九年级上册科学第三章 第6节 电能——电功和电功率（二）（含解析）

九年级 第6节 电能——电功和电功率（二）
伏安法测定小灯泡额定功率及其实验探究
1、实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
2、实验原理：根据公式P=UI，这种方法又被称为“伏安法”。
2、实验电路：根据实验的目的和原理设计如下电路。
4、实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
5、实验步骤：
（1）按电路图连接好电路；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数，记入表中。
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的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）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的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，记入表中。
（5）断开电路，整理器材。
实验数据（记录）表格：
实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W）
1 小灯泡在额定电压下工作 正常 0.3 2.5 0.75
2 小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍 很亮 0.4 3 1.2
3 小灯泡两端电压低于额定电压 暗 0.2 2 0.4
6、实验结论：
（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。
（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。
7、实验拓展：测小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两实验有相似之处，也有明显区别，对比如下：
实验名称 测小灯泡电阻 测小灯泡的功率
原理 R＝U/I P＝UI
器材 电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关、导线、被测的电阻或小灯泡
电路图 同上 同上
结论 测电阻采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻，而测电功率不能求平均值
7、注意事项：
①测小灯泡的电功率不能求平均值的原因？
不同的电压下，小灯泡的电功率不同，小灯泡的实际功率是不断变化的，因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况，所以电功率不能求平均值。
②连接电路时，开关必须 。
③滑动变阻器串联在电路中，要接“一上一下”两个接线柱，滑片P应放在最大阻值位置。
④小灯泡两端的电压没达到额定电压，滑动变阻器往哪滑？滑动变阻器往阻值小的位置移动。
8、电路故障分析：
现象 原因
1.电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数 电压表内侧断开（即小灯泡断开）
2.电压表无示数，电流表有示数 电压表短路
3.电压表无示数，电流表无示数 电压表外侧断开
1、（2023九上·期末）小绍用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。电源电压为0-12伏，滑动变阻器R最大阻值为15欧，小灯泡的额定电流为0.3安。实验过程中，他调节电源电压和滑动变阻器的滑片，分别记录电流为0.32安、0.3安和0.25安时电源电压和电压表示数，整理三次数据如图乙所示。
（1）某次记录数据时，小绍观察到电流表示数如图丙所示，其读数为　 　安。
（2）分析图甲电路，小绍认为第①次实验小灯泡的电功率可用图乙中阴影部分的面积来表示，其理由是　 　。
（3）小绍根据上述方法计算出小灯泡三次实验的电功率分别为P1、P2 和P3，然后计算它们平均值作为P额，判断该方法是否可行并说明理由：　 　。
2、（2023九上·期末）小绍在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V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）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　 　（选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为　 　W。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。按此方法算出灯泡的额定功率比真实值　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小绍计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化！小绍思考后得出这个因素就是___________。
3、（2023九上·长兴期末）小科利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
（2）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡　 　引起的。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　 W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏　 　。
