联电路的规律及欧姆定律得出滑动变阻器连入电路的阻值。
4．(2019·巴彦淖尔)在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是 ，经分析有一根导线链接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路。
（2）电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 ，滑动变阻器的规格应选择 。
A.10Ω 1A B.15Ω 1A C.25Ω 1A D.30Ω 1A
（3）有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。
【答案】（1）电压表串联在电路中（2）0.625；增大； C（3）不合理； 灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比。
【解析】（1）在电路中，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，因电压表内阻很大，故电路的电流很小，灯不亮；
灯与变阻器并联，电压表串联在电路中是错误的，灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下所示：
（2）根据小灯泡的I﹣U图象知，灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率是：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
由图可知，灯的电流随电压的变大而增大，根据P＝UI，故小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大；
由图知，当电压表示数为0.5V时，电路的最小电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定律，滑动变阻器的最大电阻为：R滑＝＝＝25Ω，故变阻器规格应选择C；
（3）探究出导体中电流和导体两端电压关系时，要控制电阻阻值不变，因灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比成正比，这种说法不合理。
5．(2019·赤峰)在用伏安法测量小灯泡的电功率实验中，已知待测灯泡的额定电压为2.5V。
P
A
B
（1）滑动变阻器连线情况如图所示，在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到 端（选“A”或“B”）。
（2）在试触时发现，电流表情况如图乙所示，出现这种情况的原因是 。将电路改正后进行实验，当电压表的示数为2V时，电流表的示数（如图丙所示）是 A。
【答案】（1）A；（2）电流表正负接线柱接反了；0.3
【解析】（1）在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处；
（2）电流应从电流表正接线柱流入，从负接线柱流出，否则，指针反向偏转；
根据电流表选用的量程确定分度值读数。
（1）滑动变阻器连线情况如图所示，即PB电阻丝连入电路，在闭合开关进行实验前滑动变阻器的滑片应调节到阻值最大处，即A端；
（2）在试触时发现，电流表情况如图乙所示，出现这种情况的原因是：电流表正负接线柱接反了；
将电路改正后进行实验，当电压表的示数为2V时，图丙中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数是 0.3A；电流表正负接线柱接反了。
6. (2019·聊城)如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω 1A”的A滑动变阻器和“50Ω 2A”的B滑动变阻器，电源电压为6V。
（1）本实验中应选择______滑动变阻器（选填“A”或“B”）。
（2）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大。
（3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是______。
A．断开开关，更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“右”或“左”）端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（5）实验中多次测量的目的是______。
A．测不同电压下小灯泡的实际功率
B．多次测量求平均值，减小误差
【答案】B ；C；右；0.45；A。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：
I== =0.25A，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，
变阻器分得的电压为：U'=6V－2.5V=3.5V，由欧姆定律可得此时变阻器连入的阻值R= = =14Ω＞10Ω，故选用“50Ω 2A”的滑动变阻器B；
（2）实验中滑动变阻器、电流表应串联在电路中，灯泡正常工作电流约0.25A，所以电流表应使用0~0.6A量程，由滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，所以应将其右下接线柱接入电路中，实物图如图所示；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没损坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（4）闭合开关，由图乙知，电压表量程0~3V，分度值0.1V，电压表示数为1.7V，小于灯的额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，由串联电路电压的规律，应增大灯的电压减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器分得的电压，应将滑动变阻器滑片向右端移动，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光；由图丙知，电流表分度值为0.02A，此时示数为0.18A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.18A=0.45W；
（5）灯泡两端电压不同时其实际功率不同，多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的实际功率，从而得到灯泡亮度也实际功率的关系。故选A。
故答案为：（1）B；（2）见上图；（3）C；（4）右；0.45；（5）A。
