实验17 测量小灯泡的电功率
一、用电流表、电压表测量小灯泡电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理和方法 （1）原理：P=UI。 （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率。
实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线
实验电路图和实物图 甲 乙
实验步骤 （1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）。 （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）。 （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中。 （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。 （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。
实验数据记录表 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4较暗33.00.280.84较亮
分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。
实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W。 当U实
U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。
2.实验注意事项
选择器材 电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作为电源。
（1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。 ①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程； ②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。 （2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。 ①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的路程略大于额定电流即可； ②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。 ③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。
滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。
连接电路 （1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。 （2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出。 （3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。
操作细节 （1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数。 （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡。 （3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材。 （4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值无任何意义。
二、其他测电阻的方法
1、伏阻法测电功率
2、安阻法测电功率
（2024 牡丹江）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 决定。
【解答】解：（1）由实物图可知，将灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表测并联在灯泡两端，如图所示：
（2）即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，此时电源电压均加在灯泡两端，故可能原因是：干电池电压小于2.5V，解决的办法是加一节新的干电池；
（3）由图可知，电压表所选量程为0～0.6A，由指针位置可知，此时电流I＝0.3A，
则小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（4）设计表格时各物理量要有单位，因此小江设计的表格不足之处是测量的物理量没有单位。
（5）由实验表明，小灯泡的亮度由实际功率决定。
（2024 长安区模拟）小林想测定额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的功率和电阻，将学生电源调到电压为3V，使用滑动变阻器规格为“20Ω，2A”。
（1）在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，则电路故障是 。
（3）正确连接电路后，实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛注视 （选填“电流表”或“电压表”）。
（4）根据测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是 W。小林分析发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变，这是因为小灯泡两端电压的变化引起 发生变化，从而导致电阻发生改变。
（5）小林发现实验室还有一待测小灯泡（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5W～0.7W之间），接着他采用了一个学生电源（电压为2V的整数倍）重新连接线路。闭合开关后，移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐增加，电压表的示数逐渐变小。他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。如果将小林所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65W。根据相关信息可知小灯泡的额定功率为 W。
【解答】解：（1）在“测定额定电压为2.5V小灯泡电功率”的实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表应并联在灯泡两端，电路连接如下图所示
；
（2）闭合开关，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路为断路；电压表有示数，说明与电压表并联部分断路，故电路故障为小灯泡断路；
（3）由图乙知，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，当电压表的示数达到1.5V时，灯泡的电阻为：
；
由于电压表示数小于灯泡额定电压，为使灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向右移动；
移动过程中，眼睛注视电压表，直到电压表示数等于2.5V。
（4）右图丙可知，当小灯泡的额定电压为2.5V时，流过小灯泡的额定电流为0.4A，则灯泡的额定功率为：
P额＝U额I额＝2.5V×0.4A＝1W；
灯泡的电阻与温度有关，当灯泡的电压改变，电流改变，电功率就改变，引起灯泡的温度就改变，从而灯泡的电阻发生会改变；
