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2.3电路中的电能知识点讲练（三）
伏安法测定小灯泡的电功率
【学习目标】
1、知道伏安法测定小灯泡的电功率实验原理。
2、学习使用电流表和电压表测用电器功率的方法。
3、了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。
【实验器材】
3V小灯泡1只（标明额定电压，未标明额定功率），电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组（总电压高于灯泡的额定电压），导线若干。
【实验设计】
1、实验目的：测量小灯泡电功率，探究实际功率和额定功率的关系
2、实验原理：P=UI
3、实验方法：伏安法
4、确定需测量的物理量：U、I
【实验过程】
1、在下面的方框内画出实验电路图。
2、按正确的电路图连接电路
注意：（1）连接电路前开关要断开；
（2）滑动变阻器要“一上一下”选择接线柱；
（3）电流表串联在电路中，电流“正进负出”；
（4）电压表并联在小灯泡两端，电流“正进负出”。
3、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于灯泡的额定电压。读出此时两只电表的读数，并记录在表中。
注意：闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。
4、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度变化（相对于额定电压下的亮度），读出两只电表的读数，并记录在表中。
注意：调节小灯泡两端的电压时， 要缓慢移动滑片，眼睛时刻注意电压表示数，确保小灯泡两端的电压不高于其额定电压的1.2倍，而且通电时间要短，以防烧坏小灯泡。
5、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8倍，观察小灯泡的亮度变化（相对于额定电压下的亮度），读出两只电表的读数，并记录在表中。
6、计算出三种情况下小灯泡的功率。
序号 电压（伏） 电流（安） 电功率（瓦） 灯泡亮度变化
1 3 0.3 0.9 正常发光
2 3.6 0.32 1.152 很亮
3 2.4 0.26 0.624 较暗
【实验结论】
（1）当U实 = U额时， P实 = P额，小灯泡正常发光。
（2）当U实 > U额时， P实 > P额，小灯泡很亮。
（3）当U实 < U额时， P实 < P额，小灯泡较暗。
【拓展1】实验中可能的故障及原因
（1）电流表或电压表的指针反向偏转→电流表或电压表的正、负接线柱接反了。
（2）电压表无示数，电流表示数偏大→小灯泡短路。
（3）电压表指示电源电压，电流表无示数→小灯泡开路或电流表与电压表位置颠倒。
（4）电流表示数较大且不可变，电压表示数为电源电压→将滑动变阻器接入电路中时使用了上面两个接线柱或滑动变阻器被短接。
（5）电流表示数很小且不可变，电压表示数较小→将滑动变阻器接入电路中时使用了下面两个接线柱。
（6）电压表和电流表都无示数→滑动变阻器开路。
【拓展2】比较灯泡的亮度
1、灯泡亮暗的比较：看灯泡的实际功率，实际功率大的灯泡更亮。
若灯泡都正常工作，则额定功率大的灯泡更亮
若灯泡串联，且不能正常发光，电阻大的更亮
若灯泡并联，且不能正常发光，电阻小的灯泡比较亮
2、铭牌与实际：
同一用电器（不考虑电阻随温度的变化），电阻是不变的。
额定功率和实际功率关系记忆口诀：
①正常发光比亮度----谁的额定功率大谁亮
②灯泡串联比亮度----谁的电阻大谁更亮
③灯泡并联比亮度----谁的电阻小谁更亮
④已知额定求实际----功率比等于电压比的平方
例1：（2026九上 绍兴月考）关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（　　）
A .伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=W/t
B .两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C .两个实验使用的实验器材完全相同
D .伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
【答案】C
【详解】
A．分别用电压表和电流表测出灯泡两端的电压和通过的电流，根据P=UI求灯泡的电功率，伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=UI，故A错误；
B．“伏安法测小灯泡的电阻”的实验多次测量的目的找电阻丝的电阻与温度的关系，“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于实际电压时，实际功率和额定功率的关系，故B错误；
C．根据R=U/I和P=UI知这两个实验可以使用同一电路，测量小灯泡两端的电压和电流，两个实验使用的实验器材完全相同，故C正确；
D．两个实验都没有采用控制变量法，故D错误。
故选C。
