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2023-2024学年人教版九年级物理高效课堂培优讲义
第3节 测量小灯泡的电功率
(
01
新课知识解析
)
(
知识点
一
：
用电流表和电压表测量小灯泡的电功率
)
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的：用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率.
实验原理和方法：
(1)原理:P= Ul ，“伏安法”就是根据此公式而来。
(2)根据电功率的计算公式 P= UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率.
实验器材
两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡1个(额定电压为2.5 V)灯座开关导线若
实验电路图和实物图
实验步骤
(1)根据实验要求,设计电路,画出电路图.
(2)按照电路连接实物图,如图乙所示.在闭合开关之前,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处
(3)检查连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压,观察。
此时小灯泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中
(4)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中.
(5)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数约为额定电压的 1.2 倍,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中.
(6)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材
(7)根据测出的三组实验数据,计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据记录不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率表中.
分析与论证
(1)分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率越大,小灯泡越亮.
(2)小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的
(3)小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个.
实验结论
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光
当U实<=U额时, P实< P额,小灯泡发光较暗;
当U实>=U额时, P实> P额小灯泡发光较亮
2.实验注意事项
(1)选择器材：
电源电压应高于小灯泡的额定电压.例如,测额定电压为2.5 V 的小灯泡的电功率时,至少要选两节干电池串联作为电源.
①电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压:
若小灯泡的额定电压是2.5 V,则选择0~3V量程
若小灯泡的额定电压为3.8 V则应选择0~15 V 量程
②电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小:
若知道小灯泡的额定电压和额定功率,则可以计算出额定电流的大小,电流表量程略大于额定电流大小即可;
若不能求出额定电流大小,可用试触法确定电流表量程;
③因为常见的小灯泡(额定电1.53.8 V)额定电流均小于0.6 A若无特殊说电流表量可以直接选择0~0.6A量程，滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多,以使滑动变阻器的调压效果明显.
（2）连接电路：
①连接电路前,要把开关断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电路元件.
②连接电流表和电压表时,注意电流要从“+”接线柱流人，“-”接线柱流出.
③连接滑动变阻器时,要“一上一下”选用接线柱闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,防止电路中电流过大,损坏电路元件
（3）操作细节
①移动滑动变阻器的滑片时,要紧盯电压表示数.
②调节小灯泡两端的电压高于额定电压时,要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片,实际电压不能超过额定电压的 1.2倍,同时通电时间不能过长否则容易烧坏小灯泡
③实验完毕，一定要先断开开关,然后再拆卸电路,整理器材.
④分析数据时,不能把三次的电功率取平均值,因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率,求平均值无任何意义.
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3.伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
灯泡不亮 闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数. 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏,或接线柱接触不良
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表有示数. (1)滑动变阻器接成定值电阻;(2)滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节;(3)电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却很大,接近电源电压. (1)电流表电压表位置相互对换了;(2)灯泡处断路,即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良
闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数 灯泡短路
电表问题 闭合开关,电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度很小. (1)电流表或电压表量程选择过大;(2)电源电压太低:(3)滑动变阻器接入电路的阻值过大
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程. (1)电流表或电压表量程选择过小;(2电路中出现短路;(3)滑动变阻器接入电路的阻值太小
开关问题 连接电路时,接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时,开关一直闭合
滑动变阻器问题 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,电表示数及灯泡亮度均无变化. 滑动变阻器同时连人了上面(或下面)两个接线柱
闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压. 电源电压过低
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总大于灯泡的额定电压 (1)电源电压过高;(2)选用的滑动变阻器最大阻值过小.
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数. 滑动变阻器同时连入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置,导致灯泡两端电压过高,灯泡灯丝熔断
(
知识点二：
利用电能表测量用电器的电功率
)
实验原理
，用电能表测出待测用电器在某段时间内消耗的电能,利用停表(或钟表)测出所用时间,然后用公式进行计算
实验器材
待测用电器、电能表、停表(或钟表).
