伏安法测小电灯泡的电功率

次数电压U/V电流I/A 发光情况电功率P/W1 2.522330.280.30.34正常较暗较亮0.560.751.02实验四 测量小灯泡的电功率【实验目的】用伏安法测量小灯泡的电功率，进一步理解额定功率和实际功率的联系和区别。

【设计与进行实验】1.实验器材：电源、导线、开关、小灯泡（额定电压2.5V ）、电流表、电压表、滑动变阻器； 2.实验原理：UI P=3.实验步骤：（1）将电压表和电流表指针调零，断开开关，按照电路图连接电路，将滑动变阻器滑片移到阻值最大处。

（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数依次为2.5V 、2V 和3V ，依次记下电压表示数U 和对应的电流表示数I ，分别将U 、I 记录在表格中；（3）观察并比较三次小灯泡的发光情况，将现象记录在表格中。

【分析和结论】 （1）当额实额实时，P P U U ==，灯泡正常发光； （2）当额实额实时，P P U U <<，灯泡发光较暗； （3）当额实额实时，PP U U >>，灯泡发光很亮； 【交流与讨论】 （跟测量电阻实验内容重复的在此略去）（1）使小灯泡正常发光的操作：移动滑片，观察电压表示数，当电压表示数等于小灯泡额定电压时，小灯泡正常发光；（2）小灯泡的U －I 图像不是直线（或不同电压下小灯泡电阻不同）的原因：灯丝电阻随温度的升高而增大。

（3）灯泡亮暗程度与实际功率关系：小灯泡的亮暗由小灯泡实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮；（4）实验中改变小灯泡两端电压的方式：通过移动滑动变阻器连入电路的阻值大小；（5）伏安法测电阻和伏安法测电功率的异同点相同点：①实验电路相同；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都是测量电流和电压。

不同点：①实验原理不同，测电阻的实验原理是IUR =，测电功率的实验原理是UI P =； ②实验数据处理方式不同，测电阻中，处理数据，多次测量求平均值减小实验误 差；而测电功率的实验中多次实验是寻找在不同电压下的实际电功率与灯泡亮 度之间关系。

测小灯泡额定功率的实验试验目的：测小灯泡的额定功率原理：P=UI一．伏安法实验步骤：1，按照电路图连接实物2，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数达到小灯泡的额定电压，记录电流表的读数，根据P额=U额I，计算出小灯泡的额定功率二．伏组法器材：一块电压表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，开关，电源。

电路图：实验步骤：1，按照电路图连接实物2，先将表接到V1处，移动滑动变阻器，闭合开关，使U1示数达到额定电压，把表接到V2处，读数U2，用I=U2/R0计算出电流，所以小灯泡额定功率：P额=（U1乘U2）/R0三．伏组法2器材：一块电压表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，单刀双掷开关，电源。

电路图：实验步骤：1，按照电路图连接实物2，闭合S，将S1打到1位置，移动滑动变阻器，使电压表示数为灯泡的额定电压U1,将开关S1打到2位置，电压表读数U2，用U2-U1计算出R0两端电压，I=(U2-U1)/R0,P额=(U2-U1)/R0乘U1注意：一定要先打到1，再打到2，定值电阻和灯泡的位置不能交换，不然无法使灯泡在额定电压下工作，无发求出额定电压。

四．安组法器材：一块电流表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，开关，电源。

电路图：实验步骤：1，按照电路图连接实物2，将电流表接到A1位置，调节滑动变阻器，是这时电流表示数I1乘R0的值等于灯泡的额定电压，拆下电流表，接到A2位置，电流表示数I2，P额=I1乘R0乘I2五．安组法2器材：一块电流表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，单刀双掷开关，电源。

电路图：实验步骤：1，按照电路图连接实物2，闭合S，将S1打到1位置，移动滑动变阻器，使电流表示数I1乘R0为灯泡的额定电压,将开关S1打到2位置，电流表读数I2，用I2-I1计算出灯泡两端电流P额=(I2-I1)乘R0乘I1注意：一定要先打到1，再打到2，定值电阻和灯泡的位置不能交换，不然无法使灯泡在额定电压下工作，无发求出额定电压。

