第3节 测量小灯泡的电功率
@基础分点训练
知识点 测量小灯泡的电功率
1.如果测定标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率，那么两个电表的量程最好选用（ D ）
A.电压表选“0～15 V”，电流表选“0～3 A”
B.电压表选“0～15 V”，电流表选“0～0.6 A”
C.电压表选“0～3 V”，电流表选“0～3 A”
D.电压表选“0～3 V”，电流表选“0～0.6 A”
2.“测定小灯泡电功率”的实验原理是 P＝UI ，需要测出的物理量是 电压 和 电流 .按如图所示电路图连接电路，电压表的“＋”接线柱应与待测小灯泡L（标有“2.5 V”字样）靠近电源 正 极的一端相连；闭合开关S前，滑片P应置于变阻器的 b 端（选填“a”或“b”）.开关S闭合后，移动滑片P，当观察到电压表示数为 2.5 V 时，可判断小灯泡L正常发光.
3.（2023·金昌）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3 V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5 V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干.
甲
乙
丙
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
答案：如图所示.
甲
（2）连接电路过程中，开关应该 断开 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到 最左 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 B ；（填选项符号）
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 0.14 A；
乙
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0 V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 右 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I－U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 0.625 W；
丙
（7）小丽根据小灯泡的I－U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 增大 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 灯丝电阻随温度的升高而增大 .
丙
@中档提分训练
4.在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”.
甲
乙
（1）电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于 N 端（选填“M”或“N”）；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0 V，你认为产生该现象的原因是 滑动变阻器 发生了断路；
（3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定电功率，手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察 电压表 ；
（4）小明移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了4组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图象，如图乙所示.当电压表示数为 0.5 V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的功率为 0.625 W；
乙
（5）同组的小英通过计算指出曲线上所标出的五个点中， E 点并不是实验直接测得的数据，她的理由是 E点滑动变阻器接入电路的电阻25 Ω大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω .
5.【核心素养·科学思维】实验室购买了一批规格为“2.5 V 0.8 W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格.他们准备了如下器材：电源（电压恒为6 V）、开关、滑动变阻器（“20 Ω 1 A”）、电流表各1个，导线若干.
图1
图2
（1）若要完成此实验，还需要的器材是 电压表 ；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图；
答案：如图所示.
图1
（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是 连接电路时，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处 ；
（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5 V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为 0.32 A，小灯泡的电功率为 0.8 W，小灯泡是否符合规格？ 符合规格 ；
图2
（4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5 V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是 制作钨丝时，钨丝横截面积不合格 .
@拓展延伸
6.某小组的同学在没有电流表的情况下，从实验室里找了一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图所示电路来测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，他进行了以下操作：
（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） 闭合开关S和S2，断开S1 ，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U；
（3）小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额× .（用U额、R0、U的关系式表示）
7.某同学设计了如图所示电路，来测量一只小灯泡的额定功率（已知灯泡的额定电压为U额），R0阻值已知.
（1）断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为 （用字母表示），此时灯泡正常发光；
（2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；
（3）小灯泡额定功率的表达式P额＝ U额×（I－） （用字母U额、I、R0表示）.
8.小刚在进行“测量小灯泡电功率”的实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率（小灯泡额定电流I额已知）.主要的操作步骤如下：
（1）把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
（2）保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
（3）计算得出小灯泡的额定功率：
P额＝ I额（I－I额）R0 （用R0、I额、I表示）.
9.用如图所示的电路来测量一只额定电压为4 V的小灯泡的额定功率.
（1）仅闭合S1，调节滑动变阻器R2滑片至某一位置，使电压表示数为4 V；
（2）在保持 滑片位置不动 的情况下，仅闭合S2，调节电阻箱R1使电压表示数为 4 V，此时R1接入电路的阻值为20 Ω；
（3）该小灯泡的额定功率为 0.8 W.第3节 测量小灯泡的电功率
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知识点 测量小灯泡的电功率
1.如果测定标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率，那么两个电表的量程最好选用（ ）
A.电压表选“0～15 V”，电流表选“0～3 A”
B.电压表选“0～15 V”，电流表选“0～0.6 A”
C.电压表选“0～3 V”，电流表选“0～3 A”
D.电压表选“0～3 V”，电流表选“0～0.6 A”
2.“测定小灯泡电功率”的实验原理是 ，需要测出的物理量是 和 .按如图所示电路图连接电路，电压表的“＋”接线柱应与待测小灯泡L（标有“2.5 V”字样）靠近电源 极的一端相连；闭合开关S前，滑片P应置于变阻器的 端（选填“a”或“b”）.开关S闭合后，移动滑片P，当观察到电压表示数为 V 时，可判断小灯泡L正常发光.