例2：（2026九上 金华月考）小科根据图甲所示的电路图连接实物图，测“小灯泡的电功率”，乙图为小灯泡电流、电压的变化曲线图。已知小灯泡的额定电压为2.5伏，电源电压恒为4.5伏。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑片P应位于最右端
B．由乙图可知，该小灯泡的额定电功率为0.5瓦
C．为减小实验误差，应将每次计算得到的电功率求出平均值
D．乙图为曲线而不是直线是因为小灯泡电阻会随温度升高而减小
【答案】B
【详解】A、闭合开关前，滑片应移至最大阻值处。由图甲可知，滑片P在最左端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，故A错误；
B、由图乙可知，当电压为2.5V时，电流为0.2A，额定功率 P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，故 B 正确；
C、小灯泡的电功率随电压、电流变化，不同电压下的功率不同，求平均值无意义，不能减小误差，故 C 错误；
D、图乙为曲线是因为小灯泡电阻随温度升高而增大（电压增大时，电流增大的幅度变小，说明电阻变大），故 D 错误。
故选：B。
例3：（2026九上 杭州月考）在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。他们所设计的实验电路如图甲所示：
（1）连接好电路图后，闭合开关，电压表有示数，而电流表无示数，可能是小灯泡_______（填“短路”或“断路”）
（2）正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为______V；
（3）小丽同学移动滑片P、记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是__________W；
（4）为了成功测出小灯泡的额定功率，该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω；
【答案】(1) 断路 ；(2) 左 、 2.5 ；(3) 0.5 ；(4) 10 。
【详解】（1） 故障判断 ：电压表有示数说明其与电源连通，电流表无示数且灯不亮，表明电路中存在断路，且断点位于电压表并联部分，即小灯泡断路；若短路则电流表应有示数且电压表无示数 。
（2） 滑片调节 ：图乙电压表（0~3V 量程）示数为 1.5V，低于额定电压 2.5V；需增大灯泡两端电压，根据串联分压原理，应减小滑动变阻器接入阻值，故滑片向 左 移动，直至示数为 2.5V 。
（3） 额定功率计算 ：由I-U图像可知，当U=2.5V 时，对应电流 I=0.2A，则P额=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（4） 变阻器最小最大阻值 ：灯泡正常发光时，变阻器分压U滑=4.5V 2.5V=2V，电流I=0.2A，由欧姆定律得R滑=2V/0.2A=10Ω，故变阻器最大阻值至少为 10Ω 才能完成实验 。
1、用下图所示装置完成科学书上“测定小灯泡电功率”实验。下列说法正确的是（ ）
A .闭合开关，滑片在B端时，灯泡的亮度最大
B .电流表和电压表示数的比值始终保持不变
C .实验中调节滑动变阻器的目的是改变电路的总功率
D .该实验多次测量的目的是寻找普遍规律
【答案】D
【详解】(1) 由图知，闭合开关滑片在 B 端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中的总电阻最大，根据I=U/R知电路中的电流最小，灯泡的亮度最小，故 A 错误；
B、实验中调节滑动变阻器的目的是改变灯泡两端的电压和电流，从而改变小灯泡的实际功率，故 B 错误；
C、由于灯泡的电阻的电压是变化的，所以电流表和电压表读数的比值是变化的，故 C 错误；
D、该实验是测量不同电压下小灯泡的电功率，多次测量的目的是寻找小灯泡的功率与电流、电压的关系，故 D 正确。
故选D。
2、某同学利用如图的电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A .闭合开关前，滑片应滑到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 .通过该实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
【答案】B
【详解】A、闭合开关前，滑动变阻器应调至接入电路的最大阻值处，图中滑片P滑到B端时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度最长，阻值最大，可起到保护电路的作用，表述正确。
B、闭合开关后小灯泡不发光的原因有多种，可能是滑动变阻器接入阻值过大导致电路电流过小、灯泡发生短路、灯泡接触不良等，并不一定是灯丝断了，表述错误。
C、额定功率是小灯泡在额定电压下的功率，当电压表示数为小灯泡的额定电压2.5V时，测出此时通过小灯泡的电流，根据公式P=UI、即可计算出小灯泡的额定功率，表述正确。
D、小灯泡的亮度由其实际功率决定，实际功率越大，单位时间内消耗的电能越多，转化的光能越多，小灯泡越亮，表述正确。
故选B。
3、（2026九上 杭州月考）在测定小灯泡额定功率的实验中，某同学正确连接电路，闭合开关后灯泡发光，但在实验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，其原因可能是（ ）
