题目内容
【题目】在探究“同一个灯泡发光时亮度与电功率的关系”的实验中，所用的实验器材有两节蓄电池，额定电压是2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω，两端加的最大电压为额定电压的1.2倍），额定电压为2.7V的发光二极管，滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线等。
（1）小明同学用小灯泡做实验时连接的部分电路如图所示，请将实验电路连接完整。
（______）
（2）小明同学记录的实验数据如下表。
实验次数 | 电压U/V | 电流I/A | 电功率P/W | 发光情况 |
1 | 3.0 | 0.34 | 1.02 | 较亮 |
2 | 2.5 | 0.30 | 0.75 | 正常发光 |
3 | 2.0 | 0.28 | 0.56 | 较暗 |
根据表中数据可得出的探究结论是：_____。
（3）小刚同学用发光二极管做实验，发光二极管是用_____材料制成的。实验测得发光二极管正常发光时的电流是0.02A，则该二极管的额定功率是_____W。
（4）实验发现小灯泡与二极管均正常发光时的亮度相当。结合小明和小刚的实验数据，分析说明小灯泡和发光二极管哪个更节能？________
【答案】
灯的实际功率越小，灯越暗 半导体 0.054 灯的消耗的功率为0.75W，而二极管消耗的功率是0.054W，故二极管更节能
【解析】
（1）测量灯的电功率，电流表与灯串联，由欧姆定律，求出灯的最大电流确定电流表选用的量程串联在电路中，变阻器按一上一下接入电路中；（2）分析表中数据得出结论；（3）发光二极管是用半导体材料制成的；由P＝U′I求该二极管的额定功率；（4）实验发现小灯泡与二极管均正常发光时的亮度相当。由小明和小刚的实验数据分析得出结论。
（1）测量灯的电功率，电流表与灯串联，因灯的最大电压为2.5V×1.2＝3V，由欧姆定律，灯的最大电流约为：I=
=
=0.3A，故电流表选用小量程串联在电路中，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：
（2）分析表中数据可知，灯的实际功率越小，灯越暗；（3）发光二极管是用半导体材料制成的。实验测得发光二极管正常发光时的电流是0.02A，则该二极管的额定功率是： P＝U′I＝2.7×0.02A＝0.054W。（4）实验发现小灯泡与二极管均正常发光时的亮度相当，由表中数据知，灯的消耗的功率为0.75W，而二极管消耗的功率是0.054W，根据W＝Pt，故二极管更节能。
【题目】在“测量小灯泡的额定功率”试验中，灯泡上标有“2.5V”字样，电源电压恒定。
（1）请你用笔画线代替导线，将如图中的实物电路连接完整。
（_____）
（2）在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视的_____表的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图所示，则灯泡的额定功率为_____W．小华进行了四次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率_____，灯泡越亮。
次数 | 电压 U/V | 电流 I/A | 实际电功率 P/W | 小灯泡亮度 |
1 | 0.5 | 0.12 | 0.06 | 不亮 |
2 | 1.5 | 0.20 | 0.30 | 偏暗 |
3 | 2.5 | 0.40 | 正常 | |
4 | 2.8 | 0.45 | 1.26 | 更亮 |
（3）完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关S1，将S2拨到触点_____（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为_____V；
②再将开关S2拨到触点_____（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额＝_____（用已知量和测量量表示）。
（4）小红在小聪的实验基础上只把电压表换成电流表同样也测出了小灯泡的电功率，请在方框内画出小红设计的电路图
（_____）