实验步骤
(1)从电能表表盘上记下用电器每消1kw·h 的电能表的转数 N(或指示灯闪次数 N);
(2)断开家里其他用电器的开关,只让待测用电器在正常负荷下稳定工作;
(3)用停表(或钟表)测量待测用电器工作时电能表转盘转n转(或指示灯闪n次)所用的时间;
(4)断开待测用电器的开关计算其电功率电能表的转盘转n转(或指示灯闪烁n次)所消耗的电能为,用电器的实际功率
(
0
2
题型专场
)
题型一：实验器材的选择
在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种（　　）
A．变阻器总阻值太大 B．电压表量程太大
C．灯泡灯丝断开 D．电源电压太低
【答案】D
【解析】A、如果其它元件规格符合要求的情况下，滑动变阻器总阻值太大，当滑动变阻器阻值变小时，电压表示数能达到灯泡的额定电压值，不符合题意；B、电压表量程太大，只是指针偏转角度小，能使电压表达到灯泡的额定电压，不符合题意；C、小灯泡灯丝断开，电路开路灯泡不发光，不符合题意；D、如果电源电压太低，低于灯泡的额定电压，即使滑动变阻器连入电路的阻值为零时，电压表示数也不会达到灯泡额定电压，符合题意。故选D
题型二：实验电路故障分析
做伏安法测量小灯泡功率的实验，所测灯泡的额定电压是2.2V．某同学连接的电路如图所示，当他合上开关时发现：灯不亮，电流表指针也不动，但电压表的指针接近满刻度．他尝试移动滑动变阻器的滑动片P，仍不能改变以上现象．你认为是下列哪种原因？（　　）
A．灯泡是坏的，或者灯泡与灯座接触不良
B．电流表接线柱没有拧紧，接触不良
C．电路的连接不正确
D．两节电池的电压太小，电路中电流很微弱
【答案】A
【解析】电压表有示数，说明与电压表两接线连接的电路是通路；
灯泡不亮，电流表无示数，说明电路是断路，
所以电路故障是电压表并联的部分断路，
结合选项可知A正确，BCD不正确．
故选A．
题型三：单一电表测小灯泡的额定功率
测量灯泡的额定功率的实验中，小明所设计的如图所示电路中（R阻值已知），在无电压表的情况下也能测出已知额定电压灯泡的额定功率的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】根据已知电阻和灯泡的额定电压计算出灯泡正常发光时通过R的电流，根据 便可计算出灯泡的额定电功率；
C、当干路开关和灯泡支路开关闭合时，灯泡和R并联，电流表测量通过R的电流，移动滑片使得电流表的示数 ，此时灯两端的电压即为额定电压，灯正常发光；当干路开关和竖向放置的开关闭合时，灯和R并联，电流表测量干路电流I，则通过灯的电流 ，根据 即可求出灯泡的额定功率，C符合题意；
ABD、无论三个开关如何组合，都无法确定灯泡是否正常发光，ABD不能测量灯泡的额度功率，ABD不符合题意。
故答案为：C．
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巩固提升
)
1．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验．下列关于该实验的说法，不合理的是（　　）
A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
【答案】B
【解析】1解：A、从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；
B、根据本实验的现象和数据，可以得出“电流相同时，电压越大，用电器的电功率越大”；由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以无法得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论，故B错误；
C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大．故C正确；
D、两灯泡串联，流过它们的电流相同，LI、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确．
故选B．
2．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（　　）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】B
【解析】
解：A、闭合开关前，滑动变阻器应滑到B端，即其电阻最大位置．故A正确；
B、闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，并不一定是小灯泡灯丝断了，故B错误；
C、当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率，正确；
D、小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确．
故选B
3．如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图．在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（　　）

A．手移动变阻器的滑片，眼睛观察变阻器的滑片的位置
B．手移动变阻器的滑片，眼睛观察小灯泡是否发光
C．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
【答案】C