A. 变阻器总电阻太大 B. 电压表量程太大
C. 电源电压太低 D. 灯泡灯丝断开
【答案】C
【详解】A、变阻器总电阻太大，调节滑动变阻器时，是可以使灯泡两端电压达到额定电压的，该项不符合题意。
B、电压表量程大小只影响电压的测量范围，不影响灯泡两端实际电压能否达到额定电压，该项不符合题意。
C、电源电压太低，即使变阻器电阻为零，灯泡两端的电压也达不到额定电压，该项符合题意。
D、若灯泡灯丝断开，电路断路，灯泡不发光，与题目中“闭合开关后灯泡发光”不符，该项不符合题意。
故选：C。
4、（2026九上 温州月考） 在“测量小灯泡额定功率”实验中，电池组是由4节干电池串联而成的（U=6V），小灯泡的额定电压是3.8V。刚好电压表的0～15V档量程损坏了，聪明的小明同学想出了一个办法，就是将0～3V的那档量程的电压表按图甲的方法连接起来。闭合开关时，电压表的示数是4V。这时应将滑动变阻器的滑片P向__________（填“左”或“右”）方向移动，使灯泡正常发光。灯泡正常发光时电流表的示数如图甲所示，则小灯泡的额定功率为__________W。
【答案】（1）左；（2）1.14W
【详解】（1）电源电压为U=4×1.5V=6VU=4×1.5V=6V，灯泡额定电压为U额=3.8VU额=3.8V，所以灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为U0=6V 3.8V=2.2VU0=6V 3.8V=2.2V，题目中电压表示数为2.5V，高于2.2V，说明灯泡两端电压偏低，所以滑动变阻器滑片要向左移动，减小接入电路的电阻，使变阻器两端电压降低，从而使灯泡两端电压升高到额定电压；
（2）灯泡正常发光时电流表通常示数为 0.3A （0~0.6A 量程，分度值 0.02A），则P=U额I=3.8V×0.3A=1.14W。
5、（2026九上 温州月考）图甲为某小灯泡的电压-电流关系图，在“测定小灯泡的电功率”的实验中，使用如图乙所示的电路，其中电源电压保持6V不变，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，在图乙中把电路连接完整。
（2）闭合开关，移动滑片至某一位置时，发现电压表的示数如图丙所示；此时为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填：“C”或“D”）。
（3）为能顺利完成该实验探究，下列四种规格的滑动变阻器应选用______。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器 B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器 D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
（4）下表为某同学的实验记录分析表：
实验次数 电压表示数U（V） 电流表示数I（A） 功率P（W） 额定功率（W）
1 2.0 0.25 0.5
2 2.5 0.30 0.75
3 3.0 0.34 1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理？若合理，请说明这样处理的目的；若不合理，请说明理由。______。
【答案】（1）；（2）D；（3）D；（4）不合理，原因是：灯在额定电压下的功率为额定功率，灯在不同电压下的电功率不同，取平均值没有意义。
【详解】（1）变阻器按一上一上连入电路中，根据甲图可知，电流不大于0.6A，故电流表选用小量程接变阻器的A接线柱，如下所示：
（2）闭合开关，移动滑片至某一位置时，发现电压表的示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，要增大灯的电压减小变阻器的电压，由分压原理，要减小变阻器连入电路的电阻，此时为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向D端移动；
（3）由图甲知，灯在额定电压下的电流为0.3A，根据串联电路电压的规律及欧姆定律，此时变阻器连入电路的电阻为
R滑=U ULILU ULIL=6V 2.5V0.3A6V 2.5V0.3A≈11.7Ω＞10Ω
考虑到电流大小，为能顺利完成该实验探究，滑动变阻器应选用“20Ω 0.5A”的滑动变阻器，故选：D。
（4）该同学处理不合理，原因是：灯在额定电压下的功率为额定功率，灯在不同电压下的电功率不同，取平均值没有意义。
6、（2026九上 宁波期末）小科在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“A”或“B”）端。
（2）小科连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是______。
（3）记录实验数据并在U-I图像中描点，得到通过小灯泡的电流与它两端的电压关系图像如图丙。图中阴影部分面积S1表示小灯泡两端电压为1V时，小灯泡的实际功率。结合图像回答：小灯泡的额定功率为______W；实验过程中电源电压恒为3V，当小灯泡正常发光时，阴影部分面积S2表示的含义是______。
