2020年中考物理实验集中专项训练第13练电磁学实验电功率和含解析 21页

1 第 13 练电（磁）学实验-电功率和 电热 一、选择型实验专练 1.某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的 滑片移动到最大阻值处，闭合开关 S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理 的是（　　） A．断开开关 S，更换额定功率大一点的灯泡重新实验 B．断开开关 S，增加电池的节数重新实验 C．断开开关 S，拆掉导线重新连接电路 D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路 【答案】D 【解析】 AB、若电路发生断路故障时，换用更大功率的灯泡或增加电池数量，灯泡同样不发光，故 AB 错误； C、如果灯丝断了或导线发生断路，拆掉导线重新连接电路，灯泡仍然不亮，故 C 错误。 D、该电路为串联电路，闭合开关，灯泡不亮时，先观察电流表是否有示数；如果无示数， 说明电路出现断路现象，然后检测出断路的位置，并进行处理；如果电流表有较小的示数， 则是电路中电阻较大造成的，可移动滑片观察灯泡是否发光；故 D 正确。 2.如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，A、B 两 U 形管内的液面相平，电阻丝的 电阻 R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量 Q 跟什么因素有 关。下列说法正确的是（　　） A．此实验在探究电热 Q 与电阻 R 是否有关 2 B．通过 R1 的电流和通过 R2 的电流大小相等 C．电阻 R1 两端的电压和 R2 两端的电压相等 D．通电后，A 管的液面将会比 B 管的液面高 【答案】D 【解析】由图 7 知，R2 与 R3 并联后再与 R1 串联，R1 处于干路上，根据并联电路的电流特点 知，通过 R1 的电流大于通过 R2 的电流，而 R1=R2，可见，该实验探究的是电热 Q 与电流是否 有关，故 A、B 均错误；又根据 U=IR 知，R1 两端的电压大于 R2 两端的电压，故 C 错误；通 电后，由于置于密闭空气中的电阻丝 R1=R2，而通过 R1 的电流大于通过 R2 的电流，由 Q=I2Rt 知，左容器中空气吸热较多，内能增大较多，温度较高，所以 A 管的液面将会比 B 管的液面 高，故 D 正确。 3.如图所示为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U 型管中 液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝 R1、R2 串联在电路中，且 R1； 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= U2 R 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。 11.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。 10 （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= U R= 2.5V 10Ω =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= U' I = 3.5V 0.25A =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； 11 （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。 12．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___________。 12 （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。 13．在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中,实验室提供了如下 器材:电源电压 U 恒为 8V,滑动变阻器规格为“20Ω 2A”,小灯泡的额定电压 U 额=2.5N,额定 功率小于 1.2W,两个阻值分别为 10Ω、20Ω 的定值电阻 R0 可供选择。 13 甲乙丙丁 （1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围,小聪设计了如图甲所示的电路,请用笔画线 代替导线,完成图乙中实物电路的连接。 （2）正确连接电路后,进行实验记录的数据如右表所示。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。 实验次数 物理量 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。根据数据还 可判断出,小聪在实验中选用的是 R0=Ω 定值电阻。 （4）完成实验后,爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图丁所 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 S 拨至“1”,调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ②滑片不动,再将开关 S 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） ；（2）1.05；（3）增大； 10；（4）①5.5V；③U 额× U0 R0；偏小 14 【解析】（1）由 P=UI 得，小灯泡的额定电流约为：I= P U = 1.2W 2.5V =0.48A＜0.6A，所以，电流表 选择 0~0.6A 的量程；灯泡、R0 及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的 “+”极连接，小灯泡的左接线柱与 R0 的左接线柱连接，如图所示： （2）由（1）可知，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，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据 P=UI 可知，小灯泡消 耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。 由表中数据可知，第 5 次实验电流最大，此时电路总电阻最小， 由 I= U R可得，第 5 次实验时电路总电阻：R 总= U I5 =18.2Ω＜20Ω， 因 R 总=RL+R0+R 滑，已知定值电阻 R0 的阻值为 10Ω 或 20Ω， 故小聪在实验中选用的是 R0=10Ω。 （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= U0 R0。 ③小灯泡的额定功率：P 额=U 额 I 额=U 额× U0 R0。 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× U0 R0可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。 14．小明利用如图 1 所示的电路测定小灯泡的额定功率。所用器材：额定电压为 25v 的小灯 泡、电池组（二节干电池串联，电压为 3V），电压表一块，滑动变阻器（10Ω，2A）定值电 阻（R0＝5Ω）、开关三个和导线若干。 15 （1）用笔画线代替导线，将图 2 中的实物电路按照图 1 所示的电路图连接完整。 （2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到　　（选填“左”或“右”）端。 （3）连接完电路后，小明只闭合 S、S1 时，移动滑片 P，电压表示数发生改变；只闭合 S、 S2 时，移动滑片 P，小灯泡不发光。于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在 某电路元件两端，测试结果如表所示。则电路中一定存在的故障是　　（填写序号） ①灯泡 L 处断路 ②灯泡处短路 ③开关 S2 处断路 （4）排除故障后，小明继续实验。 ①只闭合 S、S2，移动滑片 P，使电压表的示数为　　V ②只闭合 S、S1，保持滑片 P 不动，读出电压表的示数为 2.25V ③小灯泡的额定功率为　　W。 （5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率 P 实　　（选填“＞”、 “＜”或“＝”） 1 4P 额。 【拓展】小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压 U”和“电 阻 r”两个物理量来描述它（如图 3 所示）。于是小红在小明完成步骤①后，将电压表并联 在电池组两端，保持滑片 P 的位置不变，只闭合 S、S2 时，读出电压表示数为 2.55V，则小 明实验中所用电池组的电阻 r 是　　Ω。 【答案】（1）如上图所示；（2）右；（3）③；（4）①2.5；②0.75；（5）＞；【拓展】 1.5。 【解析】（1）根据电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压， 结合由于灯泡的额定电压选择电压表的量程； （2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处； （3）根据电压表的示数情况判断故障位置； （4）第一步应使灯泡正常发光，进而知道电压表的示数；利用串联分压规律求出滑动变阻 测试元件 灯泡 L 开关 S2 电压表 无示数 有示数 16 器接入的阻值，然后根据串联电路电压特点和欧姆定律以及电功率公式求出小灯泡的额定功 率； （5）当电阻不变时，由 P＝ U2 R 可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一，由 于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，功率减小，电阻也减小，从而得出答案； 【拓展】根据串联电路特点和欧姆定律求出小明实验中所用电池组的电阻 r。 