20. 小华用三节新干电池做“测量灯泡的电功率”的实验，电路如图(a)所示，灯泡的额定电压为$2.5\ V$，滑动变阻器规格为“$10\ \Omega\ \ 2\ A$”。
(1) 图(a)中，小华所接电路存在错误。只需改动一根导线即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2) 小华正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，此时她应该。
A. 立即更换灯泡
B. 立即检查线路
C. 先观察两电表示数后再决定
D. 立即移动滑动变阻器滑片
(3) 当灯泡两端的电压为$1.5\ V$时，电流表的示数如图(b)所示，则灯泡的额定功率可能是。
A. $0.75\ W$
B. $1.05\ W$
C. $1.30\ W$
D. $1.35\ W$
(4) 当电压表示数为$1.5\ V$时，无论怎么移动滑动变阻器滑片都无法使电压表示数变小。为了继续完成电压略小于$1.5\ V$时灯泡功率的测量，在不改变电源与灯泡规格的情况下，你的做法是（写出一种可行的方案）。
(1) 图(a)中，小华所接电路存在错误。只需改动一根导线即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(2) 小华正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，此时她应该。
A. 立即更换灯泡
B. 立即检查线路
C. 先观察两电表示数后再决定
D. 立即移动滑动变阻器滑片
(3) 当灯泡两端的电压为$1.5\ V$时，电流表的示数如图(b)所示，则灯泡的额定功率可能是。
A. $0.75\ W$
B. $1.05\ W$
C. $1.30\ W$
D. $1.35\ W$
(4) 当电压表示数为$1.5\ V$时，无论怎么移动滑动变阻器滑片都无法使电压表示数变小。为了继续完成电压略小于$1.5\ V$时灯泡功率的测量，在不改变电源与灯泡规格的情况下，你的做法是（写出一种可行的方案）。
答案：
C
B
在电路中串联一个定值电阻
C
B
在电路中串联一个定值电阻
解析：
【分析】
1. 第一问：测量灯泡电功率的电路中，电压表需并联在灯泡两端，观察图(a)可知电压表当前连接错误，需调整导线使电压表正确并联在灯泡两端。
2. 第二问：闭合开关灯泡不亮，故障类型多样（断路、短路、滑动变阻器阻值过大等），不能直接盲目操作，应先通过电表示数判断故障类型，再采取对应措施。
3. 第三问：先读取电流表示数，再结合灯泡电阻随温度升高而增大的特性，推导额定电流的范围，进而确定额定功率的取值范围，匹配选项。
4. 第四问：电压表示数无法变小，说明滑动变阻器已无法增大分压，需通过串联额外电阻来增大总电阻，减小灯泡两端电压。
【解析】
(1) 电路修正：将电压表“3”接线柱连接滑动变阻器的导线改接到灯泡的左接线柱，使电压表并联在灯泡两端，改动后电路如图（参考答案对应图）所示。
(2) 灯泡不亮的故障判断：
闭合开关灯泡不亮，可能是电路断路、短路或滑动变阻器阻值过大导致电流过小。先观察电表示数：若电流表有示数、电压表无示数，可能是灯泡短路；若电流表无示数、电压表有示数，可能是灯泡断路；若两表均无示数，可能是电路其他位置断路；若两表均有示数但示数小，可能是滑动变阻器阻值过大。因此应先观察电表示数再决定后续操作，故选C。
(3) 额定功率计算：
电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为$0.3A$。
此时灯泡电阻：$R=\frac{U_1}{I_1}=\frac{1.5V}{0.3A}=5\Omega$。
由于灯泡电阻随温度升高而增大，额定电压$2.5V$下灯泡温度更高，故$R_{额}＞5\Omega$，则额定电流$I_{额}＜\frac{U_{额}}{R}=\frac{2.5V}{5\Omega}=0.5A$，额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}＜2.5V×0.5A=1.25W$；