7．(2019·枣庄)在“测量小灯泡的电功率”实验中，提供的器材有：6V的电源一个，2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）一个，电流表（0～0.6A，0～3A）和电压表（0～3V，0～15V）各一个，“50Ω 2A”的滑动变阻器A和“10Ω 1A”的滑动变阻器B各一个，开关一个，导线若干。
（1）通过估算，你应选用的滑动变阻器是 （选填“A”或“B”）。
（2）闭合开关前，经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在图甲中错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。
（3）连线好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）。
（4）故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，小灯泡正常工作时的电阻是 Ω，（小数点后保留1位小数）
（5）根据测出的数据，作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线，发现该图线不是一条直线，如图丙所示，其原因是温度升高，灯丝电阻 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】（1）A；（2）如上；（3）短路；（4）0.75；8.3；（5）增大
【解析】（1）由欧姆定律求出2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω0的额定电流，由串联电路的规律及欧姆定律求出灯正常发时变阻器连入的电阻确定选用的滑动变阻器；
（2）原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联；
（3）连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，根据小灯泡不亮，电压表无示数分析；
（4）根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出小灯泡的额定功率；由欧姆定律求出小灯泡正常工作时的电阻；
（5）灯的温度升高，灯丝电阻增大。
（1）2.5V的小灯泡，电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：
I=== 0.25A，由串联电路的规律及欧姆定律，灯正常发时变阻器连入的电阻：
R滑=== 14Ω，故选滑动变阻器是A；
（2）原电路中，灯短路了，电压表串联在电路中是错误的，灯与电流表串联，电压表与灯并联，如下所示：
（3）连线好电路后，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡短路；
（4）故障移除后，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W，由欧姆定律，小灯泡正常工作时的电阻是：
R=== 8.3Ω；
（5）如图丙所示，小灯泡的电流I与电压U的关系图线不是一条直线，其原因是温度升高，灯丝电阻增大。
8．(2019·深圳)如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压为 4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图中的实物图连接完整（要求滑动变阻器的滑片 P 向 B 端移动时小灯泡变暗）。
（2）某小组连接好电路后，检查连线正确，但闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光且很快熄灭。出现这一故障的原因可能是________。排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 P 到某处，电压表的示数如乙图所示。若要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片 P 向________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 2.5V，此时电流表的示数如丙图所示，则小灯泡的额定功率为____W。
（3）测出小灯泡的额定功率后，某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，其原因是___________。
（4）若将小灯泡换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是________（填标号）。
A．探究电流与电压的关系
B．探究电流与电阻的关系
【答案】（1）如图所示；（2）①滑动变阻器的滑片未调到最大阻值处 ②A ③0.8 （3）灯泡电阻随温度发生变化（4）A。
【解析】（1）滑动变阻器的滑片 P 向 B 端移动时小灯泡变暗，则说明电路中的电流变小，根据欧姆定律可知，滑动变阻器连入电阻变大，因此应将滑动变阻器的A连入电路，连线如图所示；
（2）闭合开关后发现小灯泡发出明亮的光，说明电路中电路很大，电阻太小，因此原因应是在闭合开关前，滑动变阻器的阻值没有调到最大处；小灯泡的额定电压为2.5V，电压表此时示数为1.8V，因此应将使小灯泡两端的电压升高，则滑动变阻器两端电压应减小，根据串联电路分压规律，应减小滑动变阻器连入电阻，所以应将滑片向A端移动；当电压表的示数为 2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.32A，即为小灯泡的额定电路，小泡灯额定功率 P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（3）某同学又把小灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率并不等于其额定功率的四分之一，是因为当电压发生改变后，通过灯丝的电流也会发生改变，灯丝的发热程度不同，灯丝的温度也会发生改变，导致电阻发生了改变；
（4）将小灯泡换成定值电阻，还可以完成的实验是探究电流与电压的关系，不能完成探究电流与电阻的关系，后者要多次改变电阻的大小，而只有一个电阻是无法完成的。
9．(2019·达州)实验老师为“测量小灯泡额定功率”准备了如下器材：电源（电压恒为6V）开关、电压表和电流表各一只、额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10Ω）、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求：滑片向右移动灯泡变亮）。
