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2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第十八章 電功率 專題18.3 測量小燈泡的電功率
1.會用電流表和電壓表測量小燈泡的電功率；
2.通過實驗、比較，進一步理解額定功率和實際功率的區別；
3.鞏固電流表和電壓表的操作技能。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
測量小燈泡的電功率過程的范例
1．實驗目的：測量小燈泡的電功率；
2．實驗器材：電源、開關、導線、小燈泡、電壓表、電流表_、滑動變阻器．
3．實驗原理： P= UI；
（1）既然要測定小燈泡的功率，要測量小燈泡兩端的電壓可用電壓表；要測量通過小燈泡的電流可用電流表；
（2）測量三種情況下小燈泡的實際功率，使小燈泡在額定電壓下、 低于額定電壓、高于額定電壓下發光，測出其功率，觀察小燈泡亮度。如果小燈泡上標有“2.5V 0.5W”字樣，實驗中電源電壓應該是 4.5 V,應用3 節干電池串聯。?
（3）電源電壓不一定等于小燈泡的額定電壓，為了能改變小燈泡兩端的電壓，還需要滑動變阻器；
4．實驗電路圖與實物圖：
根據實驗要求，請在下面的方框中畫出實驗原理圖。?
（1）實驗中滑動變阻器的作用是：
①改變燈泡兩端的電壓和電路中的電流，以便測出不同電壓下小燈泡的電功率。
②限制電流，保護電路。
(2) 如果小燈泡上標有“2.5V 0.5W”字樣，表明小燈泡的額定電壓為2.5V ,在測量高于額定電壓的情況時，不要超出額定電壓的1.2倍，那么電壓表的量程應選 0—15 V，電流表的量程應選 0—0.6 A，為了不使電壓過多的超過額定電壓，實驗中電源電壓應該是 4.5 V,
5．實驗步驟：
（1）按電路圖連接連接實物圖．連接電路過程中，開關應斷開。閉合開關前，滑片應移至阻值最大處。閉合開關，移動滑動變阻器的滑片位置，使電壓表的示數低于它的額定電壓（如1.5V），觀察電壓表的示數以及小燈泡的亮度，計算電功率并記錄在表中．
（2）移動滑動變阻器的滑片位置，使小燈泡兩端的電壓等于2.5v分別記下電壓表和電流表的讀數，并觀察小燈泡的亮度的變化。計算額定功率并記錄在表格中．
（3）移動滑動變阻器的滑片位置，，使小燈泡兩端的電壓高于它的額定電壓（如3V），分別記下電壓和電流表的讀數，并觀察小燈泡的亮度的變化。計算電功率并記錄在表格中．
物理量次數 燈兩端的電壓U/V 通過燈的電流I/A 燈的發光情況 燈的實際功率P/W
1 1.5 0.28 較暗 0.42
2 2.5 0.36 正常發光 0.9
3 3 0.38 亮的刺眼 1.14
（4）整理實驗器材。
6.分析與論證：?
（1）小燈泡的額定功率是0.9 W，它的功率與電壓和 電流 有關；?
