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第二节　测量小灯泡的电功率
第十四讲　电功率
用电流表和 电压表测量 小灯泡的 电功率 实验原理 根据P＝UI，测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流
实验电路图
实验器材 小灯泡、电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干
分析论证 当U实＞U额时，P实＞P额，小灯泡偏亮
当U实＜U额时，P实＜P额，小灯泡偏暗
当U实＝U额时，P实＝P额，小灯泡正常发光
用电流表和 电压表测量 小灯泡的 电功率 说明 一个小灯泡的额定功率和额定电压是固定不变的，但小灯泡的亮度是由实际功率决定的
用电能表测量家用电器的电功率 测量仪器 停表和电能表
测量物理量 电能表转盘转过的圈数或电能表指示灯闪烁的次数n；所用的时间t（s）
计算公式 P＝×3.6×106 W（N表示每耗1 kW·h电能，电能表转盘转过的圈数或电能表指示灯闪烁的次数）
　　实验突破29　测量小灯泡的电功率
1.实验目的：测量小灯泡的电功率。
2.实验原理：P＝UI。
3.实验电路图：
4.实验器材：小灯泡、电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器等。
5.实验步骤：
（1）根据电路图连接实物图。
（2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
（3）移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约等于额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
（4）移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约等于额定电压的0.8倍，观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
（5）计算出三种情况下小灯泡的电功率。
（6）实验交流与评估。
6.实验表格：
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率 P/W 小灯泡
的亮度
1
2
3
7.实验注意事项：
（1）连接电路前开关应该断开。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该移到阻值最大处。
（3）电流表、电压表应该进行“试触”来确定合适的量程。
8.实验结论：
（1）在不同电压下，小灯泡的实际功率不同，实际电压越大，小灯泡的实际功率越大。
（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
　小明利用如图甲所示的电路做“测量小灯泡的额定功率”的实验，已知电源电压为6 V，且保持不变，小灯泡正常工作时的电压为3.8 V，电阻约为12 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω　2 A”。
例题图
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路的连接完整。
（2）正确连接电路后，闭合开关S，小灯泡不亮，电压表瞬间满偏，电流表的指针几乎不动，电路的故障是 　滑动变阻器断路　 。
（电路只有一处故障）
（3）排除故障后，继续实验。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表的指针指在某电压值时（请在图乙中标出相应的电压值），小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 　1.14　 W。
滑动变阻器断路　
1.14　
（4）测量完小灯泡的额定功率后，小明又测量了几组数据，计算后发现小灯泡灯丝的电阻随其两端电压的增大而增大，原因是 　小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大　 。
小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变
大　
【拓展设问】
（5）【交流与反思】小红也利用上述器材对该小灯泡的额定功率进行了测量，实验电路图如图丁所示，实验结束后，两人对实验进行了交流与评估。
　　①小红的实验结果误差较大，理由是 　电压表应选择0～15 V量程，量程过大，所以电压的测量不够精确　 。
②小明的实验更不容易操作，理由是 　电源电压6 V，操作中电压表先使用0～15 V量程，调节滑动变阻器后再使用0～3 V量程，操作比较麻烦　 。
电压表应选择0～15 V量程，量程过大，
所以电压的测量不够精确　
电源电压6 V，操作中电压表先使用0～15
V量程，调节滑动变阻器后再使用0～3 V量程，操作比较麻烦　
伏安法实验对比
实验名称 电流与电压之间的关系 电流与电阻之间的关系 伏安法测定值电阻的阻值 伏安法测小灯泡的阻值 伏安法测小灯泡的电功率
实验原理 — — R＝ P＝UI
电路图
电路连接 （1）开关：连接电路时，开关应该处于断开状态
（2）滑动变阻器：闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应移到阻值最大处
（3）电表连接：电流从正接线柱流入，负接线柱流出；电流表与被测元件串联，电压表与被测元件并联
（4）电表量程的选取：①电压表的量程由被测元件的额定电压及电源电压决定
②电流表的量程由被测元件的额定电流决定
③根据所给电表的示数判断量程：电学实验中常会涉及电表读数，这时要看清刻度盘下的接线柱接在哪个量程，它既是读数的依据，也是连接实物电路图时电表量程选取的依据
④根据实验数据表格判断量程，由表格中记录的数据可明确看出电流、电压的大致范围，可根据这些数据选取量程
实验名称 电流与电压之间的关系 电流与电阻之间的关系 伏安法测定值电阻的阻值 伏安法测小灯泡的阻值 伏安法测小灯泡的电功率
电表常见异常及可能原因 电表指针异常现象 可能原因
电压表或电流表的指针偏向最大刻度线右侧 a.电表量程选小了；b.滑动变阻器接入电路中的电阻太小
电压表或电流表的指针偏向零刻度线左侧 电表的正、负接线柱接反了
电表常见异常及可能原因 电表指针异常现象 可能原因
电压表或电流表的指针偏转不明显 a.电表量程选大了；b.滑动变阻器接入电路中的电阻太大
滑动变阻器无论怎么移动，电表的示数都不变 滑动变阻器连接错误，没有按照“一上一下”接入电路
电路故障分析 （1）根据电表的示数判断 （2）小灯泡不亮的原因 ①电路完好，小灯泡不亮：滑动变阻器接入电路的阻值太大 ②电路故障，小灯泡不亮：一种情况是小灯泡断路或与小灯泡串联的电路断路；另一种情况是小灯泡短路或与小灯泡并联的电压表短路，具体发生故障的位置根据电表的示数确定
滑动变阻器的作用 改变定值电阻两端的电压 保证更换电阻后电阻两端的电压不变 改变定值电阻两端的电压 改变小灯泡两端的电压 改变小灯泡两端
