第十八章
第3节
测量小灯泡的电功率
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
拔高版（适用于考试得分率高于80%的学员）
教学目的
1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率；
2.通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别；
3.巩固电流表和电压表的操作技能。
重、难点
重点：1．会利用伏安法测定小灯泡的电功率；
2．对实际功率和额定功率的理解。
难点：电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
初中物理中的极值问题在物理教学中虽然涉及不多,但却常常出现在一些统考、会考、物理竞赛等各种试卷上。这些问题一则学生平时接触少,各种物理参考书上又难以见到求解此类问题的思维方法与解题示例,二则其本身所涉及的知识面广,题给条件的隐蔽性又很强,因此,学生在求解时,往往思维受阻,难以得出令人满意的结果。然而,物理极值问题能考查与培养学生运用数理知识灵活而巧妙地解决实际问题的能力。
【新知讲解】
※知识点一：测量小灯泡的电功率
命题方向
1.
实验原理(P＝UI)
2.
实验电路图
3.
电路实验前，检查仪器是否齐全，规格是否合乎要求。查看小灯泡的额定电压；
（2）按电路图连接电路。检查无误后，闭合开关，进行试验；
（3）调节滑动变阻器滑片，使小灯泡在额定电压下发光，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率。
（4）调节滑动变阻器滑片，使小灯泡上的电压约为额定电压的1．2倍，观察小灯泡的发光情况，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率．
（5）调节滑动变阻器滑片，使小灯泡上的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率。
（6）断开开关，计算电功率，把三次实验数据填写在表格里。
实验结论：
①小灯泡的发光情况由实际功率决定，功率越大，灯泡越亮；
②灯泡实际消耗的功率随着加在它两端的电压而改变．电压越大，功率越大；
③灯泡两端实际电压等于额定电压时，灯泡正常发光；低于额定电压时，灯泡比正常发光时暗；高于额定电压时，灯泡比正常发光时更亮。
④灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
注意事项：
①选择的电源电压应高于小灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值也应该与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。
②在测量小灯泡的电功率实验中，电压表量程的选择要参照小灯泡的额定电压，若小灯泡额定电压为2.5V，则选用0~3V的量程；若小灯泡的额定电压为3.8V，则应选0~15V量程。电流表量程的选择，应根据灯泡的电阻计算求得的额定电流选择，如果灯泡的电阻未知，要选用0~3A的量程，并采用试触的方法判断；一般小灯泡（1.2V~3.8V）的额定电流都是小于0.6A的。
③电路连接时，开关必须断开，防止由于电路连接错误发生短路，损坏电流表。
④闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片置于连入电路中的电阻最大处（移到阻值最大处），以防止电路中电流过大，起到保护电路的作用。
⑤滑动变阻器滑片移动时要有一定的规律（使灯泡两端的电压逐渐减少或逐渐增大）记录的电压值和电流值要一一对应。
⑥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，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。
补充：电功和电功率的区别和联系如下表：
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，列表对比分析如下：
实验名称测电阻测小灯泡的功率原理R＝U/IP＝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
分析多次测量取平均值，得出测量结果。对比分析测量结果，得出实验结论。
2、利用电能表和钟表测量家用电器的功率
①原理：P=W/t
②仪器：电能表、钟表、家用电器。
③测量的物理量：电能表表盘的转数，时间。
④实验步骤：要测某家用电器的功率，可只让其工作，其他用电器关闭，观察记录电能表表盘转数，同时记下钟表的时间值，再计算出功率。
⑤计算方法：例如：电能表的参数3000R/kW?h，记录的转数为n转，时间为t(s)，则
t秒消耗的电能：W=n/（3000R/KW
.h）
=n/3000×3.6×106J
电功率：P=W/t=n×1.2×103J/t=n/t×1.2×103W
注意事项：
①明确电能表参数的物理意义;
②被测的电器一定要单独工作;
③单位的对应关系。
3、实验中电路故障的分析及排除
①现象：闭合开关后，灯泡虽亮，但两表指针却反向偏转。
故障原因：
排除方法：
②现象：电压表、电流表指针偏转角度过小（或超过最大刻度）
故障原因：
排除方法：
③现象：无论怎样移动滑动变阻器滑片，电流变或电压表示数都没有变化
故障原因：
排除方法：
④现象：闭合开关，灯泡不亮，两表无示数
故障原因：
排除方法：
⑤电流表有示数，电压表物无示数
故障原因：
排除方法：
⑥灯泡较亮，电压表示数低于额定电压或灯泡较暗，电压表示数高于额定电压
故障原因：
排除方法：
⑦闭合开关后，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表指针却偏转很大
故障原因：
排除方法：
⑧闭合开关前，小灯泡已亮，电流表和电压表也正常偏转，而闭合开关后，灯泡反而熄灭，两表也停止偏转
故障原因：
排除方法：
⑨闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处电压表仍有示数。
故障原因：
排除方法：
连接：
(1)根据实物图画电路图
(2)连接实物图、电路图
(3)电路连接错误的判断与改正
(4)电路设计
4.
开关和滑动变阻器
(1)实验前开关状态(断开)
(2)滑动变阻器的连接方式(一上一下)
(3)实验前滑动变阻器滑片的位置(阻值最大处)
(4)滑动变阻器的作用(改变灯泡两端的电压；保护电路)
5.
实验步骤完善
6.
电流表、电压表的使用和读数
(1)量程的选择
(2)正、负接线柱的正确连接(电流正进负出)
(3)电表读数
7.
电路故障分析与处理
(1)电表示数有无的原因：①电流表无示数(与电流表串联的电路发生断路或电流表短路)；②电流表指针满偏(与电流表串联的电路发生短路或电流表量程太小)；③电压表无示数(与电压表并联的电路发生短路)；④电压表示数接近电源电压(与电压表并联的电路发生断路)
(2)小灯泡不亮的原因：①电路完好灯不亮(滑动变阻器连入电路的阻值太大)；②灯不亮
(灯泡短路或断路，根据电表示数来确定)
8.
多次改变小灯泡两端的电压，得出多组数据，记录数据及绘制U－I曲线，分析灯丝阻值随电压的变化规律及其原因
9.
计算小灯泡的电功率
10.
实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)
11.
温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)
12.
实验操作及措施改进
13.
多次测量不能求平均值的原因(电压改变，功率也改变)
14.
内阻对测量结果的影响
15.
特殊方法测电功率(见下表格)
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.。
特殊法测电功率缺电流表缺电压表电路设计步骤①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片,使电压表的读数为U额;
②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为U1
结论电路设计步骤①闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为I额·R0;
②断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为U1
结论缺电压表电路设计步骤①将电压表调零，断开开关，按图连接电路;
②调节R2的滑片移动到最左端，调节R1的阻值使电压表示数为U额
;
③保持R1的滑片位置不变，R2的滑片移动到最右端，读出并记录电压表的示数U，断开开关S结论电路设计步骤①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为
;
②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为I1结论电路设计步骤①闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为I额;
②断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为I1
结论电路设计步骤①只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为I0
②断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为I0时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R
结论电路设计步骤①只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为I0
②保持滑片P位置不变，再闭合S2，电流表此时示数为I
结论
◎例题
【例1】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（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B。
【解析】（1）∵P＝，∴灯泡正常发光时的电阻R＝＝≈8.3Ω；
由题意知：P甲＝和P乙＝，由此可见，
电功率P关于电压U的二次函数（跟y＝ax2+bx+c，且a＞0，b＝0，c＝0时相符合），
故图象是经过原点开口向上的抛物线，故CD错误。
（2）∵P甲＝和P乙＝，灯泡电阻R随温度升高而变大，
∴①当小灯泡两端电压U＜2.5V时，小灯泡在低于额定电压下工作，
它的电阻R＜8.3Ω，则P甲＞P乙，此时抛物线a在抛物线b的上方。
②当小灯泡两端电压U＝2.5V时，小灯泡在额定电压下工作，
它的电阻R＝8.3Ω，则P甲＝P乙＝0.75W，且此时两抛物线相交。
③当小灯泡两端电压U＞2.5V，小灯泡在高于额定电压下工作，
它的电阻R＞8.3Ω，则P甲＜P乙，此时抛物线a在抛物线b的下方。
综上所述，B图中的图线反映了他们的实验结果。
?练习
1、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“20Ω
2A“，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。
实验次数
物理量12345电压/V1.01.52.02.53.0电流/A0.240.320.380.44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
。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。
（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”）。
【答案】（1）如下图所示；（2）1.05；（3）增大；
10；（4）①5.5V；
③U额?；
偏小。
【解析】（1）由P＝UI得，小灯泡的额定电流约为：I＝＝＝0.48A＜0.6A，所以，电流表选择0﹣0.6A的量程；
灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：
（2）由（1）可知，电流表选择0﹣0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，
则小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5V×0.42A＝1.05W。
（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P＝UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。
由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，
由I＝可得，第5次实验时电路总电阻：R总＝＝≈18.2Ω＜20Ω，
因R总＝RL+R0+R滑，已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，
故小聪在实验中选用的是R0＝10Ω。
（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，
①闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，
电压表的示数：UV＝U﹣U额＝8V﹣2.5V＝5.5V。
②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：I额＝。
③小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝U额?。
将开关S1拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻R0两端的电压U0变小，
根据P额＝U额I额＝U额?可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
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：电源电压恒为，滑动变阻器规格为“
“，小灯泡的额定电压，额定功率小于，两个阻值分别为、的定值电阻可供选择。
（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。当电压表示数为时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 1.05 。
实验次数
物理量12345电压1.01.52.02.53.0电流0.240.320.380.44电功率
（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 。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是 的定值电阻。
（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“”，请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后，闭合开关，将开关拨至“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，拨至“2”，读出电压表示数为；
③小灯泡的额定功率： 。（用、、表示）
若步骤②中，在将开关拨至“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”
。
【答案】：（1）如上图所示；
（2）1.05；
（3）增大；
10；
（4）①；
③；
偏小。
【解析】：
（1）由得，小灯泡的额定电流约为：，所以，电流表选择的量程；
灯泡、及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“”极连接，小灯泡的左接线柱与的左接线柱连接，如图所示：
（2）由（1）可知，电流表选择的量程，分度值为，示数为，
则小灯泡的额定功率：。
（3）由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大。
由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，
由可得，第5次实验时电路总电阻：，
因，已知定值电阻的阻值为或，