（2）小燈泡的亮度是由實際功率決定的,燈泡的實際功率隨燈泡兩端 電壓 的改變而改變，當燈泡的實際電壓 等于 額定電壓時，燈泡的實際功率 等于 額定功率，小燈泡正常發光；當燈泡的實際電壓 大于額定電壓時，燈泡的實際功率 大于 額定功率，小燈泡很亮，小燈泡兩端的電壓不能超過1.2U額，否則 會燒壞燈泡 ；當燈泡的實際電壓 小于 額定電壓時，燈泡的實際功率 小于額定功率，小燈泡較暗。
7. 實驗結論
（1）不同電壓下，小燈泡的電功率不同，實際電壓越大，小燈泡功率越大。
（2）小燈泡的亮度由小燈泡的_實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。
【例題】（2023甘肅金昌）小麗在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電壓恒為3V的電源一個、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干。
（1）如圖甲所示是小麗連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線；（ ）
（2）連接電路過程中，開關應該_______（選填“斷開”或“閉合”），滑動變阻器的滑片應該移動到________（選填“最左”或“最右”）端；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則電路的故障可能是________；（填選項符號）
A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．滑動變阻器短路 D．滑動變阻器斷路
（4）電路故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針如圖乙所示，則此時通過小燈泡的電流是________A；
（5）電路連接正確操作后，小燈泡發光，此時電壓表的示數為2.0V，為了測量小燈泡的額定電功率，這時應該向_______（選填“左”或“右”）端移動滑動變阻器的滑片；
（6）小麗根據記錄的多組I-U數據，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像（如圖丙所示），則小燈泡的額定功率為_______W；
（7）小麗根據小燈泡的I-U圖像（如圖丙所示），分析出小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而_____（選填“增大”、“不變”或“減小”），你認為原因是________。
【答案】 （1） （2） 斷開 最左 （3）B
（4）0.14 （5）右（6） 0.625（7）增大 電壓增大，小燈泡發光越亮，燈絲溫度越高，電阻越大
【解析】（1）由圖甲可知，電壓表串聯在電路中，而電流表并聯在小燈泡兩端，此時燈泡被短路，改正如下圖所示
（2）連接電路時，為了保護電路，開關應斷開，滑動變阻器的滑片應移到阻值最大處，即滑動變阻器的滑片應移到最左端。
（3）閉合開關后，發現燈泡不亮，電流表無示數，說明電路中可能存在斷路，而電壓表有示數，說明燈泡斷路，此時電壓表直接串聯進電路，測量電源電壓，故ACD不符合題意，B符合題意，故選B。
（4）由圖乙可知，電流表選擇小量程，分度值為0.02A，故電流表示數為0.14A。
（5）由題意可知，此時小燈泡兩端電壓為2.0V，小于小燈泡的額定電壓 ，為了使小燈泡兩端電壓達到額定電壓，應增大小燈泡兩端電壓，由串聯分壓可知，應減小滑動變阻器接入電路中的阻值，故應向右端移動滑動變阻器的滑片。
（6）由圖丙可知，小燈泡的額定電流為I=0.25A，故由P=UI可得，小燈泡的額定功率為
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（7）由圖丙可知，隨著小燈泡兩端電壓增大，小燈泡兩端的電壓值與流過小燈泡的電流值之比逐漸增大，即小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而增大，出現這種情況的原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大。
【演練】在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，器材有：電源（電壓恒為3V）、開關、電壓表和電流表各一只、額定電壓為2.5V的燈泡、滑動變阻器（20Ω、1A）、導線若干。
（1）以畫線代替導線，將圖甲中的實物圖連接完整。（要求：滑片向左移動時小燈泡變亮）
（2）閉合開關前，發現電流表的指針如圖乙所示，其原因是　 　；
（3）問題解決后，第一小組的同學通過改變滑動變阻器的阻值，得到了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象，如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W；
（4）第一小組的同學在實驗中還發現，電壓表與電流表示數的比值變大，原因是　 　；
（5）第二小組的同學在準備進行實驗時，發現電壓表壞了，他們找到了一個阻值為10Ω的定值電阻R0，設計了如圖丁所示的電路，也順利的完成了實驗：
①先閉合開關S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器，使電流表的示數為I1，則I1＝　 　A；
②保持滑片P的位置不變，閉合開關S、S2，斷開S1，讀出電流表的示數為I2，則小燈泡的額定功率P額＝　 　。（用U額、I1、I2表示）
【答案】（1）如上所示；（2）沒有將電流表的指針調零；（3）0.625；（4）燈絲電阻隨著溫度的升高而增大；（5）①0.25；②U額（I2﹣I1）