【解析】解：按电路图连接电路，闭合开关之前，为保护电路，要求滑动变阻器的滑片在阻值最大处，闭合开关时，电压表的示数不一定等于小灯泡的额定电压，此时要通过调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，用手调节滑片，眼睛看着电压表的示数．
故选C．
4．在“测定小灯泡的功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数虽然有变化，却始终达不到灯泡的额定电压．其原因可能是下述的哪一种？（　　）
A．电压表的量程太大 B．电流表的量程太大
C．电源电压太低 D．变阻器的电阻太大
【答案】C
【解析】
解：A、电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
B、电流表量程的大小，也不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
C、如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，符合题意；
D、变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，因此它不是电压过低的原因，不合题意．
故选C．
5．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（　　）
A．电压表的正、负接线柱接错了 B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了 D．电压表与滑动变阻器并联
【答案】D
【解析】
在调节滑动变阻器时，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，当滑动变阻器连接电路中的电阻变小时，灯泡逐渐变亮（电路中电流变大），而电压表的示数变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
6．某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电路中电源电压保持4.5 V不变，灯泡上标有“3V，1W”字样。闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是（）
A．灯泡的额定功率为1 W
B．灯泡正常发光时的电阻为9Ω
C．灯泡的实际功率为0.64W
D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8：7
【答案】C
【解析】
（1）由铭牌可知，灯泡的额定功率为1W，
额定电压为3V，所以电压表的量程为0～3V，故此时电压表的示数为2.1V；
灯泡的额定电流I额===A，
灯泡的电阻RL=
（2）此时灯泡两端的电压UL=U-U滑=4.5V-2.1V=2.4V，
若灯泡的电阻不变时，此时灯泡的实际功率P实===0.64W，
因灯泡的电阻一般会随温度的升高而变大，且此时灯泡分得的电压小于额定电压，
所以此时灯泡的电阻会变小，实际功率应大于0.64W；
（3）因串联电路电阻分得的电压与电阻成正比，
所以，===．
故选C．
7．小华同学利用如图所示的器材，测量小灯泡的电功率。实验中电源电压3V不变，灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω），滑动变阻器的规格为（10Ω 1A）。
（1）电路接好后，闭合开关，发现电压表示数约为3V，电流表指针几乎不偏转。产生故障的原因可能是　 　；　 　；（指明元件的具体故障）
（2）移动滑片P到某位置，电压表示数如图丙所示，此时电压为　 　V；要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（A/B）端移动；
（3）该同学连接好电路后，按正确的实验步骤进行操作，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W；
（4）实验中，灯泡的电流与电压不成正比关系，这主要是因为　 　；
（5）事实上，电压表与灯泡并联时也会有一定的分流作用，因此上述额定功率的测量结果要比灯泡真正的额定功率　 　（大/小）；
（6）某科技小组设计了如丁图所示的实验电路图，同样测出了小灯泡的电功率。其中，电源电压为U0，电阻箱的阻值为R，电流表示数为I。则该科技小组测得小灯泡电功率的表达式为P=　 　（用U0、I、R表示）。
【答案】（1）断路；小灯泡断路
（2）2.2；A
（3）0.625
（4）实验中，随着电压增大，由图乙知，U-I图线的倾斜度变小，所以小灯泡的阻值变大，而电压变大时，灯丝的温度升高，所以灯泡的电流与电压不成正比是因为灯泡的电阻受温度影响。
（5）大
（6）U0I-I2R
【解析】（1）由图甲知，实验电路是串联连接，电压表测小灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。闭合开关，电流表指针几乎不偏转，说明电路几乎无电流通过，电路可能出现了断路。而电压表的示数约为3V，与电源电压相同，说明电压表并联以外的电路接通，所以电路中的可能故障是小灯泡断路了。
（2）由图丙知，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V。
小灯泡的额定电压为2.5V，要测小灯泡的额定电压，须让小灯泡在额定电压下工作，所以应将滑片P向A端移动，让变阻器接入电路的阻值变小，分得的电压变小，小灯泡两端的电压变大，直到电压表的示数为2.5V。
