資源簡介

測量小燈泡的額定功率
知識點
1、伏安法測量小燈泡的電功率
①、實驗原理：要測量小燈泡的電功率，根據電功率公式，可以用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流。
②、實驗步驟：1：將滑片至于最大阻值處，閉合開關。2：移動滑片，觀察電壓表示數，直至等于小燈泡的額定電壓，記錄此時電流表示數I。
③、依據P=UI算出小燈泡額定功率。
④、調節滑動變阻器，分別使得電壓表示數為小燈泡額定電壓的0.8倍和1.2倍，觀察小燈泡的亮度變化；同時記錄數據。
⑤實驗結論
（1）當實際電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率等于額定功率，小燈泡正常發光。
（2）當實際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實際更率小于額定功率，小燈泡發光較暗。
（3）當實際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實際功率大于額定功率，小燈泡發光較亮。
⑥圖像
例題：課外興趣小組活動時，某校兩同學通過實驗研究小燈泡的電功率跟兩端電壓的關系，已知小燈泡的額定電壓為2.5伏、額定功率為0.75瓦。小明同學設計了如圖甲所示的電路進行研究，他先測出若干組電壓和電流值，再由公式P＝UI，求得對應的功率，并作出功率隨電壓變化的圖線a。小紅同學設計了如圖乙所示的電路進行研究，她先由R＝計算出小燈泡的電阻R，再測出若干個電壓值，最后根據P＝，求得對應的功率，也作出功率隨電壓變化的圖線b。則下列反映了他們的實驗結果的圖線是（　　）B
B．C．D．
2、其他方法測量小燈泡的額定功率
方法二、伏阻法
步驟：第一步：閉合S2，移動滑片P，使電壓表的示數為U0。（U0為小燈泡的額定電壓）
第二步：斷開S2，再閉合S1，保持滑片不動，記下電壓表的示數U。
表達式：
方法三、安阻法
步驟：第一步：閉合S1，移動滑片P，使電流表的示數為（ U0為小燈泡的額定電壓）
第二步：斷開S1，再閉合S2，保持滑片不動，記下電流表的示數I。
表達式：
二、考點
1、基本電路連接與故障分析；操作步驟問題（閉合開關前滑動變阻器應在最大值；眼睛要注視電壓表，使得電壓表為額定電壓）
例題1.小明用如圖甲所示的電路來測量一個標有“2.5V”字樣的小燈泡的電功率。本實驗電源由兩節新干電池提供。
（1） 在閉合開關前，變阻器的滑片應放在變阻器 端(選填“A”或“B”)A
（2） 閉合開關，調整變阻器滑片，小燈泡始終不發光，小明用另一個電壓表分別測量電路中A與C、A與D、C與E、D與E間的電壓，發現：UAC=UDE=0，UAD=UCE≠0，則電路中故障是 。
小燈泡斷路
（3） 實驗中，當電壓表的示數如圖乙所示，此時小燈泡兩端的電壓是 V，為了能測出小燈泡正常發光時的功率，應將變阻器的滑片往變阻器 (選填“A”或“B”)端移動，使電壓表的示數為2.5V。2.3 B
（4） 當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖丙所示，小燈泡的功率是 W。0.75
變式訓練：小科在“測量小燈泡的電功率”實驗中，所用器材有：蓄電池、電流表、電壓表、額定電壓2.5V的小燈泡，滑動變阻器、開關、導線若干，部分實物電路如圖甲所示。
（1） 請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整(要求：滑片P向右移動時小燈泡變亮)。
（2） 電路連接正確后，閉合開關發現小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數，接下來進行的操作有效是 。
A. 檢查滑動變阻器是否斷路????????B.檢查小燈泡是否斷路
C. 移動滑動變阻器滑片??????????D.檢查開關是否接觸良好
（3） 排除故障后，移動滑動變阻器的滑片到某一位置，電壓表的示數如圖乙所示；若要測量小燈泡的額定功率，接下來應該進行的操作是 。
（4） 圖丙是由實驗數據描出的小燈泡的I-U圖象，則小燈泡額定功率是 W。0.625
2、電壓表量程問題（燈泡的額定電壓大于3V時，應將電壓表（0-3V量程）裝在滑動變阻器上）
例題1.小科在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，選用如圖甲所示的器材，其中電源電壓為12V恒定不變，小燈泡額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為10Ω）。
（1） 用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整。
（2） 實驗過程，小科發現電壓表的0～3V量程出現了故障，不能正常測量，在不更換電壓表的情況下，小科該如何操作來完成整個實驗 。