【解析】（1）因滑片向左移動時小燈泡變亮，即電流變大，電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中，如下所示：
（2）閉合開關前，發現電流表的指針如圖乙所示，其原因是：沒有將電流表的指針調零；
（3）根據圖丙小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象知，燈在額定電壓2.5V時的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率為：P＝UI＝2.5V×0.25A＝0.625W；
（4）由歐姆定律，電壓表與電流表示數的比值變大，即燈的電阻，燈的電阻變大原因是燈絲電阻隨著溫度的升高而增大；
（5）①先閉合開關S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器，使電流表的示數為I1＝0.25A；
②保持滑片P的位置不變，閉合開關S、S2，斷開S1，讀出電流表的示數為I2，
在①中，電流表測定值電阻的電流，電流表的示數為I1＝0.25A，值電阻的電壓為2.5V，由并聯電路電壓的規律，燈的電壓為2.5V，燈正常發光；
在②中，電流表測燈與R0并聯的總電流，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發光，根據并聯電路電流的規律，燈的額定電流：
I額＝I2﹣I1，則小燈泡的額定功率：
P額＝U額I額＝U額（I2﹣I1）。
課節知識導圖
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
1. （18分）在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，小燈泡上標有“2.5V”字樣。
（1）實驗原理是______。
（2）圖甲中有一根導線多余導致電路錯誤，請在這根導線上打“×”；
（3）改正電路錯誤后，在閉合開關前，應將圖甲中滑動變阻器的滑片調至______端；（選填“A”或“B”）
（4）閉合開關，發現小燈泡不亮，但電流表有示數。接下來應進行的操作是______；
A．更換小燈泡
B．檢查電路是否斷路
C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（5）當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為______；
（6）小華用如圖丙所示的電路也完成了該實驗。電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R2的最大阻值為R0。實驗步驟如下：
①只閉合開關S、S1，調節R2，使電壓表的示數為U額；
②只閉合開關S、S2，調節R1，使電壓表的示數仍為U額；
③接著將R2的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數U1；再將R2的滑片P調至最右端，記下電壓表示數為U2，則小燈泡額定功率的表達式P額=______。（用U額、R0、U1、U2表示）
【答案】 （1） （2） （3）B （4）C （5）0.75 （6）
【解析】（1）由公式P=UI可知，用電壓表測出燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過燈泡的電流，就可以計算出燈泡的電功率。
（2）由圖甲可知，滑動變阻器與燈泡左側接線柱連接的導線會導致滑動變阻器接線錯誤，同時使燈泡短路，應該去掉，如圖所示
（3）為保護電路，在閉合開關前，應將滑動變阻器的阻值調到最大，即滑片調至B端。
（4）閉合開關，發現小燈泡不亮，但電流表有示數，可能是通過燈泡的電流太小，實際電功率太小，所以接下來應移動滑動變阻器的滑片，減小電阻，觀察燈泡是否發光，故C符合題意，AB不符合題意。
故選C。
（5）圖乙可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，小燈泡的額定功率為
P額=U額I額=2.5V×0.3A=0.75W
（6）①只閉合開關S、S1，調節R2，使電壓表的示數為U額；
②只閉合開關S、S2，調節R1，使電壓表的示數仍為U額；此時，R1連入電路的阻值等于小燈泡正常發光時的電阻；
③接著將R2的滑片P調至最左端，R2連入電路的電阻為零，電壓表的示數U1即為電源電壓；再將R2的滑片P調至最右端，此時R1、R2串聯，電壓表示數為U2，根據串聯電路分壓規律，R2兩端的電壓為
U滑=U1-U2
根據歐姆定律，電路中的電流為
滑動變阻器R1接入電路的電阻為
根據等效替代法，此時R1連入電路的電阻的大小等于小燈泡正常發光時的電阻RL的大小，則小燈泡的額定功率為
2.（24分）在“測小燈泡電功率實驗”中，電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V。
甲 乙 丙
（1）請用筆畫線代替導線將圖甲所示的實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡變亮）。
（2）按照（1）的要求正確連接電路后，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調至最_____（填“左”或“右”）端，因為這樣做能保證開關閉合后讓滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中電流最______，起到保護電路元件的作用。
（3）閉合開關后，發現燈泡不亮，電流表沒有示數，電壓表有示數，則電路故障原因是_____。如果燈泡處于短路狀態，電壓表示數為______V.
