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测量小灯泡的额定功率
知识点
1、伏安法测量小灯泡的电功率
①、实验原理：要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。
②、实验步骤：1：将滑片至于最大阻值处，闭合开关。2：移动滑片，观察电压表示数，直至等于小灯泡的额定电压，记录此时电流表示数I。
③、依据P=UI算出小灯泡额定功率。
④、调节滑动变阻器，分别使得电压表示数为小灯泡额定电压的0.8倍和1.2倍，观察小灯泡的亮度变化；同时记录数据。
⑤实验结论
（1）当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。
（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。
（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。
⑥图像
例题：课外兴趣小组活动时，某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系，已知小灯泡的额定电压为2.5伏、额定功率为0.75瓦。小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式P＝UI，求得对应的功率，并作出功率随电压变化的图线a。小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由R＝计算出小灯泡的电阻R，再测出若干个电压值，最后根据P＝，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线b。则下列反映了他们的实验结果的图线是（　　）B
B．C．D．
2、其他方法测量小灯泡的额定功率
方法二、伏阻法
步骤：第一步：闭合S2，移动滑片P，使电压表的示数为U0。（U0为小灯泡的额定电压）
第二步：断开S2，再闭合S1，保持滑片不动，记下电压表的示数U。
表达式：
方法三、安阻法
步骤：第一步：闭合S1，移动滑片P，使电流表的示数为（ U0为小灯泡的额定电压）
第二步：断开S1，再闭合S2，保持滑片不动，记下电流表的示数I。
表达式：
二、考点
1、基本电路连接与故障分析；操作步骤问题（闭合开关前滑动变阻器应在最大值；眼睛要注视电压表，使得电压表为额定电压）
例题1.小明用如图甲所示的电路来测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的电功率。本实验电源由两节新干电池提供。
（1） 在闭合开关前，变阻器的滑片应放在变阻器 端(选填“A”或“B”)A
（2） 闭合开关，调整变阻器滑片，小灯泡始终不发光，小明用另一个电压表分别测量电路中A与C、A与D、C与E、D与E间的电压，发现：UAC=UDE=0，UAD=UCE≠0，则电路中故障是 。
小灯泡断路
（3） 实验中，当电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压是 V，为了能测出小灯泡正常发光时的功率，应将变阻器的滑片往变阻器 (选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5V。2.3 B
（4） 当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的功率是 W。0.75
变式训练：小科在“测量小灯泡的电功率”实验中，所用器材有：蓄电池、电流表、电压表、额定电压2.5V的小灯泡，滑动变阻器、开关、导线若干，部分实物电路如图甲所示。
（1） 请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整(要求：滑片P向右移动时小灯泡变亮)。
（2） 电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来进行的操作有效是 。
A. 检查滑动变阻器是否断路????????B.检查小灯泡是否断路
C. 移动滑动变阻器滑片??????????D.检查开关是否接触良好
（3） 排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示；若要测量小灯泡的额定功率，接下来应该进行的操作是 。
（4） 图丙是由实验数据描出的小灯泡的I-U图象，则小灯泡额定功率是 W。0.625
2、电压表量程问题（灯泡的额定电压大于3V时，应将电压表（0-3V量程）装在滑动变阻器上）
例题1.小科在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为12V恒定不变，小灯泡额定电压为2.5V（灯丝电阻约为10Ω）。
（1） 用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整。
（2） 实验过程，小科发现电压表的0～3V量程出现了故障，不能正常测量，在不更换电压表的情况下，小科该如何操作来完成整个实验 。
（3） 多次实验，通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图乙所示。分析图象可知，该小灯泡的额定功率为 W。0.5W
变式训练1.实验室订购了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，同学利用其中一只灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验。在实验中，他误将电压表并联在滑动变阻器两端，滑片从置于最右端时开始实验，并记录第一组数据：调节滑片测得多组数据，描绘出U-I图象如图2所示，已知电源电压为4.5伏。
（1） 分析图2可知，实验中电流表的量程应选择 。（选填“0-0.6A”和“0-3A"）0.6
（2） 他认为该灯泡不符合规格，结合图1、2通过计算小灯炮的额定功率来支持该同学的判断 。
（3） 该同学又继续测量了另一规格的小灯泡电功率，额定电压为3.8伏，他重新将电源电压调整为6伏且保持不变。继续用上述电路完成实验，见下图（“草稿纸”）。请你帮助同学完善表格。（注：本次数据处理在表格内选行）