故小聪在实验中选用的是。
（4）要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压，
①闭合开关，将开关拨至“1”，小灯泡、和滑动变阻器串联，电压表测和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，
电压表的示数：。
②滑片不动，再将开关拨至“2”，电压表测两端的电压，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：。
③小灯泡的额定功率：。
将开关拨至“2”，滑片向右移动稍许，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据串联分压知识可知，滑动变阻器两端的电压变大，定值电阻两端的电压变小，
根据可知，测出的小灯泡的额定功率比真实值偏小。
§知识小结
【课堂检测】
一．选择题（共5小题）
1．在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察
A．电流表的示数
B．电压表的示数
C．灯泡的发光情况
D．变阻器滑片的位置
2．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是
A．电压表的正、负接线柱接错了
B．电压表的量程选择不合适
C．电压表坏了
D．电压表与滑动变阻器并联
3．如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是
A．
B．
C．
D．
4．如图是小红在测量小灯泡电功率时连接实验器材的情况其中错误的是
A．电流表没有串连接入电路中
B．电压表没有与灯泡并联
C．滑动变阻器的接线柱的连接
D．开关没有串连接入电路中
5．如果测定标有“”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“”，电流表选“”
B．电压表选“”，电流表选“”
C．电压表选“”，电流表选“”
D．电压表选“”，电流表选“”
二．填空题（共5小题）
6．小华在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是，小灯泡的额定电压是，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。小华同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成下左图所示的图象。根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 瓦。该图象不是直线，主要原因是 。
7．在学校科技节上，甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路，同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况。老师提供的器材有：“”和“”两种规格的灯泡（灯丝电阻随温度的升高而增大）、滑动变阻器，电流表和电压表、开关、导线若干、电源（电压相等且保持不变）。两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数都发生变化，当两组电路的灯泡都正常发光时，恰好电压表示数均为，电流表示数均为，并且甲组的灯泡比乙组的暗。
（1）两组同学所使用的电源电压是
。
（2）乙组同学在研究灯泡电功率变化情况时，想通过测量来比较以下两种情况灯泡电功率的大小关系：
①灯泡实际电压为额定电压一半时的电功率；
②灯泡实际电流为额定电流一半时的电功率。
老师告诉他们不用测量也可以比较，同学们经过分析得出与之间正确的关系是
。
8．小明同学想对如图1所示的电路进行深入研究，他进行了如下尝试：
（1）首先他分析出：若已知电源电压恒为，定值电阻的阻值为，某时刻电路中的电流为，则滑动变阻器两端的电压
；滑动变阻器的电功率
。
（2）他按照电路图连接了实验电路，调节滑动变阻器的滑片，相应的记录了电流表、电压表和的示数，测出的电功率、滑动变阻器的电功率、电路的总功率，请根据表中数据分别在图2和图3中描点画出图象
（3）分析图象
由图2可得结论
。
由图3可得结论
。
1234567891012345678910987654321014916253649648110091621242524211690102030405060708090100
9．在学习科技节上，甲、乙两组同学各自设计了一个灯泡和滑动变阻器串联的调光电路，同时还想研究灯泡亮度改变时电功率的变化情况。老师提供的器材有：两种规格的灯泡（一个字迹模糊，一个标有、两种规格的滑动变阻器
“”、“
”
、，电流表和电压表、开关、导线若干、电源（电压相等且保持不变）。
两组同学连接好电路后，调节滑片过程中电表示数都发生变化，当两组电路的灯泡都正常发光时，恰好滑动变阻器的阻值均为最大值的一半，电压表示数均为，电流表示数均为，并且甲组的灯泡比乙组的暗。
（1）请将图中甲组同学设计的电路图补充完整。
（2）在实验中，甲组同学选用的变阻器的规格为
（选填“”或“”
，两组同学所使用的电压是
伏，甲组同学所测得的电功率为
瓦。（写出计算过程。
10．小明学会了测小灯泡的功率后，在老师的启发下，进一步思考：电流一定时，小灯泡功率跟电阻有什么关系呢？于是他利用如图1所示电路，选用分别标有“
”、“
”和“
”字样的小灯泡、、，测出它们在电流相同时的电阻和功率，来探究小灯泡功率与电阻的关系。
（1）他将灯接入图1电路，请你用笔画线代替导线，帮他将实物电路连接完整。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于
（选填“”或“”
端。
（3）闭合开关后，他调节滑动变阻器的滑片，使通过的电流为，再测出两端的电压，电压表示数如图2所示，为
，然后算出此时灯的电阻是
，实际功率是
。
（4）换上灯，闭合开关，此时电流表的示数将变
（选填“大”或“小”
，为保持电流为不变，应将滑片向
（选填“”或“”
端移动；再测出两端的电压，算出的电阻和功率。
换上灯，做第三次实验，并将实验数据记录在表中。
次数灯泡10.221.680.3232.4120.48
（5）请根据实验数据，在图3中作出小灯泡功率与电阻关系的图象。
（6）分析图象可得结论：在电流一定时，小灯泡的实际功率与电阻成
关系。
三．实验探究题（共2小题）
11．小聪设计了如图甲所示的电路，利用滑动变阻器调节小灯泡的电流和电压，观察小灯泡的发光情况。电源电压恒为，是滑动变阻器。
（1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应 ，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至 （选填“左”或“右”
端。闭合开关后，移动滑片，发现两电表示数始终如图乙所示，原因是将滑动变阻器的 （填字母）两个接线柱接入了电路。
（2）改正错误后，小聪继续实验，将有关实验数据标记在图丙上，分析图丙可知，他所选择的滑动变阻器规格是 （选填字母）。
（3）图丙中，阴影部分的面积大小表示 。
（4）实验操作时，因小灯泡不慎损坏而出现断路，无论怎样移动滑片，电压表示数 （选填“几乎不改变”或“明显改变”
。
12．小明学习了电功率后，用额定电压分别为、的灯泡和设计了如图1所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。
（1）小灯泡发光时，将电能转化为
能和光能。
（2）探究的亮度时，只闭合、，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：
。
排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。
表一
电压电流亮暗情况110.16暗21.50.22较亮32.50.28亮
表二
电压电流亮暗情况410.28很暗52.50.38暗660.72很亮
（3）探究的亮度时，只闭合、，进行实验，收集的数据及现象如表二。
（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与
有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与
的转化效率有关。
（5）完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱各1个、2个开关及若干条导线，对额定电流为的小灯泡的额定功率进行了测定。根据他设计的电路图，写出实验步骤及测定额定功率的表达式。
实验步骤：
①根据如图2所示的电路图连接实物电路；
②
③
表达式：
。
【答案】
一．选择题（共5小题）
1．。
【解析】：在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表的示数，使电压表的示数等于额定电压，这样测出的功率等于灯泡的额定电功率。
2．。
【解析】：滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是电压表与滑动变阻器并联了。
3．。
【解析】：、图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是小灯泡两端的电压，示数计为．根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为，则小灯泡电功率的表达式是；
、图中定值电阻和小灯泡并联，电流表测量干路的总电流，小灯泡两端的电压等于电源电压．欧姆定律根据并联电路电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为，则小灯泡电功率的表达式是；
、图中定值电阻和小灯泡并联，电压表测量电源电压，电源电压已知，电压表的测量是多余的，无法求出通过小灯泡的电流，因此无法测出小灯泡的功率；
、图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是定值两端的电压，示数计为．根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，小灯泡两端的电压为，通过小灯泡的电流表达式为，则小灯泡电功率的表达式是。
4．。
【解析】：、电流表与灯泡串联连接，故电流表接线正确；
、电压表与灯泡并联，因此电压表接线正确；
、滑动变阻器没有按照“一上一下”的原则进行接线，故滑动变阻器接线错误；
、开关与灯泡串联，故开关接线正确。
5．。
【解析】：小灯泡标有，即额定电压为，故电压表应选取的，可以保证准确；
而小灯泡的电流较小，如选取的电流表，则测量误差过大，故应选取的。
二．填空题（共5小题）
6．0.5；灯丝电阻随温度升高而增大。
【解析】：由题知，小灯泡的额定电压为，由图象知，当灯的电压是时，对应的电流值为，所以灯泡的额定功率：；
小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线（不是正比例图线），说明小灯泡的电阻不是定值，那是因为灯泡电压越大，通过它的电流越大，其实际功率越大，温度越高，即灯丝的电阻随温度的升高而增大。
7．（1）6.3；（2）。
【解析】：（1）灯泡额定电压一个是，一个是，当灯泡正常发光时电压表示数都是，则测额定电压为灯泡功率时，电压表与滑动变阻器并联；甲灯正常发光时灯泡两端电压为额定电压，由题意知，滑动变阻器两端电压为，则电源电压为。
（2）灯泡实际电压为其额定电压一半时，由公式得，它的实际功率，实际电流等于额定电流一半时，由公式得，实际功率，则；
8．（1）；；
（2）如图所示；
（3）电路总功率与电流成正比；
当电流增大时，滑动变阻器的功率先增大后减小。
【解析】：（1）由电路图可知，与串联，则电流相等，若已知电源电压恒为，定值电阻的阻值为，某时刻电路中的电流为，则滑动变阻器两端的电压；
滑动变阻器的电功率；
（2）根据表格中电路中功率与对应的电流，描点画出图象如图2所示：
根据表格中滑动变阻器的电功率、与对应电流，描点画出图象如图3所示：
（3）根据图2曲线可得出结论：电路总功率与电流成正比；
根据图3曲线可得结论：当电流增大时，滑动变阻器的功率先增大后减小。
9．（1）见下图：
（2）；4；0.3。
【解析】：（1）由题意可知，“当两组电路的灯泡都正常发光时，恰好滑动变阻器的阻值均为最大值的一半，电压表示数均为，电流表示数均为”，则
，
，
由此可知甲组同学选用的变阻器的规格为，，且电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示。
（2）由甲组同学选用的变阻器的规格为，可知，乙组同学选用的灯泡是，选用的变阻器的规格为，，
则由欧姆定律可知，乙组同学实验中，滑动变阻器两端电压为，则电源电压，
甲组同学所测得的灯泡两端电压，
电功率。
10．（1）如上图所示；（2）；（3）0.8；4；0.16；（4）小；；（5）图象如上图所示；
（6）正比。
【解析】：（1）灯的额定电压为，则电压表选的量程，且与灯泡并联，如下图所示：
（2）滑动变阻器的滑片在端，离下面接入电路的接线柱最远，接入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起到保护作用；
（3）图2中，电压表使用的，分度值为，电压为，
由可得，此时灯的电阻：
，
实际功率：
；
（4）额定电压下，和的电阻分别为：
，，
换上灯，电阻增大，总电阻增大，电路电流减小，电流表的示数将变小，
要使电路电流增大到，要减小电路总电阻，滑动变阻器的滑片向端移动；
（5）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
（6）由图象知，图线是一条过原点的直线，可知，电流一定时，功率和电阻成正比。
三．实验探究题（共2小题）
11．（1）断开；右；；（2）；
（3）灯的实际功率是；（4）几乎不改变。
【解析】：（1）连接电路时，为了保护电路，开关应处于断开状态；闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处最右端。
移动滑片，电流表示数不变，说明滑动变阻器接入电路的阻值为零或为定值电阻；
根据图乙可知，电压表的量程，分度值为，示数为，等于电源电压，因此滑动变阻器接入电路的阻值为零，即滑动变阻器的接线柱接入了电路；
（2）根据图丙可知，电路中的最小电流为，定值电阻两端电压为；
由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最大阻值：；电流大于，【答案】；
（3）根据图丙可知，阴影部分面积等于电流与电压的乘积，因此阴影部分的面积大小表灯的实际功率：。
（4）实验操作时，因小灯泡不慎损坏而出现断路，则电压表串联在电路中，因其内阻比其它电路元件大的多，根据分压原理，其示数接近电源电压，移动滑片改变变阻器连入电路中的电阻时，电压表示数仍接近电源电压，几乎不改变。
12．（1）内；（2）灯泡处断路；（4）实际功率；电能转化为光能；（5）②只闭合，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1
；③断开，闭合，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1
时，读出电阻箱连入电路中的电阻为；。
【解析】：（1）小灯泡发光时，消耗了电能，得到了光能和内能，故将电能转化为内能和光能。
（2）由电路图可知，只闭合、，灯和滑动变阻器串联连接，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端电压；
电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，即电压表并联电路之外电路不存在断路，故灯泡处断路；
（4）由表中实验数据可知：同一规格的小灯泡发光亮度与实际功率有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与电能转化为光能的转化效率有关。
（5）实验步骤：
①根据如图2所示的电路图连接实物电路；
②只闭合，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1
；
③断开，闭合，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1
时，读出电阻箱连入电路中的电阻为。
由实验步骤可知，灯泡正常发光时的电阻为，
则灯泡的额定功率表达式。
【课堂总结】
【家庭作业】
1.