（4）故障排除后，閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為1.5V時，電流表示數如圖乙所示，則此時小燈泡的功率為_____W。若使小燈泡正常發光，應將滑片向_____（填“左”或“右”）端移動。
完成上述實驗后，小聰向老師要了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了燈泡的功率．請完成下列實驗步驟：
①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為U1；
②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；
③燈泡實際功率表達式為_________（用測得量表示）。
【答案】（1）見下圖（2）左, 小（3）小燈泡斷路。0 （4）0.48 右。U1（U－U1）/R0
【解析】（1）電壓表要并聯接在燈泡兩端，電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V，使用“—、 3”兩個接線柱，也就是使用“0——3”量程讀數準確度高。所以標3的接線柱與燈座右側接線柱連接。滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮，說明滑動變阻器接入電路的電阻變小，這時可以知道滑動變阻器的下面接線柱與燈泡左側接線柱連接。
（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的電阻要保持最大，滑片應調至最左端。等閉合開關后，電路電流最小，起到保護用電器作用。
（3）閉合開關后，發現燈泡不亮，說明電路有斷路存在或者燈泡被短路。電流表無示數，說明電路處于斷路，電壓表有示數，說明燈泡斷路。若燈泡短路，電壓表相當于測量一段無電阻的導線上兩點之間的電壓，這個電壓為0V.
（4）P=UI=1.5V×0.32A=0.48W 若使小燈泡正常發光，電路電流要增大，就得讓滑動變阻器的電阻減小，這樣將滑片向右移動。
①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為U1；只要求出這時流經燈泡電流即可；②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；這個示數等于燈泡兩端電壓U1加上R0的兩端電壓U2=U-U1,燈泡電流等于流經R0的電流。
I1=（U-U1）/R0；由燈泡實際功率的表達式可求。
3. （24分）某物理實驗小組在“測量小燈泡電功率”的實驗中，選用器材連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V。
（1）所有元件均完好，正確連接電路，將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關，發現電流表和電壓表均有示數，小燈泡不發光，原因是：　 　。
（2）三次實驗記錄如下表，在完成第1次實驗后，要測量小燈泡的額定功率，則需將滑動變阻器的滑片向 　（選填“A”或“B”）端移動，直到電壓表示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W。
實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 燈泡亮暗情況
1 1.4 0.20 0.28 較暗
2 2.5 正常發光
3 2.8 0.30 0.84 很亮
（3）實驗小組根據三次實驗數據分別算出對應的阻值，取三次阻值的平均值作為小燈泡的電阻值，他們的做法是　 　（選填“正確”或“錯誤”）的，理由是：　 　。
（4）另一組的同學設計了如圖丙所示的實驗電路，測出了小燈泡的額定功率。電源電壓未知但恒定不變，小燈泡的額定電壓為U額，R1和R2為滑動變阻器，R1的最大阻值為R0，實驗步驟如下：
①閉合開關S、S1，斷開開關S2，調節R1的阻值，使電壓表的示數為U額；
②閉合開關S、S2，斷開開關S1，保持R1的阻值不變，調節R2的阻值，使電壓表的示數為U額；
③保持R2的阻值不變，將R1的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數U1，再將R1的滑片P調至最右端，記下電壓表的示數U2，則小燈泡的額定功率P額=　 　。（用U額、U1、U2、R0表示）
【答案】 （1）滑動變阻器接入電路中的阻值太大 （2）B 0.7 （3）錯誤 燈絲電阻隨溫度變化而變化，求平均值無意義 （4）
【解析】（1）由題意可知，電流表和電壓表均有示數，說明電路為通路，小燈泡不發光，說明小燈泡的實際功率很小，電路中的電流較小，這是因為滑動變阻器接入電路中的阻值太大。