（5）测定灯泡的功率的实验滑动变阻器和灯泡是串联的，灯泡亮度增大，是因为滑动变阻器的电阻减小造成的，串联电路中，电阻起分担电压的作用，电阻越小，分担的电压越小，电压表的示数减小，说明电压表并联在滑动变阻器的两端。由题意可知，滑动变阻器功率：
P＝URI＝1.65W；
所以电路电流：
；
此时灯泡正常工作，灯泡的额定功率：
；
所以
。
解不等式得：
8.39V≤U总≤10.75V；
因为电源电压为2V的整数倍，则U总＝10V，灯泡额定功率为：
。
（2024 宿迁）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
【解答】解：（1）图中电压表测量电源电压，应该测量灯泡电压，如图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，试触时发现，电流表有示数，小灯泡发光，说明电路是通路，电压表无示数，则电压表发生了断路故障；
（3）电流表用的是小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，
小灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻，当电阻最大为25Ω时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联分压规律电压之比等于电阻之比，结合串联电压规律知，控制的最小电压U为：
U：（4.5V﹣U）＝25Ω：20Ω；
解得U＝2.5V；故选C。
故答案为：（1）见解答；（2）断开；断路；（3）0.24；0.6；（4）C。
（2024 北京）某同学进行了如下实验：
（1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 端。
②闭合开关，应 以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1＝ W。
（2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出P1 P2（选填“＞”、“＝”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。
【解答】解：（1）①滑动变阻器使用前应将连入电路的阻值调到最大处，由图甲可知，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在A端时，变阻器连入电路的阻值最大；
②小灯泡L1的额定电压为2.5V，闭合开关，应调节变阻器使电压表示数为2.5V，以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数为0.3A，则L1的额定功率P1＝U1I1＝2.5V×0.3A＝0.75W。
（2）①将L1替换为L2，电压表示数由2.5V降为2.3V，即小灯泡L2两端的电压为2.3V（小于额定电压2.5V），
②电路电源电压不变，根据串联电路电压的规律可知，变阻器两端的电压增加（增加了0.2V），
③又因为变阻器接入电路的阻值不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，记为I2，
④要使小灯泡L2正常发光，根据串联电路电阻分压的规律可知，滑动变阻器接入电路中的电阻要减小，直至小灯泡L2两端的电压增大为2.5V，此时电路中的总电阻减小，
⑤电路电源电压不变，由欧姆定律可知电路电流增加，记为I3，则有0.3A＜I2＜I3，
⑥小灯泡L2的额定功率P2＝2.5VI3，故：P1＜P2。
故答案为：（1）①A；②调节变阻器使电压表示数为2.5V；0.75；（2）＜。
（2024 平山县模拟）小明测量标有“2.5V”字样（灯丝电阻约为10Ω）小灯泡的额定功率。现有器材：电池组（三节干电池串联，电压为4.5V）、开关、电压表、电流表、导线若干1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A），R3（50Ω，0.2A）。小明设计了如图1甲所示的电路图进行实验，请回答下列问题：
（1）图1乙是小明连接的实物电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”（导线不要交叉）。通过估算，他选用的滑动变阻器是 （选填“R1”“R2”或“R3”）。
（2）正确连接电路后闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数 。
（3）解决问题后，移动滑片P至某一点时，电压表示数如图1丙所示，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据绘制出了如图2所示的I﹣U关系图象。由图象可知小灯泡的额定功率是 W。小灯泡变亮时，小灯泡灯丝的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【拓展】小明还想测量一个定值电阻的阻值，但电流表被其他小组同学借去了，于是利用上面实验用的小灯泡和剩余器材设计了图3所示的实验电路图
①先将小灯泡接在图中a、b两点之间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P；
②保持滑片位置不动，再取下小灯泡，将待测电阻接在a、b两点间，读出电压表的示数恰好为2V；
③待测电阻Rx＝ Ω。
【解答】解：（1）原电路图中，电压表并联在灯泡和滑动变阻器两端是错误的，在测小灯泡的额定功率实验中，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：
；
当灯泡正常发光时，电流大约为：
I'0.25A＞0.2A；
根据串联电路电压规律和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的电阻为：
R滑8Ω＞5Ω，所以应选择滑动变阻器R2；
（2）正确连接电路后闭合开关，电压表和电流表都有示数，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不亮，说明灯泡实际功率太小；
（3）解决问题后，移动滑片P至某一点时，电压表示数如图1丙所示，电压表选用小量程，分度值0.1V，其示数为2.1V，小于灯泡额定电压2.5V，若要测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端的电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端的电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将图甲中的滑片P向A端移动；
【拓展】先将小灯泡接在图中a、b两点之间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为1.5V，由图2可知，电路中电流为I1＝0.2A，滑动变阻器两端的电压为U滑1＝U﹣U1＝4.5V﹣1.5V＝3V，滑动变阻器连入电路的电阻为：
，
保持滑片位置不动，再取下小灯泡，将待测电阻接在a、b两点间，闭合开关，读出电压表的示数恰好为2V；此时滑动变阻器两端的电压为U滑2＝U﹣U2＝4.5V﹣2V＝2.5V，
电路中的电流为：
，
定值电阻的阻值为：
。
故答案为：（1）见解答图；R2；（2）灯泡实际功率太小；（3）A；（4）0.625；变大；【拓展】12。
（2024 怀化模拟）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，备有两只滑动变阻器（规格分别为“30Ω 2A”和“50Ω 1A”）。
（1）小明同学连接了如图甲所示的部分实物电路，还有一根导线未连接，请你用笔画线代替导线，将导线连入电路。
（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 。