在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但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.
电压表量程选大了
C.
电源电压太低
D.
灯泡灯丝断了
2.
在测定小灯泡功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5
V，秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表．她分析数据得到了下列结论，其中正确的是(
)
A.
灯丝电阻随电压的增大而减小
B.
小灯泡的额定功率为0.8
W
C.
小灯泡的额定功率为所测四次功率的平均值
D.
通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
3.
用如图电路测定小灯泡的功率，所用电源的电压应________(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡的额定电压．要使滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小，导线e端应连接在滑动变阻器的________接线柱上．
【答案】
(1).
大于
(2).
d
【解析】试题分析：（1）电源电压要大于灯泡的额定电压，灯泡才能正常工作；（2）当滑片向左移动时，电流表示数减小，连入的电阻增大，则变阻器接入电路的接线柱应是d。
【考点定位】测定小灯泡的功率
4.
在“测定2.5
V小灯泡功率”的实验中，小红按电路图连接电路，进行实验，测得数据如下表所示．
请你利用小红已获取的信息，计算出该灯泡的额定功率是________W．若小灯泡两端的实际电压为3
V，则小灯泡的实际功率________(填“大于”“等于”或“小于”)额定功率．
5.
利用如图所示的电路测量额定电压为2.5
V的小灯泡的额定功率．
(1)用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整，要求滑片P向右移动时灯泡变暗________．
(2)连接电路时，开关应________，滑片P应位于________(填“A”或“B”)端．
(3)连接电路后，闭合开关，发现灯泡较亮，电压表和电流表的示数均较大．无论怎样移动滑片P，此现象都不发生改变，则出现这种现象的原因可能是________________________．
(4)改正电路后，移动滑片P，使电压表的示数为2.5
V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W.
6.
某同学按图所示的电路测定小灯泡的电功率，闭合开关S后，他观察到小灯泡不发光，但电流表、电压表指针有偏转．以下判断正确的是(
)
A.
灯泡被短路
B.
灯泡的灯丝断了
C.
灯泡与灯座接触不良
D.
灯泡的实际功率比额定功率小得多
7.
在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连入电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是(
)
A.
电压表的正、负接线柱接错了
B.
电压表的量程选择不合适
C.
电压表坏了
D.
电压表与滑动变阻器并联
8.
襄阳市中考实验操作考试时，实验员为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压为2.5
V的小灯泡(正常发光时电阻约为10
Ω)、规格为“12
Ω 1
A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各1个，新干电池4节，导线若干．
(1)图甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×”
___________．
(2)闭合开关前，应将滑片P移到最________(填“左”或“右”)端．
(3)经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5
V，出现这种现象的原因是________________________．
(4)解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5
V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________W.
(5)测出小灯泡的额定功率后，同学们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不等于其额定功率的1/4，出现这种现象的原因是______________________________．
9.
李芳学完利用伏安法测量电功率后，思考还能不能应用其他方法来间接测量家庭电路中用电器消耗的功率．请你帮她写出实验原理．测量仪器及步骤．
实验原理：____________．
测量仪器：____________．
实验步骤：_________________________________________________
10.
在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压U额＝2.5
V.
(1)图甲是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)小华设计如图乙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空(电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0)．
①只闭合开关________，调节R2，使电压表的示数为2.5
V；
②只闭合开关________，调节________，使电压表的示数仍为2.5
V；
③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额＝____________(用U额、R0、U1、U2表示)．
【答案】
1.
C
【解析】解答：A.
变阻器是可以调节的，而且最小可调节至阻值为零，此时灯泡两端电压等于电源电压，因此该选项不合题意。
B.
电压表量程的大小，不会影响灯泡两端的电压，不合题意；
C.
如果电源电压太低，即使变阻器阻值最小，也有可能达不到灯泡的额定电压，符合题意；
D.
如果灯泡灯丝断开，则灯泡不会发光，故D不符合题意。
点睛：电路连接正确，不是连接故障问题，而是器材的规格问题，从滑动变阻器规格、电源电压等方面考虑．
2.
B
【解析】A项，分析表格，根据的变形公式可知，随电压的增大，电阻也逐渐变大，因此灯丝电阻随电压的增大而增大，故A项错误。
B项，由表可知，灯泡额定电压U=2.5V所对应的电流I=0.32A，根据P=UI可求得，灯泡的额定功率，故B项正确。
C项，灯泡的额定功率是指在额定电压下的功率，不能把四次功率的平均值作为灯泡的额定功率，故C项错误。
D项，由选项A可知，灯丝的电阻随电压的增大而增大，不是定值，根据可得，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为B。
3.
(1).
大于
(2).
d
【解析】试题分析：（1）电源电压要大于灯泡的额定电压，灯泡才能正常工作；（2）当滑片向左移动时，电流表示数减小，连入的电阻增大，则变阻器接入电路的接线柱应是d。
【考点定位】测定小灯泡的功率
4、
(1).
0.625
(2).
大于
【解析】解答：小灯泡的额定电压为2.5V，从表中找出额定电压下的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
因为实际电压3V等于额定电压2.5V，所以实际功率也大于额定功率.
点睛：此题是考查测小灯泡电功率的实验方法的掌握，测电功率要利用电压表测小灯泡两端的电压，利用电流表测通过小灯泡的电流值；在计算的过程中注意单位的统一.
1、本题是有关测电功率的题目，解答此题的关键是要知道测电功率的方法；
2、从表中找出小灯泡额定电压下对应的电流值，利用电功率公式计算额定功率值；
3、当实际电压大于额定电压时，实际功率也等于额定功率.
5、
(1).
(2).
断开
(3).
B
(4).
滑动变阻器接了两个上接线柱
(5).
0.6
(2)连接电路前，开关应断开，滑片滑到最大阻值处，远离下接线柱，滑动B端。
(3)电流表有示数，电路中可能短路，电压表有示数，电压表中间不存在短路，移动滑片没有变化，就可能是滑动变阻器接了两个上接线柱或滑动变阻器短路。
(4)电流表量程为0?0.6A，分度值0.02A，读数为0.24A，由P=UI=2.5V×0.24A=0.6W.
点睛：（1）通过额定电压，确定电压表量程，将电压表并联在灯泡两端，注意正负接线柱，根据滑片P向右移动灯泡变暗，电阻变大，接A接线柱，注意和灯泡串联．
（2）连接电路前，开关应断开，滑片滑到最大阻值处．
（3）电流表有示数，电路中可能短路，电压表有示数，电压表中间不存在短路，移动滑片没有变化，就可能是滑动变阻器接了两个上接线柱．
（4）读出电流表示数，由P=UI计算出电功率．
6、D
【解析】观察到小灯泡不发光，但电流表、电压表指针有偏转。
A、如灯短路，则电压表同时短路，不会有示数，A错误；
B、灯丝断了，电压表串联在电路中，电压表电阻非常大，类似断路，电流表不会有示数，B错误；
C、灯泡与灯座接触不良，相当于断路，与B情况相同，C错误；
选D。
7、D
【解析】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，而是与滑动变阻器并联，故D正确。
8、
(1).
(2).
右
(3).
变阻器的最大阻值过小
(4).
0.6
(5).
灯的电阻随温度的降低而减小
【解析】试题分析：（1）原电路中，灯短路了是错误的，如上图改正；（2）闭合开关前，应将滑片P移到阻值最大处即最右端；（3）根据串联电路电压的规律，当电压表示数为2.5V时，变阻器分得的电压U滑=6V﹣2.5V=3.5V，变阻器的电压是电阻电压的倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻：R滑=1.4×10Ω=14Ω＞12Ω；故闭合开关后，无论怎样移动滑片P，电压表的示数都调不到2.5V，出现这种现象的原因是变阻器的最大阻值过小；（4）解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，则小灯泡的额定功率是：P=UI=2.5×0.24A=0.6W；（5）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，根据P=，故发现测得的实际功率不等于其额定功率的。
【考点定位】电功率的测量；影响电阻大小的因素
9、
(1).
P＝W/t
(2).
电能表、秒表
(3).
将家中的其他用电器与电源断开，仅让这个用电器工作一段时间，记下时间t和对应电能表转的圈数n；(2)参照电能表的规格计算出该用电器的功率P.
【解析】不用伏安法测量电功率,要求间接测量家庭电路中用电器消耗的功率,根据定义可得若能测量出用电器消耗的电能和消耗电能所用时间，即可计算出用电器的电功率，而测量电能的仪器为电能表，测量时间的仪器为秒表，故测量原理
，测量仪器为电能表、秒表，具体实验步骤：将家中的其他用电器与电源断开，仅让这个用电器工作一段时间，记下时间t和对应电能表转的圈数n；(2)参照电能表的规格计算出该用电器的功率P.