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是 。
（3）故障排除后，调节滑动变阻器的滑片，并绘制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W．从图象中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小陈同学为了验证电流跟电阻的关系，他又借到了一个滑动变阻器（50Ω 0.5A）和五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ωg、25Ω），其余器材不变。用定值电阻更换甲图中的灯泡，小陈同学得到如图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，则实验中他所用的滑动变阻器是 （选填字母：A.20Ω 1A B.50Ω 0.5A），若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14Ω，则所用定值电阻的阻值为 Ω。
（5）下课前老师布置了一道课后作业。要求：在只有下列实验器材的前提下测出未知定值电阻Rx的阻值。实验器材：电阻Rx、电源（电压恒定但未知）、滑动变阻器（已知最大阻值为R0）、电流表、开关、导线若干。
小张同学设计了如图戊所示的电路图，用以下步骤测Rx的阻值。
①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③请帮他写出Rx的表达式：Rx＝ （用字母R0、I1、I2表示）。
【答案】（1）如上所示；（2）电流表指针没有调零；（3）0.625；变大；（4）B；10；（5）。
【解析】（1）滑片向右移动灯泡变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器滑片右下接线柱连入电路中，如下所示：
（2）闭合开关前电流表的指针如图乙所示，其原因是电流表指针没有调零。
（3）根据绘制的小灯泡的电流随其两端电压变化的关系知，灯在额定电压下的电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
从图象知，当电压为0.5V时，电流为0.1A，由欧姆定律，灯的电阻为：
R1＝＝＝5Ω，同理，灯正常发光时的电阻为10Ω，故当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比 （灯的电阻）变大；
（4）图丁所示的电流随定值电阻变化的图象，电流与电阻之积为：
U＝IR＝0.1A×25Ω＝﹣﹣﹣﹣0.5A×5Ω＝2.5V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U－UV＝6V－2.5V＝3.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的＝1.4倍，根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝1.4×25Ω＝35Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器，则实验中他所用的滑动变阻器是50Ω 0.5A，选B；
若变阻器连入的阻值为14Ω，由欧姆定律，电路的电流为：
I＝＝＝0.25A，由欧姆定律，则所用定值电阻的阻值为：R定＝＝＝10Ω；
（5）①闭合开关S，移动滑片P至B端，记下电流表示数I1；
②移动滑片P至A端，记下电流表示数I2（I1未超过电流表的量程）；
③在①中两电阻串联，由电阻的串联和欧姆定律，电源电压：
U＝I1（Rx+R0），在②中，为R0的简单电路，由欧姆定律：
U＝I2R0，因电源电压不变，故：U＝I1（Rx+R0）＝I2R0，
Rx的表达式：Rx＝
10．(2019·凉山)某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验，电路如图甲所示，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于 （选填“A”或“B”）端，目的是 。
（2）实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是 。
（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为 A，则小灯泡的额定功率为 W。
A
B
甲 乙
【答案】（1）A；保护电路；（2）电压表正负接线柱接反了；（3）B；0.32；0.8
【解析】（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处；
（2）电流应从电压表正接线柱流入，从负接线柱流出，反之指针反向偏转；
（3）灯在额定电压下正常发光，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向；
根据电流表选用小量程确定分度值读数，根据P＝UI求出灯泡的额定功率。
解：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处的A端，目的是保护电路。
（2）实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是电压表正负接线柱接反了。
（3）灯在额定电压下正常发光，示数为2.2V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，直到电压表示数为额定电压；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A，灯泡的额定功率为：P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W。
考点二：电流热效应实验
一、2021年真题
1．（2021·广西贵港市）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R1>R2。
实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系；
（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；_______
（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______；电阻丝放出热量的多少，通过_______来进行判断。