【答案】（1）B （2）向左移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为额定电压2.5V
（3）①. 0.75 ②. 滑动变阻器的功率
【详解】(1) 为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处，即B端。
(2) 由图甲可知电压表选择小量程，分度值为0.1V，由图乙可知，电压表的示数为1.2V，于灯的额定电压2.5V，需要应增大灯两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压2.5V。
(3) [1]由图丙可知，小灯泡额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流是0.3A，小灯泡的额定功率为PL=ULIL=2.5V×0.3A=0.75W
[2]由图丙可知，当小灯泡的电压是2.5V时，阴影部分面积S2的横坐标电压是0.5V，电源电压恒为3V，由串联电路电压的规律可知，阴影部分面积S2的横坐标表示变阻器两端的电压，与电流的乘积是变阻器的电功率，阴影部分面积S2表示滑动变阻器的电功率。
7、（2026九上 杭州月考）小科做“测定小灯泡电功率”的实验，已知电源电压4.5V，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）请用笔代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移时，灯泡变亮）；
（2）已知小科准备的元件都是完好的，闭合开关后，小科发现电压表、电流表示数如图乙所示，请分析出现该现象的原因是 _______ ；
（3）小科在解决问题后，移动滑动变阻器滑片，利用测出的数据绘制U—I图像，如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 ______ ；
（4）小科还发现绘制的图像中电流与电压没有成正比，请你对此作出一种可能的解释：____ 。
【答案】（1）见详解图；（2）小灯泡断路；（3）0.75；（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【详解】（1）滑动变阻器接一个上接线柱和一个下接线柱串联在电路中，如下图所示：
；
（2）已知小科准备的元件都是完好的，闭合开关后，小科发现电压表、电流表示数如图乙所示，即电压表有示数，电流表没有示数，说明小灯泡断路；
（3）小灯泡的额定电压为2.5V，根据图乙可知，小灯泡正常工作时的电流为0.3A，所以其额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是定值，其电流与其两端的电压不成正比。
8、（2026中考 衢州一模） 小科同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，已知电源电压为4V，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）小科按图甲连接好电路，闭合开关后发现电压表有示数，且接近4V，电流表无示数，灯泡不发光，则可能的故障原因是________。
（2）排除故障后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到某一位置，电压表示数如图乙所示，为测定小灯泡的额定功率，接下来应该如何操作？________。
（3）小明同学觉得无需移动滑动变阻器的滑片也可以得出小灯泡的额定功率。他的做法是利用此时电压表和电流表的示数，算出小灯泡的电阻R，再将额定电压2.5V代入就可得出小灯泡的额定功率。你是否赞同小明的想法并说明理由。________。
（4）小科将实验测得的数据绘制成图丙，老师认为该图像并不符合实验事实，老师这样判断的依据是 ________。
【答案】（1）小灯泡断路或小灯泡灯丝烧断、小灯泡与灯座接触不良；
（2）向左移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V；
（3）不赞同，因为小灯泡的电阻随温度变化，不同电压下电阻不同，不能用非额定电压下的电阻计算额定功率；
（4）电源电压只有4V，小灯泡两端电压不可能超过4V或图丙中测得的小灯泡电压远大于电源电压，不符合实际。
【详解】（1）闭合开关后电流表无示数，说明电路处于断路状态；电压表接近电源电压4V，说明电压表两端与电源两极连通，因此故障为小灯泡断路（也可描述为小灯泡灯丝烧断、小灯泡与灯座接触不良）。
（2）图乙中电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，示数为2.1V，小于小灯泡的额定电压2.5V。根据串联电路分压规律，需减小滑动变阻器接入电路的电阻，以减小其分压，增大小灯泡两端电压。因此应向左移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V。
（3）不赞同小明的想法。因为小灯泡的电阻随温度变化而变化，不同电压下小灯泡的工作温度不同，电阻也不同，因此不能用非额定电压下测得的电阻计算小灯泡的额定功率。