（3）排除故障后，当电压表的示数为1.8V时，要使灯泡正常发光应向 。（选填“A”或“B”）端调节滑片。灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是 。
（4）小明同学想用该实验电路探究电流与电压的关系，你认为这样做是否可行，并说明理由 。
（5）该组同学又将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω定值电阻探究电流与电阻的关系，并使电压表的示数始终保持2V不变，为了能够完成实验，选择滑动变阻器的规格应为 ，这样选择的理由是 。
【解答】解：（1）原电路中，变阻器滑片以左部分与电流表串联后再与变阻器滑片以右电阻与灯串联的电路并联，电压表串联在电路是错误的；变阻器应与电流表串联后再与灯串联，电压表与灯并联，改正后如下所示：
（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电路可能断路，电压表有示数，电压表与电源连通，则电路中发生的故障可能是灯泡断路；
（3）灯在额定电压下正常发光，示数为1.8V小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，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A移动，直到电压表示数为额定电压，灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，则小灯泡的额定电功率为：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；
（4）这样做不可行；探究电流与电压的关系，要控制电阻的大小不变，而灯的电阻随温度的变化而变化；
（5）电阻两端的电压始终保持UV＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝U﹣UV＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×20Ω＝40Ω，为了能够完成实验，选择滑动变阻器的规格应为“50Ω 1A”，这样选择的理由是滑动变阻器连入电路的电阻至少为40Ω。
故答案为：（1）如上图所示；（2）灯泡断路；（3）A；0.6W； （4）不可行；灯的电阻随温度的变化而变化；（5）50Ω 1A；电压表的示数始终保持2V不变，为了能够完成实验，滑动变阻器连入电路的电阻至少为40Ω。
（2024 茂南区校级模拟）小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
（1）如图甲所示是小明已连接的电路，有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并用笔代导线完成正确的连接；
（2）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数且接近于电源电压，出现此现象的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（4）实验结束后，小明仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成五组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω；
①将电路连接正确后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示为 A，则定值电阻的阻值为 Ω；
②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω电阻，闭合开关，滑动变阻器滑片应向 （选填“左”或“右”）移动；为完成此四组实验，滑动变阻器最大电阻应不小于 Ω。
【解答】解：（1）图中电压表与灯泡串联，电流表与灯泡并联，应该将电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，如下图所示：
；
（2）小明连好电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑片小灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路发生了断路故障，电压表有示数且接近于电源电压，说明电压表能连通电源的两极，则故障是与电压表并联的部分断路了，所以其原因可能是小灯泡断路；
（3）由绘制成了如图乙所示的U﹣I图像知，灯的电压为2.5V时，电流大小为0.2A，小灯泡的额定功率是：
PL＝ULIL＝2.5V×0.2A＝0.5W；
（4）①闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，大小为0.4A，由欧姆定律，则定值电阻的阻值为：
R5Ω；
②根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；
探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V；
电阻两端的电压始终保持2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：
U滑＝6V﹣2V＝4V，变阻器分得的电压为电压表示数的2倍，根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：
R滑＝2×20Ω＝40Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器。
（2024 南岗区校级四模）实验室中常用的小灯泡上标有“2.5V、3.8V、6V”字样，但并没有标清小灯泡的额定功率。涵涵选择了2.5V小灯泡来研究小灯泡的电功率。
（1）请用笔画线代替导线正确连接好电路。
（2）正确连接好电路后，闭合开关发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，若两电表均完好，则故障可能是 。
（3）排除故障后，涵涵开始测量小灯泡的额定功率，她闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为2.5V，观察到电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）涵涵想要在此基础上继续测量小灯泡在1.2倍额定电压下的实际功率，则其下一步的实验操作应为： 。
（5）轩轩选用了“3.8V”的小灯泡来进行实验，更换灯泡过后，他发现利用此电路图无法准确的判断小灯泡何时正常发光，请你帮他分析问题所在。
【解答】（1）实验中，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量灯泡的电压，电流表测量电路电流，滑动变阻器的连线一上一下，开关闭合前，滑片在阻值最大处，故滑动变阻器的A接线柱接入电路，如下图所示：
；
（2）正确连接好电路后，闭合开关发现电流表有示数，说明电路是通路，小灯泡不发光，电压表无示数，说明电压表并联的电路短路或电压表短路；若两电表均完好，则故障可能是小灯泡短路；
（3）由实物图可知，电流表选用小量程；观察到电流表示数如图所示，电流表分度值为0.02A，其示数为0.28A，则小灯泡的额定功率为：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）涵涵测量了小灯泡在额定电压下的电功率后，打算测量小灯泡在1.2倍额定电压下的实际功率，即小灯泡在3V电压下的实际功率，因此应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故他下一步的操作是：继续向左移动滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为3V，记录此时对应的电流表示数；