（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入_______相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容_______水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1加热的煤油，在实验一中温度升高Δt1，在实验二中温度升高Δt1′，则Δt1′_____2Δt1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小______正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。
（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值_______的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为Δt，若不计热量损失，则a液体的比热容为________（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。
【答案】如图；电流相等；温度计的示数变化；质量；小于；大于；不成；相同；。
【解析】（1）[1]变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示：
（2）[2]图1中，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相等。
[3]根据转换法知，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。
（3）[4]为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体。
[5]因煤油比水具有较小的比热容，故用煤油比用水更容易看出温度的变化。
（4）[6][7]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；所以用电阻丝R1加热的煤油，温度升高Δt1′大于2Δt1，该实验说明电流产生的热量与电流不是正比例关系。
（5）[8]在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值相等的电阻丝，可以探究两种不同液体的吸热性质。
[9]电阻丝产生的热量Q=I2Rt，不计热量损失，液体吸收的热量Q吸=Q=cmΔt，则c=。
2．（2021·贵州安顺市）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提出了下列猜想：
A．与通电时间有关
B．与电阻大小有关
C．与电压大小有关
D．与电流大小有关
实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线若干。
请回答下列问题
（1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一现象说明：
①电阻丝产生的热量通过______的方式传递给火柴头；
②电阻丝产生的热量与通电时间______（选填“有关”或“无关”）；
（2）探究猜想B时，如图所示，将10Ω和20Ω的电阻丝串联接入电路，把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）；
①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否判断该电阻丝产生的热量多？______（选填“能”或“不能”）；
②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可行?______（填字母序号）
A．20Ω 30Ω B．15Ω 15Ω C．5Ω 25Ω
（3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估该实验时小明认为：串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同，那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计______？请你说明理由______。
【答案】热传递；有关；能；C；不能；两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，电流也不同，不能控制电流相同，所以不能；
【解析】（1）①[1]火柴头与电阻丝接触，闭合开关一段时间后火柴头燃烧，火柴头获得了能量，是电阻丝通过热传递的方式传递给火柴头的。
②[2]火柴头与电阻丝接触，闭合开关过一段时间后火柴头才燃烧，说明电阻丝产生的热量与通电时间有关。
（2）①[3]相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，说明这根电阻丝在相同时间内产生的热量较多。
②[4]闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧，说明两根电阻丝产生的热量都不够多，可以换用电阻对比更明显些的电阻丝来进行实验对比，故C符合题意。
（3）[5][6]改变两电阻丝的连接方式即将两电阻丝并联，这样虽然控制了两电阻丝两端电压相同，但是却没有能控制流过电阻丝的电流相同。
3．（2021·甘肃中考真题）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。
（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少；
（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；
（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系。
【答案】煤油；温度计的示数；电阻；不同；电流。
【解析】（1）[1]两个烧瓶中应装入质量和初温相同的煤油，因为煤油的比热容较小，在吸收较少热量，便能升温较明显。
[2]实验中，可通过观察温度计的示数来比较电流通过导体时产生热量的多少，因为导体产生的热量不同，烧杯中煤油吸收的热量也不同，则温度计示数也不同。
（2）[3]图甲中，两电阻不同的电热丝串联在电路中，则通过电热丝的电流相同，那么探究的是电流通过导体产生热量与电阻的关系。
（3）[4][5]图乙中，两个阻值相同的电热丝分别与电流表和滑动变阻器串联后，再并联在电路中，那么应调节变阻器的滑片让两个电流表的示数不同，即通过两电热丝的电流不同，这样便可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。