（3）由图乙知，小灯泡两端的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.25A，额定功率P额=U额I额=2.5V×0.25A=0.625W
（4）实验中，随着电压增大，由图乙知，U-I图线的倾斜度变小，所以小灯泡的阻值变大，而电压变大时，灯丝的温度升高，所以灯泡的电流与电压不成正比是因为灯泡的电阻受温度影响。
（5）电压表与灯泡串联，分去了部分电流，造成所测得的电流比通过灯泡的实际电流大，而电压表测得的是小灯泡的实际电压，据P=UI知，测量的结果比灯泡真正的额定功率大。
（6）由图丁知，小灯泡与电阻箱串联在电路中，电流表测电路中的电流，电阻箱两端的电压U1=IR
小灯泡两端的电压UL=U0-U1=U0-IR
小灯泡的电功率P=ULI=(U0-IR)I=U0I-I2R
8．同学们在分组“测定小灯泡额定功率”的过程中，图甲是电路图，图乙是实物图，电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压是2.5V，灯丝电阻约10Ω。
（1）用笔画线代替导线把实物电路连接完整（导线不交叉）；
（2）甲组同学闭合开关时发现灯泡特别亮，说明他在闭合开关前　 　 ；
（3）乙组同学按电路图连接好电路，闭合开关后，发现灯不亮，电流表有明显读数，电压表示数为零，则电路故障是 　 　 ；
（4）丙组同学按电路图连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，灯泡亮度不变，且很亮，则电路故障是 　 　 ；
（5）在实验过程中，电路故障时有发生，如果发现电路有故障时，我们首先要进行的正确操作是：　 　 ；
（6）排除电路故障后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为2.1V时，要使灯泡正常发光，滑片应向 　 　 适当移动（选填“左”或“右”）；灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示，则此灯泡的额定功率为 　 　 W。
【答案】（1）
（2）没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处
（3）灯泡短路
（4）滑动变阻器将C、D接线柱接入电路
（5）断开开关
（6）左；0.65
【解析】【解答】(1)将电压表的负接线柱接到小灯泡的右边接线柱，将小灯泡右边的接线柱接到电流表的中间接线柱，将电流表的负接线柱接到滑动变阻器的D端，如图
(2)]甲组同学闭合开关时发现灯泡特别亮，说明他在闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
(3)电流表有明显读数，电压表示数为零，是电压表测的那部分短路，则电路故障是灯泡短路；
(4)无论怎样移动滑片，灯泡亮度不变，且很亮，原因是滑动变阻器将C、D接线柱接入电路，电阻太小造成的；
(5)在实验过程中，如果发现电路有故障时，我们首先要进行的正确操作是断开开关；
(6)电压表的示数为2.1V，说明小灯泡两端的电压偏小，应将滑动变阻器接入电路中的电阻减小，所以滑片应向左适当移动；灯泡的额定功率为
9．如图所示，是测定小灯泡电功率的实验电路图，电压表有和两个量程，小灯泡额定电压为。
（1）实验中，电压表应选用　 　V的量程；
（2）实验过程中，小灯泡突然熄灭，电压表有示数，而电流表却无示数，则出现故障的原因可能是小灯泡发生了　 　路；
（3）排除故障后，根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图所示，分析图像：小灯泡的额定功率是　 　；
（4）小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线，这是因为　 　。
【答案】（1）
（2）断
（3）
（4）小灯泡的电阻随温度的升高而增大
【解析】1）小灯泡额定电压为 ，故实验中电压表应选用 的量程。
（2）实验过程中，小灯泡突然熄灭，电流表却无示数，则电路可能断路，电压表有示数，则电压表和电源接通，则出现故障的原因可能是小灯泡发生了断路。
（3）由小灯泡的电流随电压变化的图像知，当灯的电压为 时，电流为 ，则小灯泡的额定功率是
（4）因小灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，根据 可知，通过灯的电流与灯的电压不成正比，即小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线。
10．在测量小灯泡的电功率的实验中，同学们用电压、电流表、开关、电压为3V的电源。额定电压为2.5V的小灯泡和标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，设计了如图所示的电路，灯丝电阻约为10Ω。
（1）请你按甲图的电路图，在图乙的实物电路中，用笔画线代替导线，将电流表正确连入电路，导线不得交叉；
（2）若电流表正确接入图乙电路，闭合开关前，某同学发现电路有一处错误，这个错误是　 　。改正错误后，闭合开关，将滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，则滑动变阻器接入电路的接线柱是　 　（选填“A、D”或“B、C”） ；
（3）实验过程中，当电压表的示数为　 　V时，小灯泡正常发光，此时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