（3） 多次實驗，通過小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關系如圖乙所示。分析圖象可知，該小燈泡的額定功率為 W。0.5W
變式訓練1.實驗室訂購了一批規格為“2.5V 0.75W”的小燈泡，同學利用其中一只燈泡做“測量小燈泡電功率”的實驗。在實驗中，他誤將電壓表并聯在滑動變阻器兩端，滑片從置于最右端時開始實驗，并記錄第一組數據：調節滑片測得多組數據，描繪出U-I圖象如圖2所示，已知電源電壓為4.5伏。
（1） 分析圖2可知，實驗中電流表的量程應選擇 。（選填“0-0.6A”和“0-3A"）0.6
（2） 他認為該燈泡不符合規格，結合圖1、2通過計算小燈炮的額定功率來支持該同學的判斷 。
（3） 該同學又繼續測量了另一規格的小燈泡電功率，額定電壓為3.8伏，他重新將電源電壓調整為6伏且保持不變。繼續用上述電路完成實驗，見下圖（“草稿紙”）。請你幫助同學完善表格。（注：本次數據處理在表格內選行）
實驗次數
U1（伏）
I（安）
P（瓦）
1
3
0.36
3
1.08
2
2.2
0.40
3.8
1.52
3
1.5
0.44
4.5
1.98
3、平均值問題（測額定功率不需要對不同的功率值求平均）
例題1.在測定額定電壓為“2.5V”小燈泡電功率的分組實驗中：
(1)請用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。
(2)小明閉合開關后，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，則故障可能是____________。排除故障后，移動滑片使小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則小燈泡額定功率為____________W。
(3)小華在進行實驗數據處理時，算出了小燈泡的平均功率(如表)，你認為這樣處理數據合理嗎？理由是：________________________________________________________________。
實驗序號
電壓U/V
電流I/A
功率P/W
平均功率P/W
①
2.0
0.26
0.52
0.69
②
2.5
0.28
0.70
③
2.8
0.30
0.84
(4)下列描述小燈泡功率P隨滑動變阻器阻值R變化情況的圖像中，正確的是____________。
變式訓練：小明同學利用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率。電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓是2.5V。
（1） 連接好電路，閉合開關，小燈泡發光，但電壓表示數為0，經檢查，圖中a、b、c、d四根導線有一根斷了，則該導線是 。C
（2） 排除故障后，實驗中小明同學移動滑動變阻器的滑片P到某位置時，電壓表示數如圖乙所示，若他想測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑片P向 (選填“左”或“右”)端適當移動。左
（3） 按正確的步驟進行實驗，小明進行了三次重復實驗，每次電壓表的示數均為2.5V，電流表的示數分別為0.30A、0.31A、0.32A，則小燈泡的額定功率為 。0.775
4、小燈泡電阻隨溫度升高而變大
例題1．小科想知道標有“3.8V”字樣的小燈泡正常工作時的電功率，于是連接了如圖所示的實驗電路。電源電壓6伏恒定不變，滑動變阻器規格為“50Ω 1A”。
（1）請你用筆畫線代替導線，將電路連接完整；
（2）正確連接電路，閉合開關，發現小燈泡不亮。小科觀察到兩電表的示數情況是 ，由此判斷故障是小燈泡斷路；
（3）排除故障后，小科進行了正確操作，觀察到的現象和測得的數據下：
實驗次數
1
2
3
4
5
發光情況
很暗
較暗
較亮
亮
很這
電壓U/伏
1
2
3
3.8
4.5
電流I/安
0.2
0.22
0.25
0.30
0.34
由表中數據可得，小燈泡的額定功率是 瓦；
（4）小科根據表中數據，計算了各次實驗的燈絲電阻，分析后認為，閉合開關前燈絲的阻值小于5歐姆，小科的理由是 。
【答案】（1）見圖
（2）電壓表有示數，電流表無示數（或電壓表示數為6伏，電流表示數為0）
（3）1.14
（4）燈泡燈絲電阻隨著溫度的降低而減小，實驗中很暗時燈絲電阻為5歐，沒有通電時，溫度更低，所以電阻會更小
變式訓練1.小海要測定標有“2.5V”字樣小燈泡的額定功率，選擇了一些器材連接如圖所示電路（電源用兩節新的干電池）
實驗前檢查器材時，小科發現電壓表存在圖甲所示的兩個問題：一是指針位置不對；二是部分刻度模糊。出現電壓表指針位置不對的原因是 。
同組的小曙發現小海的電路連接有誤，如果此時閉合開關，電壓表的示數為 V。請你在接的那根導線上打“×”，并另畫一根導線，使電路連接正確。
改正錯誤后，小海正確操作實驗，測量數據如下表所示：
實驗次數
1
2
3
4
5
6
7
8
發光情況
明亮
亮
更明亮
較亮
較暗
微光
熄滅