实验次数
U1（伏）
I（安）
P（瓦）
1
3
0.36
3
1.08
2
2.2
0.40
3.8
1.52
3
1.5
0.44
4.5
1.98
3、平均值问题（测额定功率不需要对不同的功率值求平均）
例题1.在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的分组实验中：
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是____________。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为____________W。
(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据合理吗？理由是：________________________________________________________________。
实验序号
电压U/V
电流I/A
功率P/W
平均功率P/W
①
2.0
0.26
0.52
0.69
②
2.5
0.28
0.70
③
2.8
0.30
0.84
(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是____________。
变式训练：小明同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。
（1） 连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b、c、d四根导线有一根断了，则该导线是 。C
（2） 排除故障后，实验中小明同学移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，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”)端适当移动。左
（3） 按正确的步骤进行实验，小明进行了三次重复实验，每次电压表的示数均为2.5V，电流表的示数分别为0.30A、0.31A、0.32A，则小灯泡的额定功率为 。0.775
4、小灯泡电阻随温度升高而变大
例题1．小科想知道标有“3.8V”字样的小灯泡正常工作时的电功率，于是连接了如图所示的实验电路。电源电压6伏恒定不变，滑动变阻器规格为“50Ω 1A”。
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整；
（2）正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是 ，由此判断故障是小灯泡断路；
（3）排除故障后，小科进行了正确操作，观察到的现象和测得的数据下：
实验次数
1
2
3
4
5
发光情况
很暗
较暗
较亮
亮
很这
电压U/伏
1
2
3
3.8
4.5
电流I/安
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中数据可得，小灯泡的额定功率是 瓦；
（4）小科根据表中数据，计算了各次实验的灯丝电阻，分析后认为，闭合开关前灯丝的阻值小于5欧姆，小科的理由是 。
【答案】（1）见图
（2）电压表有示数，电流表无示数（或电压表示数为6伏，电流表示数为0）
（3）1.14
（4）灯泡灯丝电阻随着温度的降低而减小，实验中很暗时灯丝电阻为5欧，没有通电时，温度更低，所以电阻会更小
变式训练1.小海要测定标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率，选择了一些器材连接如图所示电路（电源用两节新的干电池）
实验前检查器材时，小科发现电压表存在图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊。出现电压表指针位置不对的原因是 。
同组的小曙发现小海的电路连接有误，如果此时闭合开关，电压表的示数为 V。请你在接的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确。
改正错误后，小海正确操作实验，测量数据如下表所示：
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
发光情况
明亮
亮
更明亮
较亮
较暗
微光
熄灭
熄灭
电压U/V
2.5
2.1
3.0
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
电流I/A
0.28
0.26
0.30
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
分析数据可知：小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 （填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）1
2.小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚．小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中．
电流/A
?0.90
?0.80
?0.50
?0.36
?0.28
?0.20
电阻/Ω
????8
????10
????20
????30
????40
????50
当电路中电流为0.8A时，小灯泡的电阻是 Ω；
根据表中数据，小灯泡的额定功率为 ；
小明的同学看了小明的实验数据后算出了小灯泡正常工作的电阻，根据这个电阻值分析出表格中电流为0.2A的数据是错的，理由是 ;
5、图像与数据分析
例题：某次测量小灯泡的额定功率实验中，同学经过多次测量与计算后，得到了一组功率P与电压的平方U2的数据，下列各图中能正确表示P与U2的关系的是（ D ）
2.标有“6V 3W”的小灯泡，通过它的电流与电压的关系如图所示。则该灯泡正常发光时的电阻为________Ω，若把它与一只阻值为8Ω的电阻串联接在电压为7.2V的电路中，则整个电路消耗的功率为________W. 12 2.88
?