【答案】（1）
（2）滑动变阻器同时把下方AB接入电路；B、C
（3）2.5；0.5
【解析】（1）测量小灯泡的电功率实验中，电流表应串联接入电路，灯泡的额定电压为2.5V，灯泡的电阻约为10Ω，灯泡正常发时的电流约
所以电流表应使 用 量程，电路如图
（2）滑动变阻器需按一上一下的原则接线，因此滑动变阻器接线错误，即滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路。
闭合开关，将变阻器滑片向右移动时，电流表示数变小，说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，故将滑动变阻器接入电路的接线柱是B、C。
（3）当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；电流表量程为 ，分度值为0.02A，示数为0.2A，则灯泡的额定功率
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第3节 测量小灯泡的电功率
(
01
新课知识解析
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知识点
一
：
用电流表和电压表测量小灯泡的电功率
)
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的：用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率.
实验原理和方法：
(1)原理: ，“伏安法”就是根据此公式而来。
(2)根据电功率的计算公式 P= UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率.
实验器材
两节干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡1个(额定电压为2.5 V)灯座开关导线若
实验电路图和实物图
实验步骤
(1)根据实验要求,设计电路,画出电路图.
(2)按照电路连接实物图,如图乙所示.在闭合开关之前,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处
(3)检查连接无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数等于小灯泡的额定电压,观察。
此时小灯泡的发光情况,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中
(4)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中.
(5)调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数约为额定电压的 1.2 倍,观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同,记下此时电压表和电流表的示数,填在实验数据记录表中.
(6)实验结束后,断开开关,将连接电路的导线拆开,并整理好实验器材
(7)根据测出的三组实验数据,计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率,并填在实验数据记录不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率表中.
分析与论证
(1)分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯泡的电功率 ,小灯泡 .
(2)小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的
(3)小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个.
实验结论
当U实=U额时,P实=P额,小灯泡正常发光
当U实<=U额时, P实< P额,小灯泡发光较暗;
当U实>=U额时, P实> P额小灯泡发光较亮
2.实验注意事项
(1)选择器材：
电源电压应高于小灯泡的额定电压.例如,测额定电压为2.5 V 的小灯泡的电功率时,至少要选两节干电池串联作为电源.
①电压表量程的选择应参照小灯泡的 :
若小灯泡的额定电压是2.5 V,则选择0~3V量程
若小灯泡的额定电压为3.8 V则应选择0~15 V 量程
②电流表量程的选择要参照小灯泡的 的大小:
若知道小灯泡的额定电压和额定功率,则可以计算出额定电流的大小,电流表量程略大于额定电流大小即可;
若不能求出额定电流大小,可用试触法确定电流表量程;
③因为常见的小灯泡(额定电1.53.8 V)额定电流均小于0.6 A若无特殊说电流表量可以直接选择0~0.6A量程，滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多,以使滑动变阻器的调压效果明显.
（2）连接电路：
①连接电路前,要把开关断开,防止由于电路连接错误而发生短路,损坏电路元件.
②连接电流表和电压表时,注意电流要从 接线柱流人， 接线柱流出.
③连接滑动变阻器时,要“ ”选用接线柱闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于最大 处,防止电路中电流 ,损坏电路元件
（3）操作细节
①移动滑动变阻器的滑片时,要紧盯电压表示数.
