文档内容
第15章-电功和电热（实验探究题）-【期末题汇编】2022-2023
苏科版九年级物理上学期期末复习专题精炼
一．电功与电能的计算
1．（2021秋•江阴市期末）某科技小组设计了一个记录传送带上输送产品数量的计数装
置，其原理如图甲、乙电路所示。已知电源电压U ＝18V，U ＝9V，电阻箱R 调到
1 2 2
200 ，R是个标有“9V 4.5W”的自动计数器，R 是一种光敏元件．每当传送带上的产
1
品均
Ω
匀通过时，射向R
1
的红外线会被产品挡住。R
1
的电阻会变大，信号触发器两端的
电压U ＝U 时就使乙图电路中S 闭合，使自动计数器计数一次。图丙是对产品输送计
AB 0 2
数项目进行测试后，信号触发器记录的某一时段AB间的电压随时间变化的图像。
（1）自动计数器正常工作时的电流为 0. 5 A。
（2）如丙图，传送带匀速输送产品连续工作1min，自动计数器消耗的电能为 2 7
J。
（3）当产品挡住了射向R 的红外线，信号触发器接通受控电路时，U 为 2 V和R
1 0 1
阻值为 160 0 。
（4）由于整个装置工作时间较长，导致U 的电压逐渐减小，现场又没有适合U 的电源
Ω 1 1
更换，为了能使计数器正常工作，可以对甲图电路做的调节是 适当将电阻箱 R 的阻
2
值调大（或者适当将信号触发器的触发电压调低） 。
【答案】（1）0.5A；（2）27；（3）2；1600；（4）适当将电阻箱R 的阻值调大（或
2
者适当将信号触发器的触发电压调低）。
【解析】解：
由甲图电路知，R 与R 串联，AB间电压为R 两端电压；
1 2 2
（1）由图乙可知，受控电路为R的简单电路，
根据P＝UI知，自动计数器正常工作时的电流为：I＝ ＝ ＝0.5A；
（2）根据图丙知计数一次消耗电能的时间0.4s﹣0.36s＝0.04s，即0.4s内有0.04s消耗电
能，所以1min内消耗电能的总时间 ×60s＝6s，
由P＝ 可得，1min内自动计数器消耗的电能：W＝P t＝4.5W×6s＝27J；
R（3）当产品挡住射向R 的红外线时，R 的电阻会变大，根据I＝ 可知，电路的电流
1 1
减小，R 两端的电压减小，由图知，此时AB端的电压为2V；
2
此时电路的电流为：I′＝ ＝ ＝0.01A，
根据串联电路电压的规律知，R 两端的电压为：U ＝U ﹣U ＝18V﹣2V＝16V，
1 R1 1 0
R 的电阻为：R ＝ ＝ ＝1600 ；
1 1
Ω
（4）由于整个装置工作时间较长，导致U 的电压逐渐减小，根据欧姆定律I＝ 可
1
知，电路的电流减小，U 减小，要使U 增大为原来的电压值，由串联电路的分压规律
0 0
可知，需要增大R 的电阻。
2
也可以适当将信号触发器的触发电压调低，使计数器正常工作。
二．电能表
2．（2021秋•吴江区期末）为了解家用节能灯的耗能情况，小明进行了以下实践。
（1）如图所示是小明家节能灯和电能表的实物。如图中电能表的示数为 3415. 2
kW•h，该电能表所接电路允许使用的最大电功率是 880 0 W。
（2）接着打开室内的一盏节能灯，节能灯正常发光。他以指示灯某一次闪烁后立即开
始计时，1min电能表指示灯闪烁了50次，则电功率是 100 0 W，他发现与节能灯铭
牌标值明显不符，原因最可能是 B 。
A.小明家的节能灯比较特殊，功率很大
B.小明没有关闭其他的用电器
（3）解决上述问题后，小明经过思考设计了以下两种实验方案重新进行测量。
甲方案：测量出电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t；
乙方案：以指示灯某一次闪烁后立即开始计时，测量闪烁3次所用时间t。
你认为 乙 （选填“甲”或“乙”）方案更合理，并说出另一个方案的不足之处：
所需时间太长 。
【答案】（1）3415.2；8800；（2）1000；B；（3）乙；所需时间太长。
【解析】解：（1）电能表读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，由图可知，电能表示数为3415.2kW•h；
据电能表的表盘参数可知，家中用电器的总功率不能超过P大 ＝UI＝220V×40A＝
8800W；
（2）3000imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的指示灯闪烁
3000次，
则电能表指示灯闪烁了50次，节能灯消耗的电能：W＝ ＝
；
节能灯的电功率：P＝ ＝ ＝1kW＝1000W；
由图可知，节能灯的额定功率为10W，此时计算出的结果为1000W，两者相差很大，
所以据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的，
故选B；
（3）由P＝ 可知，电能表显示消耗1kW•h电能所用的时间t＝ ＝ ＝
100h，时间太长，此方案不合理；
若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好测量和记录的，所以据此方法计算出节
能灯的电功率更合理，故乙方案更合理。
三．电功率的计算
3．（2021秋•高邮市期末）小明在研究家里的“超级快充”充电器时，可快速把“3.6V，
4400mA•h”的电池充满，极大方便了人们的使用，通过阅读说明书，小明知道了原来
在充电器的内部存在降压变压器使充电器输出电压为4.4V。可将变压器原理简化为：原
线圈匝数n ，副线圈匝数n ，若输入电压U ，输出电压U ，则由关系式为：U /U ＝
1 2 1 2 1 2
n /n 。
1 2
有没有升压的变压器呢？小明通过查阅资料知道提高电压可以很有效的降低电能在输电
线上的损耗。2020年7月我国1100千伏特高压输电线路从新疆到安徽，全线贯通，创
造了超高压输电的记录，为我国构建清洁低碳、安全高效的能源体系作出了贡献。
电池名称 锂离子电池
充电电压 4.4V工作电压 3.6V
容量 4400mA•h
（1）充电器为手机充电时，电流通过电池，将电能转化为 化学 能，若原线圈的匝
数为1100圈，要使充电器的输出电压为4.4V，副线圈匝数为 2 2 圈。
（2）一个标注“输出4.4V，10A”的快速充电器，假设充电效率为90%，选用快速充
电器将电池从零充满需要的时间为 176 0 s。
（3）我国正在实验1500kV的特高压输电技术，若甲、乙两地原来用500kV的超高压输
电，现用1500kV的特高压输电，当输电功率相同时，则线路上的功率损耗为原来的
倍。
（4）由电厂向用户输电，输送的功率P一定，关于输电电压U与输电电流的I的关系
图像正确的是 C 。
【答案】（1）化学；22；（2）1760；（3） ；（4）C。
【解析】解：（1）充电器为手机充电时，电流通过电池，将电能转化为化学能；
若原线圈的匝数为1100圈，要使充电器的输出电压为4.4V，由 ＝ 可知，
副线圈匝数为：n ＝ ＝ ＝22圈；
2
（2）已知电池充满储存的电能为W＝UIt＝3.6V×4400×10﹣3A×3600s＝57024J，
充电效率为 ＝90%，
η
由 ＝ 可知充电器消耗的电能为：W耗 ＝ ＝ ＝63360J，
选用快速充电器时，根据W＝UIt可知电池从零充满需要的时间为：
η
t′＝ ＝ ＝1440s；
（3）当以不同电压输送时，由于输电的功率是一定的，则有P＝U I ＝U I ，而在线路
1 1 2 2
上损失的功率为P损失 ＝I2R＝ R＝ ，则损失的功率与电压的平方成反比；输电线电阻不变，甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，现用1500kV的特高压输电，
输电电压变为原来的3倍，根据P损失 ＝I2R＝ R＝ 可知，损失的功率变为原
来的 ；
（4）根据公式P＝UI可知，输送的功率P一定时，电压越大，电流越小，即电压与电
流成反比，故图C正确。
4．（2021秋•姑苏区校级期末）阅读短文，回答问题。
我市居民家庭主要使用管道天然气，11月1日，小明对搬入不久的新家燃气使用情况进
行了调查，观察到他家的智能型燃气表表盘如图甲所示，他记得刚搬入时燃气表示数为
0，表盘上还有“欠费”、“阀门”、“系统”三个由发光二极管做成的指示灯，正常
工作时“系统指示灯”常亮，通过查询资料，他把相关技术参数列在了表一中，其
中“公称流量”是指在额定条件下，单位时间内流过管道横截面的燃气的最大流量，另
外，他在新闻网上查到，目前苏州市民用管道天然气的阶梯价格为：一挡年用气量上限
为300m3，价格为2.75元/m3；二挡年用气量为300m3至600m3，价格为3.3元/m3；三挡
年用气量大于600m3，价格为4.13元/m3。
小明家里还安装了“水”地暖系统，该系统以天然气为能源，通过天然气壁挂炉（热水
器）将水加热，热水循环流过房间地板下的散热管道来提高室温，壁挂炉的铭牌如表
二，其中，额定热负荷27kW指的是热水器供热水时，1s内水吸收的最大热量为27kJ
（1kJ＝103J），额定热负荷热水效率是指在额定热负荷下，水吸收的最大热量与燃气完
全燃烧放出热量的比值。
表一
智能燃气表
技术参数/型号 GS2.5
公称流量m3/h 2.5
最大流量m3/h 4.0
最小流量m3/h 0.025
工作压强kPa 50
工作电压V 6
工作电流 A 8
表二
μ
壁挂炉热水器
型号：TURBO28kW
点火方式 电子燃气种类 天然气
额定热负荷kW 27
额定热负荷热水效率 90%
（1）燃气表上的三个指示灯是由 半导体 （半导体/超导体）材料制成，它们之间
是 并 联，根据表一可知，整个燃气表在正常工作时的电功率为 4.8×1 0 ﹣ 5 W；
（2）根据燃气表示数，他家目前共消耗的燃气量为 20 8 m3，若按照“公称流
量”算，每天正常使用燃气的平均时间为0.64h，则小明搬进新家 13 0 天；
（3）除了每天正常燃气使用量外，12月份起家里开启地暖设备，燃气费大大增加，若
热水器在额定热负荷下工作，每天工作8h，则12月份用于供暖至少需要消耗 72 0
m3的天然气，他家12月份共需付费约 2795.8 8 元（每个月按30天计算，天然气的
热值是3.6×107J/m3）；
（4）小明家安装了家用燃气报警器，燃气报警器的核心是气体传感器（气敏电阻），
其阻值随燃气浓度的升高而减小。如图乙所示，是模拟燃气泄漏检测原理的电路图，R
1
为气敏电阻，R为可调试变阻器。当燃气达到一定浓度，与A、B、C中某两点相接的
声光报警装置的电压就会升高，当电压升高到一定值时，就会发出报警信号，若电源电
压恒为12V，气敏电阻R 的阻值与天然气浓度间的关系如图丙所示。在某次调试中，当
1
可调试变阻器R的阻值为20 ，天然气浓度达到0.8g/m3，燃气报警器报警，则下列说
法中正确的是 C 。
Ω
A.当天然气浓度增加时，气敏电阻R 的阻值随之增大
1
B.当燃气报警器报警时，电路中的电流为150mA
C.若要适当提高燃气报警的灵敏度，在其他条件不变的情况下，可以适当调大调试电阻
R
D.若需要选用仪表监控输出信号，浓度升高时，仪表示数也增大，则可以选用电压表接
在AB之间（5）现用另一个电阻箱在无燃气条件下对上述电路进行调试，使电路能在天然气浓度
达到0.8g/m3时，燃气报警器报警，为此，先将该电阻箱调为10 ，然后还需要经过三
个关键的调试步骤才能完成调试。
Ω
第一步：断开开关，用电阻箱替换气敏电阻；
第二步：闭合开关，调节 电阻箱 ，直到燃气报警器刚好报警；
第三步：断开开关， 用气敏电阻替换电阻箱 ，完成电路调试。
【答案】（1）半导体；并；4.8×10﹣5；（2）208；130；（3）720；2795.88；（4）C；
（5）电阻箱；用气敏电阻替换电阻箱。
【解析】解：（1）三个指示灯都是由发光二极管做成，二极管是由半导体材料制成
的；由题意可知，三个指示灯能够独立工作、互不影响，则它们应并联在电路中；
由表一中数据可知，燃气表在正常工作时电压为6V，电流为8 A，则燃气表在正常工
作时的电功率：P＝UI＝6V×8×10﹣6A＝4.8×10﹣5W；
μ
（2）由燃气表的示数可知，他家目前共消耗的燃气量为V＝208m3；
根据“公称流量”的定义可知，小明家每天消耗的燃气量：V ＝2.5m3/h×0.64h＝
0
1.6m3，则小明搬进新家的天数：n＝ ＝ ＝130天；
（3）由额定热负荷的定义可知，热水器供热水时每天水吸收的热量：Q吸 ＝
27kW×8×3600s＝777600kJ＝777600×103J＝7.776×108J，由额定热负荷热水效率的定义可知，热水器需要的热量：Q放 ＝ ＝
＝8.64×108J，
由Q放 ＝Vq可知，供暖消耗的燃气量：V暖 ＝ ＝ ＝24m3，
12月份用于供暖消耗的燃气量：V暖总 ＝30×24m3＝720m3，
则小明家每天消耗的燃气量：V
1
＝V
0
+V暖 ＝1.6m3+24m3＝25.6m3，
他家12月份共消耗燃气量：30×25.6m3＝768m3，
则12月份所消耗燃气量属于一挡年用气量为：300m3﹣208m3＝92m3，属于二挡年用气
量为600m3﹣300m3＝300m3，属于三挡年用气量为768m3﹣300m3﹣92m3＝376m3，
所以他家12月份共需付费：92m3×2.75元/m3+300m3×3.3元/m3+376m3×4.13元/m3＝
2795.88元；
（4）A、由图丙可知，当天然气浓度增加时，气敏电阻R 的阻值随之减小，故A错
1
误；
B、由图乙可知，气敏电阻R 与可调试变阻器R串联，
1
由图丙可知，天然气浓度达到0.8g/m3时，气敏电阻R 的阻值为10 ，
1
Ω
由欧姆定律可知，此时电路中的电流：I＝ ＝ ＝0.4A，故B错误；
C、在其他条件不变的情况下，当适当调大调试电阻R时，由串联分压原理可知，气敏
电阻R 两端分得的电压变化越明显，燃气报警的灵敏度越高，故C正确；
1
D、由图丙可知，当天然气浓度增加时，气敏电阻R 的阻值随之减小，由串联分压原理
1
可知，气敏电阻R 两端的电压减小，故D错误。
1
（5）现用另一个电阻箱在无燃气条件下对上述电路进行调试，使电路能在天然气浓度
达到0.8g/m3时，燃气报警器报警，为此，先将该电阻箱调为10 ，然后还需要经过三
个关键的调试步骤才能完成调试。
Ω
第一步：断开开关，用电阻箱替换气敏电阻；
第二步：闭合开关，调节电阻箱，直到燃气报警器刚好报警；
第三步：断开开关，用气敏电阻替换电阻箱，完成电路调试。
四．实验 测量小灯泡的电功率
5．（2021秋•建邺区期末）两只铭牌模糊的小灯泡L 、L ，仅能看清分别标