（4）电源电压仅为4V，根据串联电路电压规律，小灯泡两端的电压最大只能等于电源电压，不可能超过4V；而图丙中绘制的电压值远大于4V，因此该图像不符合实验事实。
9、（2026中考 杭州一模）为了测定小灯泡的电功率，小科利用电压为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）小科连接好电路闭合开关后发现电压表读数为0V，电流表指针发生偏转，电路出现的故障是小灯泡________：（填“短路”或“断路”）
（2）小科排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片，某一时刻电压表的示数如图乙所示，其示数为________伏；
（3）读数后为了测定小灯泡的额定功率，小科接下来的操作是________；
（4）小科多次实验，画出小灯泡的I-U关系如图丙所示，并划分为6块区域，面积分别为S1～S6。当电流为I2时小灯泡的实际功率可以用图丙中的________表示；
A. S B. S +S +S C. S +S +S +S
【答案】（1）短路
（2）1.5
（3）移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，读取此时电流表的示数
（4）C
【详解】（1）闭合开关后电流表指针发生偏转，说明电路是通路；电压表并联在小灯泡两端，示数为0说明小灯泡两端电压为0，通路状态下用电器两端电压为0，说明该用电器被短路。
（2）图乙中电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，指针指向1.5V刻度位置，因此示数为1.5V。
（3）测定小灯泡额定功率需要让小灯泡在额定电压2.5V下工作，当前电压为1.5V低于额定电压，需移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使小灯泡两端电压升高到2.5V，同时记录此时电流表的示数，即可计算额定功率。
（4）小灯泡的实际功率计算公式为P=UIP=UI，在I-U图像中，某一工作状态的功率等于该点对应的电压和电流的乘积，对应为该点与坐标原点围成的矩形面积。当电流为I2I2时，对应电压为2V，围成的矩形面积由S1S1、S2S2、S4S4、S5S5四个区域组成。
10、（2026九上 金华期末）在测定“小灯泡电功率”实验中，电源电压4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整______；
（2）连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是______；
A．小灯泡断路 B．小灯泡短路
C．电压表短路 D．电压表断路
（3）调节滑动变阻器滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W；
（4）小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图乙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方变化的关系图，则下图中正确的是______。
A． B． C．
【答案】（1）见详解图
（2）B（3）0.5（4）B
【详解】（1）
（2） B （小灯泡短路）。
电流表有示数说明电路通路，排除断路（A、D 错）；
电压表无示数且灯不亮，说明与电压表并联的灯泡两端无电压差，即灯泡被短路；若电压表自身短路（C），虽无示数但灯泡应亮，与题意不符；故选：B。
（3）额定功率计算
公式：P额=U额×I额；
由典型图像数据：当U=2.5V时，若对应=0.2A，则P=2.5×0.2=0.5W；
（4）P与I 关系图像判断
B （过原点、斜率逐渐增大的向上凸曲线）。
原理：P=I2R，图像斜率代表电阻R；
特性：灯丝电阻随温度（电流）升高而 增大 ，故P I2图像斜率随I2增大而变大，呈向上弯曲趋势；A 为直线（R 不变）错误，C 为斜率减小错误；故选：B。
11、（2026九上 宁波月考）小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率，已知电源电压3V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整(要求：滑片P向右端移动时，灯变亮)；
（2）闭合开关后，小华发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，则电路故障可能是 ；
（3）排除电路故障后，重新开始实验，小华从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I-U图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）测出小灯泡的额定功率后，小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的1/4， 此时它的实际功率 1/4P0(选填“大于”或“小于”)；
（5）实验中，有甲“15Ω；2A”、乙“25Ω；2A”、丙“30Ω；2A”三种规格的滑动变阻器供选择，小华在该实验中选用的是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