4、（2023九上·舟山开学考）小明用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关进行实验，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅图1中导线①、②或③中的一根发生故障，请指出发生故障的导线　 　，并写出故障名称：　 　。
（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为　 　W。
（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像（如图3），请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条　 　，并说明你选择的依据　 　。
5.（2022九上·舟山月考）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、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，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如表：
实验序号 电压／伏 电流／安 电功率／瓦
1 2.0 0.18 　
2 2.5 0.20 　
3 3.0 0.22 　
（1）请在指定位置画出实验电路图
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是 。
A．更换小灯泡 B．将电源正负极对调
C．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
D．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）请分析表中数据，得出小灯泡正常发光时的电功率为　 　。
（4）在实验后，小明绘制了P-I图像（如图乙），以下说法正确的是　 　。（填序号）
①曲线a表示总功率 ②曲线b表示小灯泡电功率 ③曲线b表示滑动变阻器电功率
在测量工具不够的情况下，如何设计实验来测量小灯泡的额定功率
测定小灯泡电功率通常采用伏安法，用电压表测电压，用电流表测电流，但如果缺少其中某一电表或其中某一电表量程损坏，如何采用转换法，来设计实验进行测量。
1、利用电压表和定值电阻替代法测量小灯泡的额定功率——伏伏法测电功率
典型题例：现有电压表、滑动变阻器、已知阻值的电阻R0、额定电压为2.5V的待测小灯泡、电池组、开关各一个、导线若干，利用以上器材测定该小灯泡的额定功率。要求：在方框内画出实验电路图
写出实验的步骤：
写出测定小灯泡的额定功率的表达式：
2、利用电流表和定值电阻替代法测量小灯泡的额定功率——安安法测电功率
3、在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为25V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________。
（3）另有一只额定电流为0.2A的小灯泡，小黄设计了图乙所示电路测量其额定功率。
【实验步骤】
①闭合开关S1 ， 开关S2接b，R1阻值调到0，电流表的示数为0.3A
②将R1阻值调到最大，闭合开关S1 ， S2接a，再调节R1使电流表示数为0.2A
③保持R1的阻值不变，闭合开关S1 ， 开关S2接b，电流表的示数为0.15A。
已知R0=20Ω，根据以上实验数据，可求得该灯泡的额定功率为 。
4.图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。
（1）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是 。
（2）排除故障闭合开关，移动滑片P到某位置，电压表示数（如图乙所示），则此时灯泡消耗的实际功率________（额定功率填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）小明继续移动滑变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I-U图像（图丙），根据图像，可计算出小灯泡的额定功率是________W。
（4）进一步分析图像可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大，造成这一现象的原因可能是 。
（5）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”。
①先将5Ω的电阻接入电路，移动变阻器滑片，使电压表示数为2V，此时电流表的示数为________。然后换接10Ω的电阻，为了保持电压表示数不变，此时滑动变阻器的滑片应________（填“左”或“右”）移动。
②实验中为了保证接入20Ω的定值电阻时，保持电压表示数不变，则滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。
5.小明到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω 的定值电阻 R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。
（1）请你将甲电路图补充完整。
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值________的位置。