点睛：本题考查用电器电功率测量方法，伏安法测量电功率是最常用的电功率测量方法，不用伏安法测量即用定义式去找，从而得出解决问题的方法。
10、
(1).
(2).
S、S1
(3).
S、S2
(4).
R1
(5).
【解析】解答：(1)分析实物图可知，此时灯泡与电流表并联后又与电压表串联，故此时没有电流通过，小灯泡不发光，电压表测的是电源电压约为3V；
为让灯泡与电流表串联，电压表测灯泡两端电压，将小灯泡右侧连线改接到电压表左侧，如下图：
(2))①只闭合小灯泡所在支路,即闭合S、S1,通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，即2.5V；
②利用等效替代的方法,只闭合R1所在支路,即闭合S、S2,通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压,即2.5V,此时R1=RL；
③将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数为U1;再将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数为U2,根据串联分压的原理：=,解得,R1=；
小灯泡额定功率的表达式P额====
点睛：（1）分析电路图可知，电压表也串联在电路中，故此时没有电流通过；要想有电流通过，必须是灯泡与电流表串联，电压表与灯泡并联；（2）①只闭合小灯泡所在支路，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压，即2.5V；
②只闭合R1所在支路，通过调节滑动变阻器R1使R1两端电压为小灯泡的额定电压，即2.5V；
③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，根据串联分压的原理求出R1的大小，即小灯泡电阻的大小，再利用P=求出小灯泡额定功率．第十八章
第3节
测量小灯泡的电功率
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
基础版（适用于考试得分率低于60%的学员）
教学目的
1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率；
2.通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别；
3.巩固电流表和电压表的操作技能。
重、难点
重点：1．会利用伏安法测定小灯泡的电功率；
2．对实际功率和额定功率的理解。
难点：电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
小明在实验室发现如图所示小灯泡的铭牌已经模糊不清了，偶尔看清“2.5V”字样，但他很想知道则个小灯泡正常工作时的电功率，怎么办呢？同桌的张斌灵机一动，很快帮小明解决了这个问题，聪明的你知道张斌是想出什么办法得出了小灯泡的电功率吗？这节课我们就来解决这个问题。
【新知讲解】
※知识点一：测量电功率
探究一：
测量小灯泡的电功率
1．实验目的：测量小灯泡的电功率；
3．实验原理：
P=
UI_；
（1）既然要测定小灯泡的功率，要测量小灯泡两端的电压可用_电压表__；要测量通过小灯泡的电流可用_电流表；
（2）测量三种情况下小灯泡的实际功率，使小灯泡在额定电压下、
低于
额定电压、
高于
额定电压下发光，测出其功率，观察小灯泡亮度。如果小灯泡上标有“2.5V
0.5W”字样，实验中电源电压应该是
4.5
V,应用
3
节干电池串联。?
（3）电源电压不一定等于小灯泡的额定电压，为了能改变小灯泡两端的电压，还需要___滑动变阻器______；
2．实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电压表_、__电流表__、__滑动变阻器__．
4．实验电路图与实物图：
根据实验要求，请在下面的方框中画出实验原理图。?
（1）实验中滑动变阻器的作用是：
①＿改变灯泡两端的电压和电路中的电流，以便测出不同电压下小灯泡的电功率＿。
②＿限制电流，保护电路＿。
(2)
如果小灯泡上标有“2.5V
0.5W”字样，表明小灯泡的额定电压为
2.5V
,在测量高于额定电压的情况时，不要超出额定电压的1.2倍，那么电压表的量程应选
0—15
V，电流表的量程应选
0—0.6
A，为了不使电压过多的超过额定电压，实验中电源电压应该是
4.5
V,
5．实验步骤：
（1）按电路图连接连接实物图．连接电路过程中，开关应断开。闭合开关前，滑片应移至阻值最大处。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片位置，使电压表的示数低于它的额定电压（如1.5V），，观察__电压表_的示数以及小灯泡的___亮度_______，计算___电功率______并记录在表中．
（2）移动滑动变阻器的滑片位置，使小灯泡两端的电压等于__2.5v__分别记下
电压表
和
电流表
的读数，并观察小灯泡的亮度的变化。计算_额定功率___并记录在表格中．
（3）移动滑动变阻器的滑片位置，，使小灯泡两端的电压高于它的额定电压（如3V），分别记下
电压
和
电流表
的读数，并观察小灯泡的亮度的变化。计算_电功率__并记录在表格中．
物理量
次数灯两端的电压U/V通过灯的电流I/A灯的发光情况灯的实际功率P/W11.50.28较暗0.4222.50.36正常发光0.9330.38亮的刺眼1.14
（4）整理实验器材。
6.分析与论证：?
（1）小灯泡的额定功率是0.9
W，它的功率与电压
和
电流
有关；?
（2）小灯泡的亮度是由
实际功率决定的,灯泡的实际功率随灯泡两端
电压
的改变而改变，当灯泡的实际电压
等于
额定电压时，灯泡的实际功率
等于
额定功率，小灯泡正常发光；当灯泡的实际电压
大于
额定电压时，灯泡的实际功率
大于
额定功率，小灯泡很亮，小灯泡两端的电压不能超过1.2U额，否则
会烧坏灯泡
；当灯泡的实际电压
小于
额定电压时，灯泡的实际功率
小于
额定功率，小灯泡较暗。
7.
实验结论
（1）不同电压下，小灯泡的_电功率不同，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。
探究二：测量灯泡的电功率与定值电阻的实验比较
比较相同点不同点项目滑动变阻器的作用测量的物理量实验方法实验原理实验结论多次测量目的测量灯泡的电功率调节灯泡两端电压，保护电路电压?电流伏安法P=UI?灯泡亮度决定于灯泡的实际功率灯泡两端的实际电压决定灯的实际功率，从而影响灯的亮度测量定值电阻阻值改变电阻的电压电流值，保护电路电压电流伏安法欧姆定律电阻大小与电压电流大小无关求出电阻平均值，减小误差
【精讲点拨】
1.理解电功率的意义：用电器两端的实际电压决定实际功率，实际功率是用电器消耗电能的快慢，决定用电器转化成其他形式能的快慢，也就决定用电器的工作状态。
2.伏安法测小灯泡的电功率与伏安法测小灯泡的电阻的实验的异同：（1）相同：①伏安法；测量的物理量相同；②电路图相同；③滑动变阻器的作用相同。（2）不同点：①实验目的不同；②原理不同；③电表量程选择不同。
◎例题
【例1】在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V，电源为两节新干电池。
（1）请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整。要求滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小。
（2）在连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中的两个操作不当之处：
①
；
②
。
（3）改正不当操作后，连续4次测量，测得的数据和观察到的现象如下表所示，其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为
A；小灯泡的额定功率是
W。
实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡发光情况11.50.24很暗22较暗32.50.28明亮430.31很亮
（4）通过实验发现，小灯泡两端的
越大电功率越大，灯泡越
。
【答案】（1）如上所示；（2）①连接电路时开关没有断开；②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；（3）0.26；
0.7；（4）电压；亮。
【解析】（1）滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小，故变阻器滑片以左电阻丝连入电路中，如下所示：
（2）在连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中的两个操作不当之处：
①连接电路时开关没有断开；
②滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处；
（3）其中第2次测量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0.26A；灯在额定电压下的功率为额定功率，由表中数据，小灯泡的额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.28A＝0.7W；
（4）纵向分析表中数据，小灯泡两端的电压越大电功率越大，灯泡越亮。
?练习
1．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（ ）
A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系
B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比
C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较
D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同
【答案】B。
【解析】A、从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；
B、根据本实验的现象和数据，可以得出“电流相同时，电压越大，用电器的电功率越大”；由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以无法得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论，故B错误；
C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大。故C正确；
D、两灯泡串联，流过它们的电流相同，LI、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确。
2、用标有“2.5V”小灯泡，进行“研究小灯泡的电功率”实验。（允许加在小灯泡两端的最大电压
为1.2U额）
（1）进行实验：
①如图1是未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，正确连接图中实物电路。
②如图2，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是 0.32 A，灯泡额定功率是 0.8 W。
（2）通过实验得到：灯泡实际功率越大，灯越亮。试从能量转化角度解释“灯泡实际功率越大，灯越亮”的原因。
（3）以小灯泡为例，用数据说明选用电流表0.6A而不用3A量程的理由。
【答案】（1）①如下所示；②0.32；0.8；
（2）电流做功的过程就是电能转换为其它形式能的过程，灯泡实际功率越大，表示单位时间电流做的功越多，即转化成的光能越大，故灯越亮；
（3）由欧姆定律，灯正常发光时的电阻为：R＝＝＝A，在3V电压下通过灯的电流小于I′＝＝≈0.384A＜0.6A．故用电流表0.6A而不用3A量程。
【解析】（1）①变阻器按一上一下接入电路中，电压表与灯并联，如下所示：
②如图2，电流表选用小量程，分度值为0.02A，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数是0.32A，灯泡额定功率是：
P＝UI＝2.5V×0.32A＝0.8W；
（2）电流做功的过程就是电能转换为其它形式能的过程，灯泡实际功率越大，表示单位时间电流做的功越多，即转化成的光能越大，故灯越亮；
（3）由欧姆定律，灯正常发光时的电阻为：
R＝＝＝A，允许加在小灯泡两端的最大电压为1.2U额＝3V，因灯的电阻随温度的升高而变大，故在3V电压下通过灯的电流小于：
I′＝＝≈0.384A＜0.6A。
故用电流表0.6A而不用3A量程。
§知识小结
【课堂检测】
1.(2019
四川省巴中市)下列说法错误的是（ ）
A．电荷的定向移动形成电流
B．串联电路中电流处处相等
C．灯泡亮度由灯泡的实际功率决定
D．导体的电阻跟导体两端电压成正比
2.(2019
四川省巴中市)如图所示电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片向左移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电路总功率变小
B．电压表示数变大
C．电压表与电流表示数的比值不变
D．电流表示数变大
3.2019
四川省广安市)如图所示，电源电压不变，L1、L2两个灯泡的规格相同。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P都从中点向右滑动的过程中，关于两灯的亮度情况，说法正确的是（ ）、
A．L1始终比L2暗
B．L1始终比L2亮
C．L1和L2都变暗
D．L1和L2都变亮
4.2019
四川省凉山州)如图所示电路，电源电压恒定，L1（4V
1W）、L2（2V
1W）串联，灯丝电阻保持不变，电压表和电流表连接完好。当闭合开关S时，其中一只灯泡能正常发光，则此时电压表和电流表的示数分别为（ ）
A．1V
0.5A
B．2V
0.25A
C．4V
0.5A
D．1V
0.25A
5．2019
四川省
自贡市)某房间原来只接有一只标有“PZ220﹣40”的灯泡，小明又用一只完全相同的灯泡，将它俩串联在一起，在电源电压不变的情况下，房间内的总亮度将（ ）
A．变亮
B．变暗
C．不变
D．无法确定
6.2019
淄博市）如图所示，电源电压为12V，滑动变阻器的规格为“50Ω
2A”，L1和L2分别标有“6V
3W”和“6V
9W”的字样，闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片，在保证电路安全的情况下（不考虑温度对灯丝的影响），下列说法正确的是（
）
A.