1 2
有“2.5V”和“3.8V”字样。（1）图甲是小明测量小灯泡L 电功率时连接的实物图。
1
①请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
②电路连接正确后，闭合开关，小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作
是 C （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
③问题解决后，移动滑片P，记录多组数据，绘制成如图乙所示的I﹣U图像，由此可
知小灯泡的额定功率是 0.62 5 W。
（2）小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L 的额定功率。
2
①闭合开关S，S 接 1 ，将滑动变阻器R 的滑片P移至最左端，调节电阻箱使电
1 1
压表的示数为3.8V。
②闭合开关S，S 接 2 ，调节滑动变阻器R 的滑片P，使电压表的示数仍为
1 1
3.8V。
③保持滑动变阻器R 的滑片P不动，将电阻箱的调为0 ，读出电压表的示数U ，再将
1 1
电阻箱调为10 ，记为R
0
，读出电压表的示数U
2
。
Ω
Ω
④小灯额定功率的表达式为 （用U额 、U
1
、U
2
、R
0
表示）。
⑤为了更简单地测出小灯泡的额定功率，只需将 R 和 R 互换位置。
1 2
【答案】（1）①如上图；②C；③0.625；（二）①1；②2；④ ；
⑤R ；R 。
1 2
【解析】解：（1）①小灯泡L 额定电压小于2.5V，所以电压表应选择小量程与灯泡
1
并联，如图所示：；
②闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连
入电路的电阻过大，电路中电流过小造成的，所以下一步操作：移动滑动变阻器滑片，
观察小灯泡是否发光，故选C；
③由图丙所示I﹣U图像可知，灯泡两端电压2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，则灯
泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（2）①闭合开关S，S 接1，将滑动变阻器R 的滑片P移至最左端，此时R 接入电路
1 1 1
中的电阻为0，调节电阻箱使电压表的示数为3.8V，此时灯泡正常发光。
②闭合开关S，S 接2，调节滑动变阻器R 的滑片P，使电压表的示数仍为3.8V，此时
1 1
接入电路的电阻与灯泡的电阻是相同的。
③保持滑动变阻器R 的滑片P不动，将电阻箱的调为0 ，读出电压表的示数U ，该示
1 1
数为电源电压；再将电阻箱调为10 ，记为R
0
，读出电压
Ω
表的示数U
2
，根据串联电路
的电压规律可知，电阻箱两端的电压
Ω
为：U'
1
＝U
1
﹣U
2
；
根据欧姆定律可知，通过电阻箱的电流为：I ＝ ＝ ；
1
串联电路中电流处处相等，所有通过R 的电流为 ；
1
此时接入电路中的电阻为：R ＝ ＝ ＝ R ；所有小灯泡正常发光时的
1 0
电阻为R ＝ R ；
L 0
④小灯额定功率的表达式为：P＝ ＝ ＝ 。
⑤为了更简单地测出小灯泡的额定功率，实验中可以将滑动变阻器与电阻箱的位置互换，实验步骤如下：
①闭合开关S，S 接1，调节电阻箱示数为0，移动滑动变阻器R 的滑片P，使电压表
1 1
的示数为3.8V，灯泡正常发光；
②闭合开关S，S 接2，调节电阻箱，使电压表的示数仍为3.8V，读出电阻箱的示数，
1
该示数与灯泡正常发光时的电阻相同，从而根据公式P＝ 求出功率的大小。
6．（2021秋•鼓楼区期末）某小灯泡的额定电流为0.3A，图1是小明测量该灯泡功率的实
验电路（电源电压恒为3V）。
（1）请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大。
（2）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发
现电压表的示数为 3 V，电流表的示数为 0 A。
（3）排除故障后，小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图2所示，此时小灯泡的
功率为 0.3 6 W。
（4）为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了图3所示实验电路，所用电源电压恒定
（未知），R 、R 均为电阻箱（0～999.9 ）。
1 2
①实验步骤如下：
Ω
第1步：仅闭合S ，R 调至5 时，电流表的示数为0.3A。
1 2
第2步：仅闭合S
2
，R
1
、R
2
分
Ω
别调至6 和9 时，电流表的示数为0.3A。则小灯泡正
常发光时的电阻为 1 0 ，额定功率为 0. 9 W。
Ω Ω
②小强对图3电路及操作进行了下列调整，其中仍能完成测量的有 ABD 。
Ω
A．将原实验的第1步和第2步对调
B．将R 换成适当规格的滑动变阻器
2
C．将R 换成导线
2
D．将R 换成导线
1
【答案】（1）如上图；（2）3；0；（3）0.36；（4）①10；0.9；②ABD。
【解析】解：（1）实验中，要通过滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压，所以滑动变
阻器应与小灯泡串联，如图甲所示，滑片位于滑动变阻器的右端，要使其接入电路的阻
值最大，应选择左侧下接线柱接入电路，如图所示；（2）闭合开关，导线M断路时，小灯泡开路，电压表在电路中相当于断开，则电路中
的电流几乎为零，即电流表的示数为0A；电压表相当于测量电源两端电压，即电压表
的示数为3V；
（3）由图甲可知，电压表测量小灯泡两端电压，由图乙可知，电压表所选量程为0～
3V的量程，分度值为0.1V，示数为：1.5V；电流表所选量程为0～0.6A的量程，分度
值为0.02A，示数为：0.24A，小灯泡此时的功率为：P＝UI＝1.5V×0.24A＝0.36W；
（4）①在第1步实验中，仅闭合S ，R 调至5 时，R 与L串联，电路中的电流为
1 2 2
0.3A，即通过小灯泡的电流I
L1
＝I额 ＝0.3A，小灯Ω泡正常发光，
电路中的总电阻为：R总 ＝R
2
+R
L
；
在第2步实验中，仅闭合S 、R 与R 串联，当电路中的电流仍为0.3A时，电路中的总
2 1 2
电阻为：R总 ′＝R
2
′+R
1
；
由欧姆定律可知，在电源电压恒定时，两次电路中的电流相等，则两次电路的总电阻相
等，即R总 ＝R总 ′，
由此可得：5 +R ＝9 +6 ，
L
则小灯泡正常
Ω
发光的电
Ω
阻为
Ω
：R
L
＝10 ，
小灯泡的额定功率为：P额 ＝U额I额 ＝ΩI额 2R
L
＝（0.3A）2×10 ＝0.9W；
②在设定的4种调整中，只要能测出小灯泡正常发光时的电Ω阻，就可利用公式P额 ＝U
额I额 ＝I额 2R
L
求得小灯泡的额定功率。
A、在实验操作时，先闭合的开关是S 。如图丙所示，当仅闭合S 时，R 与R 串联，
2 2 1 2
分别调节两个电阻箱，使电流表的示数为0.3A，
读出两电箱的示数分别为：R 和R ；当仅闭合S 时，L与R 串联，调节R ，使电流表
1 2 1 2 2
的示数为0.3A，则小灯泡正常发光，读出电阻箱R 的阻值为R ′，
2 2
则小灯泡正常发光的电阻为：R ＝R +R ﹣R ′，故A调整仍能完成小灯泡额定功率的
L 1 2 2
测量；
B、将R 换成适当规格的滑动变阻器。当只闭合S 时，L与滑动变阻器串联，调节滑动
2 1
变阻器，使电流表的示数为0.3A，则小灯泡正常发光；当只闭合S 时，保持滑动变阻
2
器的滑片位置不变，调节R ，使电流表的示数仍为0.3A，读出电阻箱的阻值为R ，则
1 1
小灯泡正常发光的电阻为：R ＝R ，故B调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
L 1
C、将R 换成导线。当只闭合S 时，只有L连入电路，电路中的电流大小不一定刚好为
2 10.3A，故不能确保小灯泡是否正常发光；若同时闭合S 、S ，L与R 并联，两者互不影
1 2 1
响，也不能确保L是否正常发光，故C调整不能完成小灯泡额定功率的测量；
D、将R 换成导线。当只闭合S 时，L与R 串联，调节R ，使电流表的示数为0.3A，
1 1 2 2
则小灯泡正常发光，读出电阻箱的阻值为R ；当只闭合S 时，L被短路，调节R ，使
2 2 2
电流表的示数仍为0.3A，读出电阻箱R 的阻值为R ′，则小灯泡正常发光的电阻为：
2 2
R ＝R ′﹣R ，故D调整仍能完成小灯泡额定功率的测量；
L 2 2
故选：ABD。
7．（2021秋•海州区期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源恒为6V，待测小灯
泡标有“3.8V 口A”字样，小明同学按图甲所示的电路图正确连接了电路，开始实
验。
（1）实验时闭合开关前应将滑动变阻器R 的滑片P置于 B （选
1
填“A”或“B”）端。
（2）小明闭合开关S时，发现小灯泡不亮，观察到电压表和电流表的示数如表序号1。
对于小灯泡是否发生了短路故障，写出你的判断结论及理由： 没有发生短路，因为灯
泡两端有电压且灯泡中有电流，灯泡不亮的原因是灯泡的实际功率太小 。
（3）随后的几次实验数据依次记录在表中，第3次读数时，电流表的示数如图乙所
示，为 0. 3 A，小灯泡的额定功率为 1.1 4 W。
序号 电压表 电流表 小灯泡电阻 小灯泡功率 小灯泡
示数U/V 示数/A R/ P/W 亮度
1 1.6 0.18 8.9Ω 0.29 不亮
2 2.8 0.26 10.8 0.73 暗
3 3.8 12.7 亮
4 4.0 0.31 12.9 1.24 过亮
（4）小明根据表中数据，得出了小灯泡的电功率随灯丝电阻的增大而增大的错误结
论，这个结论错误的原因是 决定灯泡电功率的是灯泡两端的电压和通过它的电流，
与电阻无关，电阻是导体的一种特性 。
（5）小明还想算一算小灯泡的平均功率，小红认为这是没有意义的，理由是： 灯泡
的电功率随灯泡两端的电压变化而变化 。
【答案】（1）B；（2）没有发生短路，因为灯泡两端有电压且灯泡中有电流，灯泡不亮的原因是灯泡的实际功率太小；（3）0.3；1.14；（4）决定灯泡电功率的是灯泡两端
的电压和通过它的电流，与电阻无关，电阻是导体的一种特性；（5）灯泡的电功率随
灯泡两端的电压变化而变化。
【解析】解：（1）为保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片应滑至阻值最大处，
即将滑片滑至B端。
（2）小灯泡不亮，不一定是发生短路。因为灯泡两端有电压且灯泡中有电流，灯泡不
亮的原因是灯泡的实际功率太小，灯泡没有发生短路。
（3）电流表的示数如图乙所示，为0.3A，因为灯泡的额定电压为3.8V，所以根据P＝
UI得出小灯泡的额定功率为1.14W。
（4）根据表中数据，得出了小灯泡的电功率随灯丝电阻的增大而增大的错误结论，这
个结论错误的原因是：决定灯泡电功率的是灯泡两端的电压和电流值，与电阻无关，电
阻是导体的一种特性。
（5）计算小灯泡的平均功率，是没有意义的，理由是灯泡的电功率随灯泡两端的电压
变化而变化。
8．（2021秋•高邮市期末）如图1是“测量小灯泡电功率”的实验电路图，电源电压恒定
不变，小灯泡的额定电压为2.5V。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W
1 1.5 0.28
2 2.5
3 3.0 0.38
（1）本实验中测量小灯泡电功率的实验原理是 P ＝ U I 。
（2）闭合开关前滑片P应移至 b （选填“a”或“b”）端，如图2为根据电路图
所连接的实物电路，其中有一根导线连接不合理，请你在这根导线上画“×”并改正。
（3）连接好电路，闭合开关后，发现小灯泡不发光，电压表有示数，电流表有示数，
但都较小，接下来应进行的操作是 向左移动变阻器的滑片，观察灯的发光情况；
。
（4）移动滑片P使电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图3所示为 0.3 4 A，
则小灯泡的额定功率为 0.8 5 W。
（5）实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大，有明显的电流通过，实验中灯泡两端电压达到2.5V时，额定功率的测量值 大于 （选填“大于”、“等于”或“小
于”）真实值。
【答案】（1）P＝UI；（2）b；如图所示；（3）向左移动变阻器的滑片，观察灯的发
光情况；（4）0.34；0.85；（5）大于。
【解析】解：（1）测量小灯泡电功率的实验原理是P＝UI；
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P滑到阻值最大处b端；
由图可知，电源电压为3V，电压表应选0～3V的量程，如图所示：
；
（3）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，即b端；闭合开关，灯泡不
亮，电压表和电流表都有示数，说明电路为通路，但示数较小，说明电路中的电阻较
大，接下来的操作是：向左移动变阻器的滑片，观察灯的发光情况；
（4）由图2和图3可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为
0.34A；
因为灯泡的额定电压为2.5V，电流表的示数为0.34A，则灯泡的额定功率：P＝UI＝
2.5V×0.34A＝0.85W；
（5）电压表与灯泡并联，电流表测的是电压表和灯泡并联后的总电流，所以电流表测
得的电流比真实值偏大，由P＝UI可知额定功率的测量值大于真实值。
9．（2021秋•灌南县期末）在“测量小灯泡的功率”实验中，小灯泡的额定电压为U额 ＝
2.5V。
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整，要求滑片P向右滑动时，小灯泡变暗；
（2）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0.7 5
W；
（3）小明在进行实验时，发现电流表已损坏无法使用，老师又给他一个已知阻值为R