（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表 V1 的示数为 2.5V，此时电压表V2 的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W。
（4）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的办法，其电路图如丙所示，R0=10Ω，并认为关键的一步是 ，才能计算出小灯泡的额定功率。
6.在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V)，王强小组设计了另一种实验方案(其中电源电压未知，电阻R的阻值已知)。具体步骤如下：
①按如图所示的电路连接好电路；
②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I1；
③开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I2。
先算出灯泡的电阻RL=________（请你用所测的量表示），再根据 ，计算灯泡的额定功率。
他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是 。
要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为 。
（6）（7）
7. 为测量一只标有“2.5V　0.3A”小灯泡的额定功率，可供选择的器材有：电压表（量程0～3V、0～15V）一个、电流表（量程0～0.6A、0～3A）一个、“10Ω　2A”和“20Ω　1A”的滑动变阻器各一个，电源（电压为6V）一个，开关一个，导线若干．小组同学通过讨论、交流，设计了如图1所示的实验电路图，在根据实验电路图选用实验器材连接实物电路时，同组的三位同学产生了分歧．
甲同学：电压表选用大量程，电流表选用小量程，滑动变阻器选用“10Ω　2A”．
乙同学：电压表、电流表都选用小量程，滑动变阻器选用“10Ω　2A”．
丙同学：电压表、电流表都选用小量程，滑动变阻器选用“20Ω　1A”．
（1）你认为________ 同学的观点是合理的；请用笔画线代替导线，将图2中的实物图连接完整．
（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P移到________ 端（选填“A”或“B”）．
（3）某同学连好电路后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针不动，电压表指针却迅速偏转，则电路故障可能是 ；故障排除后，再次闭合开关，发现电流表指针向左偏转，其原因是 。
（4）若将小灯泡换成待测定值电阻，小李同学通过实验读出了一组电流、电压值后，计算得出定值电阻的阻值，小李同学为获得测量结果而高兴，准备整理实验器材结束实验．你认为他的实验真的结束了吗？为得到更可靠的结果，接下去他应该 ，其目的是 。
8. 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6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）
（1）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用
A.“10Ω 0.5A”的滑动变阻器 B.“50Ω 0.5A”的滑动变阻器
（2）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整？
（3）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到________ （选填“A”或“B”）端
（4）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，若电路只有一处故障，则故障原因是________
（5）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是________ V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向________ （选填“A”或“B”）端移动
（6）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为________ W．
②小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受________ 变化的影响．
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是________
（7）完成上述实验后，小华在缺少电压表的情况下，根据绘制出的小灯泡电流与电压关系图象，设计出了一个测未知定值电阻的电路，如图丁所示．请根据电路图写出其中一次测量的实验步骤：
①
②
表达式：Rx=　________
课后作业
1．小林想测量小灯泡的额定功率及正常发光时的电阻，小灯泡的额定电压为2.5V，实验电路如图甲所示。实验中，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示。根据实验过程及现象，下列四个选项中，判断正确的是(　　)
A．闭合开关前，滑片要移到最右端，保护电路 B．图乙中的电流表示数为0.45A
C．小灯泡正常发光时的电阻为5Ω D．小灯泡的额定功率为5W
（1）（3）
2、有甲、乙两灯，甲灯上标有“2.5V 0.75W”，乙灯上标有“2.5V 1.25W”的字样。若只将这两个灯泡接 入同一电路中，两灯均未烧毁。则下列说法中正确（ ）
A 乙灯一定比甲灯亮 B两灯消耗的总功率一定为2瓦