【答案】（1）见详解图；（2）小灯泡断路；（3）0.75；（4）大于；（5）乙。
【详解】（1）滑片P向右端移动时灯变亮，说明电路中电流变大，滑动变阻器接入电路的电阻变小，因此滑动变阻器应接右下接线柱，将其与开关右端相连即可完成电路连接。
（2）小灯泡不发光、电流表示数几乎为零，说明电路发生断路；电压表示数接近电源电压3V，说明电压表的两个接线柱与电源两极连通，因此故障为小灯泡断路。
（3）小灯泡的额定电压U额=2.5V，由图乙可知，当电压为2.5V时，对应的电流I额=0.3A，根据功率公式P=UI，可得小灯泡的额定功率：P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W。
（4）若灯丝电阻不变，根据P=U2/R，当电压为额定电压的一半时，功率应为额定功率的1/4；但灯丝的电阻随温度的降低而减小，当灯泡两端电压为额定电压的一半时，灯丝温度较低，电阻比额定电压下的电阻小，因此实际功率P实=(1/2U额)2/R实，
由于R实＜R额，所以P实＞1/4P额。
（5）当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中电流最小，由图乙可知，此时小灯泡两端电压UL=0.5V，电流I=0.1A。电源电压U=3V，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压U滑=U-UL=3V-0.5V=2.5V。由欧姆定律R=U/I，可得滑动变阻器的最大阻值：
R滑=U滑/I=2.5V/0.1A=25Ω，因此应选择乙规格的滑动变阻器。2.3电路中的电能知识点讲练（三）
伏安法测定小灯泡的电功率
【学习目标】
1、知道伏安法测定小灯泡的电功率实验原理。
2、学习使用电流表和电压表测用电器功率的方法。
3、了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。
【实验器材】
3V小灯泡1只（标明额定电压，未标明额定功率），电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组（总电压高于灯泡的额定电压），导线若干。
【实验设计】
1、实验目的：测量小灯泡电功率，探究实际功率和额定功率的关系
2、实验原理：
3、实验方法：
4、确定需测量的物理量： 、
【实验过程】
1、在下面的方框内画出实验电路图。
2、按正确的电路图连接电路
注意：（1）连接电路前开关要 ；
（2）滑动变阻器要“ ”选择接线柱；
（3）电流表 在电路中，电流“正进负出”；
（4）电压表 在小灯泡两端，电流“正进负出”。
3、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于灯泡的额定电压。读出此时两只电表的读数，并记录在表中。
注意：闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 。
4、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度变化（相对于额定电压下的亮度），读出两只电表的读数，并记录在表中。
注意：调节小灯泡两端的电压时， 要缓慢移动滑片，眼睛时刻注意 示数，确保小灯泡两端的电压不高于其额定电压的1.2倍，而且通电时间要 ，以防 小灯泡。
5、调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8倍，观察小灯泡的亮度变化（相对于额定电压下的亮度），读出两只电表的读数，并记录在表中。
6、计算出三种情况下小灯泡的功率。
序号 电压（伏） 电流（安） 电功率（瓦） 灯泡亮度变化
1
2
3
【实验结论】
（1）当U实 = U额时， P实 P额，小灯泡 。
（2）当U实 > U额时， P实 P额，小灯泡 。
（3）当U实 < U额时， P实 P额，小灯泡 。
【拓展1】实验中可能的故障及原因
（1）电流表或电压表的指针反向偏转→电流表或电压表的 。
（2）电压表无示数，电流表示数偏大→小灯泡 。
（3）电压表指示电源电压，电流表无示数→小灯泡 或电流表与电压表 。
（4）电流表示数较大且不可变，电压表示数为电源电压→将滑动变阻器接入电路中时
或滑动变阻器 。
电流表示数很小且不可变，电压表示数较小→将滑动变阻器接入电路中时
。
（6）电压表和电流表都无示数→滑动变阻器 。
【拓展2】比较灯泡的亮度
1、灯泡亮暗的比较：看灯泡的实际功率，实际功率 的灯泡更 。
若灯泡都正常工作，则 的灯泡更亮
若灯泡串联，且不能正常发光， 的更亮
若灯泡并联，且不能正常发光， 的灯泡比较亮
2、铭牌与实际：
同一用电器（不考虑电阻随温度的变化），电阻是 的。
额定功率和实际功率关系记忆口诀：
①正常发光比亮度----谁的额定功率大谁亮
②灯泡串联比亮度----谁的电阻大谁更亮
③灯泡并联比亮度----谁的电阻小谁更亮
④已知额定求实际----功率比等于电压比的平方
例1：（2026九上 绍兴月考）关于“伏安法测小灯泡电功率”和“伏安法测小灯泡的电阻”，下列说法正确的是（　　）
A .伏安法测小灯泡电功率实验原理是P=W/t
B .两个实验都采用多次测量取平均值来减小误差
C .两个实验使用的实验器材完全相同