L2能正常发光
B.
滑动变阻器接入电路的最小阻值是8Ω
C.
电流表示数的变化范围是0~0.5A
D.
电路消耗的最大功率是12W
7(2019湖北省咸宁市)如图所示,电源电压U保持不变,电阻R为定值电阻。如果再给R连接一个电阻,接入电路中,使电路消耗电功率的增加量较小,可行的是(
)
A.
给R串联一个较小电阻
B.
给R串联一个较大的电阻
C.
给R并联一个较小的电阻
D.
给R并联一个较大的电阻
8
(2019
湖南省娄底市)某小灯泡上标有“6V
6W”字样，其电流随两端电压变化关系的曲线如图所示，则当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯的电流为______A，此时小灯泡的电阻为______Ω。
9(2019年
东省威海市)将分别标有“6V，6W“和“3V，3W”的甲、乙两只灯泡串联接在电压为3V的电源两端，
灯更亮；若并联接在该电源两端，两灯消耗的功率之比P甲：P乙＝
。（忽略温度对灯丝电阻的影响）
10.（2019
山东聊城市）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω
1A“的A滑动变阻器和“50Ω
2A“的B滑动变阻器，电源电压为6V。
（1）本实验中应选择______滑动变阻器（选填“A”或“B”）。
（2）请你用笔画线代替导线将如图甲中的实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大。
（3）连好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表均有示数。接下来应进行的操作是______。
A．断开开关，更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（4）问题解决后，继续进行实验，发现电压表的示数如图乙所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向______（选填“右”或“左”）端移动，直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
（5）实验中多次测量的目的是______。
A．测不同电压下小灯泡的实际功率
B．多次测量求平均值，减小误差
【答案】
1.D
【解析】A．电流是由电荷的定向移动形成的，故A正确；
B．串联电路中各处的电流相等，故B正确；
C．灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，故C正确；
D．导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，故D错误。
2.A
【解析】由电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器并联，电压表测电源两端的电压，电流表测干路电流，因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表的示数不变，故B错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以，滑片移动时，通过R的电流不变，
当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过滑动变阻器的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路电流变小，即电流表A的示数变小，故D错误；
电压表的示数不变、电流表A的示数变小，则电压表与电流表示数的比值变大，故C错误；
电源电压保持不变，干路电流变小，由P＝UI可知，电路总功率变小，故A正确。
3.A
【解析】图示电路中灯泡与滑动变阻器的连接方式分别为串联和并联；灯泡的实际功率决定灯泡的明暗程度。
左图：灯泡L1与滑动变阻器串联，右图：灯泡L2与滑动变阻器并联。
已知两只灯泡规格相同，也就是电阻相同，滑动变阻器滑片没有移动时，L1两端电压小于L2两端电压，由P＝知，L1实际功率较小，发光较暗；
当滑片从中点向右滑动的过程中，左图中滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中的电流减小，根据功率的计算公式P＝I2R可得，R不变，I减小，因此灯泡L1的实际功率减小，即灯泡的亮度变暗；
右图中并联电路中各支路用电器互不影响，或根据P＝进行分析，R和U都不变，因此灯泡L2的实际功率不变，故灯泡的亮度不变。因此L1始终比L2暗。
4.D
【解析】由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为I10.25A，I20.5A，
R24Ω，两灯泡串联，能正常发光的额定电流小的灯泡L1，则此时L1（4V
1W）两端电压为4V；
电流表测量电路中的电流，则电流表的示数I＝0.25A；
电压表测量灯泡L2两端电压；则L2两端电压U2＝IR2＝0.25A×4Ω＝1V，故选：D。
5．B
【解析】因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，两灯泡串联时的总电阻大于其中一个灯泡的电阻，
在电源电压不变的情况下，由P＝UI＝可知，电路的总功率变小，房间内的总亮度变暗。故选：B。
6.B
【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡L1、L2串联，电流表测电路中的电流。
A．由P=UI可得，灯泡的额定电流分别为：；
,滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的最大电流为I最大=I额1=0.5A，则L1能正常发光；故A错误；
B．此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据
可得，最小总电阻：；灯泡的电阻分别为：
因串联电路的总电阻等于各电阻之和，
所以变阻器接入电路中的最小阻值：R滑小=R总小-R1-R2=24Ω-12Ω-4Ω=8Ω；故B正确；
C．当滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，则R总大=R滑+R1+R2=50Ω+12Ω+4Ω=66Ω；电路中的最小电流：
，所以，电流表示数的变化范围是
，故C错误；
D．电路消耗的最大功率：P最大=UI最大=12V×0.5A=6W，故D错误。
7、D
【解析】由公式可知电路中总电阻越小，功率越大，为使电路消耗电功率的增加量较小应使电路中总电阻稍稍减小，因为串联电路总电阻等于各电阻之和，并联电路总电阻小于各支路电阻，可知应给R并联电阻，由并联电路电阻特点可知应给R并联一个较大的电阻，才能使电路消耗电功率的增加量较小。
8
、0.5
?
4
【解析】由图象可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过的电流I=0.5A；
由图象可知，当小灯泡两端的电压为2V时通过的电流，由I=可得，此时小灯泡的电阻：
R===4Ω。
9、甲；1：2。
【解析】（1）由P＝可得，两灯的电阻分别为：R甲＝＝＝6Ω，R乙＝＝＝3Ω，
若两灯串联，因串联电路中电流处处相等，R甲＞R乙，由P＝I2R可得P甲实＞P乙实，所以甲灯比乙灯更亮；
（2）若并联接在该电源两端，并联电路中各支路两端电压相等，即U并甲＝U并乙，
由P＝UI＝可得，两灯消耗的功率之比：
P并甲：P并乙＝：＝×＝＝＝。
10.（1）B；（2）见图；（3）C；
（4）右；0.45；（5）A。
【解析】（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：
I===0.25A，根据串联电路电压的规律，灯正常发光时，变阻器分得的电压为：U'=6V-2.5V=3.5V，由欧姆定律可得此时变阻器连入的阻值R===14Ω＞10Ω，故选用“50Ω
2A”的滑动变阻器B；
（2）实验中滑动变阻器、电流表应串联在电路中，灯泡正常工作电流约0.25A，所以电流表应使用0-0.6A量程，由滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大，所以应将其右下接线柱接入电路中，实物图如图所示；
（3）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没损坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（4）闭合开关，由图乙知，电压表量程0-3V，分度值0.1V，电压表示数为1.7V，小于灯的额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，由串联电路电压的规律，应增大灯的电压减小变阻器分得的电压，根据分压原理，应减小变阻器分得的电压，应将滑动变阻器滑片向右端移动，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光；
由图丙知，电流表分度值为0.02A，此时示数为0.18A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.18A=0.45W；
（5）灯泡两端电压不同时其实际功率不同，多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的实际功率，从而得到灯泡亮度也实际功率的关系。故选A。
故答案为：（1）根据小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω由欧姆定律求灯的额定电流，根据串联电路电压的规律，求灯正常发光时变阻器分得的电压为，由欧姆定律，求变阻器连入电路中的电阻，确定变阻器选用的规格；
（2）实验中滑动变阻器、电流表应串联在电路中，根据灯泡正常工作电流确定电流表量程，由滑片P向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变大确定变阻器的接线柱；
（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（4）灯在额定电压下正常发光，比较电压与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；根据电流表小量程读数，由P=UI求灯的额定功率；
（5）改变灯泡两端的电压，测得流过灯泡的电流，由P=UI可求出不同电压下灯泡的实际功率。
【课堂总结】
【家庭作业】
1.
小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7W～l2W之间，小佳按如图所示甲的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6A、3A两档，电压表有3V、l5V两档，将它们连入电路时，小佳作了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图的乙、丙所示，则(
)
A．小灯泡额定功率为7.5W
B．在5V时小灯泡的功率为7.5W
C．在1V电压下小灯泡功率7.5W
D．在5V时小灯泡功率为1.5W
2．如图所示，闭合开关S后，灯泡L发光，现把滑动变阻器的滑片P向a端移动，则灯泡L的亮度与电流表示数的变化情况是：（
）
A、灯泡L变亮，电流表示数变大???
B、灯泡L变暗，电流表示数变小
C、灯泡L变亮，电流表示数变小???
D、灯泡L变暗，电流表示数变大
3.
按如图所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现下列两种情况：
(1)一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数．出现这种故障的原因是
．
(2)另一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡比正常工作时亮，这说明他在闭合开关前没有
．
4.
图甲是某同学做“测量小灯泡的电功率”实验的电路图，所用的小灯泡标有“2.5V”字样．
（1）此实验中电压表的量程应选
（选填“0～3V”或“0～15V”）；
（2）一位同学连接好电路，在闭合开关后调节滑动变阻器的过程中，发现小灯泡逐渐变亮，而电压表示数逐渐变小，这说明他在连接线路时
；
（3）改正电路后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则此时灯泡的实际功率为
W；若要测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向
（选填“a”或“b”）移动，直到电压表的示数为
V，若此时电流表指针的位置如图乙所示，其示数为
A，则小灯泡的额定功率为
W.
5．如图所示，要测量小灯泡的电功率，提供的器材包括：小灯泡(2.5V，0.5A)，电源(电压为3v)，电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干。
1）滑动变阻器置于最大阻值的作用是__________。若闭合开关后，发现电压表的指针快速打到左边无刻度处，这是由于电压表___________________。
（2）排除故障后，为测定小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片使得电压表示数为_______V。测得小灯泡正常发光的电流是0.2A，则小灯泡的额定功率为______W；滑片向左滑动的过程中，小灯泡的实际功率______（选填“变大”、“变小”或“不变”），亮度__________（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
（3）不改变上面连好的电路，用它还可以完成的实验是________________。
（4）实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测量，这样做是为了_____________________。
【答案】
1.