C两灯串联时，通过两灯的电流最大为0.5A D.若两灯都能正常发光，则两灯一定是并联
3、如图甲，两个灯泡串联在电路中，电源电压为6V，L1的额定电压为3V，L2的额定电压为2V．通过两个灯泡的电流与其两端电压的关系如图乙所示，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片滑至中点时，其中一个灯泡正常发光，另一个不损坏，下列说法中不正确的是（ ）
　　 A． 正常发光的小灯泡是L2，其额定功率为0.3W
　　 B． 正常发光的小灯泡是L1，其额定功率为0.45W
　　 C． 当L2两端电压为1.5V时，通过它的电流为0.15A
　　 D． 此时滑动变阻器两端电压是1.5V
4.如图所示的电路中，电源电压不变，开关S闭合，滑动变阻器滑片P在a端时，电流表的示数为2.4A，电压表的示数为12V；滑片P移动到中点时，R1消耗的功率为P1；滑片P移到b点时，R1消耗的功率为P1′，P1∶P1′＝25∶9，滑片P在中点和在b端时，R2消耗的功率之比为(　　)
A．1∶2　　　　B．5∶3　　　　C．25∶9　　　　D．25∶18
（4） （5） （6）
5.如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”(灯丝电阻不变)，在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是(　　)
①小灯泡的额定电流是0.6A ②滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4～10Ω
③电压表示数变化范围是0～3V ④电流表示数变化范围是0.3～0.5A
A．只有②、④正确　　　B．只有②、③正确
C．只有①、④正确　　 D．只有①、③正确
6．如图，小灯泡L1和L2均标有“1.5V，0.3A”字样，AB两端的电压U＝1.5V。开关S断开时，通过L2的电流为______A。闭合开关S，两只小灯泡消耗的总功率为______W。
7.如图所示，电源电压保持不变，开关S断开后，灯L1、L2都能正常发光，甲、乙两个电表的示数之比是5∶4，由此判断甲、乙两个电表都是________，此时灯L1、L2________(填“并联”或“串联”)，灯L1与灯L2的电功率之比是________。
8．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡标有“2.5V”字样，电源由两节新干电池组成，灯泡电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“20Ω　1A”字样。
实验次数 灯泡两端电压/V 通过灯泡电流/A 灯泡亮度 灯泡的功率/W 灯泡的平均功率/W
1 3 0.28 较亮 0.84 ？
2 2.5 ？ 正常发光 ？
3 2 0.22 较暗 0.44
(1)小芳设计的实验电路图如图甲所示，按照电路图连接的实物图如图乙所示，图乙中有一处明显错误是________________________。
(2)改正错误后，经检查电路连接无误。实验过程中，当灯泡两端电压为2.5V时，电流表的指针位置如图丙所示，则电流表的示数为________A。
(3)本实验测得小灯泡的额定功率为________。
(4)通过分析表格中数据以及实验现象可知灯泡的亮度是由__________决定的。
(5)小芳设计的表格中有一处不妥，请帮助她指出来：________________________。
(6)老师提醒同学仔细研究实验所得的数据，还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻_______(填“变大”、“不变”或“变小”)，你认为产生此现象的原因是_______________。
9、琳琳小组在做“测量小灯泡电功率”的实验，实验前他们观察到小灯泡上标有“2.5V”字样。
(1)在电路连接完成后，闭合开关前，同组同学检查电路，发现她有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，并在图中正确连线。
(2)正确连接电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片的过程中，发现小灯泡始终不发光，电压表有示数，电流表无示数，其原因可能是________(选填符号)。
A．灯泡断路　　 　　B．灯泡短路 C．滑动变阻器断路　　　　D．滑动变阻器短路
(3)故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片在某一位置时，电流表、电压表的示数如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是________A；小灯泡两端的电压是________V；若使小灯泡正常发光，则应调节滑动变阻器使电压表的示数为________V。
(4)实验结束，琳琳小组根据实验数据绘制了如图丙所示的图像，则小灯泡正常发光时的电阻大约是________Ω(保留一位小数)。
10、小科在做“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L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、滑动变阻器R各一个，导线若干。
（1）用笔画线代替导线，帮小科同学将图甲中的电路连接完整：__？_
（2）正确连接电路，闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因可能是___
（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为______W。