②调节小灯泡两端的电压高于额定电压时,要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片,实际电压不能超过额定电压的 1.2倍,同时通电时间不能过长否则容易烧坏小灯泡
③实验完毕，一定要先断开开关,然后再拆卸电路,整理器材.
④分析数据时, 把三次的电功率取平均值,因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率,求平均值无任何意义.
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3.伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
灯泡不亮 闭合开关,灯泡不亮,电流表、电压表无示数. 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏,或接线柱接触不良
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表有示数. (1)滑动变阻器接成定值电阻;(2)滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节;(3)电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电流表指针几乎不偏转,而电压表示数却很大,接近电源电压. (1)电流表电压表位置相互对换了;(2)灯泡处断路,即灯泡的灯丝断了或灯座接触不良
闭合开关,灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数 灯泡短路
电表问题 闭合开关,电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度很小. (1)电流表或电压表量程选择过大;(2)电源电压太低:(3)滑动变阻器接入电路的阻值过大
闭合开关,电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程. (1)电流表或电压表量程选择过小;(2电路中出现短路;(3)滑动变阻器接入电路的阻值太小
开关问题 连接电路时,接完最后一根导线灯泡立即发光 连接电路时,开关一直闭合
滑动变阻器问题 闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,电表示数及灯泡亮度均无变化. 滑动变阻器同时连人了上面(或下面)两个接线柱
闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压. 电源电压过低
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总大于灯泡的额定电压 (1)电源电压过高;(2)选用的滑动变阻器最大阻值过小.
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数. 滑动变阻器同时连入了上面两个接线柱或滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置,导致灯泡两端电压过高,灯泡灯丝熔断
(
知识点二：
利用电能表测量用电器的电功率
)
实验原理
，用电能表测出待测用电器在某段时间内消耗的电能,利用停表(或钟表)测出所用时间,然后用公式进行计算
实验器材
待测用电器、电能表、停表(或钟表).
实验步骤
(1)从电能表表盘上记下用电器每消1kw·h 的电能表的转数 N(或指示灯闪次数 N);
(2)断开家里其他用电器的开关,只让待测用电器在正常负荷下稳定工作;
(3)用停表(或钟表)测量待测用电器工作时电能表转盘转n转(或指示灯闪n次)所用的时间;
(4)断开待测用电器的开关计算其电功率电能表的转盘转n转(或指示灯闪烁n次)所消耗的电能为,用电器的实际功率
(
0
2
题型专场
)
题型一：实验器材的选择
在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种（　　）
A．变阻器总阻值太大 B．电压表量程太大
C．灯泡灯丝断开 D．电源电压太低
题型二：实验电路故障分析
做伏安法测量小灯泡功率的实验，所测灯泡的额定电压是2.2V．某同学连接的电路如图所示，当他合上开关时发现：灯不亮，电流表指针也不动，但电压表的指针接近满刻度．他尝试移动滑动变阻器的滑动片P，仍不能改变以上现象．你认为是下列哪种原因？（　　）
A．灯泡是坏的，或者灯泡与灯座接触不良
B．电流表接线柱没有拧紧，接触不良
C．电路的连接不正确
D．两节电池的电压太小，电路中电流很微弱
题型三：单一电表测小灯泡的额定功率
测量灯泡的额定功率的实验中，小明所设计的如图所示电路中（R阻值已知），在无电压表的情况下也能测出已知额定电压灯泡的额定功率的是（　　）
A． B．
C． D．
(
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巩固提升
)
1．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验．下列关于该实验的说法，不合理的是（　　）
A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
2．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（　　）
A．闭合开关前，滑片P应滑到B端
B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了
C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率