解：（1）由电路图可知，电压表测并联部分电路两端的电压，即测灯泡两端的电压，由于 灯泡的额定电压为 2.5V＜3V， 故只需将电压表的“3”接线柱与开关 S1 的右接线柱连接即可，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移到阻值最大处，即滑到右端。 （3）①若灯泡 L 处断路，将电压表与灯泡 L 并联，则电压表有示数且接近电源电压，故① 不符合题意； ②若灯泡 L 处短路，将电压表与灯泡 L 并联，则电压表无示数，将电压表与开关 S2 并联， 则电压表仍然无示数，故②不符合题意； ③若开关 S2 处断路，将电压表与开关 S2 并联，则电压表无示数且接近电源电压，故③符合 题意。 （4）①只闭合 S、S2，R 与 L 串联，电压表测 L 两端的电压，移动滑片 P，使电压表示数 U 额＝2.5V，此时灯泡 L 正常发光； ②只闭合 S、S1，R 与 R0 串联，此时电压表测 R0 两端的电压 U0＝2.25V， 则有： U0 R0＝ U－U0 R滑 ，即： 2.25V 5Ω ＝ 3 V－2.25V R滑 ，解得：R 滑＝ 5 3Ω， ③灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U 滑′＝U－U 额＝3V－2.5V＝0.5V， 此时电路中的电流：I＝ U滑′ R滑 ＝ 0.5V Ω ＝0.3A， 则小灯泡的额定功率：P 额＝U 额 I＝2.5V×0.3A＝0.75W。 （5）当电阻不变时，由 P＝ U2 R 可知，电压变为原来的一半，功率变为原来的四分之一， 由于灯泡的电阻是变化的，当电压减小时，功率减小，电阻也减小， 17 故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时，小灯泡的实际功率 P 实＞P 额。 【拓展】由第（4）问可知，小灯泡正常发光时电路中的电流 I＝0.3A， 将电压表并联在电池组两端，其测量滑动变阻器和灯泡的总电压 U′＝2.55V， 则电池电阻两端的电压：Ur＝U－U′＝3V－2.55V＝0.45V， 所以，所用电池组的电阻：r＝ Ur I ＝ 0.45V 0.3A ＝1.5Ω。 【点评】本题是一道测量小灯泡电功率的实验题，考查了实物图的连接、注意事项、电路故 障分析、电功率的计算等，对于第（5）问，若能画出小灯泡的 I﹣U 图象，解题更直观，属 于中考常考题型。 15．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源（电压恒为 6V）、电 压表和电流表各一个、额定电压为 2.5V 的待测小灯泡 L（电阻约为 10Ω）、滑动变阻器两个 （R 甲：“10Ω 1A”；R 乙：“50Ω 0.5A”）、开关 S、导线若干。 （1）该实验的原理是电功率 P=________； （2）实验中，应选用的滑动变阻器是________（选填“R 甲”或“R 乙”）； （3）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并 画在图 11 甲的虚线框内； （4）某小组在实验中记录了 3 组小灯泡的电流随电压变化的情况，如图 11 乙所示，完成实 验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为________Ω（保留到小数点后一位）； （5）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验 室选了一个 10Ω 的电阻 R0 和一个单刀双掷开关，设计了如图 11 丙所示的电路并完成了该 实验（电源电压不变）； ①闭合开关 S，S1 接 b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数 U1。 ②闭合开关 S，滑动变阻器滑片保持不动，S1 接 a，读出此时电压表示数为 U2。 则小灯泡额定功率 P 额=________（用 R0、U1、U2 表示）。 【答案】（1）UI（2）R 乙（3）如解析所示（4）10.4（5）U1× U2－U1 R0 【解析】（1）该实验的原理是电功率 P＝UI； （2）电源（电压恒为 6V）、额定电压为 2.5V 的待测小灯泡 L（电阻约为 10Ω），由欧姆定 18 律，灯的额定电流为：I＝ UL R = 2.5V 10Ω＝0.25A， 根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻： R 滑＝ U－UL I = 6V－2.5V 0.25A ＝14Ω； 故选用滑动变阻器 R 乙； （3）测量小灯泡电功率的实验电路图如下所示： （4）由欧姆定律，求得该小灯泡正常发光时的电阻为： R＝ U I= 2.5V 0.24A＝10.4Ω； （5）①闭合开关 S，S1 接 b，调节滑动变阻器 R 使小灯泡正常发光，记录电压表示数 U1。 ②闭合开关 S，滑动变阻器滑片保持不动，S1 接 a，读出此时电压表示数为 U2。 在②中，电压表测灯与定值电阻的电压， 因保持滑片位置不动，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 U2﹣U1；由欧姆定律灯的额定电流：I＝ U2－U1 R0 ， 则小灯泡额定功率：P 额＝U1× U2－U1 R0 16.