初二物理下期（5）测量小灯泡的电功率、电和热一、一周知识回顾本周我们将学习如何测量电功率——我们的手电筒里常用的小灯泡的电功率。

我们已经知道电能可转化为内能，即电流做功可产生热量，那么电热的影响因素有哪些呢，任何事物有利有弊，我们对电热怎样“扬长避短”呢？这将是我们本周学习的内容。

二、重难点知识讲解1、测定小灯泡功率的原理和方法用伏安法测定小灯泡的电功率，即用电压表测出小灯泡两端的电压U，用电流表测定通过小灯泡中的电流I，据P=UI计算电功率。

由此设计出实验电路如图所示。

利用滑动变阻器调节加在小灯泡两端电压及通过小灯泡的电流，可测出小灯泡在不同工作状态下的电功率。

例1、一只“6V、3W”的小灯泡，用8V电源测定其功率，为了测量它的额定功率，与之串联的滑动变阻器应连入多大的阻值？2、实验注意事项（1）用伏安法测定小灯炮的功率与用伏安法测电阻两个实验中，除了计算功率用P=UI和计算电阻用R=U/I 外，在实验器材、需要测量的物理量、实验电路等方面，两个实验是相同的。

同样应注意电表量程的选择、电表极性的接法、操作习惯等问题。

（2）小灯泡额定电压是已知的，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压示数为额定电压值，说明小灯泡正常发光，此时电流表示数为小灯泡的额定电流，计算出的功率就是小灯泡的额定功率。

（3）在测量高出额定电压时的功率时，要注意电压表示数不能超出额定电压的1/5，否则将烧坏电灯。

因此，调节滑动变阻器时要小心，并随时观察电压表的示数。

例2、测定小灯泡功率的实验中，所用灯泡的额定电压是3.8V，电源电压为6V。

实验时，某同学连好电路后，闭合开关，发现电压表的示数是2.5V，为了使灯泡两端电压达到额定电压，他调节滑动变阻器的滑片，但调节过程中电压表、电流表示数始终不变。

这是什么原因？3、焦耳定律及其应用（1）焦耳定律的内容及表达式电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