D .伏安法测小灯泡的电阻采用了控制变量法
例2：（2026九上 金华月考）小科根据图甲所示的电路图连接实物图，测“小灯泡的电功率”，乙图为小灯泡电流、电压的变化曲线图。已知小灯泡的额定电压为2.5伏，电源电压恒为4.5伏。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关前，滑片P应位于最右端
B．由乙图可知，该小灯泡的额定电功率为0.5瓦
C．为减小实验误差，应将每次计算得到的电功率求出平均值
D．乙图为曲线而不是直线是因为小灯泡电阻会随温度升高而减小
例3：（2026九上 杭州月考）在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V。他们所设计的实验电路如图甲所示：
（1）连接好电路图后，闭合开关，电压表有示数，而电流表无示数，可能是小灯泡_______（填“短路”或“断路”）
（2）正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为______V；
（3）小丽同学移动滑片P、记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I﹣U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是__________W；
（4）为了成功测出小灯泡的额定功率，该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为________Ω；
1、用下图所示装置完成科学书上“测定小灯泡电功率”实验。下列说法正确的是（ ）
A .闭合开关，滑片在B端时，灯泡的亮度最大
B .电流表和电压表示数的比值始终保持不变
C .实验中调节滑动变阻器的目的是改变电路的总功率
D .该实验多次测量的目的是寻找普遍规律
2、某同学利用如图的电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（ ）
A .闭合开关前，滑片应滑到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 .通过该实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
3、（2026九上 杭州月考）在测定小灯泡额定功率的实验中，某同学正确连接电路，闭合开关后灯泡发光，但在实验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，其原因可能是（ ）
A. 变阻器总电阻太大 B. 电压表量程太大
C. 电源电压太低 D. 灯泡灯丝断开
4、（2026九上 温州月考） 在“测量小灯泡额定功率”实验中，电池组是由4节干电池串联而成的（U=6V），小灯泡的额定电压是3.8V。刚好电压表的0～15V档量程损坏了，聪明的小明同学想出了一个办法，就是将0～3V的那档量程的电压表按图甲的方法连接起来。闭合开关时，电压表的示数是4V。这时应将滑动变阻器的滑片P向__________（填“左”或“右”）方向移动，使灯泡正常发光。灯泡正常发光时电流表的示数如图甲所示，则小灯泡的额定功率为__________W。
5、（2026九上 温州月考）图甲为某小灯泡的电压-电流关系图，在“测定小灯泡的电功率”的实验中，使用如图乙所示的电路，其中电源电压保持6V不变，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请你用笔画线代替导线，在图乙中把电路连接完整。
（2）闭合开关，移动滑片至某一位置时，发现电压表的示数如图丙所示；此时为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______端移动（选填：“C”或“D”）。
（3）为能顺利完成该实验探究，下列四种规格的滑动变阻器应选用______。
A.“10Ω 0.2A”的滑动变阻器 B.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
C.“20Ω 0.2A”的滑动变阻器 D.“20Ω 0.5A”的滑动变阻器
（4）下表为某同学的实验记录分析表：
实验次数 电压表示数U（V） 电流表示数I（A） 功率P（W） 额定功率（W）
1 2.0 0.25 0.5
2 2.5 0.30 0.75
3 3.0 0.34 1.02
你认为该同学处理数据过程是否合理？若合理，请说明这样处理的目的；若不合理，请说明理由。______。
6、（2026九上 宁波期末）小科在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“A”或“B”）端。
（2）小科连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，接下来的操作是______。
（3）记录实验数据并在U-I图像中描点，得到通过小灯泡的电流与它两端的电压关系图像如图丙。图中阴影部分面积S1表示小灯泡两端电压为1V时，小灯泡的实际功率。结合图像回答：小灯泡的额定功率为______W；实验过程中电源电压恒为3V，当小灯泡正常发光时，阴影部分面积S2表示的含义是______。