3.（2023·金昌）小丽在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电压恒为3 V的电源一个、小灯泡（额定电压为2.5 V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一个，导线若干.
甲
乙
丙
（1）如图甲所示是小丽连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线；
甲
（2）连接电路过程中，开关应该 （选填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的滑片应该移动到 （选填“最左”或“最右”）端；
（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是 ；（填选项符号）
A.灯泡短路
B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路
D.滑动变阻器断路
（4）电路故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流表指针如图乙所示，则此时通过小灯泡的电流是 A；
乙
（5）电路连接正确操作后，小灯泡发光，此时电压表的示数为2.0 V，为了测量小灯泡的额定电功率，这时应该向 （选填“左”或“右”）端移动滑动变阻器的滑片；
（6）小丽根据记录的多组I－U数据，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丙所示），则小灯泡的额定功率为 W；
丙
（7）小丽根据小灯泡的I－U图象（如图丙所示），分析出小灯泡的电阻随两端电压的增大而 （选填“增大”“不变”或“减小”），你认为原因是 .
丙
@中档提分训练
4.在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”.
甲
乙
（1）电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于 端（选填“M”或“N”）；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0 V，你认为产生该现象的原因是 发生了断路；
（3）排除故障后，为了测量小灯泡的额定电功率，手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察 ；
（4）小明移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了4组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I随其两端电压U变化的图象，如图乙所示.当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的功率为 W；
乙
（5）同组的小英通过计算指出曲线上所标出的五个点中， 点并不是实验直接测得的数据，她的理由是 .
5.【核心素养·科学思维】实验室购买了一批规格为“2.5 V 0.8 W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格.他们准备了如下器材：电源（电压恒为6 V）、开关、滑动变阻器（“20 Ω 1 A”）、电流表各1个，导线若干.
图1
图2
（1）若要完成此实验，还需要的器材是 ；请在图1所示的虚线框内画出实验电路图；
图1
（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是 ；
（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5 V时，电流表示数如图2所示，此时电路中的电流为 A，小灯泡的电功率为 W，小灯泡是否符合规格？ ；
图2
（4）兴趣小组按上述操作测量了这批小灯泡在电压为2.5 V时的电功率，发现其中一些小灯泡不符合规格，如果问题出在钨丝的制作环节，其原因可能是 .
@拓展延伸
6.某小组的同学在没有电流表的情况下，从实验室里找了一个阻值为R0的定值电阻，设计了如图所示电路来测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，他进行了以下操作：
（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） ，滑动变阻器滑片P不动，读出此时电压表示数为U；
（3）小灯泡额定功率的表达式P额＝ .（用U额、R0、U的关系式表示）
7.某同学设计了如图所示电路，来测量一只小灯泡的额定功率（已知灯泡的额定电压为U额），R0阻值已知.
（1）断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为 （用字母表示），此时灯泡正常发光；
（2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；
（3）小灯泡额定功率的表达式P额＝ （用字母U额、I、R0表示）.
8.小刚在进行“测量小灯泡电功率”的实验时发现电压表损坏，他找来一只阻值为R0的定值电阻，设计了如图所示的电路，也可测出小灯泡的额定功率（小灯泡额定电流I额已知）.主要的操作步骤如下：
（1）把电流表接在a处，闭合开关，调节滑片P，使电流表的示数为I额；
（2）保持滑片P的位置不变，断开开关，把电流表接在b处，闭合开关，读出电流表的示数为I；
（3）计算得出小灯泡的额定功率：
P额＝ （用R0、I额、I表示）.
9.用如图所示的电路来测量一只额定电压为4 V的小灯泡的额定功率.
（1）仅闭合S1，调节滑动变阻器R2滑片至某一位置，使电压表示数为4 V；
（2）在保持 的情况下，仅闭合S2，调节电阻箱R1使电压表示数为 V，此时R1接入电路的阻值为20 Ω；
（3）该小灯泡的额定功率为 W.