（4）小科打算增加一个阻值为25欧姆的定值电阻R0，利用一只电流表或者电压表，通过图丙或图丁两种不同方案的电路图测定小灯泡的额定电功率，则以下判断正确的是______
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
11、为测量小灯泡的电功率，学校提供的实验器材有：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（二节新干电池）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关及导线若干。
（1）小明根据图甲连接好电路，闭合开关S前，滑片P的位置应处于变阻器的______端；（选填“左”或“右”）
（2）小明通过移动滑片记录了五组数据，标点并绘出了如图乙所示的I-U图像。据图像可知小灯泡的额定功率为______W；
（3）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率大于其额定功率的四分之一，原因是______。
（4）若实验过程中电流表发生故障，小明又找了一个阻值为10欧的定值电阻R1，并设计了图丙所示的电路图，则他______（选填“能”或“不能”）测出小灯泡的额定功率。
12、（2022·四川绵阳·中考真题）某同学用如图所示实验电路图测量小灯泡L1、 L2的功率。L1标有“2.5V”字样，L2标有“0.3A”字样，阻值都约为10Ω。电源电压恒为9V，电压表只有“0-3V”量程可以用，定值电阻R0=10Ω。回答问题，完成实验。
（1）电流表量程应选___________。（填序号）
A． 0-60mA B． 0-300mA C．0-0.6A D．0-3A
（2）滑动变阻器规格应选___________。（填序号）
A．10Ω 0.2A B．10Ω 1A C．100Ω 0.2A D．100Ω 1A
（3）正确连接了实物电路，将L1接入电路。
（4）闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，让电压表示数分别为1.0V、2.2V、2.5V、2.8V、3.0V，，读出电流表示数，填在表中。根据表中数据，L1的额定功率P1___________W。
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 2.2 2.5 2.8 3.0
电流I/A 接入L1 0.10 0.22 0.25 0.28 0.30
接入L2 0.10 0.23 0.26 0.29 0.31
（5）断开开关S，用L2替换L1，重复第（4）步测量操作，将测得的数据填入上表。
（6）该同学根据表中数据，计算L2的额定功率，他立即意识到这个结果不是L2的额定功率。要测得L2的额定功率，还需要的测量操作是：___________。
九年级 第6节 电能（二）
伏安法测定小灯泡额定功率及其实验探究
1、实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
2、实验原理：根据公式P=UI，这种方法又被称为“伏安法”。
2、实验电路：根据实验的目的和原理设计如下电路。
4、实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
5、实验步骤：
（1）按电路图连接好电路；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数，记入表中。
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的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）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的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，记入表中。
（5）断开电路，整理器材。
实验数据（记录）表格：
实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W）
1 小灯泡在额定电压下工作 正常 0.3 2.5 0.75
2 小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍 很亮 0.4 3 1.2
3 小灯泡两端电压低于额定电压 暗 0.2 2 0.4
6、实验结论：
（1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。
（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。
7、实验拓展：测小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两实验有相似之处，也有明显区别，对比如下：
实验名称 测小灯泡电阻 测小灯泡的功率
原理 R＝U/I P＝UI
器材 电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关、导线、被测的电阻或小灯泡
电路图 同上 同上
结论 测电阻采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻，而测电功率不能求平均值
7、注意事项：
①测小灯泡的电功率不能求平均值的原因？
不同的电压下，小灯泡的电功率不同，小灯泡的实际功率是不断变化的，因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况，所以电功率不能求平均值。
②连接电路时，开关必须 。