4．（2021·黑龙江绥化市）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）实验中通过观察_____________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是_____________（填序号）。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，_____________越大，产生的热量越多。
（3）图中U形管_____________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的_____________不同。
（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：_____________。
【答案】液面的高度差（或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分）；①；电阻；不是；电流；电阻R3断路。
【解析】（1）[1]如果电流通过导体产生的热量越多，透明容器中空气膨胀程度越大，U形管中液面的高度差越大，所以我们可以通过U形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少，这种方法称为转换法。
[2]在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，我们是通过水平面物块被推出的距离来反映动能大小的，也用到了控制变量法，故选①。
（2）[3]通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧导体产生热量多，因为右侧电阻大，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
（3）[4]图中U形管下端连通，但上端不开口，不是连通器。
[5]乙图中透明容器中电阻相等，是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系，所以应该改变电流，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的电流不同。
（4）[6]左右两侧U形管液面上升高度相同，说明电阻产生了热量一定有电流经过，且产生的热量相同，因为透明容器中的电阻相同，说明电流相同，所以故障可能是电阻R3断路。
5．（2021·黑龙江中考真题）如下图所示，在研究电热与哪些因素有关的实验中，同学们猜想电热可能与电流大小、电阻大小以及通电时间长短有关。
（1）左侧密闭容器内电阻丝阻值为，右侧密闭容器外部，将一个阻值为的电阻与这个容器内的电阻丝并联，目的是使通过左右两密闭容器内电阻丝的______不同，右侧容器内电阻丝的阻值应为______，才能符合实验研究的要求；
（2）在第（1）问实验中测得，左侧容器内电阻丝的电流大小为，则通过右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为______；形管中液面高度差反映密闭空气温度的变化，左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差，说明：___________；
（3）本实验是研究电流的_______效应，从能量转化的角度分析，是______能转化为______能。
【答案】电阻；5；0.25；当电阻相同时，电流越大，产生的热量越多；热；电；内。
【解析】（1）[1]由图得，右侧容器中电阻丝与的电阻并联后，与左侧的电阻丝串联，故左侧密闭容器内电阻丝的电流大于右侧密闭容器内电阻丝的电流。[2]当电流不同时，应控制电阻相同，研究电热与电流的关系，故右侧容器内电阻丝的阻值应为。
（2）[3]由串、并联特点可知，右侧密闭容器中的电阻丝电流大小为
[4]电阻产生热量越多，密闭空气温度越高，密闭空气受热膨胀越严重，空气压强越大，形管中液面高度差越大。左侧形管中液面高度差大于右侧形管中液面高度差，说明左侧电阻丝产生的热量比右侧电阻丝产生的热量多。因此可得：当电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
（3）[5][6][7]本实验研究的是电阻产生热量的多少与电流大小的关系，电阻消耗电能产生热量，是电流的热效应。
6．（2021·浙江嘉兴市）学习了电学知识后，某科学兴趣小组开展制作“电热水壶”的项目化学习。
（项目任务）制作一款电热水壶。经过小组同学讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1L
功能：①加热；②保温；
性能：能在7分钟内将1L水从20℃加热到100℃（不计热量损失）。
（方案设计）为实现上述功能，同学们利用两个不同阻值的电阻（R1
（器材选择）若该壶是按照方案一设计的，根据项目任务中的性能要求，选择的加热电阻阻值最大为多少欧姆?（_________）[Q吸=cm（t-t0），c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（方案反思）有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出一条设计建议_______。
（项目制作）…
【答案】如图；60.5Ω；见解析。
【解析】[1]方案一中，两个开关都闭合时，只有R1的简单电路，此时电路的电阻最小，由可知电路的电功率最大，处于加热状态，闭合开关S时，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知电路的电功率最小，处于保温状态；设计方案二：闭合开关S时，只有R2的简单电路，电路的电阻最大，由可知电路的电功率最小，处于保温状态，两个开关都闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由可知电路的电功率最大，处于加热状态，如图所示：
[2]水的质量m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
因为Q吸=W电，W电=Pt
电功率为
由得加热电阻的阻值
[3]从安全角度分析：可以在加热的支路上增加温度控制开关。
7．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是______；
(3)通过对比观察，______（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越______导体产生的热量越多。
【答案】电流；转换法；甲；越大。
【解析】(1)[1]乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)[2]甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。