0的定值电阻，他设计了如图丙所示的电路，并正确地测出了小灯泡的额定功率，已知电
源电压不变，实验步骤如下：
①当开关S闭合、 S 闭合、断开 S （填写开关S 和S 的状态）时，调节滑动变阻
1 2 1 2
器的滑片P使电压表读数为小灯泡的额定电压U额 ；
②当开关S闭合、 S 闭合、断开 S （填写开关S 和S 的状态）时，保持滑动变阻
2 1 1 2
器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数为U；
③小灯泡额定功率的表达式P额 ＝ U 额× 。（用U额 、U、R
0
表示）
【答案】（1）如解答中的图；（2）0.75；（3）①S 闭合、断开S ；②S 闭合、断
1 2 2
开S
1
；③U额× 。
【解析】解：
（1）将滑动变阻器的左下接线柱与开关的右接线柱相连，由于灯泡的额定电压为
2.5V，电压表选择0～3V，因此将电压表的3V接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图
所示：
（2）由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，
灯泡的额定功率：P ＝U I ＝2.5V×0.3A＝0.75W；
L L L
（3）实验步骤：
①闭合开关S、S ，断开S ，调节滑动变阻器的滑片P使电压表读数为小灯泡的额定电
1 2
压U额 ；
②闭合开关S、S ，断开S ，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出此时电压表的示数
2 1
为U；
③在①中，电压表测灯的电压，灯正常发光，在②中，电压表测灯与定值电阻的电
压，因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：U
0
＝U﹣U额 ，
由欧姆定律可得，灯泡的额定电流：I ＝I ＝ ，
L 0所以小灯泡额定功率的表达式：P额 ＝U额I
L
＝U额× 。
10．（2021秋•阜宁县期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电
源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压U＝2.5V，灯丝电阻约为10 ）、电流表、电压
表、开关各一个、规格分别为R “10 1A”和R “50 0.5A”的滑动变阻器各一个、
1 2 Ω
导线若干。
Ω Ω
（1）小明设计了图甲所示的电路，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连
接；她应选用规格为 R 的滑动变阻器（选填“R ”或“R ”）。
2 1 2
（2）小明同学进行试触时，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电
路中发生的故障可能是 小灯泡断路 （选填“小灯泡断路”、“小灯泡短
路”或“滑动变阻器处断路”）；
（3）某次实验中，小明看到电压表示数为1.8V，要使灯泡L正常发光应向 A （选
填“A”或“B”）端移动滑片，同时视线应注意观察 电压表 （选填“电流
表”或“电压表”）示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定
功率是 0. 6 W；
（4）小明还想利用图甲电路探究电流与电压的关系，你认为是否可行？ 不可行
（选填“可行”或“不可行”），为什么？ 探究电流与电压的关系时，应控制电阻的
阻值不变，而小灯泡的电阻随温度的升高而增大 。
【答案】（1）如图所示；R ；（2）小灯泡断路；（3）A；电压表；0.6；（4）不可
2
行；探究电流与电压的关系时，应控制电阻的阻值不变，而小灯泡的电阻随温度的升高
而增大。
【解析】解：（1）灯的额定电压2.5V，电阻约为10 ，由欧姆定律，灯的额定电流约
Ω
为I＝ ＝ ＝0.25A，故电流表选用小量程与灯串联，
变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中；因为小灯泡的额定电压为2.5V，
所以电压表选用小量程与灯泡并联，如下所示：灯的额定电压为2.5V，所以，变阻器要分去6V﹣2.5V＝3.5V的电压，根据分压原理，
＝ ，
滑动变阻器的阻值至少为：R滑 ＝ ×R
L
＝ ×10 ＝14 ，故应选用R
2
“50
0.5A”的滑动变阻器；
Ω Ω Ω
（2）小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路为断路，电压表有示数，说明电压表、
电流表、开关、滑动变阻器与电源之间是连通的，则故障为灯泡断路；
（3）根据已知条件，电压表示数为1.8V，说明小灯泡两端的电压太小，应减小滑动变
阻器两端的电压，所以应向A端移动滑片，使灯泡两端的电压为额定电压2.5V；
根据丙图，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.24A，所以小灯泡
的额定功率P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）探究电流与电压的关系时，应控制电阻的阻值不变，而小灯泡的电阻随温度的升
高而增大，故不可行。
11．（2021秋•丹阳市期末）在“测小灯泡额定电功率”的实验中，提供的器材有：三节
干电池组，额定电压为2.5V的待测小灯泡（电阻约为10 ），电流表（0～0.6A、0～
3A），电压表（0～3V、0～15
Ω
V），开关和导线若干，另有标有“30 2A”的滑动变阻器R 和标有“5 1A”的滑
1
动变阻器R
2
。
Ω Ω
（1）在如图甲所示的实验电路中，用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）为了使灯泡正常发光，应选择的滑动变阻器是 R （选填“R ”或“R ”）。
1 1 2（3）实验开始，闭合开关后，发现小灯泡不亮，首先应该进行的操作是 A （选填
字母符号）。
A．较大范围移动滑动变阻器滑片
B．检查各元件的接线柱
C．检查电源电压是否正常
D．仔细观察灯泡灯丝是否断开了
（4）小易同学，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，若她想测量小灯泡
的额定功率，应将图甲中滑片P向 右 （选填“左”或“右”）端移动，此过程，
电路中总功率 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（5）小易同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示
的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 0. 5 W。
（6）若增加一个阻值为10 的定值电阻R ，只利用一只电流表，设计了如图丁电路来
0
测量另一个额定电压为3.8V小灯泡的额定功率，步骤如下：
Ω
①闭合S，将S 拨到a，调节滑动变阻器，使电流表示数为0.38A；
1
②保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合S，将S 拨到b，读出电流表示数I ；
1 1
③计算小灯泡的额定功率为P＝3.8VI ；
1
小明认为此步骤不可行，试说明其理由： 无论 S 接 a 还是接 b 都无法得知小灯泡是否
1
正常发光 。
【答案】（1）见上图；（2）R ；（3）A；（4）右；变大；（5）0.5；（6）无论S 接
1 1
a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光。
【解析】解：（1）额定电压为2.5V的待测小灯泡，故电压表选用小量程与灯泡并联；
灯泡的电阻约为10 ，由欧姆定律，灯的额定电流为：I额 ＝ ＝ ＝0.25A，电流
表选用小量程与灯串联，如下所示：
Ω
（2）电源由三节干电池组成，则电源电压恒为4.5V，灯泡的额定电压为2.5V，由串联
电路电压的规律和欧姆定律，灯正常发光时变阻器连入电路的电阻为：
R滑 ＝ ＝ ＝ ＝8 ＞5 ，
Ω Ω故选用标有“30 2A”的滑动变阻器R ；
1
（3）闭合开关S后，发现小灯泡不亮，因按照规范，此时滑动变阻器最大值接入电
Ω
路，电路中电流最小，很有可能导致小灯泡因实际功率过小而不能发光，所以接下来首
先应该操作的是较大范围移动滑动变阻器滑片，故选A；
（4）灯在额定电压下正常发光，图乙中电压选用小量程，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，故滑片向右端移动，直到电压表示数为额定
电压，此时小灯泡正常发光，电路中的电流变大，根据P＝UI可知此过程，电路中总功
率变大；
（5）由图丙中的图像可知，当电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，则灯泡的额
定功率为：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（6）无论S接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，图丁不能测定小灯泡的额定
电功率；
12．（2021秋•兴化市期末）为估测各用电器的实际功率。
（1）小明打开客厅内的一盏节能灯，节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表，如
图所示，由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 8.8×1 0 3 W。
（2）他以指示灯某一次闪烁开始计时计数，发现1min中内电能表指示灯闪烁了50
次，根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 100 0 W。
（3）小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符，其原因最可能是 C 。
A．小明家的节能灯比较特殊，功率很大
B．小明在时间测量中存在一定的误差
C．小明没有关闭其他的用电器
D．小明在计数存在错误
（4）小明解决了研究中存在的问题后，再次回到电能表前，仍以指示灯某一次闪烁开
始计时，计时1min，电能表指示灯还未闪烁，至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻
开课本，发现课本中原方案是：测量3min内电能表指示灯闪烁的次数，计算出节能灯
的电功率；
而小明结合实际情况，经过思考提出他的方案：测量电能表指示灯闪烁3次所用时间，
计算出节能灯的电功率。
针对此次测量你认为 小明 （选“课本”或“小明”）的方案更合理，用另一种测
量方法测得节能灯的功率 小 （选“大于”、“等于”或“小于”）此时节能灯的
实际功率。
（5）小明按自己方案操作以指示灯某次闪烁开始计时，到指示灯第3次闪烁时，历时
刚好360s，则小明家节能灯的电功率 1 0 W。【答案】（1）8.8×103；（2）1000；（3）C；（4）小明；小；（5）10。
【解析】解：（1）据电冰箱的表盘参数可知，家中用电器的总功率不能超过P大 ＝UI＝
220V×40A＝8.8×103W；
（2）1min中内电能表指示灯闪烁了50次，故闪烁50次消耗的电能W＝
kW•h×50＝ kW•h；
电功率P＝ ＝ ＝1kW＝1000W；
（3）节能灯的功率大约十几瓦，所以此时计算出的结果为1000W，故相差很大，所以
据实际情况分析可知，很可能是由于在测量时小明没有关闭其他的用电器造成的，故选
C；
（4）据实际情况可知，若是节能灯的功率很小，所以即使是工作3min，所消耗的电能
仍然是很少的，所以也有可能闪烁不了几次，故不好记录；
故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的，所以据此方法计算出节能灯
的电功率更合理，故小明华的方案更合理；
用另一种方法测得的电能偏小，根据P＝ 可得，测得的电功率比实际功率小；
（5）此时消耗的电能是：W′＝ kW•h×3＝ kW•h；
故此时节能灯的电功率P′＝ ＝ ＝0.01kW＝10W。
13．（2021秋•邗江区期末）小伟和小梁用如图甲所示的电路“测量小灯泡额定功率”的
实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯丝阻值约为10 。
Ω（1）小伟按照图甲正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，立刻要求
老师更换灯泡，他的做法欠妥，正确的做法应该是： 将滑片向左移动，观察灯泡是否
发光 ；
（2）解决了上述问题后，小伟调节滑动变阻器的滑片使灯泡正常发光，此时电流表的
示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 0. 8 W；
（3）完成上述实验后，小梁设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。已
知R ＝25 ，请完成下列实验步骤；
0
①闭合开 Ω 关S， 闭合开关 S 1 ，断开 S 2 （S 1 、S 2 的断开与闭合情况），移动滑动变阻
器滑片，使电流表的示数为 0. 1 A；
②闭合开关S， 闭合开关 S ，断开 S （S 、S 的断开与闭合情况），保持滑动变阻
2 1 1 2
器的滑片不动，读出电流表的示数I；
③灯泡额定功率的表达式为：P额 ＝ 2.5V× （ I ﹣ 0.1A ） （用已知量和测量量表
示）。
【答案】（1）将滑片向左移动，观察灯泡是否发光；（2）0.8；（3）①闭合开关S ，
1
断开S ；0.1；②闭合开关S ，断开S ；③2.5V×（I﹣0.1A）。
2 2 1
【解析】解：（1）为了保护电路，连接电路时，滑动变阻器的滑片应置于最大电阻
处，此时电路中的电流最小，闭合开关，发现灯泡不亮，要求更换灯泡、这种做法欠
妥，正确的做法应该是：将滑片向左移动，观察灯泡是否发光；
（2）如图乙所示，电流表选用的是小量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.32A，