③滑动变阻器串联在电路中，要接“一上一下”两个接线柱，滑片P应放在最大阻值位置。
④小灯泡两端的电压没达到额定电压，滑动变阻器往哪滑？滑动变阻器往阻值小的位置移动。
8、电路故障分析：
现象 原因
1.电压表示数接近电源电压，电流表几乎无示数 电压表内侧断开（即小灯泡断开）
2.电压表无示数，电流表有示数 电压表短路
3.电压表无示数，电流表无示数 电压表外侧断开
1、（2023九上·温州期末）小绍用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。电源电压为0-12伏，滑动变阻器R最大阻值为15欧，小灯泡的额定电流为0.3安。实验过程中，他调节电源电压和滑动变阻器的滑片，分别记录电流为0.32安、0.3安和0.25安时电源电压和电压表示数，整理三次数据如图乙所示。
（1）某次记录数据时，小绍观察到电流表示数如图丙所示，其读数为　 　安。
（2）分析图甲电路，小绍认为第①次实验小灯泡的电功率可用图乙中阴影部分的面积来表示，其理由是　 　。
（3）小绍根据上述方法计算出小灯泡三次实验的电功率分别为P1、P2 和P3，然后计算它们平均值作为P额，判断该方法是否可行并说明理由：　 　。
1、【答案】（1）0.3
（2）因为小灯泡的电功率等于总功率（P 总=UI）减去滑动变阻器的功 率（P 滑=U 滑 I）（其他合理答案也可）
（3）不可行，测量额定功率应该要在额定电流（或电压）下测量，不能这样取平均值。
【解析】（1）根据丙图确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出示数。
（2）在串联电路中，变阻器的电功率和灯泡的电功率之和等于总功率，即P总=P变+PL。而P总=U总I总，而P变=U变I，则PL=U总I-U变I，结合长方形的面积公式S=ab分析解答。
（3）根据额定功率的定义分析解答。
【解答】（1）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，那么示数为0.3A。
（2）分析图甲电路，小明认为第①次实验小灯泡的电功率可用图乙中阴影部分的面积来表示，其理由是：因为小灯泡的电功率等于总功率（P 总=UI）减去滑动变阻器的功 率（P 滑=U 滑 I）。
（3）小明根据上述方法计算出小灯泡三次实验的电功率分别为P1、P2 和P3，然后计算它们平均值作为P额，该方法不可行，理由是：测量额定功率应该要在额定电流（或电压）下测量，不能这样取平均值。
故选D。
2、（2023九上·期末）小绍在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：两节新干电池、电流表、电压表、额定电压2.5V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）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　 　（选填“A”或“B”）端移动。
（3）图丙是由实验数据描出的小灯泡的I﹣U图像，若将该实验中的两个相同的小灯泡串联在3V的电源上，则电路消耗的总功率为　 　W。
（4）若用第（2）题中所测得数据算出灯泡的电阻RL，再根据P＝U2/RL计算灯泡的额定功率。按此方法算出灯泡的额定功率比真实值　 　（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小绍计算小灯泡的灯丝电阻值时，发现灯丝电阻随着其两端电压的升高而增大。小宁反思：电阻是导体的一种性质，决定和影响导体阻值大小的因素中并没有电压这一因素，那么导体两端电压的变化可能引起了某个因素发生变化！小绍思考后得出这个因素就是___________。
【答案】（1）
（2）B （3）0.6 （4）偏大（5）温度
【解析】（1）根据灯泡亮度变化确定变阻器的阻值变化，再结合滑片移动方向确定变阻器接线柱的选择方式即可。
（2）首先根据乙图确定电压表的示数，再与灯泡的额定电压进行比较，从而确定电压表的示数变化方向，接下来根据U=IR分析电路总电阻的变化，最终确定滑片的移动方向。
（3）在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，据此计算出每个灯泡两端的电压，再根据丙图确定此时通过灯泡的电流，最后根据P=UI计算电路的总功率。
（4）注意分析灯丝电阻随温度的升高而增大对电功率的影响。
【解答】（1）滑动变阻器应该与开关串联。小灯泡变亮则电流增大，那么总电阻减小，即滑动变阻器的阻值减小。根据甲图可知，当滑片向右移动时，滑片右边的电阻丝阻值减小，那么应该将右边接入电路，即选择右下角的B接线柱，如下图所示：
（2）根据乙图可知，电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，则示数为2V。由于2V＜2.5V，所以电压表的示数要增大。根据U=IR可知，此时的总电流要减小，而总电阻要减小，即滑动变阻器的阻值要减小，因此滑片向B端移动。
（3）两个完全相同的小灯泡串联在3V电源上，根据串联电路的分压规律可知，此时每个小灯泡两端的电压都是1.5V。根据丙图可知，此时通过灯泡的电流为0.2A，此时电路的总功率为：P=UI=3V×0.2A=0.6W。
（4）第（2）题中灯泡的电压低于额定电压，此时灯丝温度低，因此此时灯泡的电阻偏小。根据公式可知，按此方法计算出的灯泡的额定功率比真实值偏大。
3、（2023九上·长兴期末）小科利用如图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片P向右移动时小灯泡变亮。