(3)[3][4]在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
二、2020年真题
1．（2020•鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的 不相等；
（2）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 ；
（3）通过对比观察， （选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 ，导体产生的热量越多。
【答案】（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
【解析】（1）乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
（2）实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法；
（3）由图知，A管的液面高度差比B管的液面高度差大，说明甲容器中气体膨胀程度较大，温度上升得较高，因此甲容器中电阻产生的热量较多；两个电阻的阻值相同，通电时间相同，但电流不同，通过甲的电阻的电流大；
由此可得：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多。
故答案为：（1）电流；（2）转换法；（3）甲；大。
2．（2020•广州）我们用图中的装置进行实验，根据现象可推断定值电阻R1和R2的大小关系。
（1）定值电阻R1和R2分别加热容器内的油（甲瓶中的油比乙瓶中的多）。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，观察到甲温度计升温比乙温度计多。该过程电阻产生的热量全部被油吸收。根据上述实验可得“R1产生的热量比R2多”，依据是 。
（2）根据上述信息，可判断R1 R2（选填“＞”“＝”“＜”）。
【答案】（1）甲瓶中油吸热多；（2）＞。
【解析】（1）甲瓶中的油比乙瓶中的多，即m甲＞m乙，工作相同时间，油均未沸腾，且甲温度计升温多，即△t甲＞△t乙，
由Q＝cm△t可知，瓶中油吸热多，而电阻产生的热量全部被油吸收，所以R1产生的热量比R2多；
（2）由图知，两电阻串联，所以通过它们的电流相等，通电时间相同，R1产生的热量比R2多，由Q＝I2Rt可知，R1＞R2。
故答案为：（1）甲瓶中油吸热多；（2）＞。
3．（2020•北京）某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为R1和R2的电阻丝（R1＜R2）。
（1）该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与 是否有关。
（2）该实验中，电流通过导体产生热量的多少用 来反映。
【答案】（1）电阻；（2）温度计示数的变化。
【解析】（1）如图，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（2）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的变化大小可知温度升高的多少；
故答案为：（1）电阻；（2）温度计示数的变化。
4.（2020·广东）如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟______的关系”的实验装置。实验中用U形管内液面高度差的大小来反映电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫______（选填“控制变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的______（选填 “多”或“少”）。
【答案】(1)电阻；(2)转换；(3)少。
【解析】[1]由图知，两电阻的阻值不同，串联于电路中，通过两电阻的电流相等，通过时间相等，故探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系。
[2]在实验中无法直接测量电流通过导体产生热量，通过U形管内液面高度差的大小来判断电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫做转换法。
[3]通电一段时间后，左侧的电阻小于右侧的电阻，通过两电阻的电流相等，由焦耳定律知，左侧容器内空气吸收的热量比右侧的少。
5.（2020·鄂州）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是______；
(3)通过对比观察，______（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越______导体产生的热量越多。
【答案】(1)电流；(2)转换法；(3)甲；(4)越大。
【解析】(1)[1]乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)[2]甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过U形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的转换法。
(3)[3][4]在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
三、2019年真题
1．（2019·齐齐哈尔）如图所示是探究电流通过导体产生热量与电阻关系的装置。通电前，两侧U形管中水面相平，深度均为8cm，则8cm深水柱产生的压强为 Pa。通电后，当电路中电流为0.8A时，通电时间50s，电阻R2产生的热量为 J。
R1
R2
【答案】800；320。
【解析】根据p＝ρgh求出水柱产生的压强；根据Q＝I2Rt求出电流通过R2产生的热量。
由题知，水的深h＝8cm＝0.08cm，
所以产生的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；
由图知，两电阻丝串联，所以通过R2的电流为0.8A，R2＝10Ω，通电时间t＝50s，R2产生的热量：Q2＝I2R2t＝(0.8A)2×10Ω×50s＝320J。
2．（2019·天门）如图的实验装置探究的是电流通过导体时产生热量的多少与 的关系。通电一段时间后，左右两侧密闭容器内的电阻产生的热量之比为 。
【答案】电流；4︰1。