此时灯泡的电压为额定电压2.5V，由P＝UI计算小灯泡的额定功率为：P＝UI＝
2.5V×0.32A＝0.8W；
（3）①闭合开关S、S ，断开S ，移动滑动变阻器滑片，使电流表的示数 ＝
1 2
0.1A；
②闭合开关S、S ，断开S ，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电流表的示数I；
2 1
③电流表的示数I为干路电流，因在开关转换过程中，电路的连接没有改变，各电阻大
小和通过的电流不变，灯泡仍正常发光，根据并联电路电流的规律，通过灯泡的额定电
流为I﹣0.1A，灯泡的额定功率的表达式为：P额 ＝U额I额 ＝2.5V×（I﹣0.1A）。14．（2021秋•姜堰区期末）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，有两个小灯泡L （额
1
定电压U额 为2.5V）和L
2
（额定电流为I额 ）。
（1）图甲是小明同学测量小灯泡L 额定功率时连接的实物图；
1
①图甲中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“×”，并在图中进行改正；
②故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑片到某一位置时，电压表示数为1V，为了
测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片向 A （选
填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 2. 5 V。小明根据所测实验数据绘
制了小灯泡的电流随其两端电压变化的关系如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
0.625 W。从图像中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比
变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）图丙是小华同学设计的测小灯泡L 额定功率的实验电路；图中R 为滑动变阻器，
2 1
R 为电阻箱，请帮他完成下列实验步骤（R 、R 接入的阻值均已调至最大）：
2 1 2
①闭合开关S、S
1
，断开开关S
2
，调节R
1
的滑片，使电流表的示数为I额 ；
②接着只断开开关S ，闭合开关S ， 保持 R 滑片不动 ，调节 R （选
1 2 1 2
填“R 1 ”或“R 2 ”），使电流表的示数为 I 额 ；
③读出电阻箱此时连入电路的阻值为R ；
0
④计算小灯泡额定功率的表达式：P额 ＝ I 2 额 R 0 。
【答案】（1）①如解答中的图所示；②A；2.5；0.625；变大；（2）②保持R 滑片
1
不动；R
2
；I额 ；④I2 额R
0
。
【解析】解：（1）①原电路中，小灯泡与变阻器并联联后再与电压表串联是错误的，
灯泡应与变阻器串联，电压表与灯泡并联，连接图修改如下图所示：
②电压表示数为1V，小于灯泡额定电压，要测量小灯泡的额定功率，应减小滑动变阻器分压，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端电压变大，由电路连接图可知，
应把滑动变阻器的滑片P向A端移动，使电压表的示数为2.5V；
由乙图I﹣U图象可知，灯泡额定电压2.5V所对应的电流是0.25A，
灯泡额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；由I﹣U图象可知，随灯泡电压的增大，
灯泡电流增大，灯泡两端的电压（即电压表的示数）与灯泡中的电流（即电流表的示
数）之比变大；
（2）①闭合开关S、S
1
，断开开关S
2
，调节R
1
的滑片，使电流表的示数为I额 ，此时灯
泡正常工作；
②接着只断开开关S ，闭合开关S ，保持R 滑片不动，调节R ，使电流表的示数为I
1 2 1 2
额
，R
2
的接入电阻等于灯丝正常工作时的电阻，R
2
此时消耗的电功率等于灯泡的额定功
率；
③读出电阻箱此时连入电路的阻值为R ；
0
④R
2
的电功率：P
2
＝U
2
I额 ＝I2 额R
0
所以计算小灯泡额定功率的表达式：P额 ＝P
2
＝I2 额R
0
。
15．（2021秋•南京期末）如图甲，在测定“小灯泡电功率”中，选用的小灯泡额定电压
为2.5V、电阻约为10 。
Ω
（1）实验过程中，当电压表示数为1.8V时，为了测量小灯泡的额定功率，需将滑片向
C端移动，眼睛注意观察 电压表 （选填“电压表”、“电流表”或“小灯
泡”）。
（2）根据测量的数据绘制成I﹣U图像（如图乙），得出小灯泡的额定功率为 0.62 5
W。
（3）另一组同学小红在只有一个电流表的情况下，设计如图丙所示电路，也测出了额
定电压为U额 的另一个小灯泡的额定功率，R
0
为定值电阻（阻值R
0
），R
1
为滑动变阻器
（最大阻值未知）。
①请在虚框内填入电流表、开关S 、灯泡的元件符号；
1
②闭合S和S ，断开S ，调节R 的滑片P，使电流表示数为 ；
1 2 1
③闭合S和S ，断开S ，保持滑动变阻器滑片P的位置不变，读出电流表示数I ；
2 1 1
④小灯泡的额定功率P额 ＝ U 额 × （ I 1 ﹣ ） （用U额 、R 0 、I 1 表示）。【答案】（1）电压表；（2）0.625；（3）①如图所示；② ；U额×（I
1
﹣ ）。
【解析】解：（1）灯在额定电压下正常发光，示数为1.8V小于灯的额定电压2.5V，应
增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器两端的电压，由分压原
理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故需将滑片向C端移动，眼睛注意观察电压
表示数，直到电压表示数为额定电压；
（2）由图乙所示I﹣U图像可知，灯泡两端的电压等于额定电压2.5V时，通过灯泡的
电流等于0.25A，则灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（3）①电流表与定值电阻串联，左下填电流表，左上填开关S ，如下图所示
1
②闭合S和S ，断开S ，灯泡与R 并联，电流表测量通过的R 电流，由于当灯泡正常
1 2 0 0
发光时，灯泡两端的电压为额定电压U额 ；则调节R
1
的滑片P，使电流表示数为：I
0
＝
；
③闭合S和S ，断开S ，灯泡与R 并联，电流表测量通过的干路中的电流，保持滑动
2 1 0
变阻器滑片P的位置不变，读出电流表示数为I ；
1
④在③中，电流表测灯与定值电阻的总电流，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，根据并联电路干路电流等于各支路电流之和可
知此时灯的额定电流：
I ＝I ﹣I ＝I ﹣ ；
L 1 0 1
则小灯泡的额定功率：
P额 ＝U额×（I
1
﹣ ）。
16．（2021秋•仪征市期末）小明在“测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率”的实验
中，电源电压保持不变，部分电路连接如图甲所示。
（1）请用笔画线表示导线将图甲所示电路连接完整，要求：滑动变阻器的滑片向左移
动，电压表示数变大；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数刚好为2.5V，此时电流表示
数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 0. 9 W。（3）实验结束后，该小组对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，
该电路所测小灯泡的额定功率与真实值相比 偏大 （选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小明多次实验后画出了小灯泡电流随电压变化的关系图像（如图丙），若将它与
一个8 的定值电阻串联在4.5V的电路中，此时小灯泡的功率为 0.62 5 W。
（5）小明又设计了如图丁所示的电路，来测量额定电流为0.3A、额定电压未知的小灯
Ω
泡额定功率。电源电压未知，定值电阻R 的阻值为10 。请你将下面的实验步骤补充完
0
整。
Ω
①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 3 V，小灯泡正常发
光；
②保持滑动变阻器滑片的位置不变，将一根导线连接在电路中b、d两点，电压表的示
数为6V；
③取下b、d间的导线，将其连接在b、c两点，电压表的示数为4V；
④小灯泡的额定功率为 0.4 5 W。
【答案】（1）如图；（2）0.9；（3）偏大；（4）0.625；（5）3；0.45。
【解析】解：（1）滑动变阻器滑片P向左滑动时，电压表示数变大，则根据欧姆定律
可知，电流表示数也增大，即电路的总电阻变小，滑动变阻器电阻变小，故变阻器左下
接线柱连入电路中，如图：
（2）排除故障后，闭合开关，移动滑片P让电压表的示数为2.5V，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0.36A，则灯泡的额定功率为：P
额
＝U额I额 ＝2.5V×0.36A＝0.9W；
（3）由图知，电压表与小灯泡并联，所测电压较准确，而电流表测通过小灯泡和电压
表的电流，所测电流偏大，由P＝UI可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大；
（4）由图丙知，当灯两端的电压为2.5V时，通过灯的电流为0.25A，根据串联电路电
流的规律和欧姆定律，此时定值电阻的电压：U′＝I R＝0.25A×8 ＝2V，
L
根据串联电路电压的规律，灯与灯的电压和为：
Ω
U＝U′+U ＝2V+2.5V＝4.5V，等于电源电压4.5V．故此时通过小灯泡的电流是
L
0.25A；
此时小灯泡的功率P ＝U I ＝2.5V×0.25A＝0.625W；
L L L
（5）①闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电路中的电流为
0.3A，此时定值电阻R 两端的电压为U ＝IR ＝0.3A×10 ＝3V；
0 0 0
②保持滑动变阻器滑片的位置不变，将一根导线连接在电
Ω
路中b、d两点电压表的示数
为6V。
③取下b、d间的导线，将其连接在b、c 两点，电压表的示数为4V。
④在①中，定值电阻、灯和变阻器串联，在②中，电压表测电源电压U＝6V；在 ③
中，定值电阻与变阻器串联，电压表测定值电阻的电压，由串联电路电压的规律，变阻
器的电压为：U滑 ＝6V﹣4V＝2V，由分压原理，变阻器连入电路的电阻：
R滑 ＝ ×10 ＝5 ，在①中，由欧姆定律和串联电路的规律，灯的额定电压为：
U额 ＝U﹣U
0
﹣ΩU滑Ω＝U﹣I
L
R
0
﹣I
L
R滑 ＝6V﹣0.3A×10 ﹣0.3A×5 ＝1.5V，
小灯泡的额定功率为：
Ω Ω
P额 ＝U额I
L
＝1.5V×0.3A＝0.45W。
17．（2021秋•淮安区期末）如图所示，测量小灯泡的电功率，电源电压恒为3V，小灯泡
额定电流为0.2A、额定电压小于3V。
（1）连接电路时，开关应处于 断开 状态。
（2）用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整。
（3）正确连接电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，接下来的操作是 C
（填写序号）。
A.更换小灯泡
B.检查电路是否断路
C.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（4）闭合开关，移动变阻器的滑片，读得图乙中电流表示数 0.0 8 A；要测定小灯泡的额定功率，应向 左 （选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片。
（5）图丙根据测得的数据，绘制灯泡通过的电流随电压变化曲线，则小灯泡的额定功
率是 0. 5 W。
【答案】（1）断开；（2）如上图所示；（3）C；（4）0.08；左；（5）0.5。
【解析】解：
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）常规的测量小灯泡的电功率实验中，电压表要并联在小灯泡两端，故答案如下图
所示：
（3）正确连接电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，说明电路是通的，可
能是小灯泡短路了；也可能是由于滑动变阻器接入的电阻太大，导致灯泡实际功率太
小，可以移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光。由于选项中没有小灯泡短路这
一项，所以选：C；
（4）电流表接入的是0～0.6A的量程，观察图乙中电流表的分度值为0.02A，所以示数
为0.08A；由于当前电流小于灯泡的额定电流0.2A，所以要减小滑动变阻器接入电路的
阻值，故应向左移动滑动变阻器的滑片；
（5）观察图丙，当电流为0.2A时，对应的电压为2.5V，故小灯泡的额定功率：
P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W
18．（2021秋•东台市期末）小明用图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率，已知电源电
压为3V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V。（1）用笔画线代替导线将图甲中滑动变阻器连入电路，要求滑片向左滑动时灯泡变
亮。
（2）连接电路时，开关应该 断开 。
（3）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图乙所示位
置，则一定是接线柱 ③⑥⑦ 间（填接线柱的数字编号）出现了 断路 （短
路/断路）。
（4）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大位置处开始记录数据，得到小
