题目
如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，备选器材有：电源（恒为6V）、小灯泡（额定电压2.5V、阻值约8Ω）、两个滑动变阻器（A.“10Ω 1A”、B.“20Ω 0.5A”）、电流表、电压表、开关、导线若干。AI/A-|||-0.4-|||-5 10 0.3-|||-0 1 ↑2 15 0.2-|||-C D-|||-P 0 3 0.1-|||-3 15 0 U/V-|||-A B 1.0 2.0 3.0 4.0-|||-甲 乙-|||-丙-|||-图1（1）本实验应选择的滑动变阻器是 ____ （填代号）；（2）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）；（3）电路连接正确后，闭合开关，小红发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 ____ （填序号）；A.更换小灯泡B.检查电路是否断路C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光（4）问题解决后，小红移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 ____ （选填“左”或“右”）滑动；（5）小红移动滑片P，根据实验数据绘制出了小灯泡的I-U图像。根据图丙所给信息，计算出小灯泡的额定功率是 ____ W；进一步分析图丙可知，实验过程中小灯泡的电阻发生变化，电阻变化的主要原因是 ____ ；（6）物理兴趣小组想利用该实验装置探究其他电学规律，不能完成的实验是 ____ （填字母序号）；A.探究串联电路中的电流规律B.探究串联电路中的电压规律C.探究电流与电压的关系AI/A-|||-0.4-|||-5 10 0.3-|||-0 1 ↑2 15 0.2-|||-C D-|||-P 0 3 0.1-|||-3 15 0 U/V-|||-A B 1.0 2.0 3.0 4.0-|||-甲 乙-|||-丙-|||-图1（7）若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表，并设计了如图2所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：①闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I1；②闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额；③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S2，断开S1，记下电流表的示数为I2；④则小灯泡额定功率的表达式为P额= ____ 。（用I额、I1、L2和R0等符号表示）
如图所示，在“测量小灯泡额定功率”的实验中，备选器材有：电源（恒为6V）、小灯泡（额定电压2.5V、阻值约8Ω）、两个滑动变阻器（A.“10Ω 1A”、B.“20Ω 0.5A”）、电流表、电压表、开关、导线若干。
（1）本实验应选择的滑动变阻器是 ____ （填代号）；
（2）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）；
（3）电路连接正确后，闭合开关，小红发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 ____ （填序号）；
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，小红移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 ____ （选填“左”或“右”）滑动；
（5）小红移动滑片P，根据实验数据绘制出了小灯泡的I-U图像。根据图丙所给信息，计算出小灯泡的额定功率是 ____ W；进一步分析图丙可知，实验过程中小灯泡的电阻发生变化，电阻变化的主要原因是 ____ ；
（6）物理兴趣小组想利用该实验装置探究其他电学规律，不能完成的实验是 ____ （填字母序号）；
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
（7）若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表，并设计了如图2所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：
①闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I1；
②闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额；
③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S2，断开S1，记下电流表的示数为I2；
④则小灯泡额定功率的表达式为P额= ____ 。（用I额、I1、L2和R0等符号表示）
（1）本实验应选择的滑动变阻器是 ____ （填代号）；
（2）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）；
（3）电路连接正确后，闭合开关，小红发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 ____ （填序号）；
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，小红移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片适当向 ____ （选填“左”或“右”）滑动；
（5）小红移动滑片P，根据实验数据绘制出了小灯泡的I-U图像。根据图丙所给信息，计算出小灯泡的额定功率是 ____ W；进一步分析图丙可知，实验过程中小灯泡的电阻发生变化，电阻变化的主要原因是 ____ ；
（6）物理兴趣小组想利用该实验装置探究其他电学规律，不能完成的实验是 ____ （填字母序号）；
A.探究串联电路中的电流规律
B.探究串联电路中的电压规律
C.探究电流与电压的关系
（7）若实验室电压表损坏，某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻代替电压表，并设计了如图2所示电路，在电源电压保持不变情况下，也正确地测出了一个额定电流为I额的小灯泡的额定功率，其实验步骤如下：
①闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，记下电流表的示数为I1；
②闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额；
③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S2，断开S1，记下电流表的示数为I2；
④则小灯泡额定功率的表达式为P额= ____ 。（用I额、I1、L2和R0等符号表示）
题目解答
答案
解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为8Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，
根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，滑动变阻器分得的电压为：U滑=6V-2.5V=3.5V，
由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3125A}$=11.2Ω＞10Ω，故应选用R2“20Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；