熄滅
電壓U/V
2.5
2.1
3.0
1.7
1.3
0.9
0.5
0.1
電流I/A
0.28
0.26
0.30
0.24
0.21
0.19
0.16
0.05
分析數據可知：小燈泡在斷電一段時間后的電阻可能是 （填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）1
2.小明和同學在打掃實驗室時，發現實驗桌上有一個燈泡，燈泡上標明額定電壓為4V，額定功率看不清楚．小明很想知道它的額定功率，剛好桌上還有電阻箱、電流表、開關、12V的穩壓電源各一個，小明用它們連成了如圖所示的電路，其中R為電阻箱，小明測出了電流表示數隨電阻箱阻值變化的幾組值，并將其記錄在如下的表格中．
電流/A
?0.90
?0.80
?0.50
?0.36
?0.28
?0.20
電阻/Ω
????8
????10
????20
????30
????40
????50
當電路中電流為0.8A時，小燈泡的電阻是 Ω；
根據表中數據，小燈泡的額定功率為 ；
小明的同學看了小明的實驗數據后算出了小燈泡正常工作的電阻，根據這個電阻值分析出表格中電流為0.2A的數據是錯的，理由是 ;
5、圖像與數據分析
例題：某次測量小燈泡的額定功率實驗中，同學經過多次測量與計算后，得到了一組功率P與電壓的平方U2的數據，下列各圖中能正確表示P與U2的關系的是（ D ）
2.標有“6V 3W”的小燈泡，通過它的電流與電壓的關系如圖所示。則該燈泡正常發光時的電阻為________Ω，若把它與一只阻值為8Ω的電阻串聯接在電壓為7.2V的電路中，則整個電路消耗的功率為________W. 12 2.88
?
3.在“測定小電燈電功率的實驗中”小燈泡額定電壓為2.5V、電壓恒定為4V的電源以及其它相關器材按圖甲連接電路，進行實驗。
（1） 圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖，圖中有一根線連接錯誤，請在這根線上打“×”，并在圖中改正。
（2） 連接電路時,滑動變阻器滑片應移至 (A/B)端。B
（3） 在實驗過程中,小明調節滑動變阻器的滑片,直到燈泡正常發光,在此過程中測得小燈泡電流和電壓的幾組數據,并正確畫出曲線a,如圖乙所示。由圖可知該小燈泡的額定功率為 W。0.75
（4）小明在圖乙中還畫出了本實驗中滑動變阻器的電流隨電壓變化的曲線b，老師據圖指出該曲線中明顯可以看出有一處是錯誤的，所以此圖不正確，你認為這一處的錯誤是
變式訓練1：用圖1所示的電路來測量小燈泡的電功率（部分實驗器材的規格已標明）。
（1） 請用筆畫線代替導線將圖1中滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大；
（2） 實驗中，在電表完好的情況下，小明發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖2所示位置，則故障的位置是? ；③⑦之間
（3） 故障排除后，小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數據，得到小燈泡U?I圖象如圖3所示，則小燈泡的額定功率是 W，所用滑動變阻器的規格是下列四個選項中的 （填選項）；A．“5Ω，2A”????????? B．“15Ω，2A”????????? C．“25Ω，2A”????????? D．“30Ω，2A”
0.75 C
在每次調節中，滑動變阻器接入電路的阻值減小了△R1，小燈泡的阻值變化了△R2， 則△R1 △R2，（選填“＞”、“＜”或“＝”）。＞

6、其它方法測功率
1.在一次測定小燈泡額定功率的實驗中，老師給出了下列器材：額定電壓為1.5V的小燈泡、電源（電源兩端電壓不變但電壓未知）、一個已知阻值為R0的電阻、一個滑動變阻器、一只電流表、3個開關、導線若干。
（1） 小方同學設計的實驗電路如圖所示，請你寫出本實驗主要測量步驟及所測的物理量。
①按圖連接電路，閉合開關S1、S2，斷開S3，調節R1使電流表示數I1= ，并記錄I1；② ，記錄電流表示數I2； 1.5/R0 閉合開關S1、S3，斷開S2
（2） 本實驗中，計算小燈泡額定功率的表達式P= 。
2.如圖所示，在測量小燈泡的電功率的實驗中(小燈泡的額定電壓為2．5V)。
（1） 請你用筆畫線代替導線，將圖甲實物圖連接完整。
（2） 當電壓表示數為2Ⅴ時，此時應將滑片P向 (填“A”或“B”)端移動；當電壓表示數為2.5Ⅴ時，電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是 W。
（3） 小張設計了如圖丙所示的電路，也完成了該實驗，請將下列步驟補充完整(電源電壓不變，R阻值已知)：
①閉合開關S和S1，斷開S2，并調節滑動變阻器，使電壓表示數為U額；
② ，滑動變阻器的滑片P (填“向左滑動”“不動”或“向右滑動”)，讀出此時電壓表示數為U；
則小燈泡額定功率的表達式P額= (用U額、R、U表示)．