同时额定电压高于$1.5V$，额定电流大于$0.3A$，故$P_{额}＞2.5V×0.3A=0.75W$。
因此额定功率范围为$0.75W＜P_{额}＜1.25W$，选项中只有$1.05W$符合，故选B。
(4) 实验改进：
滑动变阻器已调至最大阻值时，灯泡两端电压仍无法减小，在电路中串联一个定值电阻，可增大总电阻，降低灯泡两端的电压，满足实验要求。
【答案】
(1) 如图（将电压表接滑动变阻器的导线改接至灯泡左端，对应参考答案图）
(2) $\boldsymbol{C}$
(3) $\boldsymbol{B}$
(4) 在电路中串联一个定值电阻
【知识点】
1. 伏安法测电功率
2. 电路故障分析
3. 电阻的温度特性
【点评】
本题综合考查伏安法测电功率的电路连接、故障判断、功率推导及实验改进，需结合电路规律和灯泡电阻的特殊性分析，注重对实验操作与物理规律综合应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
1. 第一问：测量灯泡电功率的电路中，电压表需并联在灯泡两端，观察图(a)可知电压表当前连接错误，需调整导线使电压表正确并联在灯泡两端。
2. 第二问：闭合开关灯泡不亮，故障类型多样（断路、短路、滑动变阻器阻值过大等），不能直接盲目操作，应先通过电表示数判断故障类型，再采取对应措施。
3. 第三问：先读取电流表示数，再结合灯泡电阻随温度升高而增大的特性，推导额定电流的范围，进而确定额定功率的取值范围，匹配选项。
4. 第四问：电压表示数无法变小，说明滑动变阻器已无法增大分压，需通过串联额外电阻来增大总电阻，减小灯泡两端电压。
【解析】
(1) 电路修正：将电压表“3”接线柱连接滑动变阻器的导线改接到灯泡的左接线柱，使电压表并联在灯泡两端，改动后电路如图（参考答案对应图）所示。
(2) 灯泡不亮的故障判断：
闭合开关灯泡不亮，可能是电路断路、短路或滑动变阻器阻值过大导致电流过小。先观察电表示数：若电流表有示数、电压表无示数，可能是灯泡短路；若电流表无示数、电压表有示数，可能是灯泡断路；若两表均无示数，可能是电路其他位置断路；若两表均有示数但示数小，可能是滑动变阻器阻值过大。因此应先观察电表示数再决定后续操作，故选C。
(3) 额定功率计算：
电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为$0.3A$。
此时灯泡电阻：$R=\frac{U_1}{I_1}=\frac{1.5V}{0.3A}=5\Omega$。
由于灯泡电阻随温度升高而增大，额定电压$2.5V$下灯泡温度更高，故$R_{额}＞5\Omega$，则额定电流$I_{额}＜\frac{U_{额}}{R}=\frac{2.5V}{5\Omega}=0.5A$，额定功率$P_{额}=U_{额}I_{额}＜2.5V×0.5A=1.25W$；
同时额定电压高于$1.5V$，额定电流大于$0.3A$，故$P_{额}＞2.5V×0.3A=0.75W$。
因此额定功率范围为$0.75W＜P_{额}＜1.25W$，选项中只有$1.05W$符合，故选B。
(4) 实验改进：
滑动变阻器已调至最大阻值时，灯泡两端电压仍无法减小，在电路中串联一个定值电阻，可增大总电阻，降低灯泡两端的电压，满足实验要求。
【答案】
(1) 如图（将电压表接滑动变阻器的导线改接至灯泡左端，对应参考答案图）
(2) $\boldsymbol{C}$
(3) $\boldsymbol{B}$
(4) 在电路中串联一个定值电阻
【知识点】
1. 伏安法测电功率
2. 电路故障分析
3. 电阻的温度特性
【点评】
本题综合考查伏安法测电功率的电路连接、故障判断、功率推导及实验改进，需结合电路规律和灯泡电阻的特殊性分析，注重对实验操作与物理规律综合应用能力的考查。
【难度系数】
0.6