【解析】（1）实验装置中，一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和通过左边电阻的电流相等，即I右＝I左；两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左＝I1+I2，两电阻的阻值相等，则支路中电流相等，即I1＝I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻的电流的一半，即这是研究电流产生的热量与电流的关系；
（2）右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，左侧的电流是右侧电流的2倍，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，左侧电阻产生热量是右侧电阻产生热量的4倍，即左右两侧容器内空气吸收的热量之比为4︰1。
3．(2019·东营)如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线” D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙所示，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。
【答案】（1）属于（2）电流；电阻（3）U形管液面高度；BD（4）2；400（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。
【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法；
A、探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B、用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C、研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D、扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内的电热丝短路。
4．(2019·潍坊)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
（1）甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系，通电一段时间，
______（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多；
（2）通过观察乙图中的实验现象，可知______（选填“c”或“d”）容器中电阻丝的阻值大。
【答案】（1）电流；a；（2）d
【解析】（1）图甲装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右=I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I左=I内+I外，所以，I左＞I内，烧瓶内的电阻值都是5Ω，阻值相等，通电时间相等，电流不同，通电一段时间，由Q=I2Rt知，a容器中电流产生的热量多；
（2）乙图中，右侧U型管中液柱上升幅度更大。根据串联电路的电流特点可知，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt可知，通电一段时间后，装置d容器内电阻大，产生的热量多。
5．(2019·嘉兴)某科学小组对电流通过导体产生热的多少与哪些因素有关进行了研究。装置如图，2只烧瓶内装满煤油，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1根阻值不同的电阻丝R甲和R乙。
猜想一：电热跟电流的大小有关，电流越大电热越多。
猜想二：电热跟导体的电阻大小有关，电阻越大电热越多。
为验证猜想一，设计以下方案：
①将电阻丝R甲和R乙串联在电路中，标出2根玻璃管内液面的位置，闭合开关记下电流表的读数I1，经过一段时间后标出2根玻璃管内液面的位置；
②当2根玻璃管中的液面降到原来的高度后，减小滑动变阻器的阻值，闭合开关记下电流表的读数I2，经过相同时间后标出2根玻璃管内液面的位置。
请回答下列问题：
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有 ▲ （写出一条即可）。
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是 ▲ 。
（3）科学研究倡导有依据的猜想，请说出生活中支持猜想二的一个实例： ▲ 。
【答案】 （1）通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少（其它合理也给分）。（2）保持前后两次电阻的大小相同。（3）电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多（其它合理也给分）。
【解析】（1）热量看不到，摸不着，且没有测量仪器将它准确的测量出来，但是可以借助玻璃管内液面的高度变化判断吸热的多少，这种方法叫转换法；
（2）电流产生的热量与电流大小和电阻、时间有关；要探究电热与电流的关系，就必须控制电阻和时间相同；
（3）电水壶和导线串联，电饭锅也和导线串联，这时电流相同，当水烧开，饭蒸熟时，导线几乎没有发热，因此可以猜想电热与导体电阻大小有关。
（1）为使实验现象明显，经常会采用转换或放大的思想。为比较电热丝产生热量的多少，实验中体现这些思想的设计有：通过玻璃管内液面上升的高度来反映电热丝产生热量的多少；
（2）为验证猜想一，必须比较同一个烧瓶中前后两次实验玻璃管内液面上升的高度，原因是保持前后两次电阻的大小相同；
（3）科学研究倡导有依据的猜想，生活中支持猜想二实例：电水壶中的发热体放热比连接电水壶的导线放热多。
6．(2019·长春)在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中：
（1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2（R1＜R2）串联接到电源两端．电阻丝R1和R2串联的目的是保证 相同，U型管中液面高度的变化反映 。
（2）通电10s，观察到图中两侧U型管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与 有关。
（3）在研究电流产生的热量与电流的关系时，将一段导线与电阻丝R2并联，通电10s，左侧U型管中液面高度的变化比（2）中左侧U型管中液面高度变化 （选填“大”或“小”）
【答案】（1）电流 电阻丝产生的热量的多少（2）电阻（3）大
【解析】（1）电路串联能保证电流大小相等；实验运用了转换法，将想观察的“产生热量多少”通过气体的热胀冷缩转换成了“U形管两端液面高度差的变化”．
