5. 某实验小组在做“测量灯泡的电功率”实验，已知电源电压为 6 V，灯泡额定电压为 2.5 V、电阻约为 10 Ω。
(1) 测量灯泡电功率的实验原理是
(2) 请用笔画线代替导线，将图 15 - 4 - 2(a)中的实物电路连接完整。
(3) 闭合开关前，图 15 - 4 - 2(a)中滑动变阻器的滑片 P 应移到
(4) 连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，小明发现灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是
(5) 小杰闭合开关，移动滑片 P 到某一点时，电压表的示数如图 15 - 4 - 2(b)所示，为
(6) 小红移动滑片 P，记下多组电压表和电流表对应的示数，并绘制成图 15 - 4 - 2(c)所示的$I - U$图像。根据图像信息，可计算出灯泡的额定功率是
(7) 根据图 15 - 4 - 2(c)可知，灯泡的电流与电压不成正比，灯泡灯丝的电阻随电压的增大而逐渐
(1) 测量灯泡电功率的实验原理是
$P=UI$
，连接电路前开关应断开
，电压表的量程应选0~3V
，电流表的量程应选0~0.6A
。(2) 请用笔画线代替导线，将图 15 - 4 - 2(a)中的实物电路连接完整。
(3) 闭合开关前，图 15 - 4 - 2(a)中滑动变阻器的滑片 P 应移到
左
(左/右)端。(4) 连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片 P，小明发现灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是
灯泡断路
；小华发现灯泡也不亮，电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是灯泡短路
。(5) 小杰闭合开关，移动滑片 P 到某一点时，电压表的示数如图 15 - 4 - 2(b)所示，为
2.4
V。若他想测量灯泡的额定功率，应将图 15 - 4 - 2(a)中滑片 P 向左
(左/右)端移动，直至电压表的示数为2.5V
。(6) 小红移动滑片 P，记下多组电压表和电流表对应的示数，并绘制成图 15 - 4 - 2(c)所示的$I - U$图像。根据图像信息，可计算出灯泡的额定功率是
0.5
W，此时灯泡电阻是12.5
Ω。(7) 根据图 15 - 4 - 2(c)可知，灯泡的电流与电压不成正比，灯泡灯丝的电阻随电压的增大而逐渐
增大
，其原因可能是灯泡电阻随灯泡温度升高而增大
。答案：
P=UI
断开
0~3V
0~0.6A
左
灯泡断路
灯泡短路
2.4
左
2.5
0.5
12.5
增大
灯泡电阻随灯泡温度升高而增大
P=UI
断开
0~3V
0~0.6A
左
灯泡断路
灯泡短路
2.4
左
2.5
0.5
12.5
增大
灯泡电阻随灯泡温度升高而增大
解析：
【分析】
本题是“测量灯泡的电功率”的实验综合题，需结合实验原理、电路连接规则、故障分析、电表读数、图像分析等知识点逐一突破：
1. 对于(1)，明确测电功率的核心原理，根据电路安全要求确定开关状态，结合灯泡额定参数选择电表量程；
2. 对于(2)，依据“电流表串联、电压表并联”的原则，结合电表量程完成实物电路连接；
3. 对于(3)，闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处，根据接线柱接入情况判断滑片位置；
4. 对于(4)，结合电表示数和灯泡状态，利用电路通路、断路、短路的特点分析故障；
5. 对于(5)，根据电压表量程和分度值读数，通过调节滑动变阻器使灯泡达到额定电压；
6. 对于(6)，从I-U图像中提取额定电压对应的电流，利用电功率公式和欧姆定律计算相关物理量；
7. 对于(7)，根据I-U图像的曲线趋势分析电阻变化，结合灯丝电阻与温度的关系解释原因。
【解析】
(1) 测量灯泡电功率的实验原理是$\boldsymbol{P=UI}$；为避免电路连接过程中出现短路损坏元件，连接电路前开关应$\boldsymbol{断开}$；
