（3）图丙的电路采用的是滑动变阻器的分压式接法，可以使小灯泡两端电压的变化范围为0V到4.5V，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于右端，使电流表和电压表的读数从0开始，保护电流表和电压表的安全使用．
10．本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电表的读数和电功率的计算等，伏安法测电阻、功率、探究电流与电压和电阻关系几个实验有相似之处，我们要学会总结。小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材连接了如图甲所示电路．
（1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是_____．并且电路连接也有错误，如果此时闭合开关，小灯泡_____（选填“发光”或“不发光”），电压表_____（选填“有示数”或“无示数”）．请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确． （_____）
（2）小明重新选择合理器材，将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正确发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω． （3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而_____．在这个图象中，横轴应该表示的是_____（选填“电压”或“电流”） （4）上述实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率．已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V．
②_____（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_____V，这时小灯泡正常发光．
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V． ④小灯泡的额定功率P额＝_____W．
【答案】电源电压低于灯泡的额定电压 不发光 有示数
10
增大 电流 闭合S、S1 2 断开S2
0.5 【解析】 【分析】
（1）测灯的额定功率，灯的电压要高于灯的额定电压；分析电路的连接确定两表的示数；根据电路连接错误之改正；
（2）根据电流表小量程读数，由欧姆定律求电阻大小；
（3）灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律，电压的增加量应大于电流的增加量； （4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U=2.5V时，灯正常发光，在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即， 根据P＝UI 可求小灯泡的额定功率P额． 【详解】
（1）电源电压为3V，小于灯的额定电压，故选的器材不能完成此实验；原电路中，电压表串联在电路中，电路中几乎没有电流，电流表将变阻器串联了，此时闭合开关小灯泡不发光，电压表与电源连通，电压表有示数；电流表应串联在电路中，电压表与灯并联，如下左图所示：
（2）此时电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡正常发光时的电阻是：R?U3.8V??10Ω ； I0.38A（3）并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律的变形公式：
U ，因灯丝的电阻随温度升高而增大，故电压的增加量应大于电流的增加量，如上I左图所示，在这个图象中，横轴应该表示的是电流； （4）根据上面的分析，具体步骤：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V； R?②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V． 在①中，电源电压为U＝4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，灯的电压：
UL＝U﹣U滑下＝4.5V﹣2V＝2.5V ，灯正常发光；
在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为：
2，因变阻器的总电阻为U﹣3V＝4.5V﹣3V＝1.5V ，根据分压原理，R滑上：R滑下＝1：10Ω ，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额15Ω，故R滑下＝定电流：IL?U滑下2V??0.2A ， R滑下10Ω④小灯泡的额定功率P额＝ULIL＝2.5V?0.2A＝0.5W．
故答案为(1). 电源电压低于灯泡的额定电压 (2). 不发光 (3). 有示数 (4).
10 (5). 增大 (6). 电流 (7).
闭合S、S1 (8). 2 (9). 断开S2 (10). 0.5
北京市海淀北部新区实验中学物理电功率单元综合测试(Word版 含答案)