（2）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡　 　引起的。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　 　 W。在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏　 　。
【答案】（1）
（2）短路
（3）0.6；大
【解析】（1）根据实验目的确定电器元件的串并联关系，以及电表测量的物理量，还要注意电表的量程。根据灯泡的亮度变化确定电流变化，弄清电阻电阻变化，确定变阻器的接线情况。
（2）当小灯泡发生短路时，与它并联的电压表也被短路，此时电压表示数为零。由于电路中存在电流，因此电流表有示数。
（3）根据图片乙确定灯泡的额定电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率。首先根据并联电路的电流规律分析通过灯泡的额定电流的变化，再根据P=UI分析灯泡额定功率的变化。
【解答】（1）在测量灯泡额定功率的实验中，除了电压表与灯泡并联外，其它的都是串联。电压表选择量程0~3V，电流表选择量程0~0.6A。变阻器滑片向右移动时灯泡变亮，即电流变大而电阻变小，那么此时应该将右下角的接线柱接入，如下图所示：
（2）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表示数不为零，电压表示数为零，则故障可能是由于小灯泡短路引起的。
（3）根据图乙可知，电流表的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡的额定电流为0.24A，那么灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W。
在实际测量中，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，根据I总=I1+I2可知，电流表测出的电流会偏大。根据P=UI可知，计算出灯泡的额定功率会偏大。
4、（2023九上·舟山开学考）小明用图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分器材的规格已标明）。
（1）闭合开关进行实验，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3V，而电流表示数始终为零。已知仅图1中导线①、②或③中的一根发生故障，请指出发生故障的导线　 　，并写出故障名称：　 　。
（2）小明进行了六次实验，记录实验数据并在U-I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图2所示。则根据记录的数据和图像可知：小灯泡的额定功率为　 　W。
（3）实验结束后，小明继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行探究，画出了对应的U-I图像（如图3），请你在图中“①”、“②”或“③”三条虚线中选择正确的一条　 　，并说明你选择的依据　 　。
【答案】（1）①；断路 （2）0.75 （3）①；灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变
【解析】（1）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了；
（2）根据U-I图像知灯在额定电压下的电流，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（3）已知电源电压，由串联电路电流和电压规律结合图3分析可知滑动变阻器的U-I图像。
【解答】（1）电流表示数始终为零，则电路可能断路。电压表示数始终为3V，说明电压表与电源连通，已知仅导线发生故障，则图1中导线①发生了断路，导致电压表串联在电路中了；
（2）根据U-I图像知，灯泡两端电压等于额定电压2.5V正常发光，此时通过它的电流为0.3A，
则小灯泡的额定功率为：P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）由题知，电源电压为3V，灯的U-I图像与变阻器电流随电压的变化关系图像交点，表示灯的电压与变阻器的电压相等（串联电路各处的电流相等），
故由串联电路电压的规律，此时灯与变阻器的电压都为1.5V，
由图知，只有图3中的虚线①符合这个条件，依据就是：灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变。
5.（2022九上·舟山月考）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3伏的电源、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，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如表：
实验序号 电压／伏 电流／安 电功率／瓦
1 2.0 0.18 　
2 2.5 0.20 　
3 3.0 0.22 　
（1）请在指定位置画出实验电路图
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的最合理操作是 。
A．更换小灯泡 B．将电源正负极对调
C．检查电路是否断路，看开关是否接触不良
D．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）请分析表中数据，得出小灯泡正常发光时的电功率为　 　。
（4）在实验后，小明绘制了P-I图像（如图乙），以下说法正确的是　 　。（填序号）
①曲线a表示总功率 ②曲线b表示小灯泡电功率 ③曲线b表示滑动变阻器电功率
【答案】（1）
（2）D （3）0.5W （4）①②