B
【解析】根据题意可知，电流表选择3A量程，电压表选择15V量程，即此时灯泡电压为5V，电流为1.5A，在5V时小灯泡的功率为P=UI=5×1.5=7.5W，电阻，小灯泡额定功率，在1V电压下小灯泡功率，所以选B.
2．A
【解析】由图可知灯L与滑动变阻器串联，滑动变阻器的滑片P向a端移动时，其连入电路中的电阻变小，则电路中的总电阻R=R滑+RL变小，因此由欧姆定律I=可知，电路中的电流变大；因为灯泡的电阻不变，所以灯泡L的实际功率为PL实=I2RL变大，因此小灯泡的亮度变亮．故选A．
3.
(1)ab段电路发生了断路
(2)将滑动变阻器的阻值放在最大
【解析】分析：（1）开关闭合时，发现灯不亮，说明电路有开路．
电压表有示数，电压表的正负接线柱到电源正负极的电路是连通的，说明ab之间开路；电流表无示数，是因为把电压表通过灯丝、导线接在电源正负极上，电压表的电阻无限大，使得电路中的电流为0．
（2）在闭合开关时发现小灯泡比正常工作时亮，说明电路完好，只是滑动变阻器的电阻没有全连入，使得灯两端的电压过大造成的．
解答：解：（1）∵开关闭合灯不亮，
∴电路中有开路，
∵电压表有示数，
∴电压表的正负接线柱到电源正负极的连接是连通的，
∴a、b之间的电路发生了开路；
（2）没有将滑动变阻器的滑片移动到使电路中电阻最大的位置，使得灯两端的电压过大、实际电功率过大，使灯的亮度比正常工作时亮．
故答案为：(1)ab段电路发生了断路
(2)将滑动变阻器的阻值放在最大
4.
（1）0～3V（2）误将电压表并联在滑动变阻器的两端（3）0.2W
a
2.5V
0.22A
0.55W
【解析】（1）由灯泡的铭牌可知额定电压为2.5V＜3V，所以电压表的量程为0～3V，
（2）分析电路可知：灯与滑动变阻器是串联的，在调节滑动变阻器时，灯泡逐渐变亮，说明电路中电流变大，由欧姆定律知，灯两端电压变大，而电压表的示数变小，说明电压表不是测灯两端电压，而电源电压是不变的，由U滑↓=U总-U灯↑，可知电压表不是接在小灯泡的两端，而是接在滑动变阻器两端。
（3）灯的实际功率：P实=U灯I灯=1V×0.2A=0.2W。因灯两端电压1V小于灯的额定电压，要使小灯泡达到额定功率，则小灯泡两端的电压要达到2.5V，即要使灯泡两端电压增大，根据串联电路分压的关系，那么滑动变阻器的电压就要减小，故滑动变阻器电阻要变小，因此应将滑动变阻器的滑片P向a移动，直到电压表的示数为2.5V。由图可知，电流表所接的量程为0~0.6A，分度值为0.02A，故电流表的示数为0.22A，灯泡的额定功率：P额=U额I额=2.5V×0.22A=0.55W。
5．（1）保护电路；正负接线柱接反；（2）2.5；0.5；变小；变暗；（3）伏安法测电阻；（4）探究灯泡在不同电压下的功率
【解析】
试题分析：（1）滑动变阻器的阻值调到最大是为了保护电路，不至于因电流过大而烧坏用电器；电压表指针反偏，说明其正负接线柱接反；
（2）要测定小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V；
小灯泡的额定功率为：
；向左移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中电流减小，根据公式可知小灯泡的实际功率变小，亮度变暗；
（3）此电路还能完成伏安法测电阻的实验；
（4）本实验多次测量的目的是为了探究灯泡在不同电压下的功率，从而得出“小灯泡的亮度是由它消耗的实际功率决定的”这一结论。第十八章
第3节
测量小灯泡的电功率
辅导科目
物理
年
级
九年级
教材版本
人教版
讲义类型
提升版（适用于考试得分率在60%——80%以内的学员）
教学目的
1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率；
2.通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别；
3.巩固电流表和电压表的操作技能。
重、难点
重点：1．会利用伏安法测定小灯泡的电功率；
2．对实际功率和额定功率的理解。
难点：电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用
授课时长
建议授课时长2小时
教学内容
【课程导入】
实验室所使用的小灯泡往往只标明其额定电压而不标明其额定功率，如小灯泡标明的是2.5V，有没有办法测定它的额定功率呢？
师:那么怎样测量小灯泡的电功率呢?
生：利用P=UI，用电压表和电流表分别测出电压和电流，计算出电功率。
师:同学们在上一章已经测量过小灯泡的电阻.也是同时测量灯泡两端的电压和电流，还记得是怎么测量的吗?
生:伏安法，
师：本节课就用伏安法来测量小灯泡的额定功率和实际功率.
【新知讲解】
※知识点一：测量电功率
一、用“伏安法”测量小灯泡的电功率
1.实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率，并加以比较。
师：小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小。?测哪些功率有代表性呢？
分别测量以下三种情况下的实际功率即可：
（1）使小灯泡在额定电压下发光，测出其功率，观察小灯泡亮度。?
（2）使小灯泡两端电压高于额定电压的，测出其功率，并观察小灯泡亮度。
（3）使小灯泡两端电压低于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。
2.实验原理：P=UI
根据这一原理，只要测出小灯泡两端的电压和与之对应的电流就能知道小灯泡的电功率.那么，这个实验需要哪些器材？
3.实验器材：待测小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干.
（1）．要使小灯泡发光，该如何连接？
（2）．要测量小灯泡的电压和电流，该如何设计电路图？
（3）．要使小灯泡两端达到额定电压，电源电压应该是多大，需要几节干电池串联？
（4）．要改变小灯泡两端的电压，该在电路中连入一个什么器材？
（5）．怎样知道小灯泡在额定电压下发光，？看谁？通过谁来调节？
4.实验电路：
（1）滑动变阻器起什么作用？
①改变电路中的电流和灯泡两端的电压，以便测量小灯泡在不同电压下的。
②保护电路。
（2）电压表、电流表的量程如何选择？
电压表的量程选择根据小灯泡的额定电压来选择：比如额定电压是2.5V,实际电压不能超出额定电压的1.2倍。那就是U最大=3V,选择0—15V的量程；电流表的两量程，根据额定电流来选择，比如，标定额定电流是0.3A，电流表选择0—0.6A的两成即可。
（3）电源电压选择几节电池串联？
因为需要测量高于额定电压的实际功率，U最大=3V，所以至少要3节电池串联。可以通过滑动变阻器来控制小灯泡两端的电压。
5．实验步骤：
（1）.按电路图连接实物电路。
(2)．闭合开关，调节滑动变阻器，此时注意观察电压表的示数，使小灯泡两端电压低于额定电压（U=1.5V），观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。
(3)．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压(U额=2.5V)，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。
（4）．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍(U=3V)，观察并做记录。
（5）.分析实验数据，论证交流得出实验结论。
（6）．评估交流，断开开关，整理实验器材，写实验报告单。
【注意事项】
连接实物电路时，应注意：
①．连接电路过程中开关应始终处于断开状态；
②．选用的电源电压应高于灯泡的额定电压；而滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流，最大阻值也应与小灯泡的电阻差不多，这样就能使滑动变阻器的调压效果明显.
③连接实物电路的过程中，要将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，以防止电路中电流过大.
④合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。滑动变阻器滑片移动要有一定的规律（使灯泡两端的电压逐渐减小或逐渐增大），记录的电压值和电流值要一一对应.
⑤调节小灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时实验时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡.
6.
实验数据记录：
灯的规格：U额=2.5
V
物理量
次数灯两端的电压U/V通过灯的电流I/A灯的发光情况灯的实际功率P/W11.50.28较暗0.4222.50.36正常发光0.9330.38亮的刺眼1.14
7.分析数据，总结交流
教师总结：
（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.
（3）小灯泡实际功率与额定功率的关系：
二、用“伏安法”测量发光二极管的电功率
1.设计电路图
注意发光二极管的极性，二极管具有单向导电性，只有正向接，才会导通。通过发光二极管的引脚长短来判断，脚长的是正极，脚短的是负极。
2.根据电路连接实物，测量二极管的电流，选用毫安表。
3.闭合开关，调节滑动变阻器，此时注意观察电压表的示数，测量三组电压和对应的电流值，观察发光二极管的发光情况，和小灯泡发光亮度相当，记录电流表、电压表示数。
4．处理数据，计算出电功率，和小灯泡的电功率对比。
物理量
次数灯两端的电压U/V通过灯的电流I/A二极管发光
情况灯的实际功率P/W11.20.004较暗0.00421.60.006正常发光0.01032.00.009偏亮0.018
5.分析数据
得到结论：
小灯泡与发光二极管，在亮度相当的情况下，发光二极管消耗的电功率较小。
小灯泡是钨丝在炽热状态下发光，大部分电能转换成内能，发光效率很低（约15%）。
发光二极管是电子与空穴在其内复合而发光，发光效率很高（约90%），即同样的亮度只需消耗很小的电功率。
【拓展延伸】 实验探究是学习物理的一种重要方法,而实验离不开测量,对某个物理量往往需要进行多次测量,虽然多次测量的目的各不相同,却是有规律可循的.物理实验探究中多次测量主要有两个目的:一是为了求平均值减小误差;二是为了寻找普遍性规律.由于不同物理量之间内在联系的多样性和复杂性以及少数几次测量往往具有一定的偶然性、片面性,如果仅仅通过少数几次测量就轻易做出结论,结论往往是不科学、不全面甚至是错误的,所以为了全面科学地探究各物理现象的规律,要求我们必须进行多次测量.比如测量小灯泡的电功率中多次测量就是第二个目的,而“伏安法”测电阻多次测量则是为了减小误差.