（5）小灯泡的额定电压为3.8V，因此选用小量程0～3V无法测量；选用大量程0～15V进行测量时，其对应的分度值为0.5V，无法准确读出小灯泡正常发光时的电压3.8V；因此无法通过电压表示数准确判断小灯泡何时正常发光。
故答案为：（1）见解答图；（2）小灯泡短路；（3）0.7；（4）继续向左移动滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为3V，记录此时对应的电流表示数；（5）见解答内容。
（2024 平桥区一模）如图，某同学做“测定小灯泡功率”的实验，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，连接电路后，闭合开关，在滑片P从最左端向右移动时，发现电压表的示数随着灯泡的变亮而减小。
①请根据上述实验现象用笔画线代替导线连接电压表。
②在实验过程中，当滑片P移到某点时，电压表示数为2V，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的功率为 W。
③要使小灯泡正常发光，滑片P应在②的基础上向 移（选填“左”或“右”）。
【解答】解：①灯在滑片P从最左端向右移动时，变阻器的电阻变小，由分压原理，变阻器的电压变小，灯的电阻变大，灯变亮，故发现电压表的示数随着灯泡的变亮而减小的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与变阻器并联，如下所示：
②在实验过程中，当滑片P移到某点时，电压表示数为2V，灯的电压为：
U＝3V﹣2V＝1V；电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，此时小灯泡的功率为：
P＝UI＝1V×0.2A＝0.2W；
③灯在额定电压下正常发光，示数为1V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，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，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压。
故答案为：①如上所示；②0.2；③右。
（2024 临漳县模拟）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮）。
（2）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 （选填字母）。
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
（3）闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。
（4）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，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“左”或“右”）。
（5）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将 ，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额＝ W。
【解答】解：（1）小灯泡额定电压为2.5V，所以电压表接3V接线柱；滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮，电流变大，滑动变阻器接入的电阻变小，故作图如下：
；
（2）小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为12Ω，由欧姆定律可得灯的额定电流约为
，
当灯正常发光时，滑动变阻器连入电路中的电阻为
，
故为了能够顺利完成实验探究，应选用“20Ω 2A”的滑动变阻器。
故选：B。
（3）闭合开关后，电流表无示数，小灯泡不亮，电路中可能存在断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表能接到电源两端，故出现该故障的原因是小灯泡断路。
（4）由图乙可知，电压表接的是小量程，分度值为0.1V，电压表示数为2.2V，而小灯泡的额定电压为2.5V，所以为测小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器接入的电阻，增大电流，从而增大小灯泡两端的电压，直至到2.5V。
（5）由丙图可知，小灯泡两端的电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，故小灯泡的额定功率为P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W，
（6）开关S、S1闭合，S2断开，此时滑动变阻器R′与小灯泡串联，调节R′的滑片，使小灯泡正常发光，即小灯泡两端的电压为6V；
保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时滑动变阻器的全部电阻R′与定值电阻R串联，电压表测量滑动变阻器滑片左边电阻两端的电压，此时电压表示数为U左＝8V；
由于滑动变阻器的全部电阻连入电路，为了间接测出定值电阻R两端的电压，所以需要测出滑动变阻器两端的电压，故再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表示数为滑动变阻器两端的电压，即U'＝14V；
在步骤②中，滑动变阻器的全部电阻R'与定值电阻R串联，根据串联电路电压的规律可得，R的电压为UR＝U﹣U'＝18V﹣14V＝4V，
，
所以滑动变阻器滑片左边电阻的阻值为
，
故在步骤①中，灯的额定电流为
，
则小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝6V×0.3A＝1.8W。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)实验17 测量小灯泡的电功率
一、用电流表、电压表测量小灯泡电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理和方法 （1）原理：P=UI。 （2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电功率。
实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线
实验电路图和实物图 甲 乙
实验步骤 （1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）。 （2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处（保护电路）。 （3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中。 （4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。 （6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。 （7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。
实验数据记录表 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮度12.50.240.6正常22.00.200.4较暗33.00.280.84较亮
分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。 （3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。
