9. 新素养 科学思维 小明学习电功率后，在家中找来了一个标有额定电压为“6V”的小灯泡，为了测定该小灯泡的额定功率，他在学校的实验室找到了相关器材，并进行了如下实验，已知电源电压恒为8V.
(1) 连接好电路如图甲所示. 闭合开关后，滑片向右移，小灯泡变
(2) 小明在实际操作中发现小灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是
A. 滑动变阻器同时接入两个下接线柱
B. 小灯泡电阻太小
C. 滑动变阻器的最大阻值太小
(3) 排除故障后，经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为
(4) 若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该小灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是
A. 只减小电源电压
B. 只换为其他规格的滑动变阻器
C. 将该电压表并联到滑动变阻器两端
(5) 小华设计了如图丙所示电路，只用电压表来测量额定电压为5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，电源电压恒定且未知. 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9V；
②
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6V；
④ 小灯泡的额定功率Pₙ=
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(1) 连接好电路如图甲所示. 闭合开关后，滑片向右移，小灯泡变
亮
.(2) 小明在实际操作中发现小灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，你认为出现此现象的原因是
A
.A. 滑动变阻器同时接入两个下接线柱
B. 小灯泡电阻太小
C. 滑动变阻器的最大阻值太小
(3) 排除故障后，经过多次测量，小明绘制了小灯泡的I-U图像，如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为
3
W.(4) 若该实验中电压表标有15V的接线柱损坏了无法使用，他向老师请教，老师告诉他用该电压表仍能测量该小灯泡的额定功率，你认为老师的方案可能是
C
.A. 只减小电源电压
B. 只换为其他规格的滑动变阻器
C. 将该电压表并联到滑动变阻器两端
(5) 小华设计了如图丙所示电路，只用电压表来测量额定电压为5V的小灯泡的额定功率，已知滑动变阻器R的最大阻值为30Ω，电源电压恒定且未知. 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9V；
②
闭合$S、S_{1}$，断开$S_{2}$
(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4
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6V；
④ 小灯泡的额定功率Pₙ=
1
W.]
答案：9.(1)亮 (2)A (3)3 (4)C (5)②闭合$S、S_{1}$，断开$S_{2}$；4 ④1 解析:(1)图甲中滑动变阻器与小灯泡串联，闭合开关，滑片右移时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流变大，小灯泡变亮。(2)小明在实际操作中发现小灯泡很暗，电流表和电压表示数均很小，说明滑动变阻器接入电路的电阻较大；无论怎样移动滑片，电表的示数几乎不变，说明滑动变阻器不能起到调节作用，则原因可能是滑动变阻器的下面两个接线柱同时接入电路中了，故A符合题意。
(3)由图乙可知，当小灯泡两端的电压等于额定电压6V时，通过它的电流为0.5A，则小灯泡的额定功率$P_{L}=U_{L}I_{L}=6V×0.5A = 3W$。(4)老师告诉小明用该电压表仍能测量该小灯泡的额定功率，说明使用现有的器材仍能完成实验，由串联电路的电压规律可知，老师的做法可能是将电压表与滑动变阻器并联，调节滑片，使电压表的示数为2V，此时小灯泡两端的电压为8V - 2V = 6V，小灯泡正常发光，测出此时的电流，利用$P = UI$即可求出小灯泡的额定功率，故C符合题意。(5)①闭合开关$S、S_{2}$，断开$S_{1}$，电路为R的简单电路，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表测的是电源电压，电压表示数为9V，可得电源电压为9V。②闭合开关$S、S_{1}$，断开$S_{2}$，此时滑动变阻器与小灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，由串联电路的电压规律可知，当调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为$U - U_{额}=9V - 5V = 4V$时，小灯泡正常发光。③闭合开关$S、S_{2}$，断开$S_{1}$，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时滑动变阻器全部电阻丝接入电路，电压表测滑动变阻器滑片以下部分的电压为6V；由串联分压可知，滑动变阻器滑片上、下两部分的电阻之比$\frac{R_{上}}{R_{下}}=\frac{U_{上}}{U_{下}}=\frac{9V - 6V}{6V}=\frac{1}{2}$，又由于$R_{上}+R_{下}=30\Omega$，所以$R_{下}=20\Omega$。④由以上分析可知，在步骤②中，滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω，此时滑动变阻器两端电压为4V，小灯泡正常工作，由串联分压可知$\frac{R_{L}}{20\Omega}=\frac{5V}{4V}$，解得$R_{L}=25\Omega$，小灯泡的额定功率$P_{额}=\frac{U_{额}^{2}}{R_{L}}=\frac{(5V)^{2}}{25\Omega}=1W$。
(3)由图乙可知，当小灯泡两端的电压等于额定电压6V时，通过它的电流为0.5A，则小灯泡的额定功率$P_{L}=U_{L}I_{L}=6V×0.5A = 3W$。(4)老师告诉小明用该电压表仍能测量该小灯泡的额定功率，说明使用现有的器材仍能完成实验，由串联电路的电压规律可知，老师的做法可能是将电压表与滑动变阻器并联，调节滑片，使电压表的示数为2V，此时小灯泡两端的电压为8V - 2V = 6V，小灯泡正常发光，测出此时的电流，利用$P = UI$即可求出小灯泡的额定功率，故C符合题意。(5)①闭合开关$S、S_{2}$，断开$S_{1}$，电路为R的简单电路，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表测的是电源电压，电压表示数为9V，可得电源电压为9V。②闭合开关$S、S_{1}$，断开$S_{2}$，此时滑动变阻器与小灯泡串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，由串联电路的电压规律可知，当调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为$U - U_{额}=9V - 5V = 4V$时，小灯泡正常发光。③闭合开关$S、S_{2}$，断开$S_{1}$，保持滑动变阻器滑片的位置不变，此时滑动变阻器全部电阻丝接入电路，电压表测滑动变阻器滑片以下部分的电压为6V；由串联分压可知，滑动变阻器滑片上、下两部分的电阻之比$\frac{R_{上}}{R_{下}}=\frac{U_{上}}{U_{下}}=\frac{9V - 6V}{6V}=\frac{1}{2}$，又由于$R_{上}+R_{下}=30\Omega$，所以$R_{下}=20\Omega$。④由以上分析可知，在步骤②中，滑动变阻器接入电路的电阻为20Ω，此时滑动变阻器两端电压为4V，小灯泡正常工作，由串联分压可知$\frac{R_{L}}{20\Omega}=\frac{5V}{4V}$，解得$R_{L}=25\Omega$，小灯泡的额定功率$P_{额}=\frac{U_{额}^{2}}{R_{L}}=\frac{(5V)^{2}}{25\Omega}=1W$。