◎例题
【例1】小明同学为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系，设计了如图甲所示的实验电路，小灯泡标有“2.5V”的字样。
（1）图甲是小明连接的实验电路，同组的小红同学发现图中有一根导线连接错误，请你在这根导线上打“×”，并在图中改正。
（2）电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，而电流表有示数，电压表没有示数，则可能的故障是
。
（3）排除故障后继续实验，小明进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在如下表格中。当电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，请根据电流表的示数把表格补充完整。
实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电功率P/W灯泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.7较暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮
（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是
。
（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是
。
（6）此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻还能完成的探究实验是
。
【答案】（1）如下图所示；（2）灯泡短路；（3）如上表所示；（4）灯的实际功率越大，灯越亮；（5）灯的电阻随温度的变化而变化；（6）电压一定时，电流与电阻的关系。
【解析】（1）原电路中，电压表测电源电压是错误的，电压表应测灯的电压，如下所示：
（2）电路连接正确后，闭合开关，而电流表有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，电压表没有示数，则可能的故障是灯泡短路；
（3）当电压表示数为1.7V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.24A，由欧姆定律，灯的电阻：R＝＝≈7.1Ω；灯的功率：P＝UI＝1.7V×0.24A≈0.41W；
实验序号电压U/V电流I/A电阻R/Ω电功率P/W灯泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.70.247.10.41较暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮
（4）根据实验目的分析实验数据及现象，可得出的结论是灯的实际功率越大，灯越亮。
（5）实验中小灯泡的电阻变化的原因是灯的电阻随温度的变化而变化；
（6）此实验中将小灯泡换成5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，可控制电阻电压一定，故还能完成的探究实验是：电压一定时，电流与电阻的关系。
?练习
1、小雷想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关。于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图1所示的电路进行探究：
（1）请用笔画线代替导线，根据图1所示电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的
（选填“AB“或“CD”）接线柱接入了电路。
（3）小雷排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
次数电压U/V电流I/A实际功率P/W电阻R/Ω11.60.200.328.0022.00.220.449.0932.50.240.6010.42
小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。
结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越
（选填“大”或“小”）；
（4）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变
表的量程，结果发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似；
（5）有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确”，这种说法错误的原因是其忽略了
的影响。
【答案】（1）见下图；（2）AB；（3）大；（4）电压；（5）灯丝的电阻随温度升高而增大。
【解析】（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连，如下图所示：
（2）闭合开关，灯L1几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大，并且移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱。
（3）从实验1→实验2→实验3，灯泡越来越亮，灯泡实际功率越大；
（4）用L2替换L1重复上面的实验时，L2的额定电压是3.8V，需要改变电压表的量程；
（5）灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义，该同学忽略了温度对电阻的影响；
§知识小结
【课堂检测】
1.(2019
黑龙江省七台河市)甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V
3W”和“4V
2W”字样，现在把它们按不同方式接在不同电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列判断错误的是（ ）
A．若把它们并联在4V电路中，乙灯正常发光
B．若把它们并联在4V电路中，甲灯比乙灯亮
C．若把它们串联在10V电路中，两灯都可以正常发光
D．若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮
2.(2019
甘肃天水市)如图甲所示的电路，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，电压表与电流表示数的变化关系如图乙所示，则下列说法中正确的是
A.
R1的阻值是20Ω
B.
当电流表的示数是0.4A时，R2接入电路的阻值是30Ω
C.
电源电压是16V
D.
该电路的最大电功率为7.2W
3.（2019
山东省聊城市）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，下列判断正确的是（ ）
A.
电压表示数变小
B.
电压表示数不变
C.
灯泡L的亮度不变
D.
电压表与电流表A示数比值变小
4.(2019山东省东营市)如图所示，测量小灯泡电功率的电路图，电源电压恒为6V，电流表量程0～0.6A，电压表量程0～3V，滑动变阻器规格“50Ω
1A”，小灯泡规格“2.5V
0.625W”，若不考虑小灯泡阻值随温度的变化，小灯泡两端电压不允许超过额定值，闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．滑片向右滑动，电流表示数变小，电压表示数变大
B．电流表的示数允许变化范围是0.1～0.25A
C．滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24～50Ω
D．电路的最大电功率是2.5W
5.(2019
哈尔滨市)如图甲，R1为定值电阻，Rp为滑动变阻器，闭合开关，Rp的滑片从一端移动到另一端，得到电压与电流图像如图乙，下列说法正确的是（
）
A.
电源电压为3V，R1阻值为1.8Ω
B.
电路消耗的最小功率为0.2W
C.
当Rp总阻值的3/5接入电路时，它与定值电阻消耗的功率之比为6:5
D.
当电流为0.4A时，R1与Rp连入电路的阻值之比为1:2
6.(2019
烟台市)标有“6V
1.5W”的小灯泡，通过它的电流随两端电压变化的关系如图所示，若把这样的三只灯泡串联起来，接在12V的电源两端，灯泡的电阻及实际功率约为
A.24Ω
0.67W
B.20Ω
0.8W
C.24Ω
0.96W
D.20Ω
0.67W
7.（2019哈尔滨市）在安全工作条件下，将“2.5V
0.3A”小灯泡L1和“3.0V
0.3A”小灯泡L2串联在电路中工作，通过两灯的电流之比为_________；若将L1和L2并联在另一电源下工作，则L1和L2能消耗的总功率最大值为_________W.（设灯丝电阻不变）
8.（2019
天津市）如左图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移动到b端的整个过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图象如右图所示。则电阻的阻值为______；当变阻器滑片P处于a端时，电阻消耗的电功率为_____W。
9.（2019
四川内江市）如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1的阻值为30Ω，小灯泡L标有“9V，4.5W”字样（小灯泡的电阻不变）。只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移至最右端时，小灯泡L恰好正常发光，则电源电压为
V；闭合开关S、S1、S2，滑片P移至最左端时，电路消耗的总功率为8.1W；只闭合开关S，移动滑片P，当滑动变阻器消耗的电功率为1W时，小灯泡消耗的电功率为
W。
10.（
2019眉山市）测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A、O～3A）、电压表(O～3V
0～15V)、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法。
（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，接下来应进行的操作是___________。
A．检查灯泡是否断路
B．检查灯泡是否短路
C．检查开关接触是否良好
D．移动滑动变阻器的滑片
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为___________A.小灯泡的额定功率为___________W，小灯泡正常发光的电阻为___________Ω。
（4）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：
①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝___________（用I额、I1、I2、R表示）
【答案】
1.B
【解析】由P＝UI可得，两灯泡的额定电流分别为：I甲＝＝＝0.5A，I乙＝＝＝0.5A，
由I＝可得，两灯泡的电阻分别为：R甲＝＝＝12Ω，R乙＝＝＝8Ω。
AB、两灯泡并联在4V电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，所以，只有乙灯泡能正常发光，其实际功率为P乙实＝P乙＝2W；
甲灯泡不能正常发光，其实际功率为P甲实＝＝≈1.33W＜P乙实，
所以乙灯比甲灯亮，故A正确，B错误；
CD、两灯泡串联在10V电路时，两灯的总电阻为R＝R甲+R乙＝12Ω+8Ω＝20Ω，
此时电路中的电流为I串＝＝＝0.5A，因串联电路中各处的电流相等，且此时的电流与两灯泡的额定电流相等，所以，两灯泡可以同时正常发光；此时两灯实际功率都等于各自的额定功率，因为P甲＞P乙（即3W＞2W），所以甲灯较亮，故C、D正确。
2.A
【解析】分析电路知道，滑动变阻器R2的和定值电阻R1组成串联电路，电流表测量串联电路电流，电压表测量滑动变阻器R2的电压，在滑动变阻器R2的滑片P从B向A滑动的过程中，接入电路中的电阻值减小，电压表示数减小，电流表示数增大。
AC．当滑片在B端时，电源电压为：U=0.2AR1+14V，
当滑片在A端时，电源电压为：U=0.9AR1，
解得R1=20?，电源电压U=18V，A选项正确，C错；
B．当电流表为0.4A时，R2接入电路电阻为25
?，B错；
D．电流增大时，电路中的功率增大为：P=UI=18V×0.9A=16.2W，D错。
3.D
【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表V1测电源两端的电压，电压表V2测R两端的电压，电流表测电路中的电流，因电源电压保持不变，所以，滑片移动时，电压表V1示数不变，故A错误；
当滑动变阻器的片P向左滑动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路的总电阻变小，由I=可知，电路中的电流变大，即电流表A的示数变大，则电压表V1与电流表A示数比值变小，故D正确；
变阻器接入电路中的电阻变小，由串联电路的分压特点可知，R两端分得的电压变小，即电压表V2示数变小，故B错误；
电源电压不变，R两端分得的电压变小，则灯泡L两端的电压变大，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P=UI可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故C错误。故选：D。
4.B
【解析】由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大时，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小；根据U＝IR可知灯泡两端的电压变小，即电压表示数变小；故A错误；
（2）根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额＝＝＝0.25A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为Imax＝0.25A，
由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝10Ω，
电路中的总电阻：Rmin＝＝＝24Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R滑min＝Rmin﹣RL＝24Ω﹣10Ω＝14Ω；故C错误；
该电路的最大功率：Pmax＝UImax＝6V×0.25A＝1.5W，故D错误；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：
Imin＝＝＝0.1A，则电流表示数的变化范围是0.1A～0.25A，故B正确。故选：B。
5.C
【解析】由图像可知，R1与Rp串联，电压表测R1两端电压，由串联电路分压，且电压比等于电阻比可知，当滑动变阻器电阻减小时，R1两端电压增大，当滑动变阻器阻值为0时，R1两端电压最大，由图乙可知此时电压为3V，即电源电压为3V，R1阻值为
；当滑动变阻器接入电阻最大时，由串联电路分压可知R1两端电压最小，由图乙可知，此时滑动变阻器两端电压为3V-1V=2V，电路中电流为0.2A，因此滑动变阻器最大阻值为，由公式
可知电压不变，总电阻越大，功率越小，因此电路消耗的最小功率为；当Rp总阻值的3/5接入电路时即Rp=6Ω，因为串联电路电流相同，由公式可知
；由串联分压可知当电流为0.
4A时，滑动变阻器两端电压为3V-2V=1V，则此时滑动变阻器电阻为，R1与Rp连入电路的阻值之比为5Ω：2.5Ω=2:1。
6.C
【解析】因为三只灯泡串联且规格相同，则它们的电流和电阻都相同，所以这三只灯泡两端的电压都相同，根据串联电路电压规律可知，每只灯泡两端的电压都为4v；由图像可知，当U=4v时，I=0.2A，则小灯泡的电阻：，小灯泡的电功率：P=UI=4v×0.2A=0.8W。故选：B。
7.
(1).
1：1
；
(2).
1.375。
【解析】因为串联各处电流相等，所以小灯泡L1和小灯泡L2串联在电路中工作通过两灯的电流之比为1:1。小灯泡L2电阻值为
，因为并联电路各用电器电压等于总电压，因此为了不烧坏灯泡，电源电压最大为2.5V，此时小灯泡L1功率为
，小灯泡L2功率为:
，电路总功率为各用电器功率之和，即：
。
8.
(1).
10
；
(2).