灯泡U﹣I图像如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 0.7 5 W。
（5）在完成上述实验后，小明又将图中的小灯泡换成电阻箱，探究“电流与电阻的关
系”，测量结果如表，表中部分数据不是本实验得到，这些数据的实验序号是 3 、 4
，为了能顺利完成实验，他对电路进行如下改进：①增大电源电压②增大电阻箱两端
的电压③换用阻值范围更大滑动变阻器.其中 ① （填序号）是不可行的，选用
② （填序号）需要重新做另几组实验。
实验序号 1 2 3 4
电阻R/ 5 10 20 25
电流I/AΩ 0.2 0.1 0.05 0.04
【答案】（1）电路连接如图所示 ；（2）断开；
（3）③⑥⑦；断路；（4）0.75；（5）3、4；①；②。
【解析】解：（1）在伏安法测量小灯泡的额定功率的实验中，小灯泡、滑动变阻器、
电流表、开关与电源串联，电压表与小灯泡并联，当滑动变阻器的滑动滑片向左滑动
时，小灯泡的亮度变大，说明滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路
电流变大，电路连接如图所示：（2）为了防止触电和由于连接错误发生短路，在连接电路时，开关应该断开；
（3）由图乙可知，电流表示数为0，说明电路中没有电流，电路故障可能断路，电压表
示数为电源电压，电压表、电流表、滑动变阻器、开关与电源是通路，由此可知电路可
能故障是小灯泡发生断路，即③⑥⑦接线柱之间发生断路；
（4）根据图丙可知，当小灯泡两端的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.3A，则灯
泡的额定功率P额 ＝U额I额 ＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）根据图丙可知，当小灯泡两端的电压为0.5V时，通过小灯泡的电流为0.1A，此时
电路中的电流最小，滑动变阻器接入电路的阻值最大，滑动变阻器两端的电压U滑 ＝U
﹣U灯 ＝3V﹣0.5V＝2.5V，滑动变阻器的最大阻值R滑最大 ＝ ＝ ＝25 ；
在探究电流与电阻的关系的实验时，控制电阻箱两端的电压不变，根据表格中的数据可
Ω
知，电阻箱两端的电压U电阻箱 ＝IR电阻箱 ＝0.2A×5 ＝0.1A×10 ＝0.05×20 ＝0.04A×25
＝1V，滑动变阻器两端的电压U滑 ′＝U﹣U电阻箱Ω ＝3V﹣1V＝ Ω2V，由串联
Ω
电路分压规
Ω
律可知，R电阻箱 ：R滑 ＝U电阻箱 ：U滑 ′＝1：2，由此可知，当电阻箱接入电路的阻值为
20 、25 时，滑动变阻器接入电路的阻值为40 、50 ，所以表格中的数据3、4不是
本实验得出的；
Ω Ω Ω Ω
为了完成实验，①如果提高电源电压，由串联电路分压规律可知，滑动变阻器所分的
电压更大，由于滑动变阻器的阻值太小，所以不能完成实验；②如果增大电阻箱两端
的电压，滑动变阻器两端的电压将减小，滑动变阻器接入电路的阻值也将减小，所以可
以完成实验，但实验序号1、2两次实验也要重新另做；③如果换用阻值范围更大的滑
动变阻器，根据前面分析可知，滑动变阻器的最大阻值至少为50 ，就可以完成实验探
究。
Ω
19．（2021秋•江阴市期末）小华用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额
定电压为3.8V，额定功率约为1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20
1A”。
Ω（1）请你用笔画线代替导线，把图甲中的电路连接完整。要求：开关闭合后，变阻器
滑片向左移动时，小灯泡亮度变亮。
（2）开关闭合前，变阻器的滑片应移至最 右 （选填“左”或“右”）端。
（3）开关闭合后，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，
小灯泡的额定功率为 1.1 4 W。
（4）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小华选用一个阻值为10 的
电阻R ，设计了如图丙的电路及实验步骤：
0 Ω
①按照图丙连接电路，闭合开关，调节滑片使电压表的示数为额定电压。
②保持滑片位置不变，将电压表接在b、c两点间，测出R 两端电压U ，再算出小灯泡
0 0
的额定功率。
③小明通过实验操作，发现无法完成实验，经检查实验器材完好且接线正确。要解决
此问题，可采取的两种方法是： 换用阻值更小的定值电阻 、 换用电压更大的电源
。
（5）完成上述实验后，小华想利用图丁所示电路，在MN间接入适当的元件，完成以
下物理实验：
①接入一个未知电阻R ，测出它的阻值；
x
②接入一个定值电阻R，探究电流和电阻的关系；
③接入一个灯泡，探究电流和电压的关系；
④接入一个已知额定电流的小灯泡，测出灯泡的额定功率。
其中能够完成的实验有 ①④ （填序号）。
【答案】（1）如图所示；（2）右；（3）1.14；（4）换用阻值更小的定值电阻；换用
电压更大的电源；（5）①④。
【解析】解：（1）开关闭合后，变阻器滑片向左移动时，小灯泡亮度变亮，说明电路中的电流变大，根据欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻变大，因此滑动变阻器
需要连接左下端接线柱与电流表串联，如图所示：
；
（2）为了保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，由图
知，滑片左侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的右端；
（3）当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为
0.02A，电流为0.3A，小灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；
（4）根据P＝UI，灯泡正常工作时电流约为：I′＝ ＝ ≈0.26A，
由欧姆定律，定值电阻的电压：U ＝IR ＝0.26A×10 ＝2.6V，
0 0
根据串联电路电压的特点可知，灯的电压为：U灯 ＝ΩU﹣U
0
＝6V﹣2.6V＝3.4V＜3.8V，
故无法使灯正常发光，不能测量出灯的额定功率，造成这种情况的原因是R 阻值太
0
大，或电源电压太小；
故要解决此问题，应采取的方法是：换用阻值更小的定值电阻或换用电压更大的电源；
（5）图中电压表可测MN间的电压，电流表可测电路中的电流：
①接入一个未知电阻R ，可测未知电阻R 两端的电压和通过它的电流，利用R＝ 可
x x
求它的阻值，故该实验能完成；
②为得出普遍性的规律，探究电流和电阻的关系，要换用不同的定值电阻多次测量，
故不能完成；
③探究电流和电压的关系，要控制电阻的大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变
化，不是一个定值，故不能完成；
④通过灯的电流为额定电流时，灯正常发光，读出灯的电压，根据P＝UI可测出灯泡
的额定功率，故该实验能完成；
故能完成的实验为①④。
20．（2021秋•姑苏区校级期末）某同学做“测量小灯泡的电功率”和“探究电流与电
压、电阻的关系”实验，电源电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5V。（1）按图甲连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，闭合开关，记录两表示
数；移动滑片，观察并记录多组数据，绘制如图乙所示的U–I图像，则小灯泡的额定
功率为 1.2 5 W。当电流表示数为I （I ＜0.50A）时，小灯泡的电功率为P ；
0 0 1
（2）断开开关，用一个定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，
闭合开
关，记录两表示数，再移动滑片，测出多组数据，并记录在表格中，分析数据可知：当
电
阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成 正比 （正比/反比），当电流表示数
仍为I 时，定值电阻的电功率为P ，则P 、P 的大小关系为P ＜ P （＞/＝/＜）；
0 2 1 2 1 2
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.9 2.0 2.5 3.0
电流I/A 0.18 0.40 0.50 0.60
（3）实验中所用电源的电压为 4. 5 V；
（4）断开开关，增加10 ，20 定值电阻来探究电流和电阻的关系，控制电压表的示数
为2V，移动滑动变阻器，当接入20 定值电阻后无法完成该实验，请用已给的实验器
Ω Ω
材解决该问题，在虚线框内画出设计的电路图。
Ω
【答案】（1）1.25；（2）正比；＜；（3）4.5；（4）见上图。
【解析】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，由图乙知，灯泡两端电压等于2.5V时，通
过灯泡的电流为0.5A，
灯泡的额定功率P额 ＝U额I＝2.5V×0.5A＝1.25W；
（2）用一个定值电阻替换小灯泡实验时，电压表测定值电阻两端电压，电流表测通过
定值电阻的电流，由表中数据知，每次实验的电压与电流的比值是一个定值，可得结
论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
定值电阻的阻值R＝ ＝ ＝5 ，
Ω
灯泡正常工作时的电阻R灯 ＝ ＝ ＝5 ，
由图乙知，灯泡电阻是变化的，灯泡两端的电压越大，通过的电流越大，实际功率越
Ω
大，温度越高，灯泡电阻越大，所以当电流表示数为I ，且I ＜0.50A时，灯泡电阻小
0 0于5 ，
当电流均为I ，灯泡电阻小于定值电阻的阻值，由P＝I2R知，P ＜P ；
Ω 0 1 2
（3）在（1）中，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处时，闭合开关，电路中电阻最
大，电流最小，由图乙知，此时灯泡两端电压为0.5V，通过的电流为0.2A，
由串联电路特点和欧姆定律有：U＝U灯+U滑 ＝0.5V+0.2A×R滑 •••①
在（2）中，定值电阻替换小灯泡，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大处，由表中数据
知，定值电阻两端电压为0.9V，通过的电流为0.18A，
所以U＝U
R
+U滑 ′＝0.9V+0.18A×R滑 •••②
解①②可得，电源电压U＝4.5V，变阻器最大值R滑 ＝20 ；
（4）探究电流和电阻的关系，控制电压表的示数为2V，移动滑动变阻器，当接入20
Ω
定值电阻时，根据串联电路的分压原理知，
Ω
＝ ，即： ＝ ，
要完成实验，变阻器需连入的阻值为25 ，而变阻器的最大值为20 ，可将5 的定值
电阻串联入电路中即可，电路图如图所示：
Ω Ω Ω
。
21．（2021秋•南京期末）在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额 ＝
2.5V。
（1）图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图．图中有一根线连接错误，请在这
根线上打“×”，并在图中改正。
（2）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时电流表示数如图乙所示为
0.26 A，则小灯泡的额定功率为 0.6 5 W。
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验。电源电压不变，R 和R 为滑动变
1 2
阻器，R 的最大阻值为R ，请完成下列填空。
2 0
①闭合开关S、S ，调节R ，使电压表的示数为2.5V；
1 2②断开开关 S ，闭合开关 S 调节 滑动变阻器 R ，使电压表的示数仍为
1 2 1
2.5V；
③接着将R 的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U ，再将R 的滑片P调至最右
2 1 2
端，记下电压表的示数为U
2
。则小灯泡额定功率的表达式P额 ＝
（用U额 、R
0
、U
1
、U
2
表示）。
【答案】（1）见上图；（2）0.26；0.65；（3）②S ；S ；滑动变阻器R ；③
1 2 1
。
【解析】解：（1）小灯泡需串联在电路中，电压表需并联在小灯泡两端，如下图所
示：
（2）闭合开关，移动滑片P直到电压表示数为2.5V，此时小灯泡正常发光，此时电流
表示数如图乙所示，电流表选择“0～0.6A”的量程，分度值为0.02A，读数为0.26A，
则小灯泡的额定功率为：P＝UI＝0.26A×2.5V＝0.65W；
（3）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S ，通过调节滑动变阻器R 使灯泡两端电
1 2
压为额定电压，即使电压表的示数为U额 ＝2.5V；
②利用等效替代的方法，断开开关S ，只闭合R 所在支路，即闭合S、S ，通过调节
1 1 2
滑动变阻器R
1
，使R
1
两端电压为小灯泡的额定电压，即U额 ，此时R
1
＝R
L
；
③将R 的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U ；再将R 的滑片P调至最右端，
2 1 2
记下电压表的示数为U ，
2
在③中，将R 的滑片P调至最左端，R 连入电路中的电阻为0，电压表的示数为U 即
2 2 1
为电源电压；再将R 的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U ，
2 2
即为R 的电压，
1
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有： ＝ ，解得，R ＝ ×R ﹣﹣﹣﹣﹣①；
1 0
小灯泡额定功率的表达式：
P额 ＝ ＝ ﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②得：
P额 ＝ 。
22．（2021秋•吴江区期末）如图所示，小华用图甲所示电路测量小灯泡的电功率（U额 ＝