變式訓練1.小華在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，實驗室有如下器材：電源（電壓恒為6V），小燈泡1（額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω），電流表、電壓表、開關、規格分別為“10Ω1A”的滑動變阻器R1和“50Ω0.5A”的滑動變阻器R2各一個，導線若干。
（1） 請用筆畫線代替導線，幫小華同學將圖甲中的電路連接完整；
（2） 為了順利完成實驗，小華應選用規格為 （填“R1”或“R2”）的滑動變阻器；R2
（3） 小華打算增加一個阻值為150的定值電阻R0，只利用一只電表，通過操作圖中單刀雙擲開關（單刀雙擲開關分別接“a”、b”各一次）測量小燈泡的額定電功率，圖丙、圖丁是他設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正確的是????。B
A .兩種方案都能B .兩種方案都不能C .丙方案能，丁方案不能D .丙方案不能，丁方案能
2.在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源電壓U恒為8V，滑動變阻器規格為“20Ω2A“，小燈泡的額定電壓U額=2.5V，額定功率小于1.2W，兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。
（1） 為使小燈泡兩端電壓有一較大的調節范圍，小聰設計了如圖甲所示的電路，請用筆畫線代替導線，完成圖乙中實物電路的連接。
（2） 正確連接電路后，進行實驗，記錄的數據如表所示。當電壓表示數為2.5V時，電流表示數如圖丙所示，小燈泡的額定功率為 W。1.05
實驗次數
物理量
1
2
3
4
5
電壓/V
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
電流/A
0.24
0.32
0.38
0.44
電功率/W
（3） 分析表中數據可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而增大。根據數據還可判斷出，小聰在實驗中選用的是R0= Ω的定值電阻。10
（4） 完成實驗后，愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設計了如圖丁所示的電路，所用電壓表量程為“0～15V”，請將以下實驗步驟補充完整。
①檢查電路無誤后，閉合開關S，將開關S1撥至“1”，調節滑動變阻器滑片直至電壓表示數為 ；
②滑片不動，再將開關S1，撥至“2”，讀出電壓表示數為U0；
③小燈泡的額定功率：P額= 。（用U額、U0、R0表示）
若步驟②中，在將開關S1撥至“2”時，不小心將滑片向右移動了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率比真實值（選填“偏大”或“偏小”）。
其它相關實驗
1.小涵同學要利用圖中的器材探究“電功率和電壓的關系”。兩個小燈泡L1的規格是“2.5 V　0.3 A”,L2的規格是“3.8 V　0.3 A”,電源為三節新的干電池。(實驗中不能讓小燈泡兩端的電壓超過其額定電壓的1.2倍)
(1)將電路中缺少的導線補全,并說明實驗中是如何判斷兩個小燈泡的功率大小的 ? 燈泡的亮度
(2)為了得到普遍規律,小涵同學又找來規格為“3 V　0.2 A”和“4.5 V　0.3 A”的兩只燈泡,準備再進行一次對比實驗,但這次實驗并沒有成功,請你幫她分析實驗沒有成功的原因 。(忽略溫度對燈絲電阻的影響) 選用的燈泡電阻相同，分壓相同，串聯電路電流也相同，所以實際功率實際亮度都相同，所以無法比較
(3)經過改進,實驗結束后,小涵同學還要繼續探究“電功率與電流的關系”,她應該對電路進行哪些調整
串聯變并聯；電壓表改成電流表；電池減少一節
2. 兩組同學想研究“燈泡亮度改變時電功率的變化”情況。提供的器材有：兩個實驗室用小燈泡(一個字跡模糊,一個標有“1.5V”)、兩種規格滑動變阻器(“0?15Ω”、“0?25Ω”),電源(電壓相等且保持不變)、電流表和電壓表、開關、導線若干。
(1)電路連接正確后，閉合開關發現小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數，接下來進行的操作有效是 。 C
A. 檢查滑動變阻器是否斷路????????B.檢查小燈泡是否斷路
C. 移動滑動變阻器滑片??????????D.檢查開關是否接觸良好
(2)兩組同學連接好電路后,調節滑片過程中電表示數和燈的亮度都發生變化,當滑動變阻器滑片位置都恰好在中點時,電壓表示數均為1.5V,電流表示數也相同(如圖a所示)，此時甲組的燈泡比乙組的暗。
①電流表讀數為 A。0.2
②標有1.5V的燈是 選填“甲”或“乙”)。甲
③乙組同學所測燈泡的電功率為 W。0.5

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