0.1。
【解析】根据欧姆定律可知，电阻R1的阻值等于其两端电压与流经电流之比，R1==10Ω；根据电功率P=UI，可得当变阻器滑片P处于a端时，电阻R1消耗的电功率为P1=1×0.1W=0.1W。
9.9；2。
【解析】根据实物图画出电路图如下：
只闭合开关S，滑动变阻器的滑片P移至最右端时，电路中只有灯泡，又小灯泡L恰好正常发光，所以电源电压U＝U额＝9V；小灯泡L标有“9V，4.5W”字样，则灯泡电阻RL＝＝＝18Ω，
只闭合开关S，灯泡与滑动变阻器串联，电流相同，都为I，则灯泡此时电压IRL，滑动变阻器电压为9V﹣IRL，
滑动变阻器消耗的电功率为：P滑＝U滑I＝（9V﹣IRL）I＝（9V﹣I×18Ω）×I＝1W，
整理得，18I2﹣9A×I+1A2＝0，解得I1＝A，I2＝A，又有闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器与R1并联，滑动变阻器在最大阻值处，电路总功率8.1W，P1+P滑′＝8.1W，+＝8.1W，则滑动变阻器最大阻值R滑＝15Ω，
当只闭合开关S，移动滑片P，滑动变阻器与灯泡串联时，因为灯泡电阻一定大于滑动变阻器电阻，所以灯泡电压大于滑动变阻器电压，故此时电路电流应为I1＝A，小灯泡消耗的电功率为：PL＝I2RL＝（）2×18Ω＝2W。
10.（1）如图
; （2）D; （3）0.3; 0.75 8.33; （4）
【解析】（1）从原图可以看出，电流经过开关后，分两支分别流向了灯泡和电流表，在灯泡右边接线柱上合流后，要经过电压表才能回到电源负极。这样的连接就把电压表串联在了干路上。由于电压表内阻很大，看作断路，所以这样的连接实质上导致电路不通。正确的电路，要求灯泡与滑动变阻器串联，且电压表与灯泡并联。通过观察会发现，只需将灯泡左边接线柱上的导线断开，改接到电源负极或电压表负接线柱上，就能满足正确电路的需要了。
（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，说明这是一个正常工作的电路。灯泡不亮是因为滑动变阻器的滑片一开始为了保护电路的需要，要置于最大值的缘故。所以只需移动滑片，减小它连入电路的阻值，增大电路中的电流，灯泡就可以发光，也就能完成相关测量了。
（3）从实物连接图可以看出，电流表所接的0-0.6A量程，所以此时的示数为0.3A。由于小灯泡的额定电压为2.5V，所以根据P=UI=2.5V×0.3A＝0.75W，得出小灯泡的额定功率为0.75W。再根据公式R=，即求得小灯泡正常发光时的电阻为8.33Ω。
（4）根据叙述可知，第一次只闭合S1，移动R1的滑片，使灯泡的电流达到I额，灯泡此时正常发光。第二次断开S1，
闭合S2且保持R1阻值不变，再移动R2的滑片，使电流再次等于I额，则此时R2=R灯，如果能找到R2的阻值，就可以找到灯泡的额定功率。此时，保持R2阻值不变，再将R1的滑片分别移动到左端（连入的电阻为0）和右端（连入的电阻为R），得到两次电流表的示数I1、I2，即电路最后两次的电流分别为I1、I2，这样就可利用电源电压不变列方程解题。即：I1R2=I2（R+R2）解得，由于灯泡正常发光时，R灯=R2，所以灯泡的额定功率就可以通过公式P=I2R求解，即。
【课堂总结】
【家庭作业】
1、某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示。已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________端（选填“A”或“B”），目的是________。
（2）实验中，闭合开关，如果小灯泡与灯座接触不良，则会看到电压表________示数，电流表________示数。（均选填“有”或“无”）
（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2
V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为________V，这时电流表的示数如图乙所示，读数为________A，则小灯泡的额定功率为________W。
2、为了测定额定电压为“2.5V”小灯泡的电功率，小明设计了图甲所示的电路图，实验中各元件完好，电源电压保持不变．
（1）电路连接完整后，小明闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是 （选填下面字母番号）．
A．检查电路是否断路
B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（2）为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，当电压表的示数为 V时，灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为 A，该灯泡的额定功率为 W．
3、如图是用电压表和电流表测量小灯泡电功率的电路，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请根据电路图甲将图乙中的实物电路连接完整（导线不允许交叉）。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表、电流表都有示数，造成这种现象的原因可能是
。
（3）调整好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器，正确进行实验操作，测量数据如下表所示
通过分析实验数据和计算可知：
（灯泡的额定功率为
W；通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比，造成这种现象的原因是
②在第7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是
4、如图甲所示是“测量小灯泡额定功率”的实验电路图，其中电源用的是2节新干电池，滑动变阻器的铭牌标有“50Ω
1A”，
选用的小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）小敏连接了如图甲所示的部分实物电路，请你用笔画线代替导线，将电路连接完整；
（2）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，但电压表有示数，则其原因可能是?
?；
（3）排除故障，开始实验，移动变阻器滑片，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则该灯泡的额定功率为?
?W；
（4）在不改变图甲电路和元件的前提下，能否利用控制变量法来探究电流与电压的关系？?
?；为什么？?
?；
（5）物理老师在上课之前，查阅了该规格小灯泡的I与U的关系部分数据如表所示：
实验次数123456U/V0.200.801.402.002.502.90I/A0.020.080.130.180.21
实验过程中，小勇发现无法得到上述表格中的一组数据，请根据所学的知识进行推断应是第?
?次（填序号）数据，理由是?
?，如果想得到表中完整的数据可以采取的相应措施?
?．
5、在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4．5
V，小灯泡额定电压为2．5
V．
（1）图甲是小莉同学已连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。
（2）小莉连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，出现此现象的原因可能是_____________。
（3）在某次测量中电压表读数为2．2V，此时应滑动变阻器的滑片P向
_____
端（填”A”或“B”）移动才能测量小灯泡的额定功率。
（4）排除故障后，闭合开关进行实验，并做好数据记录．图乙的U-I图像是小莉根据多组实验数据绘制的，根据图像可得小灯泡额定功率是___________W。
6、在做“测小灯泡的额定功率”实验时，被测小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）请用笔画线代替导线把图20甲所示的实验电路连接完整（连线时导线不得交叉）；
（2）假设实验操作符合规范要求，调整滑片位置至小灯泡正常发光，电流表示数如20乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
【答案】
1、（1）A
保护电路
（2）有
无
（3）B
2.5
0.32
0.8
【解析】（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值端，使电路中的电流最小，起到保护电路作用。滑片应在A端。（2）闭合开关，如果小灯泡与灯座接触不良，小灯泡处为断路状态，此处电压接近于电源电压，电压表有示数，且较大，电路中无有电流，则电流表无示数。（3）排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，电压表的示数为2.2
V，小于灯泡的额定电压2.5V，应该使滑动变阻器的阻值减小，使其分得的电压变小，使小灯泡达到额定功率，应将滑片P向B端移动，离下接线柱越近，电阻越小。电压表的示数为2.5V，电流表读数为0.32A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。
2、（1）C；（2）2.5；0.3；0.75
【解析】（1）闭合开关前，滑片置于阻值最大处，闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电路不存在断路，滑动变阻器阻值全部接入电路，电路总电阻很大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，可能不足以引起灯泡发光，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；（2）灯泡正常发光，则电压应为2.5V；由图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.3A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W。
3、（1）实物图的连线如下图所示；（2）滑动变阻器接入阻值太大；（3）（0.7
灯丝的电阻随温度升高而增大
（实际功率太小
【解析】（1）变阻器应与灯泡和电流串联，连线如上图所示；（2）电流表有示数，说明电路是通路，没有断路的地方，所以是有电流通过小灯泡的，小灯泡不发光，是由于通过的电流太小了，造成的原因是滑动变阻器接入电路的电阻过大引起的；（3）（由表不的数据可知，当小灯泡两端的电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.28A，所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；由于灯丝的电阻随温度升高而增大，所以通过小灯泡的电流与其两端电压不成正比；（灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率，如果功率太小，灯泡就不能发光了，所以灯泡熄灭是由于灯泡的实际功率太小了。
4、（1）如图
（2）灯泡断路
（3）0.5
（4）不能，灯泡的电阻随温度变化，不能控制电阻不变
（5）1
无论如何移动滑片，灯泡两端电压均大于0.5V，滑动变阻器的最大阻阻不足
更换最大阻值大一些的滑动变阻器
【解析】（1）“测量小灯泡额定功率”，应测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，电压表应与小灯泡并联，电波表应与小灯泡串联；灯泡额定电压为2.5V，电压表选0～3V，灯泡电阻约为10Ω，根据欧姆定律得通过灯泡电流约为0.25A，所以电流表的量程选0～0.6A。
由表格中数据知，当灯泡两端的电压为2.5V时，电流为0.2A；则额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（2）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路是断路，但电压表有示数，说明灯泡断路，电压表串联在电路中测电源电压了，则其原因可能是灯泡断路。（3）排除故障，开始实验，移动变阻器滑片，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，灯泡额定电压为2.5V，则该灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；（4）利用控制变量法来探究电流与电压的关系，要保持电阻不变，灯丝的电阻受温度的影响是变化的，在不改变图甲电路和元件的前提下，不能利用控制变量法来探究电流与电压的关系。（5）由实验数据知，当灯泡两端的电压为0.2V时，滑动变阻器的电压应为3V-0.2V=2.8V，则滑动变阻器的电阻应为；而滑动变阻器的最大阻值为50Ω，所以不能得到上述数据，要想得到上述数据，应更换最大阻值大一些的滑动变阻器．
5、（1）（2）灯泡断路
（3）A
（4）0．5
【解析】（1）根据题目中的要求，实物图连线如上图所示；（2）电压表有示数，电流表无示数，这种故障只能是与电压表并联的部分断路了，所以应是小灯泡断路；（3）电压表的示数小于小灯泡的额定电压，所以应增大电流，也就是要减小电阻，即通过把滑片向A端移动，来使电压表的示数达到小灯泡的额定电压；（4）由图乙可在，当电压表的示数为2．5V时，通过小灯泡的电流为0．2A，所以小灯泡的额定功率为P=UI=2．5V×0．2A=0．5W。
6、（1）如图所示；
（2）1.14．
【解析】（1）灯泡的额定电压为3.8V，要测小灯泡的额定功率，电压表应选0～15V的量程，且与灯泡并联，如下图所示：
（2）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，因额定电压下灯泡正常发光，
所以，灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