灯泡额定电压为2.5V，因此电压表选择$\boldsymbol{0∼3V}$量程；
由欧姆定律可得灯泡额定电流$I=\frac{U_{额}}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A＜0.6A$，因此电流表选择$\boldsymbol{0∼0.6A}$量程。
(2) 实物电路连接步骤：
电流表串联在电路中：将滑动变阻器的A接线柱与电流表“0.6”接线柱相连，电流表“-”接线柱与灯泡L的一个接线柱相连，灯泡L的另一个接线柱接电源负极；
电压表并联在灯泡两端：将电压表“-”接线柱接灯泡的一端，“3”接线柱接灯泡的另一端。（按上述描述用笔画线连接实物）
(3) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处。由图可知滑动变阻器接的是B接线柱，滑片移到$\boldsymbol{左}$端时，接入的电阻丝最长，阻值最大。
(4) 灯泡不亮、电流表无示数（电路断路），但电压表有示数（电压表串联测电源电压），故障原因是$\boldsymbol{灯泡断路}$；
灯泡不亮、电流表有示数（电路通路），但电压表无示数（电压表被短路），故障原因是$\boldsymbol{灯泡短路}$。
(5) 电压表选用$0∼3V$量程，分度值为0.1V，指针示数为$\boldsymbol{2.4V}$；
要使灯泡电压达到额定电压2.5V，需减小滑动变阻器接入阻值以增大灯泡两端电压，因此滑片P应向$\boldsymbol{左}$端移动，直至电压表示数为$\boldsymbol{2.5V}$。
(6) 由图(c)的$I-U$图像可知，当$U=2.5V$时，对应的电流$I=0.2A$；
灯泡额定功率：$P_{额}=U_{额}I=2.5V×0.2A=\boldsymbol{0.5W}$；
此时灯泡电阻：$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}=\boldsymbol{12.5Ω}$。
(7) 由$I-U$图像的曲线趋势可知，电流随电压增大的速率变慢，根据$R=\frac{U}{I}$，灯泡灯丝的电阻随电压的增大而逐渐$\boldsymbol{增大}$；
原因是$\boldsymbol{灯泡电阻随温度升高而增大}$：电压越大，电流越大，灯丝温度越高，电阻随温度升高而增大。
【答案】
(1) $\boldsymbol{P=UI}$；$\boldsymbol{断开}$；$\boldsymbol{0∼3V}$；$\boldsymbol{0∼0.6A}$
(2) 按解析描述用笔画线连接实物（连接图略）
(3) $\boldsymbol{左}$
(4) $\boldsymbol{灯泡断路}$；$\boldsymbol{灯泡短路}$
(5) $\boldsymbol{2.4}$；$\boldsymbol{左}$；$\boldsymbol{2.5V}$
(6) $\boldsymbol{0.5}$；$\boldsymbol{12.5}$
(7) $\boldsymbol{增大}$；$\boldsymbol{灯泡电阻随温度升高而增大}$
【知识点】
1. 测量小灯泡的电功率
2. 电路故障分析
3. 欧姆定律的应用
【点评】
本题全面考查了“测量小灯泡电功率”实验的核心知识点，涵盖实验操作、故障判断、数据处理等多个环节，综合性较强。解题时需熟练掌握实验规范，结合电学规律分析问题，其中灯丝电阻随温度变化的特性是理解I-U图像曲线的关键。
【难度系数】
0.6
本题是“测量灯泡的电功率”的实验综合题，需结合实验原理、电路连接规则、故障分析、电表读数、图像分析等知识点逐一突破：
1. 对于(1)，明确测电功率的核心原理，根据电路安全要求确定开关状态，结合灯泡额定参数选择电表量程；
2. 对于(2)，依据“电流表串联、电压表并联”的原则，结合电表量程完成实物电路连接；
3. 对于(3)，闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值处，根据接线柱接入情况判断滑片位置；