2.5V）。
（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于 A （选填“A”或“B”）端。
（2）闭合开关后，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数为3V，电流表示数
为零，已知仅导线发生故障，则图甲中导线 ① （选
填“①”、“②”或“③”）发生了 断路 （填写故障名称）。
（3）小华同学，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为 2. 2 V，若
她想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 B （选填“A”或“B”）端移
动，使电压表的示数为 2. 5 V。
（4）小华同学移动滑片P，绘制成图丙所示的U﹣I图像，根据图像信息，可计算出小
灯泡的额定功率是 0.7 5 W。
（5）在交流和评估环节中，两组的同学发现，他们使用的器材完全相同，但所测得的
小灯泡的额定功率却相差较大。交流发现，他们所设计的实验电路略有不同，经老师提
醒，原来实际的电流表电阻虽然很小，但并不为零，实际的电压表电阻虽然很大，但并
不是无穷大。所以，按丁图测得小灯泡的额定功率与真实值相比 偏大 （选填“偏
大”、“偏小”或“相同”）。
【答案】（1）A；（2）①；断路；（3）2.2；B；2.5；（4）0.75；（5）偏大。
【解析】解：（1）为保护电路，闭合开关实验前，应将滑动变阻器的滑片移到最大阻
值处，由图知，滑片右侧电阻丝接入电路，所以滑片应移到阻值最大的A端；
（2）电流表示数为零，电路可能断路，电压表示数始终为3V，说明电压表与电源连通，已知仅导线发生故障，当图甲中导线①发生断路时，电压表串联在电路中测电源
电压，符合题意；
（3）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯泡的额定电压
2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分
压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B移动，直到电压表
示数为灯泡的额定电压2.5V；
（4）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图像可知，灯在额定电压2.5V时的
电流为0.3A，则小灯泡的额定功率是：P额 ＝U额I额 ＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）丁图中，电流表与灯串联，灯的电流测量是准确的，电压表测电流表和小灯泡两
端的电压，根据串联电路的电压规律，电压表示数大于灯的实际电压，根据P＝UI，测
得小灯泡的额定功率与真实值相比偏大。
23．（2021秋•亭湖区期末）小华做“测量小灯泡电功率”实验。实验器材如下：电源
（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10 ）、电流表（0～
0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、开关、规格分别为R ：“10 1A”和
Ω 1
R 2 ：“30 0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。 Ω
Ω
（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整（要求：滑动变阻器向右移动
灯泡变亮）。
（2）闭合开关前，应将滑片移到 A 端（选填“A”或“B”）。
（3）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，无论如何移动滑动变阻器滑P，电
流表几乎无示数，而电压表指针超出了最右侧刻度，则故障原因可能是 小灯泡断路
。
（4）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，电压表示数为2V，若要测量
小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向 右 移（选填“左”或“右”），直
到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 0.6 5 W。
（5）为了完成整个实验过程，她应选用的滑动变阻器规格为 R （选
2
填“R ”或“R ”）。
1 2
（6）有学生认为甲图电路还可以探究电流与电压的关系，小华却认为不可以，主要原
因是 小灯泡的电阻随温度变化而变化 。
（7）之后，小华同学在家找到两个外观一样，额定电压均为220V的普通白炽灯，其铭
牌已经模糊，看不出额定功率，但是可以直接通过观察图丙灯丝比较出两只灯泡的额定
功率，请你判断，若将两只灯泡串联起来，接在220V的电路中，两灯的发光情况是B 灯更亮 （选填“A灯更亮”或“B灯更亮”或“两灯一样亮”）。
【答案】（1）见上图；（2）A；（3）小灯泡断路；（4）右；0.65；（5）R ；（6）
2
小灯泡的电阻随温度变化而变化；（7）B灯更亮。
【解析】解：（1）小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡电阻大约为10 ，通过灯泡的电
流约为：
Ω
I＝ ＝ ＝0.25A，故电流表的量程选择0～0.6A，与灯泡串联；滑动变阻器采用一
上一下的连接方式，且与小灯泡串联，滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮，即接入的
电阻变小，故滑动变阻器应选择B端接线柱，电路连接如下图所示：
（2）为了保护电路，闭合开关前，应将滑片移阻值最大处，即A端；
（3）小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路是断路，电压表指针超出了最右侧刻
度，说明电压表与滑动变阻器、电流表、开关、电源相连，则故障原因可能是小灯泡断
路；
（4）灯泡两端的电压为2V，但灯泡的额定电压为2.5V，根据串联分压原理可知，应向
右调节滑动变阻器的滑片，使变阻器接入电路中的电阻变小，使灯泡两端电压达到
2.5V，灯泡正常发光；
电流表选用“0﹣0.6A”的量程，由图乙知，分度值为0.02A，电流表的示数为0.26A，
此时灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率为：P额 ＝U额I额 ＝2.5V×0.26A＝0.65W；
（5）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为：U滑 ＝U总 ﹣U额 ＝6V﹣2.5V＝
3.5V，
此时电路中的电流为0.26A，则滑动变阻器接入电路中的电阻为：
R滑 ＝ ＝ ＝13.5 ，
10 ＜13.5 ＜30 ，所以滑 Ω 动变阻器应选R 2 ：“30 0.5A”；
（6）探究电流与电压的关系时，要控制电阻的大小不变，而小灯泡的电阻随温度的变
Ω Ω Ω Ω
化而变化，故不可以探究电流与电压的关系；
（7）由图丙知，A灯丝粗而短，B灯丝细而长，所以，A的电阻小于B的电阻，R ＜
A
R ，两灯串联时，通过的电流相等，根据P＝I2R可知，A灯的实际功率小于B灯的实
B
际功率，实际功率越大，灯泡越亮，所以B灯更亮一些。
24．（2021秋•建湖县期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组（3V不变）、电流表、电压表、小灯泡（额定电压2.5V）、滑动变阻器、开关、导线
若干，实物电路如图甲所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，小组同学根据两电
表的示数
判断灯泡处断路造成的，更换灯泡后故障排除，他们根据的现象是 电压表有示数，电
流表没有示数 （填两电表是否有示数）。
（3）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表、电压表
的示数如
图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 0.2 4 A；小灯泡两端的电压是 1. 5 V；若
使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器使电压表的示数为 2. 5 V。
（4）图丙是另一小组同学由实验数据描绘得到的小灯泡的I﹣U图象，由图象可知小灯
泡额定功率是 0.62 5 W．小灯泡正常发光时的电阻大约是 1 0 ．分析小灯泡的I
﹣U图象，发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，实际上，引起小灯泡灯丝阻值变
Ω
化的因素是 温度 。
【答案】（1）如上所示；（2）电压表有示数，电流表没有示数； （3）0.24；1.5；
2.5；（4）0.625； 10； 温度。
【解析】解：
（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，如下所示：
（2）连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，若判断灯泡处断路
造成的，则电流表没有示数，因电压表与电源连通测电源电压，故更换灯泡后故障排
除，他们根据的现象是电压表有示数，电流表没有示数；
（3）电流表、电压表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，小灯泡
的电流是0.24A；电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压是1.5V；灯在额定电压下正
常发光，要使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V；
（4）根据绘得到的小灯泡的I﹣U图象可知灯在额定电压下的电流为0.25A，小灯泡额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625 W；
由欧姆定律，小灯泡正常发光时的电阻大约是：
R＝ ＝ ＝10 ；
分析小灯泡的I﹣U图象，发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，实际上，引起小
Ω
灯泡灯丝阻值变化的因素是温度。
25．（2021秋•沭阳县校级期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，
小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“20 1A”。
Ω
（1）如图甲所示，闭合开关后，发现只有 电压表 有示数，经检查发现有根导线连
接错误。请在错误导线上打“×”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确；
（2）改正错误后，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 左 （选填“左”或“右”）滑动；
（3）图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象，根据图象可知，小灯泡的额定功率
为 0.62 5 W；
（4）测量小灯泡的电功率 不需要 （选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均
值，原因是 灯泡在不同电压下的功率不同 ；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器使其接入电路中的电阻减小ΔR ，相应的小
1
灯泡的阻值变化ΔR ，则ΔR ＞ ΔR （选填“＞”、“＜”或“＝”）；
2 1 2
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁的电路来测定额定电压为3V的小灯泡的额定功
率。已知电源电压为9V，定值电阻R的阻值为10 。请帮助他完成以下实验步骤：
①开关S、S 闭合，S 断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 6 V时，
1 2 Ω灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S 闭合，S 断开，此时电压表示数为4V；再将滑动变
2 1
阻器的滑片移至最 左 （选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为7V；
③小灯泡的额定功率为P额 ＝ 0. 9 W。
【答案】（1）电压表；如上所示；（2）左；（3）0.625；（4）不需要；灯泡在不同电
压下的功率不同；（5）＞；（6）①6；②左；③0.9。
【解析】解：
（1）观察图甲可知由于开关与灯泡之间的导线连接错误，电压表串联在电路中，所以
闭合开关后，导致电压表测量电源电压，电压表有示数，由于电压表相当于开路，则电
流表的没有示数；要测灯的额定功率，应将电压表并联在灯泡两端，如下图：
（2）图乙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.8V，小于灯泡的额定电压
2.5V，应增大灯泡的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器的电压，由分
压原理可知，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表
示数为灯泡的额定电压2.5V；
（3）根据图丙所示的小灯泡电流随电压变化的关系图象知，灯在额定电压2.5V时的电
流为0.25A，则小灯泡的额定功率是：
P额 ＝U额I额 ＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是灯泡在不同电压下的功率
不同；
（5）在实际测量过程中，调节滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，灯泡两端电压增