（2）由表中數據可知，在第一次實驗中，燈泡兩端的電壓為1.4V，小于燈泡的額定電壓2.5V，所以應該增加燈泡兩端的電壓，根據串聯電路電壓的規律可知，應減少滑動變阻器兩端電壓，由分壓原理可知，應減小滑動變阻器連入電路中的電阻大小，所以滑片應該向B端移動，直到電壓表示數為燈泡的額定電壓2.5V。
由圖可知，電流表選用的是小量程，分度值為0.02A，根據指針所在的位置可知，電流表的示數為0.28A，所以小燈泡的額定功率為
P額=U額I額=2.5V×0.28A=0.7W
（3）由于燈泡在不同的電壓下的燈絲的電阻值不同，所以取平均值沒有意義，故他們的做法是錯誤的。
（4）閉合開關S、S1，斷開開關S2，調節R1的阻值，使電壓表的示數為U額，此時燈泡正常發光；閉合開關S、S2，斷開開關S1，保持R1的阻值不變，調節R2的阻值，使電壓表的示數為U額，由于R1的阻值不變，當R2兩端的電壓等于燈泡正常發光時的電壓U額時，根據等效替代法可知，R2連入電路中的電阻大小等于小燈泡正常發光時的電阻RL的大小；保持R2的阻值不變，將R1的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數U1，再將R1的滑片P調至最右端，記下電壓表的示數U2，在將R1的滑片P調至最左端時，R1接入電路中的電阻為R0，所以電壓表的示數U1，即為R2兩端的電壓，在將R1的滑片P調至最右端時，R1接入電路中的電阻為0，電壓表的示數為U2等于電源電壓，根據串聯電路分壓原理可得
解得
因此燈泡的電阻
所以小燈泡的額定電壓為
4. （14分）用圖甲所示的電路測量小燈泡的功率，器材有：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω 1.5A）、額定電壓為2.5V的小燈泡各一個，導線若干。
（1）閉合開關前，需要檢查電流表、電壓表的指針是否_____，并“將滑動變阻器的滑片P移至_____（選填“A”或“B”端）；
（2）接通電源，閉合開關后，無論怎樣移動滑片P，小燈泡均不發光，電流表指針不偏轉，電壓表指針有明顯偏轉，說明電壓表與電源之間的電路連接是______，若電路中只有一處故障，則可能是____________；
（3）排除故障后，重新開始實驗，電源電壓保持不變，閉合開關，電壓表示數為0.5V，電流表示數為0.12A；移動滑片P，當電壓表示數為2.5V時，小燈泡正常發光，電流表示數如圖乙所示，為______A，則小燈泡的額定功率為________W，此時滑動變阻器消耗的功率______W。
【答案】 （1）對準零刻度線 B （2） 通路 小燈泡斷路 （3）0.3 0.75 0.12
【解析】（1）電表使用前要調零。閉合開關前，需要檢查電流表、電壓表的指針是否對準零刻度線。
為保護電路電路，將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處，即B端。
（2）接通電源，閉合開關后，無論怎樣移動滑片P，小燈泡均不發光，電流表指針不偏轉，說明電路可能斷路；電壓表指針有明顯偏轉，即說明電壓表與電源之間的電路連接是通路；則與電壓表并聯的電路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電路斷路了，若電路中只有一處故障，則可能是燈泡斷路。
（3）當電壓表示數為2.5V時，小燈泡正常發光，電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.3A，則小燈泡的額定功率為
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
排除故障后，重新開始實驗（滑動變阻器連入電路電阻最大），電源電壓保持不變，閉合開關，電流表示數為0.12A，由歐姆定律，變阻器的電壓為
U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
根據串聯電路電壓的規律，電源電壓為
U= U滑+UV=2.4V+0.5V=2.9V
燈正常發光時，變阻器的電壓為
U′滑=2.9V-2.5V=0.4V
此時滑動變阻器消耗的功率
P滑= U′滑IL=0.4V×0.3A=0.12W
5. （20分）某實驗小組測額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整_______（要求：根據小燈泡額定電壓選擇量程）。
（2）正確連接好電路，閉合開關，電流表的指針看不出偏轉，而電壓表的指針有明顯的偏轉，則電路故障可能是________（選填“電流表”、“小燈泡”或“滑動變阻器”）斷路引起的。
（3）排除故障后，按正確步驟進行實驗，該小組利用記錄下的實驗數據，繪制出了小燈泡兩端電壓U和通過它的電流I的關系圖象如圖乙，由圖象可知，小燈泡的額定功率為________W。