专题08 伏安法实验之测量小灯泡的电功率（解析版）-2021年中考物理电学提优特训专题1. (2020山西)实践小组的同学们进行“伏安法测定小灯泡电阻”的实验，小灯泡的额定电压为2.5 V(阻值约为10 Ω)，滑动变阻器规格为“20 Ω 1 A”．第1题图(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整(导线不得交叉)．(2)滑动变阻器在实验中除保护电路外，还有________________作用．同学们把电路元件接入电路，刚接好最后一根导线，灯泡就立即发光，发生这种现象的原因可能是______________________．(3)经检查无误后，接通电路，向左移动滑动变阻器的滑片P，观察到____________________，表明小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的阻值为________Ω(结果保留一位小数)．继续向左移动滑片，则可能出现的现象有______________________________(写出一条即可)．(4)实验结束后，小组同学根据实验数据，绘制了如图丙所示的图像，分析图像可得出结论：__________________________________________．第1题图丙【答案】(1)如答图所示(2)改变小灯泡两端电压电路连接过程中开关未断开(3)电压表示数为 2.5 V8.3小灯泡亮度变亮(答案合理即可) (4)小灯泡两端电压与通过它的电流之比不是定值(或小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大)(答案合理即可)第1题答图2. (2020青海)如图甲所示，是某小组测量额定电压为2.5 V小灯泡额定功率的实验电路．(1)用笔画线代替导线，将实物图连接完整．第2题图甲(2)根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图．(3)检查电路正确无误后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，但电压表、电流表指针均有示数，接下来正确的操作是________________________．(4)该实验小组根据实验测出的多组数据，绘制了如图乙所示的I－U图像，则小灯泡的额定电功率是________W.第2题图乙(5)另一实验小组的实验方案正确，实验时电表的连接和示数如图丙所示，该实验可改进的地方是____________________，原因是____________________．第2题图丙【答案】(1)如答图甲所示(2)如答图乙所示(3)移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光(4)0.75(5)电流表改用小量程被测电流小于0.6 A甲乙第2题答图【解析】(1)测小灯泡电功率时，滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器遵循“一上一下”的接线原则接入电路，如答图所示；(2)滑动变阻器滑片向右滑时接入电路的阻值变大，如答图所示；(3)闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，电压表有示数，说明不是小灯泡短路，可能是滑动变阻器连入电路的阻值太大，电路中电流太小所致，接下来应移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；(4)由图像可知，小灯泡两端电压为额定电压2.5 V时，额定电流为0.3 A，则小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；(5)图示中电流表的示数偏小，被测电流小于0.6 A，在小量程的范围内，为了减小测量误差，使读数更加准确，电流表应改用小量程．3. (2020孝感)某同学利用如图甲所示电路来测量小灯泡的额定电功率，电源电压恒定，小灯泡的额定电压为2.5 V，实验步骤如下：第3题图(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)；(2)正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于________(选填“A”或“B”)端；(3)闭合开关S，发现电流表指针偏转，小灯泡微弱发光，而电压表指针无偏转，则故障的原因可能是电压表________(选填“断路”或“短路”)；(4)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡两端电压达到额定电压，此时电流表的示数如图丙所示，则通过小灯泡的电流为________A；(5)通过以上数据可以计算出小灯泡的额定功率为________W；第3题图丁(6)在测量小灯泡额定电功率时，另一位细心的同学在调节滑动变阻器的过程中，记录了多组电压表与电流表的示数，并大致描绘出了小灯泡的I－U图像，如图丁所示．通过图像可以发现不同电压下小灯泡的电阻不同，小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而________．【答案】(1)如答图所示(2)A(3)断路(4)0.30 (5)0.75(6)增大第3题答图【解析】(1)要求滑片向左移动时，电流表示数变小，即变阻器接入电路中的阻值变大，故将变阻器右下接线柱连入电路中，如答图所示；(2)为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，即A端；(3)电流表指针偏转，小灯泡微弱发光，说明电路是通路，电压表无示数，电路故障只能是电压表断路；(4)如图丙所示，电流表接0～0.6 A量程，分度值是0.02 A，示数是0.30 A；(5)小灯泡额定电压是2.5 V，正常发光时电流是0.30 A，则小灯泡额定功率P＝UI＝2.5 V×0.30 A＝0.75 W；(6)由图丁可知，灯泡两端电压增加量相同，电流增加量越来越小，由此可知灯丝电阻随温度的升高而增大．4. (2020福建)“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、小灯为3.8 V)，定值电阻R0(阻值为10 Ω)、开关及若干导线．泡(U额甲乙第4题图(1)根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整．