的电压
多次测量的目的 获得多组数据，找出电流随电压变化的关系 获得多组数据，找出电流随电阻变化的关系 获得多组数据，求平均值，减小误差 测量不同电压下小灯泡灯丝的电阻 测出小灯泡在不同电压下的电功率
实验图像/
电表内阻对实验的影响 电流表外接：考虑电压表有内阻，电流表的示数是小灯泡（定值电阻）和电压表并联后的总电流，电流的测量值偏大，电压表的示数正确，所测的小灯泡（定值电阻）的阻值偏小，所测小灯泡的电功率偏大 电流表内接：考虑电流表有内阻，电压表的示数是小灯泡（定值电阻）和电流表串联后的总电压，电压的测量值偏大，电流表的示数正确，所测的小灯泡（定值电阻）的阻值偏大，所测的小灯泡的电功率偏大
实验 结论 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 — 小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而变大 小灯泡灯丝的亮
度与实际功率有
关，实际功率越
大，小灯泡越亮
1.在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，电源电压为6 V，且保持不变，所用小灯泡的额定电压为3.8 V（电阻约为10 Ω）。
第1题图
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整。
基础提升　
考点　测量小灯泡的电功率
（2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　1.292　 W。
（3）若考虑电表内阻对实验的影响，则第（2）问所测小灯泡的额定功率与真实值相比会 　偏大　 （选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
1.292　
偏大　
2.（2023·吉林）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为3 V，电源是两节新的干电池。
第2题图
（1）按照图甲正确连接电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移动到 　A　 （选填“A”或“B”）端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　1.44　 W。
A　
1.44　
（2）忽略小灯泡电阻随温度的变化，当滑动变阻器的滑片调节至某位置时，电流表的示数是0.24 A，此时小灯泡的实际功率是 　0.36　 W。
0.36　
3.（科学思维）用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，所用电源的电压应 　大于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）小灯泡的额定电压。滑动变阻器的滑片从右向左移动时，要使电流表的示数变小，导线e端应连接在滑动变阻器的
　d　 接线柱上。
第3题图
大于　
d　
4.在做“测定额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率”的实验时，小红按电路图正确连接电路，进行实验，测得数据如表所示：
电压U/V 1.5 2.5 3
电流I/A 0.16 0.25 0.28
请你利用小红已获取的信息，计算出该小灯泡的额定功率是 　0.625　 W。若小灯泡两端的实际电压为3 V，则小灯泡的实际功率 　大于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）额定功率。
0.625　
大于　
5.测量小灯泡的电功率的实验电路如图甲所示，实验中选择标有“2.5 V”字样的小灯泡，实验中得到的U－I图像如图乙所示。下列说法错误的是（　C　）
A.调节滑动变阻器的滑片的过程中发现小灯泡的亮度会变化，这是由小灯泡的实际功率变化引起的
B.小灯泡的额定功率为0.75 W，电阻为8.3 Ω
C.实验中发现小灯泡无法调到额定电压，一定是电源电压过小
D.用图甲的电路，通过更换小灯泡L的方法，能完成“探究电功率与电流的关系”
第5题图
C
6.（科学探究）在做“测量小灯泡的额定功率”的实验时，老师给同学们提供的器材有小灯泡（额定电压为2.5 V，正常发光时灯丝电阻约为10 Ω）、电源（电压为6 V，且保持不变）、电流表、电压表、开关各一个，导线若干。实验室只有R1（10 Ω　1 A）、R2（50 Ω　0.2 A）、R3（100 Ω　0.5 A）三种规格的滑动变阻器可供选择。
第6题图
（1）请画出实验电路图。
（2）通过估算，滑动变阻器应选择 　R3　 （选填“R1”“R2”或“R3”）。
R3　
（3）同学们检查器材完好，按电路图连接电路，当闭合开关S时，发现电流表指针的偏转情况如图甲所示，造成这种现象的原因是 　电流表正负接线柱接反了　 。
电流表正负接线柱接反了　
（4）同学们纠正了错误，正确连接好电路，闭合开关S，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，出现这种现象的原因是 　小灯泡的实际功率太小，不足以让小灯泡发光　 。
为测量小灯泡的额定功率，接下来的操作应该是 　调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为2.5 V　 ，读出并记录电流表的示数。
小灯泡的实际功率太小，不足以让小
灯泡发光　
调节滑动变阻器，使小灯泡两端的
电压为2.5 V　
（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为 　0.26　 A，则小灯泡的额定功率为 　0.65　 W。
0.26　
0.65　
7.（2023·哈尔滨）小明用如图甲所示的器材做“测量小灯泡的电功率”的实验，电源电压约为4.5 V且保持不变，小灯泡上标有“3.8 V”字样，电压表只有0～3 V量程可用。
第7题图
（1）连接电路时开关需要 　断开　 。
（2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，连好就通电实验。
断开　
②保持滑动变阻器的滑片的位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继续移动滑片，直至电压表的示数 　减小0.8 V　 ，读出此时电流表的示数，如图乙所示，为
　0.3　 A。
③小灯泡额定功率为 　1.14　 W。
减小0.8 V　
0.3　
1.14　
（3）接下来小明测出小灯泡的额定功率，实验步骤如下：
①调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3 V，然后断开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端。

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