【解析】（1）根据实物图画出电路图时，不但要保证电器元件的串并联关系一致，还要保持连接的先后顺序相同；
（2）在闭合开关前，为了防止电流过大而烧坏用电器，因此变阻器的滑片要调到阻值最大的位置。因为变阻器接入的阻值较大，因此通过电路的电流会比较小，从而导致灯泡不亮，而电流表和电压表都有示数；
（3）根据表格确定灯泡的额定电压和额定电流，然后根据P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）根据P=UI，P=I2R分析判断即可。
【解答】（1）根据甲图可知，除了电压表与灯泡并联，其它的都是串联。电流从正极出发，依次经过开关、变阻器、电流表、灯泡，然后回到电源的负极，电压表并联在灯泡两侧，如下图所示：
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，可能是滑动变阻器接入的阻值太大所致，那么接下来他首先应进行的最合理操作是：移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光，故选D。
（3）根据表格可知，灯泡的额定电压为2.5V，额定电流为0.2A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W。
（4）根据P=UI可知，电源电压相等，则总功率与电流成正比，即二者变化的图像为一条倾斜的直线，故a为总功率的图像；
根据P=I2R可知，当电流增大时，灯泡的电阻也在增大，因此二者变化的图像逐渐向上弯曲，故b为灯泡的功率图像。
故选①②。
在测量工具不够的情况下，如何设计实验来测量小灯泡的额定功率
3、
（1）
（2）小灯泡短路
（3）0.4W
4. （1）小灯泡断路
（2）小于
（3）0.5
（4）灯丝的电阻随温度的升高而增大
（5）0.4A；右；25
5. （1）
（2）最大
（3）0.6
（4）调节滑动变阻器（或移动滑片）直至电流表 A2 的示数为 0.25A
6 ；电灯未在额定电压下工作，灯丝的温度变化引起电阻的变化；开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数I1=U0/R=(3.8V/R) 为止
7. （1）丙
（2）A
（3）小灯泡断路；电流表的正负接线柱接反了
（4）调节滑动变阻器，多测几组实验数据；减小误差
8. （1）B
（2）解：
（3）A
（4）小灯泡断路
（5）2.2；B
（6）0.625；温度；小灯泡实际功率过小
（7）开关S1闭合，S2断开，此时灯泡与电阻并联，它们两端电压相等，调节滑动变阻器，使得电流表的示数分别为0.25A、0.2A或0.1A，则由图象可知，对应的电压分别为2.5V，1.5V，0.5V；；保持滑片位置不动，断开开关S1 ， 闭合开关S2 ， 此时灯泡与定值电阻并联，电流表测干路电流，记下电流表的读数为I，通过定值电阻的电流Ix=I﹣IL=I﹣0.25A，或I﹣0.2A，或I﹣0.1A；；
课后作业答案
1-5CDADA 6、0.3 0.9 7电流表 并联 1:4
8（1）电压表与滑动变阻器并联．（2）0.24．（3）0.6．（4）实际功率．
（5）表格中设计灯泡的平均功率是错误的．因为小灯泡的实际电功率为P=UI，灯泡两端电压U改变，通过灯丝的电流改变，则灯泡实际功率也随之改变，所以设计的灯泡的平均电功率是错误的，没有意义的．
故答案为：求电功率的平均值．
（6）灯泡断路．
9、（1）略（2）A（3）0.24 1.5 2.5（4）8.3
10、【答案】 灯泡断路 0.625 C
11、【答案】右 0.75 小灯泡的电阻随温度升高而增大 不能
【解析】（1）[1]根据甲图可知，变阻器使用的是滑片左边的部分，即滑片在最右端时电阻最大，那么：闭合开关前，滑片P应该处于变阻器的右端。
（2）[2]根据图乙可知，当额定电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.3A，则灯泡的额定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
（3）[3]当灯泡两端的电压调为额定电压的一半时，通过灯的电流也减小了，根据P=UI，灯的实际功率减小，灯丝的温度降低，因灯的电阻随温度的降低而减小，即灯的实际电阻R实小于灯正常发光时的电阻RL，则
即测得的实际功率大于其额定功率的。
（4）[4]根据丙图可知，灯泡、定值电阻和变阻器串联。当灯泡正常发光时，通过电路的电流为0.3A，电源为两节干电池，则总电压为3V，那么此时的总电阻
定值电阻的阻值为10Ω，则无论怎样调节，总电阻肯定大于10Ω，总电流肯定小于0.3A，因此灯泡不能正常发光，则不能测出灯泡的额定功率。
12、【答案】C D 0.625 调节滑动变阻器，让电流表示数为，读出电压表示数
【解析】（1）[1]由图知道，小灯泡L1或L2与定值电阻和滑动变阻器是串联关系，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路的电流，根据题意知道，小灯泡L1、 L2的阻值都约为10Ω，且L1标有“”字样，L2标有“”字样，由欧姆定律知道，当电路接小灯泡L1时，允许通过的电流是
由于0.25A，0.3A都小于0.6A，故电流表量程应选，故C符合题意。故选C。
（2）[2] 根据题意知道，电路中电流最大是0.3A，此时由欧姆定律知道
，解得
因为两个灯泡的额定电流大于0.2A，所以选择变阻器100Ω 1A，D符合题意。故选D。
（4）[3]根据题意知道，灯泡L1的额定电压是2.5V，由实验数据知道，此时的电流大小是0.25A，由知道，L1的额定功率
（6）[4]根据题意知道，灯泡L2的额定电路是0.3A，故第（4）步测量操作不正确，正确的操作应是调节滑动变阻器，让电流表示数为，读出电压表示数，由计算L2的额定功率。