(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于______(选填“A”或“B”)端．(3)正确连接电路后，闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是______________或________________．第4题图丙(4)排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表示数为______A时，小灯泡正常发光，电流表的示数如图丙，该示数为________A，则小灯泡的额定功率为________W.【答案】(1)如答图所示(2)B(3)小灯泡处断路R0处短路(4)0.380.7 1.216第4题答图【解析】(1)由图甲知，电流表与R0串联后与小灯泡并联，滑动变阻器按“一上一下”原则串联接入电路，具体如答图所示；(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片滑到阻值最大处，即B端；(3)闭合开关，发现灯不亮，可能是电路断路或并联部分出现短路，两电流表有示数且相同，说明是小灯泡处断路或R0处短路；(4)定值电阻与小灯泡并联，它们两端的电压相等，当并联电压等于小灯泡的额定电压U L＝3.8 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为I2＝U LR0＝3.8 V10 Ω＝0.38 A，由图丙知，电流表的量程是0～3 A，分度值是0.1 A，示数为I1＝0.7 A，流过小灯泡的电流I L＝I1－I2＝0.7 A－0.38 A＝0.32 A，小灯泡的额定功率P＝U L I L＝3.8 V×0.32 A＝1.216 W.5. (2020镇江改编)小华用图甲所示电路来测量小灯泡的电功率(部分器材的规格已标明)．(1) 图甲是小华正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路，请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处：①__________________；②__________________．(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3 V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则图甲中导线______(选填“①”“②”或“③”)发生了________(填写故障名称)．甲乙丙第5题图(3)小华进行了六次实验，记录实验数据并在U－I图像中描点，得到小灯泡两端的电压与电流的关系图像如图乙所示，则根据记录的数据和图像可知：①小灯泡的额定功率为________W.②实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为______．A. 5 Ω 2 AB. 10 Ω 2 AC. 20 Ω 1 AD. 30 Ω 1 A③小华对测量结果进行误差分析，考虑到电压表中也有电流通过，该电路所测小灯泡的额定电功率与真实值相比______(选填“偏大”或“偏小”)．(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U－I图像应为图丙中的虚线________(选填“①”“②”或“③”)，你选择的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)①开关未断开②滑动变阻器滑片未移至阻值最大处(2)①断路(3)①0.75②D③偏大(4)①小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变或小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等【解析】(1)连接电路时为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器滑片要滑到阻值最大处，所以图甲中在器材操作上存在的两个不妥之处：①开关未断开；②滑动变阻器滑片未移至最左端(阻值最大处)；(2)闭合开关进行实验，小华发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数始终为3 V，而电流表示数始终为零，已知仅导线发生故障，则是图甲中导线①发生了断路；(3)根据记录的数据和图像可知：①当小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时，通过小灯泡的电流为0.3 A，所以小灯泡的额定功率为P额＝U额I额＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；②当小灯泡两端的电压为0.5 V时，电流为0.1 A，此时滑动变阻器两端的电压为U滑＝U－U灯＝3 V－0.5 V＝2.5 V；滑动变阻器接入电路中的阻值为R＝U滑I＝2.5 V0.1 A＝25 Ω；所以实验中所使用的滑动变阻器的规格可能为“30 Ω 1 A”，故选D；③由图知，电压表与小灯泡并联，所测电压较准确，而电流表测通过小灯泡和电压表的电流之和，所测电流值偏大，由P＝UI可知所测小灯泡的额定功率与真实值相比偏大；(4)实验结束后，小华继续对滑动变阻器两端电压与通过它的电流关系进行了探究，则他画出的U－I图像应为图丙中的虚线①，选择的依据是小灯泡和滑动变阻器两端电压之和保持不变或小灯泡两端电压变化量和滑动变阻器两端电压变化量始终相等．6. (2020贺州)如图所示，在探究“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为3.8 V 的小灯泡(电阻约为12 Ω)1个，12 V电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为A：“10 Ω 1 A”、B：“20 Ω 1 A”、C：“50 Ω 1 A”的滑动变阻器各1个，导线若干．第6题图(1)为了完成该实验，应选用滑动变阻器________(选填“A”“B”或“C”)．(2)请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整(导线不得交叉)．(3)正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于________(选填“A”或“B”)端．