3.在“测定小电灯电功率的实验中”小灯泡额定电压为2.5V、电压恒定为4V的电源以及其它相关器材按图甲连接电路，进行实验。
（1） 图甲是小明测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“×”，并在图中改正。
（2） 连接电路时,滑动变阻器滑片应移至 (A/B)端。B
（3） 在实验过程中,小明调节滑动变阻器的滑片,直到灯泡正常发光,在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据,并正确画出曲线a,如图乙所示。由图可知该小灯泡的额定功率为 W。0.75
（4）小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线b，老师据图指出该曲线中明显可以看出有一处是错误的，所以此图不正确，你认为这一处的错误是
变式训练1：用图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已标明）。
（1） 请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大；
（2） 实验中，在电表完好的情况下，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图2所示位置，则故障的位置是? ；③⑦之间
（3） 故障排除后，小明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U?I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的 （填选项）；A．“5Ω，2A”????????? B．“15Ω，2A”????????? C．“25Ω，2A”????????? D．“30Ω，2A”
0.75 C
在每次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡的阻值变化了△R2， 则△R1 △R2，（选填“＞”、“＜”或“＝”）。＞

6、其它方法测功率
1.在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为1.5V的小灯泡、电源（电源两端电压不变但电压未知）、一个已知阻值为R0的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个开关、导线若干。
（1） 小方同学设计的实验电路如图所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测的物理量。
①按图连接电路，闭合开关S1、S2，断开S3，调节R1使电流表示数I1= ，并记录I1；② ，记录电流表示数I2； 1.5/R0 闭合开关S1、S3，断开S2
（2） 本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P= 。
2.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2．5V)。
（1） 请你用笔画线代替导线，将图甲实物图连接完整。
（2） 当电压表示数为2Ⅴ时，此时应将滑片P向 (填“A”或“B”)端移动；当电压表示数为2.5Ⅴ时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W。
（3） 小张设计了如图丙所示的电路，也完成了该实验，请将下列步骤补充完整(电源电压不变，R阻值已知)：
①闭合开关S和S1，断开S2，并调节滑动变阻器，使电压表示数为U额；
② ，滑动变阻器的滑片P (填“向左滑动”“不动”或“向右滑动”)，读出此时电压表示数为U；
则小灯泡额定功率的表达式P额= (用U额、R、U表示)．
变式训练1.小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡1（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω1A”的滑动变阻器R1和“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。
（1） 请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；
（2） 为了顺利完成实验，小华应选用规格为 （填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；R2
（3） 小华打算增加一个阻值为150的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是????。B
A .两种方案都能B .两种方案都不能C .丙方案能，丁方案不能D .丙方案不能，丁方案能
2.在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω2A“，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。
（1） 为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2） 正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W。1.05
实验次数
物理量
1
2
3
4
5
电压/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
电流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
电功率/W
（3） 分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0= Ω的定值电阻。10
（4） 完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为 ；
②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；
③小灯泡的额定功率：P额= 。（用U额、U0、R0表示）
若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值（选填“偏大”或“偏小”）。
其它相关实验
1.小涵同学要利用图中的器材探究“电功率和电压的关系”。两个小灯泡L1的规格是“2.5 V　0.3 A”,L2的规格是“3.8 V　0.3 A”,电源为三节新的干电池。(实验中不能让小灯泡两端的电压超过其额定电压的1.2倍)
(1)将电路中缺少的导线补全,并说明实验中是如何判断两个小灯泡的功率大小的 ? 灯泡的亮度
(2)为了得到普遍规律,小涵同学又找来规格为“3 V　0.2 A”和“4.5 V　0.3 A”的两只灯泡,准备再进行一次对比实验,但这次实验并没有成功,请你帮她分析实验没有成功的原因 。(忽略温度对灯丝电阻的影响) 选用的灯泡电阻相同，分压相同，串联电路电流也相同，所以实际功率实际亮度都相同，所以无法比较
(3)经过改进,实验结束后,小涵同学还要继续探究“电功率与电流的关系”,她应该对电路进行哪些调整
串联变并联；电压表改成电流表；电池减少一节
2. 两组同学想研究“灯泡亮度改变时电功率的变化”情况。提供的器材有：两个实验室用小灯泡(一个字迹模糊,一个标有“1.5V”)、两种规格滑动变阻器(“0?15Ω”、“0?25Ω”),电源(电压相等且保持不变)、电流表和电压表、开关、导线若干。
(1)电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来进行的操作有效是 。 C
A. 检查滑动变阻器是否断路????????B.检查小灯泡是否断路
C. 移动滑动变阻器滑片??????????D.检查开关是否接触良好
(2)两组同学连接好电路后,调节滑片过程中电表示数和灯的亮度都发生变化,当滑动变阻器滑片位置都恰好在中点时,电压表示数均为1.5V,电流表示数也相同(如图a所示)，此时甲组的灯泡比乙组的暗。
①电流表读数为 A。0.2
②标有1.5V的灯是 选填“甲”或“乙”)。甲
③乙组同学所测灯泡的电功率为 W。0.5

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