4. 对于(4)，结合电表示数和灯泡状态，利用电路通路、断路、短路的特点分析故障；
5. 对于(5)，根据电压表量程和分度值读数，通过调节滑动变阻器使灯泡达到额定电压；
6. 对于(6)，从I-U图像中提取额定电压对应的电流，利用电功率公式和欧姆定律计算相关物理量；
7. 对于(7)，根据I-U图像的曲线趋势分析电阻变化，结合灯丝电阻与温度的关系解释原因。
【解析】
(1) 测量灯泡电功率的实验原理是$\boldsymbol{P=UI}$；为避免电路连接过程中出现短路损坏元件，连接电路前开关应$\boldsymbol{断开}$；
灯泡额定电压为2.5V，因此电压表选择$\boldsymbol{0∼3V}$量程；
由欧姆定律可得灯泡额定电流$I=\frac{U_{额}}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A＜0.6A$，因此电流表选择$\boldsymbol{0∼0.6A}$量程。
(2) 实物电路连接步骤：
电流表串联在电路中：将滑动变阻器的A接线柱与电流表“0.6”接线柱相连，电流表“-”接线柱与灯泡L的一个接线柱相连，灯泡L的另一个接线柱接电源负极；
电压表并联在灯泡两端：将电压表“-”接线柱接灯泡的一端，“3”接线柱接灯泡的另一端。（按上述描述用笔画线连接实物）
(3) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处。由图可知滑动变阻器接的是B接线柱，滑片移到$\boldsymbol{左}$端时，接入的电阻丝最长，阻值最大。
(4) 灯泡不亮、电流表无示数（电路断路），但电压表有示数（电压表串联测电源电压），故障原因是$\boldsymbol{灯泡断路}$；
灯泡不亮、电流表有示数（电路通路），但电压表无示数（电压表被短路），故障原因是$\boldsymbol{灯泡短路}$。
(5) 电压表选用$0∼3V$量程，分度值为0.1V，指针示数为$\boldsymbol{2.4V}$；
要使灯泡电压达到额定电压2.5V，需减小滑动变阻器接入阻值以增大灯泡两端电压，因此滑片P应向$\boldsymbol{左}$端移动，直至电压表示数为$\boldsymbol{2.5V}$。
(6) 由图(c)的$I-U$图像可知，当$U=2.5V$时，对应的电流$I=0.2A$；
灯泡额定功率：$P_{额}=U_{额}I=2.5V×0.2A=\boldsymbol{0.5W}$；
此时灯泡电阻：$R=\frac{U_{额}}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}=\boldsymbol{12.5Ω}$。
(7) 由$I-U$图像的曲线趋势可知，电流随电压增大的速率变慢，根据$R=\frac{U}{I}$，灯泡灯丝的电阻随电压的增大而逐渐$\boldsymbol{增大}$；
原因是$\boldsymbol{灯泡电阻随温度升高而增大}$：电压越大，电流越大，灯丝温度越高，电阻随温度升高而增大。
【答案】
(1) $\boldsymbol{P=UI}$；$\boldsymbol{断开}$；$\boldsymbol{0∼3V}$；$\boldsymbol{0∼0.6A}$
(2) 按解析描述用笔画线连接实物（连接图略）
(3) $\boldsymbol{左}$
(4) $\boldsymbol{灯泡断路}$；$\boldsymbol{灯泡短路}$
(5) $\boldsymbol{2.4}$；$\boldsymbol{左}$；$\boldsymbol{2.5V}$
(6) $\boldsymbol{0.5}$；$\boldsymbol{12.5}$
(7) $\boldsymbol{增大}$；$\boldsymbol{灯泡电阻随温度升高而增大}$
【知识点】
1. 测量小灯泡的电功率
2. 电路故障分析
3. 欧姆定律的应用
【点评】
本题全面考查了“测量小灯泡电功率”实验的核心知识点，涵盖实验操作、故障判断、数据处理等多个环节，综合性较强。解题时需熟练掌握实验规范，结合电学规律分析问题，其中灯丝电阻随温度变化的特性是理解I-U图像曲线的关键。
【难度系数】
0.6