7、（2026九上 杭州月考）小科做“测定小灯泡电功率”的实验，已知电源电压4.5V，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1）请用笔代替导线，将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移时，灯泡变亮）；
（2）已知小科准备的元件都是完好的，闭合开关后，小科发现电压表、电流表示数如图乙所示，请分析出现该现象的原因是 _______ ；
（3）小科在解决问题后，移动滑动变阻器滑片，利用测出的数据绘制U—I图像，如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 ______ ；
（4）小科还发现绘制的图像中电流与电压没有成正比，请你对此作出一种可能的解释：____ 。
8、（2026中考 衢州一模） 小科同学利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，已知电源电压为4V，小灯泡标有“2.5V”字样。
（1）小科按图甲连接好电路，闭合开关后发现电压表有示数，且接近4V，电流表无示数，灯泡不发光，则可能的故障原因是________。
（2）排除故障后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到某一位置，电压表示数如图乙所示，为测定小灯泡的额定功率，接下来应该如何操作？________。
（3）小明同学觉得无需移动滑动变阻器的滑片也可以得出小灯泡的额定功率。他的做法是利用此时电压表和电流表的示数，算出小灯泡的电阻R，再将额定电压2.5V代入就可得出小灯泡的额定功率。你是否赞同小明的想法并说明理由。________。
（4）小科将实验测得的数据绘制成图丙，老师认为该图像并不符合实验事实，老师这样判断的依据是 ________。
9、（2026中考 杭州一模）为了测定小灯泡的电功率，小科利用电压为3伏的电源、合适规格的滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）小科连接好电路闭合开关后发现电压表读数为0V，电流表指针发生偏转，电路出现的故障是小灯泡________：（填“短路”或“断路”）
（2）小科排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片，某一时刻电压表的示数如图乙所示，其示数为________伏；
（3）读数后为了测定小灯泡的额定功率，小科接下来的操作是________；
（4）小科多次实验，画出小灯泡的I-U关系如图丙所示，并划分为6块区域，面积分别为S1～S6。当电流为I2时小灯泡的实际功率可以用图丙中的________表示；
A. S B. S +S +S C. S +S +S +S
10、（2026九上 金华期末）在测定“小灯泡电功率”实验中，电源电压4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω。
请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整______；
（2）连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表无示数，电流表有示数，其原因可能是______；
A．小灯泡断路 B．小灯泡短路
C．电压表短路 D．电压表断路
（3）调节滑动变阻器滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W；
（4）小灯泡L两端电压随电流I变化的关系图如图乙所示。小金进一步绘制出小灯泡的电功率P随电流的平方变化的关系图，则下图中正确的是______。
A． B． C．
11、（2026九上 宁波月考）小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率，已知电源电压3V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整(要求：滑片P向右端移动时，灯变亮)；
（2）闭合开关后，小华发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，则电路故障可能是 ；
（3）排除电路故障后，重新开始实验，小华从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡I-U图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
（4）测出小灯泡的额定功率后，小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的1/4， 此时它的实际功率 1/4P0(选填“大于”或“小于”)；
（5）实验中，有甲“15Ω；2A”、乙“25Ω；2A”、丙“30Ω；2A”三种规格的滑动变阻器供选择，小华在该实验中选用的是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。

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