D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
3．如图是“测量小灯泡的额定功率”的实验电路图．在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（　　）

A．手移动变阻器的滑片，眼睛观察变阻器的滑片的位置
B．手移动变阻器的滑片，眼睛观察小灯泡是否发光
C．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
4．在“测定小灯泡的功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数虽然有变化，却始终达不到灯泡的额定电压．其原因可能是下述的哪一种？（　　）
A．电压表的量程太大 B．电流表的量程太大
C．电源电压太低 D．变阻器的电阻太大
5．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是（　　）
A．电压表的正、负接线柱接错了 B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了 D．电压表与滑动变阻器并联
6．某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电路中电源电压保持4.5 V不变，灯泡上标有“3V，1W”字样。闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是（）
A．灯泡的额定功率为1 W
B．灯泡正常发光时的电阻为9Ω
C．灯泡的实际功率为0.64W
D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为8：7
7．小华同学利用如图所示的器材，测量小灯泡的电功率。实验中电源电压3V不变，灯泡的额定电压为2.5V（电阻约为10Ω），滑动变阻器的规格为（10Ω 1A）。
（1）电路接好后，闭合开关，发现电压表示数约为3V，电流表指针几乎不偏转。产生故障的原因可能是　 　；　 　；（指明元件的具体故障）
（2）移动滑片P到某位置，电压表示数如图丙所示，此时电压为　 　V；要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向　 　（A/B）端移动；
（3）该同学连接好电路后，按正确的实验步骤进行操作，得到了小灯泡的电流随其两端电压变化的图像，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　W；
（4）实验中，灯泡的电流与电压不成正比关系，这主要是因为　 　；
（5）事实上，电压表与灯泡并联时也会有一定的分流作用，因此上述额定功率的测量结果要比灯泡真正的额定功率　 　（大/小）；
（6）某科技小组设计了如丁图所示的实验电路图，同样测出了小灯泡的电功率。其中，电源电压为U0，电阻箱的阻值为R，电流表示数为I。则该科技小组测得小灯泡电功率的表达式为P=　 　（用U0、I、R表示）。
8．同学们在分组“测定小灯泡额定功率”的过程中，图甲是电路图，图乙是实物图，电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压是2.5V，灯丝电阻约10Ω。
（1）用笔画线代替导线把实物电路连接完整（导线不交叉）；
（2）甲组同学闭合开关时发现灯泡特别亮，说明他在闭合开关前　 　 ；
（3）乙组同学按电路图连接好电路，闭合开关后，发现灯不亮，电流表有明显读数，电压表示数为零，则电路故障是 　 　 ；
（4）丙组同学按电路图连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，灯泡亮度不变，且很亮，则电路故障是 　 　 ；
（5）在实验过程中，电路故障时有发生，如果发现电路有故障时，我们首先要进行的正确操作是：　 　 ；
（6）排除电路故障后，调节滑动变阻器，当电压表的示数为2.1V时，要使灯泡正常发光，滑片应向 　 　 适当移动（选填“左”或“右”）；灯泡正常发光时电流表的示数如图丙所示，则此灯泡的额定功率为 　 　 W。
9．如图所示，是测定小灯泡电功率的实验电路图，电压表有和两个量程，小灯泡额定电压为。
（1）实验中，电压表应选用　 　V的量程；
（2）实验过程中，小灯泡突然熄灭，电压表有示数，而电流表却无示数，则出现故障的原因可能是小灯泡发生了　 　路；
（3）排除故障后，根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图像，如图所示，分析图像：小灯泡的额定功率是　 　；
（4）小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线，这是因为　 　。
10．在测量小灯泡的电功率的实验中，同学们用电压、电流表、开关、电压为3V的电源。额定电压为2.5V的小灯泡和标有“20Ω 1.5A”的滑动变阻器，设计了如图所示的电路，灯丝电阻约为10Ω。
（1）请你按甲图的电路图，在图乙的实物电路中，用笔画线代替导线，将电流表正确连入电路，导线不得交叉；
（2）若电流表正确接入图乙电路，闭合开关前，某同学发现电路有一处错误，这个错误是　 　。改正错误后，闭合开关，将滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，则滑动变阻器接入电路的接线柱是　 　（选填“A、D”或“B、C”） ；
（3）实验过程中，当电压表的示数为　 　V时，小灯泡正常发光，此时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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