大，电流也增大，根据欧姆定律可知电路中总电阻变小，
由于灯泡两端电压增大，电流增大，则灯泡的功率变大，由于灯泡电阻受温度的影响，
则灯泡的电阻会变大，
根据R＝R滑+R灯 可知：只有当滑动变阻器接入电路中的电阻减小量ΔR
1
大于灯泡的阻
值增加量ΔR 才会让总电阻变小；
2
（6）根据上面的分析，具体步骤：
①开关S、S 闭合，S 断开，滑动变阻器滑片右边的电阻与灯泡串联，电压表测变阻器
1 2
的电压，要使小灯泡正常发光，则灯泡两端的电压：U
L
＝U额 ＝3V，
根据串联电路电压的规律可得：U滑 ＝U﹣U
L
＝9V﹣3V＝6V，所以，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为6V，则灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S 闭合，S 断开，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电
2 1
阻R串联，电压表测量变阻器滑片右边电阻两端的电压，此时电压表示数为U右 ＝4V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要
测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最左端，此时电压表示数为
滑动变阻器两端的电压，即U′＝7V；
③在②中，滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，
根据串联电路电压的规律可得，R的电压为：
U ＝U＝U′＝9V﹣7V＝2V，
R
由分压原理可得： ＝ ，
所以变阻器滑片右边电阻的阻值：
R右 ＝ ×R＝ ×10 ＝20 ；
故在①中，灯的额定电
Ω
流为：
Ω
I ＝ ＝ ＝0.3A，
L
则小灯泡的额定功率：
P额 ＝U
L
I
L
＝3V×0.3A＝0.9W。
26．（2021秋•兴化市期末）小华用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规
格已标明）。
（1）图1是小华正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图
中在器材操作上存在的两个不妥之处：① 开关闭合 ；② 没有将变阻器最大电阻
连入电路 。
（2）闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，
而电流表示数始终为零。已知仅导线发生故障，则图1中导线 ① （选
填“①”、“②”或“③”）发生了 断路 （填写故障名称）。（3）小华进行了六次实验，记录实验数据并在U﹣I图像中描点，得到小灯泡两端的电
压与电流的关系
图像如图2所示。则根据记录的数据和图像可知：
①小灯泡的额定功率为 0.7 5 W。
②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为 D 。
A.5 2A
B.10 2A
Ω
C.20 1A
Ω
D.30 1A
Ω
（4）实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，
Ω
则他画出的U﹣I图像应为图3中的虚线 ① （选填“①”、“②”或“③”），
你选择的依据是 灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变（或灯泡两端电压的变化
量等于滑动变阻器两端电压的变化量） 。
【答案】（1）①开关闭合；②没有将变阻器最大电阻连入电路；
（2）①；断路；
（3）①0.75；②D；
（4）①；灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变（或灯泡两端电压的变化量等于滑
动变阻器两端电压的变化量）。
【解析】解：
（1）两个不妥之处：①开关闭合；②没有将变阻器最大电阻连入电路；
（2）电流表示数始终为零，电路可能断路，电压表示数始终为3V，说明电压表与电源
连通，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路，导致电压表串联在电路中
了；
（3）根据U﹣I图像知，灯在额定电压下的电流为0.3A，
①小灯泡的额定功率为：
P＝U I＝2.5V×0.3A＝0.75W。
L
②根据U﹣I图像知，灯的电压为0.5V时，电流为0.1A，由串联电路的规律及欧姆定
律，此时，实验中所使用的滑动变阻器连入电路的电阻为：
R滑 ＝ ＝ ＝25 ，故变阻器的规格可能为30 1A，选D；
（4）因灯泡的电阻随温度的升高而增大，则可知灯泡的U﹣I图像是一条向上的曲线
Ω Ω
（图3中的实线）；灯泡和变阻器串联，由串联电路的电压规律可知，灯泡和滑动变阻
器两端电压之和保持不变，或灯泡两端电压的变化量等于滑动变阻器两端电压的变化
量，故他画出的变阻器的U﹣I图像应为图3中的①。
27．（2021秋•江苏期末）小明同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有：①电压为6V的电源
②额定电压为2.5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）
③滑动变阻器（50 1A）
④电表、开关和导线若干。
Ω
（1）请你用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整。（连线不能交叉）
（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视 B （选填字母）。
A．小灯泡亮度 B．电压表示数
C．电流表示数 D．滑动变阻器滑片
（3）小明同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡
的额定功率，应将滑片P向 A 端移动（选填“A”或“B”）。
（4）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 0. 6
W．该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有 改变灯泡两端电压 的作用。
（5）继续调节滑动变阻器滑片的过程中，小灯泡发出耀眼的白光后突然熄灭，此刻他
会观察到电压表指针 C （选填：“A．回到0刻度、B．达到满刻度、C．超过满刻
度”中的代表字母）。
（6）小明利又用该电路探究“电流跟电阻的关系”，他将小灯泡换成定值电阻，保持
电压表示数始终为如图（丙）所示，更换不同的定值电阻，并记录各次电流表的示数。
若其他器材不变，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于 2 5 。
【答案】（1）见上图；（2）B；（3）A；（4）0.6；改变灯泡两端电压；（5）C；
Ω
（6）25。
【解析】解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，由P＝UI可得，灯泡中的电流I＝ ＝
＝0.4A＜0.6A，所以电流表选0～0.6A的量程，且与灯泡串联，电压表电流表连
接时注意电流从正接线柱流入负接线柱流出；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路
中。连接如下图所示：（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，眼睛应注视电压表的示数，使灯泡两端电压等
于灯泡额定电压为止，故选B；
（3）电压表示数为2.2V小于灯泡的额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，应向A移动滑
片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，使电压表示数增大。
（4）当电压表示数等于灯泡额定电压2.5V时，灯泡正常发光；由乙可知，电流表量程
是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.24A，灯泡功率P＝UI＝2.5V×0.24A＝
0.6W。
滑动变阻器在电路中一方面可以保护电路，另一方面可以改变灯泡两端电压；
（5）灯丝因电压太高烧断后，电压表与滑动变阻器、电源串联，所以测量电源电压，
因此指针超过满刻度。
（6）在探究电流跟电阻的关系的实验中，保持电压表示数始终为如图（丙）所示，即
保持电阻两端的电压为2V不变，
则根据串联电路的电流相同的特点得：
I定值 ＝I滑动 ，
即： ＝ ， ＝ ，
则R定值 ＝ R滑 ，
由于R滑动 ≤50 ，
Ω
则R定值 ＝ R滑动 ≤ ×50 ＝25 。
五．探究影响电流通过导体时产生热量的因素
Ω Ω
28．（2021秋•姜堰区期末）在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验时：（1）为探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，小明首先设计了如图甲所示的实
验电路，装置中将R 、R 两电阻丝串联，其主要目的是 控制通过电阻的电流和通电
1 2
时间相同 ；通电一段时间后，发现装有R 电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多
2
一些，这说明：在其它条件相同时， 电阻 越大，电流产生的热量越多．小明还想用
如图甲所示的电路探究“电流产生的热量与电流大小的关系”，必须增加的测量工具是
秒表 ；
（2）实验结束后，小明发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计示数变化的过程非常
耗时，为了减少实验的时间，他提出了如下改进的设想：
设想一：将煤油换成水来做实验；设想二：通过加热空气来做实验．
①据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们判断的依据是 水
的比热容大，相同条件下吸热升温更慢 ；
②利用设想二，他们设计了下面的实验：
在两个透明的容器中密闭了等量的空气（如图乙、丙所示），通过两U形管中液面的高
度差来反映密闭空气吸热的多少．闭合开关前，左右两侧U形管内液面相平．
a．根据甲图中的实验现象，会发现：乙图装置中通电一段时间后， 右
（填“左”或“右”）侧容器相连U形管中液面的高度差大；
b．设计丙图的目的是探究电流产生的热量与 电流 的关系．
【答案】（1）控制通过电阻的电流和通电时间相同；电阻；秒表；（2）①水的比热
容大，相同条件下吸热升温更慢；②a.右；b.电流。
【解析】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，所以装
置中将R 、R 两电阻丝串联，其主要目的是控制通过电阻的电流和通电时间相同；通
1 2
电一段时间后，发现装有R 电阻丝的煤油瓶中温度计的示数升高得多一些，这说明：
2
在其它条件相同时，电阻越大，电流产生的热量越多．小明还想用如图甲所示的电路探
究“电流产生的热量与电流大小的关系”，根据控制变量法可知需控制电阻和通电时间
相同，所以必须增加的测量工具是秒表；
（2）①为了在较短的时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水做实验，主要是
由于煤油的比热容小于水的比热容，质量相同吸收相同的热量，温度变化更明显；
②a、乙图中两电阻串联接入电路，右侧电阻大于左侧电阻，根据串联电路电流特点和
（1）的结论可知右侧容器相连U形管中液面的高度差大；
b、丙图中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联接入电路，容器中的电阻的阻值相同，串联电路各处电流相等，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过右侧中电阻的
电流小于通过左侧容器中电阻的电流，所以设计丙图的目的是探究电流产生的热量与电
流的关系。
29．（2021秋•建湖县期末）小利用如图的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的
关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的某种液体，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中
镍铬合金丝的电阻小。
（1）实验中液体吸热的多少是通过 温度计示数 来反映的。
（2）现有水和煤油两种液体可供选择，为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小
明应该选用 煤油 （水/煤油）来做实验，这是因为水的 比热容 较大。
（3）实验中将两瓶中的电阻丝串联，目的是为了控制通过两根电阻丝的 电流 相
等。
（4）实验中没有计时的工具，可以通过操作 开关 来确保通电时间相同。
【答案】（1）温度计示数； （2）煤油；比热容； （3）电流；（4）开关。
【解析】解：（1）根据转换法，实验中液体吸热的多少是通过温度计来反映的。
（2）根据△t＝ ，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，因水的比热容大，故水升
温小，故为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明应该选用煤油来做实验，这是
因为水的比热容较大。
（3）实验中将两瓶中的电阻丝串联，根据串联电路的特点，目的是为了控制通过两根
电阻丝的电流相等。
（4）由图可知，该电路为串联电路，各处的电流是相同的，通过操作开关来确保通电
时间相同。
六．焦耳定律
30．（2021秋•灌南县期末）同学们利用如图所示的装置“探究电流通过导体产生的热量
与哪些因素有关”，质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是
铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，温度计显示煤油的