（4）該小組的同學根據所測數據計算出小燈泡的電阻不是一個定值，通過查閱資料得知，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小。試判斷當燈絲的溫度為0℃時，燈絲的電阻________0（選填“等于”或“不等于”）。
【答案】（1） （2）小燈泡 （3）1.25 （4）不等于
【解析】（1）由題意可知，小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的路程選擇0~3V，電壓表應該并聯在小燈泡的兩端，電壓表的接線柱滿足“正進負出”。電路圖連接如圖所示。
（2）正確連接好電路，閉合開關，電流表的指針看不出偏轉，而電壓表的指針有明顯的偏轉,說明了電路中出現了斷路，由于電壓表指針有示數，所以電流表和滑動變阻器不存在斷路現象，否則電壓表也將無示數，根據現象判斷是與電壓表并聯的小燈泡出現了斷路。
（3）根據小燈泡兩端電壓U和通過它的電流I的關系圖象可知，當達到小燈泡額定電壓2.5V時，額定電流為0.5A，根據電功率的公式得
（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，但是電阻是由于自由電子與金屬正離子碰撞而產生的，當溫度降到0℃時，并不能完全抑制這種碰撞，只能減小碰撞，所以電阻不等于0。某些物質可能在很低的溫度下（幾K左右），電阻為0，變成超導體。
科學思維
科學思維是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式；是建構物理模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法在科學領域的具體運用；是基于事實證據和科學推理對不同信息、觀點和結論進行質疑和批判，予以檢驗和修正，進而提出創造性見解的品格與能力。科學思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
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科學精神與擔當
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2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第十八章 電功率 專題18.3 測量小燈泡的電功率
1.會用電流表和電壓表測量小燈泡的電功率；
2.通過實驗、比較，進一步理解額定功率和實際功率的區別；
3.鞏固電流表和電壓表的操作技能。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
測量小燈泡的電功率過程的范例
1．實驗目的：測量小燈泡的電功率；
2．實驗器材：電源、開關、導線、小燈泡、____、____、____．
3．實驗原理：____；
（1）既然要測定小燈泡的功率，要測量小燈泡兩端的____可用____；要測量通過小燈泡的____可用____；
（2）測量三種情況下小燈泡的實際功率，使小燈泡在____電壓、 額定電壓、 額定電壓下發光，測出其功率，觀察小燈泡亮度。如果小燈泡上標有“2.5V 0.5W”字樣，實驗中電源電壓應該是____V,應用____節干電池串聯。?
（3）電源電壓不一定等于小燈泡的額定電壓，為了能改變小燈泡兩端的電壓，還需要____；
4．實驗電路圖與實物圖：
根據實驗要求，請在下面的方框中畫出實驗原理圖。?
（1）實驗中滑動變阻器的作用是：
①____。
②____。
(2) 如果小燈泡上標有“2.5V 0.5W”字樣，表明小燈泡的額定電壓為____,在測量高于額定電壓的情況時，不要超出額定電壓的1.2倍，那么電壓表的量程應選 V，電流表的量程應選____A，為了不使電壓過多的超過額定電壓，實驗中電源電壓應該是 V,
5．實驗步驟：
（1）按電路圖連接連接實物圖．連接電路過程中，開關應____。閉合開關前，滑片應移至____處。閉合開關，移動滑動變阻器的滑片位置，使電壓表的示數低于它的額定電壓（如1.5V），觀察的示數以____及小燈泡的____，計算____并記錄在表中．
（2）移動滑動變阻器的滑片位置，使小燈泡兩端的電壓等于____分別記下____和____的讀數，并觀察小燈泡的亮度的變化。計算____并記錄在表格中．
（3）移動滑動變阻器的滑片位置，，使小燈泡兩端的電壓高于它的額定電壓（如3V），分別記下____和____的讀數，并觀察小燈泡的亮度的變化。計算____并記錄在表格中．
物理量次數 燈兩端的電壓U/V 通過燈的電流I/A 燈的發光情況 燈的實際功率P/W
1 1.5 0.28 較暗 0.42
2 2.5 0.36 正常發光 0.9
3 3 0.38 亮的刺眼 1.14
（4）整理實驗器材。
6.分析與論證：?
（1）小燈泡的額定功率是 W，它的功率與____和____有關；?