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的 额定电压是 25V； （1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”,并补画出正确的那根导线。 （2）正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针明显偏转。 故障原因可能是（填“电流表”、“滑动变阻器”或“小灯泡”） 断路。 （3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。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，此时小灯泡的电阻是（结果保留两位小数）Ω。 19 （4）继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐变暗，这段时间内， 若小灯泡电阻变化量的绝对值是△R1，滑动变阻器接入电路的电阻变化量的绝对值是△R2， 则△R1 和△R2 大小关系正确的是______（填字母标号）。 A．△R1＞△R2 B．△R1=△R2 C．△R1＜△R2 D．无 法比较 【答案】（1）如上所示；（2）小灯泡；（3）0.65；9.62；（4）C 【解析】（1）原电路中，灯与电压表短路了，灯应与变阻器串联，电压表与灯并联；（2） 若电流表示数为 0，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与 电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的支路断路了； （3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，由 5︰3 得出小灯泡的额定功率；由欧姆定律 求出此时小灯泡的电阻；（4）因电源电压不变，根据欧姆定律先判断出两种情况下总电阻 的变化，再根据灯的电阻随温度的减小而减小和串联电阻的规律分析回答。 解：（1）原电路中，灯与电压表短路了，灯应与变阻器串联，电压表应与灯并联，如下所 示： （2）经分析，正确连接电路后，用开关进行试触，发现电流表指针不偏转，而电压表指针 明显偏转。故障原因可能是小灯泡断路；（3）排除故障后，按正确的步骤进行实验。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 0.26A，小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W，由欧姆定律，此时小灯泡的电阻 是：R= U I= 2.5V 0.26A=9.62Ω； （4）原来的电流为 I1，继续调节滑动变阻器，让小灯泡两端的电压逐渐降低，小灯泡逐渐 变暗，此时灯的电压减小，通过灯的电流也减小，所以 I1＞I2，根据欧姆定律，即 R 总 2＞R 总 1；滑片移动后电路的总电阻大于原来的电路总电阻，根据 P=UI 灯功率减小，灯丝的温度 降低，小灯泡阻值随温度的减小而变小，由电阻的串联规律可知：小灯泡阻值减小的值△R1 小于变阻器连入电路中增大的值△R2，故选 C。 17.在“测量小灯泡的电功率”实验中，要求用滑动变阻器控制电路，分别测出小灯泡在额 20 定电压、约为额定电压的 4 5和约高出额定电压的 1 5时的电功率，并比较这三种情况下小灯泡的 亮度。 （1）先根据实验的要求设计电路图，如图所示，其中甲是　　表，乙是　　表。 （2）实验时有如下器材：“2.5V 0.75W”小灯泡一只、电压为 6V 的电源、电流表、电压表、 导线若干条、开关、滑动变阻器 R1（10Ω 2A）和 R2（50Ω 1A）。根据实验要求应选用滑动 变阻器　　。 （3）根据实验要求，设计并填写实验记录表内的 7 个空格。 实验序号 　　 　　 　　 　　 1 　　 / / / 2 　　 / / / 3 　　 / / / 【答案】（1）电流；电压；（2）R2；（3）见下表 【解析】解：（1）图中甲表与灯泡串联，是电流表，乙表与灯泡并联，是电流表； （2）根据 P＝UI 知， 小灯泡的额定电流为：I＝ P额 U额＝ 0.75W 2.5V ＝0.3A， 根据串联电路电压的规律知， 滑动变阻器两端的电压为：U 滑＝U－U 额＝6V－2.5V＝3.5V， 滑动变阻器的电阻为：R 滑＝ U滑 I ＝ 3.5V 0.3A≈11.7Ω＞10Ω， 所以选择 50Ω 1A 的滑动变阻器 R2； （3）实验中需要测量小灯泡在额定电压、约为额定电压的 4 5和约高出额定电压的 1 5时的电功 率， 所以灯泡两端的电压分别为：U 额＝2.5V，U 实 1＝ 4 5U 额＝ 4 5×2.5V＝2V， U 实 2＝（1+ 1 5）U 额＝ 6 5U 额＝ 6 5×2.5V＝3V； 21 表格中需要记录三种电压下的电流和电功率以及三种电压下灯泡的亮度，见下表： 实验序号 灯泡两端的电压 U/V 灯泡中的电流 I/A 灯泡的电功率 P/W 灯泡的亮度 1 2 / / / 2 2.5 / / / 3 3 / / /