温度。
（1）实验中发现乙烧瓶中温度计的示数升得快，这表明：在通电时间和 电流 相同
的情况下，导体的 电阻 越大，产生的热量越多。
（2）在烧瓶中装煤油，而不装水，这是因为 煤油的比热容小于水的比热容 。
（3）利用此电路还可“探究电流通过导体产生的热量与电流的关系”，实验时移动滑动变阻器的滑片P，观察 同一 （选填“同一”或“不同”）烧瓶中相等时间内的温
度计示数变化。
【答案】（1）电流；电阻；（2）煤油的比热容小于水的比热容；（3）同一。
【解析】解：（1）闭合开关，两电阻串联接入电路，因为两电阻串联，所以通过它们
的电流相等；实验中发现乙烧瓶中温度计的示数升得快，这表明：在通电时间和电流相
同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；
（2）由Q＝cmΔt可知若水和煤油的质量相等，吸收的热量相等，比热容越小温度的变
化越大，实验现象越明显，在烧瓶中装煤油，而不装水，这是因为煤油的比热容较小，
水的比热容大；
（3）利用此电路还可探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，即移动滑动变阻器
滑片，比较通电时间相同时，观察甲（或乙）烧瓶中温度计的示数变化快慢。
31．（2021秋•沭阳县校级期末）某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热
量的多少跟电阻的关系”时，可供选用的器材有：6V电源、5 的发热电阻两只、10
的发热电阻两只、量程适合的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开
Ω Ω
关、导线若干。
（1）设计了图甲和图乙所示的两个方案，本实验应该选用图 甲 所示方案。
（2）所选方案中两发热电阻阻值应 不同 ，两个烧瓶内液体应为质量 相同 ，
种类液体 相同 。（均填“相同”或“不同”）
（3）已知比热容的大小为c水 ＞c酒精 ＞c煤油 ，为了缩短实验时间，应选用的液体是
煤油 ；原因是 煤油的比热容小，现象明显 。（4）如果是探究不同物质的吸热能力，实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可
行，为了让两种液体相同时间内吸收的热量相同，不论选择哪种方案，两发热电阻的阻
值应 相同 （填“相同”或“不同”）。
【答案】（1）甲；（2）不同，相同，相同；（3）煤油；煤油的比热容小，现象明
显；（4）相同。
【解析】解：（1）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应
控制电流大小和通电时间相等，图甲控制通过两个电阻的电流和通电时间相同，图乙控
制两个电阻两端的电压和通电时间相同，由此可知，应选图甲所示的方案来进行实验；
（2）探究电流通过导体产生热量的多少与导体的电阻大小的关系时，应只改变导体电
阻的大小，控制烧瓶内液体种类和质量相同；
（3）根据Q吸 ＝cmΔt可知，液体吸收的热量和质量一定时，液体的比热容越小，升温
越快，可以节省实验时间，所以为了缩短实验时间，应选用的液体是煤油，原因煤油的
比热容小，现象明显；
（4）探究不同物质的吸热能力的实验中，不同物质吸收热量的多少是用相同的加热
器，比较加热时间的长短来呈现，加热器要相同，所以不论选择哪种方案，两发热电阻
的阻值应相同。
32．（2021秋•姑苏区校级期末）如图所示是“探究电流热效应的因素”的实验装置。
（1）在A、B两瓶中装入质量和初温均相同的液体，瓶中液体通常会选择“煤油”而
不选择“水”，理由是 煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，
吸收相同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显 ；
（2）R 、R 采用如图所示连接方式的目的是控制 电流 和通电时间相等，下列实验
1 2
中用到的研究方法与此相同的有 D ；
A.研究声音的产生时，在鼓面上放些绿豆
B.研究重力势能与质量的关系时，看木桩下陷深度
C.认识电流时，通常用水流类比电流
D.研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压不变
（3）闭合开关，一段时间后B瓶中温度计示数较高，说明通电导体产生的热量与 电
阻 有关；
（4）如果想用该装置来探究水和煤油的吸热能力，则需要做两处调整：① 在 A 、 B
两瓶中分别装入质量和初温均相同的水和煤油 ，② 在 A 、 B 两瓶中放入阻值相同的
电阻丝 。【答案】（1）煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的
热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显；（2）电流；D；（3）电阻；
（4）①在A、B两瓶中分别装入质量和初温均相同的水和煤油；②在A、B两瓶中放
入阻值相同的电阻丝。
【解析】解：（1）煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相
同的热量，煤油温度升高的多，用煤油做实验效果更明显，便于观察；
（2）R 、R 采用如图所示连接方式为串联，的目的是控制通过两电阻的电流和通电时
1 2
间相等，所用的研究方法为控制变量法。
A、研究声音的产生时，在鼓面上放些绿豆，所用的研究方法为转换法；
B、研究重力势能与质量的关系时，看木桩下陷深度，所用的研究方法为转换法；
C、认识电流时，通常用水流类比电流，所用的研究方法为类比法；
D、研究电流与电阻的关系时，保持电阻两端电压不变，所用的研究方法为控制变量
法。
故选D；
（3）从图中可知，R ＞R ，闭合开关，通过两电阻的电流相同，一段时间后B瓶中温
2 1
度计示数较高，说明通电导体产生的热量与电阻有关；
（4）如果想用该装置来探究水和煤油的吸热能力，需要让相同质量的水和煤油吸收相
同的热量，需要做两处调整：①在A、B两瓶中分别装入质量和初温均相同的水和煤
油；②在A、B两瓶中放入阻值相同的电阻丝。
33．（2021秋•东台市期末）小明利用如图所示电路探究电流产生的热量与哪些因素有
关。
（1）在两个相同的烧瓶中各加入质量、初温均相同的煤油，甲乙两电阻丝的电阻大小
不等；闭合开关，通电一段时间后，观察 温度计的示数变化 ，可以判断电热丝产
生热量的多少；此实验电路可以探究电流产生的热量与 电阻 的关系。
（2）为了探究电流产生的热量与电流的关系，小明建议将甲、乙两电阻丝并联进行实
验，但是被否决了，理由是 两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等 。最后小组讨论只
要再增加了一个测量工具 变阻器 ，并在电路中串联一个 电流表 ，即可完成此
实验。（3）小明利用该装置探究不同物质吸热升温情况，他将其中一烧瓶中的煤油换成质
量、初温均相同的水，并使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 相等 （相等/不相等），
加热相同时间可以控制水和煤油 吸热 相同。
【答案】（1）温度计的示数变化；电阻；（2）两个烧瓶中电阻丝的阻值是不相等；变
阻器；电流表；（3）相等；吸热。
【解析】解：
（1）通过温度计的示数变化可以判断电热丝产生热量的多少；实验中电路串联，电流
相等，通电时间相同，电阻大小不同，这个实验方案是用来探究电流和通电时间相同
时，电流通过电热丝产生的热量与电阻大小的关系；
（2）探究电热与电流的关系时，需要控制电阻和通电时间得相同，而两个烧瓶中电阻
丝的阻值是不相等，故小明的操作不可行；再增加了一个变阻器，并在电路中串联一个
电流表，改变电路中的电流，观察同一个烧瓶中温度计的示数变化即可完成此实验；
（3）探究水和煤油的吸热能力，要保持水和煤油吸收的热量、质量相同。实验中电热
丝的电阻阻值相等，加热相同时间可以控制水和煤油吸热相同。
七．电热的利用与防止
34．（2021秋•建湖县期末）阅读短文，回答问题：
电热毯
电热毯，又名电褥。是一种床上用的取暖器具，主要用于人们睡眠时提高被窝里的温度
来达到取暖的目的。除此以外，还可用于被褥的去潮除湿。它耗电量少、温度可调节、
使用方便、广泛，功率一般在60～120W之间。
电热毯是一种接触式电暖器具。普通型电热毯，使用的电热合金丝是直线状的，但更多
的是呈螺旋状缠绕在耐热芯线上，外面涂覆一层耐热树脂，通电时即发出热量。
电热毯按面积分为儿童型、单人型和双人型，按控温性能分为普通型和自动调温型。普
通型不带控温元件，使用者可按需要接通或切断电源来控制温度；自动调温型带控温元
件，能自动使电热毯处于预定的温度范围内。
（1）电热毯是利用 电流的热效应 原理工作的，在工作过程中，电能转化成 内
能。
（2）电热毯中使用的合金丝的电阻 大于 （大于/等于/小于）与它同种长度和规格的
导线电阻，合金丝外面涂覆的耐热树脂属于 绝缘体 （导体/绝缘体）。（3）自动调电热毯中的控温元件材料应选择 半导体 （导体/超导体/半导体）来制
作。小明家电热毯的合金丝断了，他把合金丝接上后继续使用，一段时间后发现接头处
烧焦了，这是因为接头处合金丝的电阻 变大 （变小/变大/不变）。
（4）如图是电热毯工作时合金丝的电阻随温度变化关系的图象，正确的是（ ）
（5）如图是小明学习电学后设计的高、中、低三个挡位电热毯的原理图，其中图中虚
线框内有两处是电阻，一处是开关（S ），请你用元件符号将电路图补充完整。
1
【答案】（1）电流的热效应；内；
（2）大于；绝缘体；
（3）半导体；变大；
（4）D；
（5）如右图两种作法都可以（见上图）。
【解析】解：（1）电热毯工作时是利用电流热效应工作的，工作时消耗电能，得到内
能，所以主要把电能转化为内能；
（2）电热毯中使用的合金丝与导线串联，通过的电流相同，由Q＝I2Rt可知，合金丝是
发热体，其电阻应远远大于与它同种长度和规格的导线电阻；使用电热毯时为防止发生
触电危险，合金丝外面涂覆的耐热树脂属于绝缘体；
（3）自动调电热毯中的控温元件材料应选择半导体来制作；由Q＝I2Rt可得出，R＝
，
因为相同时间内热量增多，而接头处与电阻线中的电流相同，所以小明猜测接头处的电
阻在变大；
（4）电热毯的发热材料是金属丝，未通电时有电阻，通电后其阻值随温度的升高而增
大，故D图正确。
（5）电热毯有高、中、低三个挡位，实际功率不同，由P＝ 可知，电压一定时，电
阻越大时，实际功率越小；电阻越小时，实际功率越大，则如下图所示电路：处于低温挡时，接入电路中的电阻最大，两电阻串联接入电路；左图断开S ，开关S
1 2
处于a位置；右图断开S ，开关S 处于b位置。
1 2
处于中温挡时，接入电路中电阻次之，接入一个电阻；左右两图只闭合S ；
1
处于高温挡时，接入电路中的电阻最小，两电阻并联接入电路；左图中闭合开关S ，开
1
关S 处于b位置；右图中闭合开关S ，开关S 处于a位置。
2 1 2
八．电功与电热的综合计算
35．（2021秋•海门市期末）学习了机械效率后，小明知道滑轮组的机械效率与所提起的
重物的重力有关，于是他提出了“电磁炉的效率是否会随着被加热水的多少而发生变
化”的问题。他和同组同学找来一台电磁炉和专用的茶壶，并且仅将电磁炉接入家庭电
路中进行了如下探究。
（1）在相同的环境条件下，使用相同的加热功率，先后将初温 相同 而质量 不
同 （以上均选填“相同”或“不同”）的水加热至沸腾，并将测得的数据记录如下：
质量 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
效率/% 61 64 67 69 74 77 72 70 67 64
（2）上述实验中，小明所使用的水的初温为55℃，在一个标准气压下，将800g的水加
热至沸腾时水所吸收的热量为 1.512×1 0 5 J，此过程中观察到标
有“2400imp/（kW•h）”的电能表的指示灯闪烁134次，则消耗的电能为 2.01×1 0 5
J，此次加热过程中电磁炉的效率为 7 5 %。[已知c水 ＝4.2×103J/（kg•℃）]
（3）小明认为：要得到一定质量的沸水，采用一次性加热比分成多次加热更节能。请
你根据上述实验的结论对小明的观点作出评价： 不一定正确，因为当水质量较小时
（如 400 g ），结论成立，但当水的质量增大到一定值时（如 1200 g ），多次加热反而浪
费能源 。
（4）同组的小虎又提出“电磁炉的效率是否会随着加热功率的变化而发生变化”的问
题，为了克服将水加热至沸腾所需要的时间较长的问题，他们在同样的环境条件下，将
一定质量的水用不同加热功率，连续测出水温每上升15℃所对应的效率。请你评估小明
的实验方案并提出一条缩短实验时间的可行性方法。评估意见： 没有控制水的初温相
同 。可行性方法： 减少水的质量；提高水的初温 。
【答案】（1）相同；不同；（2）1.512×105；2.01×105；75%；（3）不一定正确，因为
当水质量较小时（如400g），结论成立，但当水的质量增大到一定值时（如1200g），
多次加热反而浪费能源；（4）没有控制水的初温相同；减少水的质量；提高水的初
温。
【解析】解：（1）由Q＝cm（t﹣t ）可知：影响水吸收的热量的因素有：水的质量、
0
初温，所以根据可知变量法可知在相同的环境条件下，使用相同的加热功率，将初温相
同、质量不同的水加热至沸腾；
（2）水吸收的热量为：Q吸 ＝c水m（t﹣t
0
）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.8kg×（100℃﹣
55℃）＝1.512×105J；消耗的电能：W＝ kW•h＝2.01×105J，
热效率为： ＝ ×100%＝ ×100%≈75%；
（3）因为由实验数据说明，随着被加热水的质量增加，电磁炉的效率是先增加后减
η
小，因此得到一定质量的沸水，采用一次性加热比分成多次加热更节能，不一定正确，
当水质量较小时（如400g），结论成立，但当水的质量增大到一定值时（如1200g），
多次加热反而浪费能源；
（4）在同样的环境条件下，将一定质量的水用不同加热功率，连续测出水温每上升
15℃所对应的效率时对应的每次的水的初温不同，所以评估意见：没有控制水的初温相
同；
改进方法：减少水的质量；增加水的初温。