（2）小燈泡的亮度是由____決定的,燈泡的實際功率隨燈泡兩端的____改變而改變，當燈泡的實際電壓____額定電壓時，燈泡的實際功率 額定功率，小燈泡正常發光；當燈泡的實際電壓____額定電壓時，燈泡的實際功率 額定功率，小燈泡很亮，小燈泡兩端的電壓不能超過1.2U額，否則 ；當燈泡的實際電壓____額定電壓時，燈泡的實際功率____額定功率，小燈泡較暗。
7. 實驗結論
（1）不同電壓下，小燈泡的____不同，實際電壓越大，小燈泡功率越大。
（2）小燈泡的亮度由小燈泡的____決定，實際功率越大，小燈泡越亮。
【例題】（2023甘肅金昌）小麗在“測量小燈泡的電功率”實驗中，實驗器材有：電壓恒為3V的電源一個、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關各一個，導線若干。
（1）如圖甲所示是小麗連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線；（ ）
（2）連接電路過程中，開關應該_______（選填“斷開”或“閉合”），滑動變阻器的滑片應該移動到________（選填“最左”或“最右”）端；
（3）正確連接電路后閉合開關，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則電路的故障可能是________；（填選項符號）
A．燈泡短路 B．燈泡斷路 C．滑動變阻器短路 D．滑動變阻器斷路
（4）電路故障排除后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，電流表指針如圖乙所示，則此時通過小燈泡的電流是________A；
（5）電路連接正確操作后，小燈泡發光，此時電壓表的示數為2.0V，為了測量小燈泡的額定電功率，這時應該向_______（選填“左”或“右”）端移動滑動變阻器的滑片；
（6）小麗根據記錄的多組I-U數據，畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關系圖像（如圖丙所示），則小燈泡的額定功率為_______W；
（7）小麗根據小燈泡的I-U圖像（如圖丙所示），分析出小燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而_____（選填“增大”、“不變”或“減小”），你認為原因是________。
【演練】在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，器材有：電源（電壓恒為3V）、開關、電壓表和電流表各一只、額定電壓為2.5V的燈泡、滑動變阻器（20Ω、1A）、導線若干。
（1）以畫線代替導線，將圖甲中的實物圖連接完整。（要求：滑片向左移動時小燈泡變亮）
（2）閉合開關前，發現電流表的指針如圖乙所示，其原因是　 　；
（3）問題解決后，第一小組的同學通過改變滑動變阻器的阻值，得到了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖象，如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W；
（4）第一小組的同學在實驗中還發現，電壓表與電流表示數的比值變大，原因是　 　；
（5）第二小組的同學在準備進行實驗時，發現電壓表壞了，他們找到了一個阻值為10Ω的定值電阻R0，設計了如圖丁所示的電路，也順利的完成了實驗：
①先閉合開關S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器，使電流表的示數為I1，則I1＝　 　A；
②保持滑片P的位置不變，閉合開關S、S2，斷開S1，讀出電流表的示數為I2，則小燈泡的額定功率P額＝　 　。（用U額、I1、I2表示）
課節知識導圖
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
1. （18分）在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，小燈泡上標有“2.5V”字樣。
（1）實驗原理是______。
（2）圖甲中有一根導線多余導致電路錯誤，請在這根導線上打“×”；
（3）改正電路錯誤后，在閉合開關前，應將圖甲中滑動變阻器的滑片調至______端；（選填“A”或“B”）
（4）閉合開關，發現小燈泡不亮，但電流表有示數。接下來應進行的操作是______；
A．更換小燈泡
B．檢查電路是否斷路
C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（5）當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為______；
（6）小華用如圖丙所示的電路也完成了該實驗。電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R2的最大阻值為R0。實驗步驟如下：
①只閉合開關S、S1，調節R2，使電壓表的示數為U額；
②只閉合開關S、S2，調節R1，使電壓表的示數仍為U額；
③接著將R2的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數U1；再將R2的滑片P調至最右端，記下電壓表示數為U2，則小燈泡額定功率的表達式P額=______。（用U額、R0、U1、U2表示）
2.（24分）在“測小燈泡電功率實驗”中，電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V。
甲 乙 丙
（1）請用筆畫線代替導線將圖甲所示的實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈泡變亮）。
（2）按照（1）的要求正確連接電路后，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調至最_____（填“左”或“右”）端，因為這樣做能保證開關閉合后讓滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中電流最______，起到保護電路元件的作用。
（3）閉合開關后，發現燈泡不亮，電流表沒有示數，電壓表有示數，則電路故障原因是_____。如果燈泡處于短路狀態，電壓表示數為______V.