（3）电流表有示数，说明电路是通路；小灯泡不亮，可能通过灯泡的电流太小，小灯泡实际功率太小，所以接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C；
（4）问题解决后，小红移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.8V，小于灯泡额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片适当向右滑动；
（5）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
小灯泡的电阻不是一定值，会随温度的变化而变化；
（6）A、将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；
B、用电压表分别测量灯与滑动变阻器两端的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；
C、探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；
故选：C；
（7）①闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，电路为定值电阻R0的简单电路，电流表的示数为I1，由欧姆定律可得电源电压：U总=I1R0；
②闭合S1，断开S2，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额，该电路的总电阻为RL+RH=$\frac{{U}_{总}}{{I}_{额}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$；
③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S2，断开S1，定值电阻R0和滑动变阻器串联接入电路，记下电流表的示数为I2，此时该电路的总电阻：R总=$\frac{{U}_{总}}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻：RH=R总-R0=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$-R0，
在②中电路的总电阻为RL+RH=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$，则灯泡电阻：RL=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-RH=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-（$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$-R0）=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$+R0，
④则小灯泡额定功率的表达式为P额=I额2RL=I额2（$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$+R0）。
故答案为：（1）R2；（2）见解答图；（3）C；（4）右；（5）0.75；温度；（6）C；（7）I额2（$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$+R0）。
I=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，
根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，滑动变阻器分得的电压为：U滑=6V-2.5V=3.5V，
由欧姆定律，滑动变阻器接入电路的电阻：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.3125A}$=11.2Ω＞10Ω，故应选用R2“20Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器应选右下接线柱与开关串联在电路中，如下图所示：
；（3）电流表有示数，说明电路是通路；小灯泡不亮，可能通过灯泡的电流太小，小灯泡实际功率太小，所以接下来应进行的操作是：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选C；
（4）问题解决后，小红移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为1.8V，小于灯泡额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片适当向右滑动；
（5）由图丙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，小灯泡额定功率为：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
小灯泡的电阻不是一定值，会随温度的变化而变化；
（6）A、将电流表分别串联在电路中的不同位置，可以测出不同位置的电流，故可探究串联电路中的电流规律；
B、用电压表分别测量灯与滑动变阻器两端的电压以及电路两端的总电压，故可探究串联电路中的电压规律；
C、探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，故不能探究电流与电压的关系；
故选：C；
（7）①闭合S2，断开S1，移动滑动变阻器R的滑片至最左端，电路为定值电阻R0的简单电路，电流表的示数为I1，由欧姆定律可得电源电压：U总=I1R0；
②闭合S1，断开S2，滑动变阻器和灯泡串联接入电路，调节滑动变阻器R的滑片使小灯泡正常发光，电流表示数为I额，该电路的总电阻为RL+RH=$\frac{{U}_{总}}{{I}_{额}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$；
③保持滑动变阻器R的滑片不动，闭合S2，断开S1，定值电阻R0和滑动变阻器串联接入电路，记下电流表的示数为I2，此时该电路的总电阻：R总=$\frac{{U}_{总}}{{I}_{2}}$=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，则滑动变阻器接入电路的电阻：RH=R总-R0=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$-R0，
在②中电路的总电阻为RL+RH=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$，则灯泡电阻：RL=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-RH=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-（$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$-R0）=$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$+R0，
④则小灯泡额定功率的表达式为P额=I额2RL=I额2（$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$+R0）。
故答案为：（1）R2；（2）见解答图；（3）C；（4）右；（5）0.75；温度；（6）C；（7）I额2（$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{额}}$-$\frac{{I}_{1}{R}_{0}}{{I}_{2}}$+R0）。