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断开
阻值最大
0∼ 3 A
0∼ 15 V
滑动变阻器
6
1.4
8.4

$P=UI$
【分析】
要测量灯泡的额定功率，实验原理为$P=UI$，需用伏安法进行测量，即电流表与灯泡串联测电流，电压表与灯泡并联测电压，滑动变阻器串联在电路中调节灯泡两端电压。
1. 连接电路时，为保护电路，开关应断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大处；
2. 根据欧姆定律计算灯泡正常发光时的电流$I=\frac{U_{额}}{R}=\frac{6\ V}{4\ \Omega}=1.5\ A$，由此确定电流表量程；灯泡额定电压为6V，据此选择电压表量程；
3. 实验中需调节滑动变阻器，使灯泡两端电压等于额定电压6V，此时读取电流表示数，再根据$P=UI$计算额定功率。
【解析】
(1) 实验电路图：电源、开关、电流表、灯泡、滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡两端（电路图为伏安法测功率的标准电路）。
(2) 连接实验电路时，为保护电路，开关应处于断开状态，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大位置；
根据欧姆定律计算灯泡正常发光电流：$I=\frac{U_{额}}{R}=\frac{6\ V}{4\ \Omega}=1.5\ A$，因此电流表应选择0~3\ A的量程；
灯泡额定电压为6V，所以电压表应选择0~15\ V的量程。
(3) 实验时，应调节滑动变阻器，使电压表的示数等于灯泡的额定电压$6\ V$；
电流表选用0~3A量程，分度值为0.1A，由图可知电流表示数为$1.4\ A$；
灯泡的额定功率：$P=U_{额}I=6\ V×1.4\ A=8.4\ W$。
【答案】
(1) 伏安法测功率电路（灯泡与滑动变阻器串联，电压表并联在灯泡两端，电流表串联在电路中）
(2) 断开；阻值最大；0~3\ A；0~15\ V
(3) 滑动变阻器；6；1.4；8.4
【知识点】
伏安法测电功率；电表量程选择；电路连接规范
【点评】
本题围绕伏安法测灯泡额定功率展开，涵盖电路设计、实验操作规范、电表量程选择及功率计算等知识点，需结合欧姆定律分析电表量程，熟练掌握实验的基本操作和原理是解题关键。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 第(1)题：测定电功率的核心是利用电功率的定义式，电功率等于电压与电流的乘积，因此实验原理为$P=UI$。
2. 第(2)题：明确实验电路为串联电路（滑动变阻器、电流表、灯泡、开关串联），电压表并联在灯泡两端。要求滑片右移灯泡变亮，说明电路电流需变大，滑动变阻器接入电阻要减小，因此需接右下接线柱；结合灯泡额定电压和功率，确定电流表选$0∼0.6A$量程，完成电路串联。
3. 第(3)题：电表有示数说明电路通路，灯泡不发光是因为实际功率不足，根源是滑动变阻器接入电阻过大，导致电路电流过小，灯泡实际功率远小于额定功率。
4. 第(4)题：测定额定功率需让灯泡在额定电压下工作，因此移动滑片时要观察电压表，使示数等于灯泡额定电压$2.5V$。
5. 第(5)题：先确定电流表量程和分度值读出电流，再用$P=UI$计算额定功率，$R=\frac{U}{I}$计算电阻；灯丝电阻随温度变化，不同电压下温度不同，电阻不同，不能取平均值。
【解析】
(1) 测定灯泡额定功率的实验原理是电功率的计算公式：$\boldsymbol{P=UI}$。
(2) 电路连接：
滑动变阻器：滑片P向右移动时灯泡变亮，说明滑动变阻器接入电阻减小，将滑动变阻器的右下接线柱与开关的空闲接线柱相连；
电流表：灯泡额定电压$U_{额}=2.5V$，额定功率$P_{额}＜1W$，由$I=\frac{P}{U}$得额定电流$I_{额}＜\frac{1W}{2.5V}=0.4A$，故电流表选$0∼0.6A$量程，将电流表的“$0.6$”接线柱与灯泡的空闲接线柱相连；
电压表已正确并联在灯泡两端（$0∼3V$量程），无需调整。
(3) 闭合开关后电表有示数，说明电路是通路，灯泡不发光的原因是滑动变阻器接入电路的电阻过大（或灯泡的实际功率太小），通过灯泡的电流过小，实际功率不足以使灯泡发光。
(4) 测定额定功率时，需使灯泡两端电压等于额定电压，因此移动滑片时眼睛应观察电压表的示数，故选$\boldsymbol{B}$。
(5) 电流表选用$0∼0.6A$量程，分度值为$0.02A$，由图(b)可知电流$I=0.2A$：
额定功率：$P_{额}=U_{额}I=2.5V×0.2A=\boldsymbol{0.5W}$；
灯泡正常发光时的电阻：$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}=\boldsymbol{12.5\Omega}$；
灯丝电阻随温度升高而增大，不同电压下灯丝温度不同，电阻不同，因此不能取平均值，原因是忽略了温度对灯丝电阻的影响。
【答案】
(1) $\boldsymbol{P=UI}$
(2) 连接滑动变阻器右下接线柱与开关，电流表$0.6$接线柱与灯泡空闲端（连接图如参考答案所示）
(3) 滑动变阻器接入电路的电阻过大（或灯泡实际功率太小）
(4) $\boldsymbol{B}$
(5) $\boldsymbol{0.5}$；$\boldsymbol{12.5}$；$\boldsymbol{温度}$
【知识点】
1. 电功率的测定
2. 滑动变阻器的使用
3. 灯丝电阻的影响因素
【点评】
本题全面考查测定灯泡额定功率的实验，覆盖实验原理、电路连接、故障分析、操作要点及数据处理，重点考查了实验细节和灯丝电阻的温度特性，对学生的实验综合能力要求较高。
【难度系数】
0.6
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