（2）实验中控制的变化量只有电阻大小不同，而目的就是为了使电压相同情况下电流大小不同，实验证明电流大小确实对产生热量的多少有所影响。
（3）当R2并联了一个电阻后，干路的总电流增大了，因此通过R1的电流也增大了，相同时间产生的热量变多，液面高度变化变大。
故答案为：（1）电流；电阻丝产生的热量的多少；（2）电阻；（3）大
7．(2019·攀枝花)如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器。其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U形管中装有等量的液体，接通电源，观察现象。
（1）实验中通过观察 的变化来比较导体所产生热量的多少；这运用了 （填“转换法”或“等效替代法”）的物理思想；
（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的 不变，来研究导体产生热量与电阻的关系；
（3）在乙装置中，C、D透明容器中产生热量较多的是 容器。
【答案】（1）液面高度差；转换法；（2）电流；（3）C。
【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但电阻丝对容器中的空气加热时，空气温度升高体积膨胀，引起U型管中液柱高度的变化，所以通过液面高度差的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫转换法；
（2）如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；
（3）图乙装置中两个5Ω的电阻并联后再与一个5Ω的电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，所以，I左＞I内，容器内的电阻值都是5Ω，通电一段时间，由Q＝I2Rt知，C容器中电流产生的热量多。
8. (2019·绍兴)在验证焦耳定律（Q=I²Rt)中电热与电阻的定性关系时，实验小组出现了如图三种电路连接情况（已知R甲
实验电路
玻璃管内液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
⑴________
B
液面都上升，且△h甲<△h乙
电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就⑵________
电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都上升，且△h甲⑶________△h乙
电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多
⑷________
【答案】 两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R定性关系；越多；>；两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
【解析】（1）电流通过导体产生的热量与电阻成正比，既然液面高度不变，说明根本没有热量产生；观察电路A可知，这时电阻根本没有接入电路；
（2）两个电阻串联，通过它们的电流和通电时间都相同，根据液面的高度变化量可以推得产生热量的多少；
（3）当两个电阻并联时，电压相等，根据公式P=可知，甲产生的热量多，自然液面上升的高度就比乙上升的大；但是根据控制变量法的要求，探究电阻对热量的影响，必须控制电流相等，而此时没有做到。
实验电路
玻璃管内液面高度
小组结论
你的合理解释与评价
A
液面都不上升
导体产生的热量跟电阻无关
⑴两实验电阻没接入电路，无现象，无法验证焦耳定律中Q与R定性关系
B
液面都上升，且△h甲<△h乙
电流通过导体时，电阻越大，产生的热量就⑵ 越多
电流和时间都相同，验证了焦耳定律中Q与R的定性关系
C
液面都上升，且△h甲⑶____＞____△h乙
电流通过导体时，电阻越小，产生的热量就越多
⑷_两实验电阻并联，电流不同，实验现象无法验证焦耳定律中Q与R定性关系 。
9．(2019·昆明)在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中R1＞R2。
实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系：
（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制________；电阻丝放出热量的多少，通过________来进行判断：
（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了△t1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了△t2，那么△t1________△t2（选填“大于”，“等于”或“小于”）
实验二：探宂电流产生的热S与电流的关系
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高△t1ˊ（或△t2ˊ________2△t1（或2△t2）（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流的________正比例关系。
（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是．
【答案】（1）如图；（2）电流相等；温度升高的示数 （3）大于 （4）大于 不成正比 （5）两瓶煤油的质量大小是否相等。
【解析】（1）根据左图，将两电阻丝串联，变阻器左下接线柱连入电路中，如答图所示：
（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流相等；根据转换法，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的；
（3）闭合开关，因电流和通电时间相同，R1>R2，根据Q=I2Rt可知，经过一定时间，R1产生的热量多，根据△t=可知△t1大于△t2；
（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；
根据△t=可知，用电阻丝R1(或R2)加热的煤油，温度升高量△t′1( (或△t′2)大于2△t1(或2△t2)，该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系。
（5）这个实验产生误差的主要原因是：两瓶中煤油的质量是否相等或两温度计的准确性是否一致。
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