实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光，测得P额=0.6W。 当U实U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。
2.实验注意事项
选择器材 电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作为电源。
（1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。 ①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程； ②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。 （2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。 ①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的路程略大于额定电流即可； ②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。 ③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表的量程可以直接选择0—0.6A量程。
滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使滑动变阻器的调压效果明显。
连接电路 （1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。 （2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出。 （3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。
操作细节 （1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数。 （2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡。 （3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材。 （4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值无任何意义。
二、其他测电阻的方法
1、伏阻法测电功率
2、安阻法测电功率
（2024 牡丹江）小江发现家里不同房间的灯亮度不同，猜想可能是与灯泡的电功率有关。他找来若干节新干电池、开关、滑动变阻器、电流表、电压表、同一规格的导线若干，测量额定电压为2.5V小灯泡的功率。
（1）小江选择两节新干电池进行实验，连接的实物电路如图甲所示，请在方框内画出对应的电路图。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出电流表示数，将数据记入表格。继续移动滑片，即使将滑片移动到阻值最小的位置，小灯泡两端电压也无法达到2.5V，解决的办法是 。
（3）问题解决后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压达到2.5V。如图乙所示，此时电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（4）继续移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为2.9V，读出电流表示数，将数据记入表格。如表所示，小江设计的表格不足之处是 。
实验次数 灯泡两端电压U 通过灯泡的电流I 灯泡的电功率P 发光情况
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 正常发光
3 2.9 0.32 0.93 较亮
（5）实验表明小灯泡的亮度由 决定。
（2024 长安区模拟）小林想测定额定电压为2.5V小灯泡正常发光时的功率和电阻，将学生电源调到电压为3V，使用滑动变阻器规格为“20Ω，2A”。
（1）在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近3V，则电路故障是 。
（3）正确连接电路后，实验中当电压表的示数达到1.5V时，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的电阻为 Ω，为使灯泡正常发光，应将滑片向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛注视 （选填“电流表”或“电压表”）。
（4）根据测得的数据绘制了小灯泡的I﹣U关系图像如图丙所示。根据图像提供的信息，可计算出灯泡的额定功率是 W。小林分析发现小灯泡的电阻随两端的电压发生改变，这是因为小灯泡两端电压的变化引起 发生变化，从而导致电阻发生改变。
（5）小林发现实验室还有一待测小灯泡（标有“2.5V”字样、额定功率在0.5W～0.7W之间），接着他采用了一个学生电源（电压为2V的整数倍）重新连接线路。闭合开关后，移动变阻器的滑片，观察到随着小灯泡亮度逐渐增加，电压表的示数逐渐变小。他经过思考后，继续移动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，并记下了此时电压表和电流表的示数。如果将小林所记录的电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.65W。根据相关信息可知小灯泡的额定功率为 W。
（2024 宿迁）在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压为4.5V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样。
（1）如图甲所示电路，有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，用笔画线代替导线将电路连接正确；
（2）连接电路时，开关应 ，试触时发现，电压表无示数，电流表有示数，小灯泡发光，则电压表发生了 故障；
（3）纠正错误后继续进行实验，移动滑动变阻器滑片，电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，示数为 A，小灯泡额定功率为 W；
（4）利用原有电路，将小灯泡替换为定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω各一个）探究电流和电阻关系，为了能完成实验，控制电压表示数可能是 。
A.1.7V
B.2.2V
C.2.7V
（2024 北京）某同学进行了如下实验：
（1）用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡L1的额定功率，电源两端电压保持不变。
①闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应放置在 端。
②闭合开关，应 以确定小灯泡L1正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则L1的额定功率P1＝ W。
（2）该同学想比较另一个额定电压为2.5V的小灯泡L2的额定功率P2与P1的大小关系，他断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不变，将L1替换为L2，闭合开关后，发现电压表示数为2.3V。依据上述现象，可推断出P1 P2（选填“＞”、“＝”或“＜”），他继续完成了P2的测量后，验证了推断。