（4）故障排除后，閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為1.5V時，電流表示數如圖乙所示，則此時小燈泡的功率為_____W。若使小燈泡正常發光，應將滑片向_____（填“左”或“右”）端移動。
完成上述實驗后，小聰向老師要了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關，借助部分現有的實驗器材，設計了如圖丙所示的電路，也測出了燈泡的功率．請完成下列實驗步驟：
①閉合開關S1，將S2撥到觸點2，移動滑片，使電壓表的示數為U1；
②再將開關S2撥到觸點1，保持滑片的位置不動，讀出電壓表的示數U；
③燈泡實際功率表達式為_________（用測得量表示）。
3. （24分）某物理實驗小組在“測量小燈泡電功率”的實驗中，選用器材連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V。
（1）所有元件均完好，正確連接電路，將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關，發現電流表和電壓表均有示數，小燈泡不發光，原因是：　 　。
（2）三次實驗記錄如下表，在完成第1次實驗后，要測量小燈泡的額定功率，則需將滑動變阻器的滑片向 　（選填“A”或“B”）端移動，直到電壓表示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為　 　W。
實驗次數 電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 燈泡亮暗情況
1 1.4 0.20 0.28 較暗
2 2.5 正常發光
3 2.8 0.30 0.84 很亮
（3）實驗小組根據三次實驗數據分別算出對應的阻值，取三次阻值的平均值作為小燈泡的電阻值，他們的做法是　 　（選填“正確”或“錯誤”）的，理由是：　 　。
（4）另一組的同學設計了如圖丙所示的實驗電路，測出了小燈泡的額定功率。電源電壓未知但恒定不變，小燈泡的額定電壓為U額，R1和R2為滑動變阻器，R1的最大阻值為R0，實驗步驟如下：
①閉合開關S、S1，斷開開關S2，調節R1的阻值，使電壓表的示數為U額；
②閉合開關S、S2，斷開開關S1，保持R1的阻值不變，調節R2的阻值，使電壓表的示數為U額；
③保持R2的阻值不變，將R1的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數U1，再將R1的滑片P調至最右端，記下電壓表的示數U2，則小燈泡的額定功率P額=　 　。（用U額、U1、U2、R0表示）
4. （14分）用圖甲所示的電路測量小燈泡的功率，器材有：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω 1.5A）、額定電壓為2.5V的小燈泡各一個，導線若干。
（1）閉合開關前，需要檢查電流表、電壓表的指針是否_____，并“將滑動變阻器的滑片P移至_____（選填“A”或“B”端）；
（2）接通電源，閉合開關后，無論怎樣移動滑片P，小燈泡均不發光，電流表指針不偏轉，電壓表指針有明顯偏轉，說明電壓表與電源之間的電路連接是____，若電路中只有一處故障，則可能是____；
（3）排除故障后，重新開始實驗，電源電壓保持不變，閉合開關，電壓表示數為0.5V，電流表示數為0.12A；移動滑片P，當電壓表示數為2.5V時，小燈泡正常發光，電流表示數如圖乙所示，為______A，則小燈泡的額定功率為________W，此時滑動變阻器消耗的功率______W。
5. （20分）某實驗小組測額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率。
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整_______（要求：根據小燈泡額定電壓選擇量程）。
（2）正確連接好電路，閉合開關，電流表的指針看不出偏轉，而電壓表的指針有明顯的偏轉，則電路故障可能是________（選填“電流表”、“小燈泡”或“滑動變阻器”）斷路引起的。
（3）排除故障后，按正確步驟進行實驗，該小組利用記錄下的實驗數據，繪制出了小燈泡兩端電壓U和通過它的電流I的關系圖象如圖乙，由圖象可知，小燈泡的額定功率為________W。
（4）該小組的同學根據所測數據計算出小燈泡的電阻不是一個定值，通過查閱資料得知，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小。試判斷當燈絲的溫度為0℃時，燈絲的電阻_____0（選填“等于”或“不等于”）。
科學思維
科學思維是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式；是建構物理模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法在科學領域的具體運用；是基于事實證據和科學推理對不同信息、觀點和結論進行質疑和批判，予以檢驗和修正，進而提出創造性見解的品格與能力。科學思維主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
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