（2024 平山县模拟）小明测量标有“2.5V”字样（灯丝电阻约为10Ω）小灯泡的额定功率。现有器材：电池组（三节干电池串联，电压为4.5V）、开关、电压表、电流表、导线若干1（5Ω，1A）、R2（20Ω，0.5A），R3（50Ω，0.2A）。小明设计了如图1甲所示的电路图进行实验，请回答下列问题：
（1）图1乙是小明连接的实物电路，其中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”（导线不要交叉）。通过估算，他选用的滑动变阻器是 （选填“R1”“R2”或“R3”）。
（2）正确连接电路后闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数 。
（3）解决问题后，移动滑片P至某一点时，电压表示数如图1丙所示，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据绘制出了如图2所示的I﹣U关系图象。由图象可知小灯泡的额定功率是 W。小灯泡变亮时，小灯泡灯丝的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【拓展】小明还想测量一个定值电阻的阻值，但电流表被其他小组同学借去了，于是利用上面实验用的小灯泡和剩余器材设计了图3所示的实验电路图
①先将小灯泡接在图中a、b两点之间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P；
②保持滑片位置不动，再取下小灯泡，将待测电阻接在a、b两点间，读出电压表的示数恰好为2V；
③待测电阻Rx＝ Ω。
（2024 怀化模拟）在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，备有两只滑动变阻器（规格分别为“30Ω 2A”和“50Ω 1A”）。
（1）小明同学连接了如图甲所示的部分实物电路，还有一根导线未连接，请你用笔画线代替导线，将导线连入电路。
（2）连接电路后闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是 。
（3）排除故障后，当电压表的示数为1.8V时，要使灯泡正常发光应向 。（选填“A”或“B”）端调节滑片。灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是 。
（4）小明同学想用该实验电路探究电流与电压的关系，你认为这样做是否可行，并说明理由 。
（5）该组同学又将小灯泡换成5Ω、10Ω、20Ω定值电阻探究电流与电阻的关系，并使电压表的示数始终保持2V不变，为了能够完成实验，选择滑动变阻器的规格应为 ，这样选择的理由是 。
（2024 茂南区校级模拟）小明做测“小灯泡电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。
（1）如图甲所示是小明已连接的电路，有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并用笔代导线完成正确的连接；
（2）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片小灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数且接近于电源电压，出现此现象的原因可能是小灯泡 （选填“短路”或“断路”）；
（3）排除故障后，小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成了如图乙所示的U﹣I图象，根据图像提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
（4）实验结束后，小明仅将小灯泡换成定值电阻，来探究电流与电阻的关系，小明想要完成五组实验，准备好的定值电阻有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω；
①将电路连接正确后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙所示为 A，则定值电阻的阻值为 Ω；
②断开开关，将定值电阻换成阻值为10Ω电阻，闭合开关，滑动变阻器滑片应向 （选填“左”或“右”）移动；为完成此四组实验，滑动变阻器最大电阻应不小于 Ω。
（2024 南岗区校级四模）实验室中常用的小灯泡上标有“2.5V、3.8V、6V”字样，但并没有标清小灯泡的额定功率。涵涵选择了2.5V小灯泡来研究小灯泡的电功率。
（1）请用笔画线代替导线正确连接好电路。
（2）正确连接好电路后，闭合开关发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，若两电表均完好，则故障可能是 。
（3）排除故障后，涵涵开始测量小灯泡的额定功率，她闭合开关，向左移动滑动变阻器的滑片，直至电压表的示数为2.5V，观察到电流表示数如图所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）涵涵想要在此基础上继续测量小灯泡在1.2倍额定电压下的实际功率，则其下一步的实验操作应为： 。
（5）轩轩选用了“3.8V”的小灯泡来进行实验，更换灯泡过后，他发现利用此电路图无法准确的判断小灯泡何时正常发光，请你帮他分析问题所在。
（2024 平桥区一模）如图，某同学做“测定小灯泡功率”的实验，电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，连接电路后，闭合开关，在滑片P从最左端向右移动时，发现电压表的示数随着灯泡的变亮而减小。
①请根据上述实验现象用笔画线代替导线连接电压表。
②在实验过程中，当滑片P移到某点时，电压表示数为2V，电流表的示数如图乙所示，此时小灯泡的功率为 W。
③要使小灯泡正常发光，滑片P应在②的基础上向 移（选填“左”或“右”）。
（2024 临漳县模拟）课后服务社团活动中，“创新”兴趣小组在“测定小灯泡的电功率”的实验中先用如图甲所示的器材进行实验，其中电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V（正常发光时电阻约为12Ω）。
（1）请将电路连接完整（要求滑动变阻器滑片左移时，灯泡变亮）。
（2）为能顺利完成该实验，下列不同规格的滑动变阻器应选用 （选填字母）。
A．“10Ω 0.5A”的滑动变阻器
B．“20Ω 2A”的滑动变阻器
C．“5Ω 1A”的滑动变阻器
（3）闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表无示数，小灯泡不亮。那么出现该故障的原因是 。
（4）故障排除后重新连接电路，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，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“左”或“右”）。
（5）通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（6）实验结束后，某同学设计了如图丁所示的电路来测量额定电压为6V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18V，定值电阻R的阻值为20Ω。实验步骤如下：
①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器R′的滑片，使小灯泡正常发光；
②保持滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表的示数为8V；
③再将 ，此时电压表的示数为14V；
④小灯泡的额定功率P额＝ W。
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