(4)闭合开关后，无论怎样移动滑片P，发现小灯泡均不亮，电流表无示数，电压表有示数，则该电路故障可能是________________(选填“小灯泡断路”“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”)．(5)排除故障后，继续实验，滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(选填“A”或“B”)端移动，直至电压表的示数为3.8 V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是________W.(6)测量结束后，应先断开开关，然后拆除________两端上的导线，再拆除其他导线．(7)以下不能用该实验装置完成的实验是()A. 探究串联电路中的电流规律B. 探究串联电路中的电压规律C. 探究电流与电压的关系D. 测量小灯泡的电阻【答案】(1)C(2)如答图所示(3)A(4)小灯泡断路(5)B 1.14(6)电源(7)C第6题答图【解析】(1)小灯泡的额定电压为3.8 V，电阻约为12 Ω，灯泡正常发光时的电流I＝U LR L＝3.8 V12 Ω≈0.32 A，小灯泡正常发光时，滑动变阻器需要分压U滑＝12 V－3.8 V＝8.2 V，此时滑动变阻器连入电路中的阻值R滑＝U滑I＝8.2 V0.32 A＝25.625 Ω，故选用C规格的滑动变阻器；(2)实验中电压表应与小灯泡并联测小灯泡两端的电压，由于小灯泡的额定电压为3.8 V，所以电压表应选用0～15 V量程，如答图所示；(3)为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于最大阻值处，即A端；(4)移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路存在断路，电压表有示数则故障可能是小灯泡断路；(5)电压表选的是0～15 V量程，分度值为0.5 V，此时电压表的示数为3 V，小于小灯泡的额定电压3.8 V，因此为了使小灯泡正常发光，应增大小灯泡两端的电压，根据串联分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，即将滑动变阻器的滑片向B端移动；电流表接小量程，分度值为0.02 A，示数为0.3 A，小灯泡的额定功率P额＝U额I＝3.8 V×0.3 A＝1.14 W；(6)测量结束后，应先断开开关，然后拆除电源两端的导线，再拆除其它导线；(7)将电流表分别串联在电路不同处，可探究串联电路电流的特点；将电压表分别并联在小灯泡和滑动变阻器的两端，可探究串联电路电压的特点；探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，而小灯泡的电阻随温度的变化而变化，因此不能用该装置探究电流与电压关系；根据欧姆定律，可以用该装置测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，进而测量小灯泡的电阻．故选C.7. (2020淄博)小明用图中所示的器材测量小灯泡的电功率．待测小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率估计在0.8 W左右．第7题图(1)请画出导线，完成电路连接．(2)小明刚连好最后一根导线，小灯泡就发出了明亮的光，他在连接电路中出现的错误是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.(3)改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的发光情况，测量数据和实验现象记录在下表中．①小灯泡的额定功率是________W；②实验结果表明：________越小，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；③分析数据发现小灯泡的电阻是变化的，原因是________________________．(4)小明和同学交流时发现，他在实验设计中存在不完善的地方是____________________，修改实验方案后，接下来的操作是把滑动变阻器的滑片向____(选填“A”或“B”)调节，记录电压表和电流表的示数，并观察小灯泡的发光情况．【答案】(1)如答图所示(2)①连接电路时开关未断开②闭合开关前滑动变阻器滑片未调至阻值最大处(3)①0.7②电流(或电压)③金属的电阻随着温度的变化而变化(4)电池组用两节即可B第7题答图【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5 V ，额定功率估计在0.8 W左右，则正常工作的电流I＝PU额＝0.8 W2.5 V＝0.32 A，小灯泡的左接线柱接电流表的“0.6”接线柱，小灯泡的右接线柱接电压表的“3”接线柱，具体如答图所示；(2)他在连接电路中出现的错误是：①连接电路时开关未断开；②闭合开关前滑动变阻器滑片未调至阻值最大处；(3)①根据表格数据可知，实际电压等于额定电压 2.5 V时，通过灯泡的电流为0.28 A，则小灯泡的额定功率为P额＝2.5 V×0.28 A＝0.7 W；②由数据可知，小灯泡两端的电压越小(或流经小灯泡的电流越小)，小灯泡的实际功率越小，小灯泡越暗；③小灯泡电阻变化的原因是，随着电流的变化小灯泡的灯丝产生热量发生变化，而金属的电阻随着温度的变化而变化；(4)实验设计不完善的地方是：小灯泡的额定电压为2.5 V，电源用两节干电池即可；修改后需要把滑动变阻器的滑片向B端移动，从而调节小灯泡两端的电压至2.5 V.8. (2020玉林)如图所示，在测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为8 Ω.(1)连接电路时，开关应________(选填“断开”或“闭合”)．(2)图甲中有一根导线连接错误，请你把它找出来并打上“×” (表示不要)，并用笔重新画一根正确连接的导线．第8题图(3)改正电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表和电流表均无示数，原因可能是下列选项中的________( 用字母表示)．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)排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为2.5 V，此时电流表的示数如图乙所示，其读数为________A，由此可知小灯泡的额定功率为________W.(5)现有两个额定电压均为15 V的灯泡L1和L2，它们的电压U与电流I的关系曲线如图丙所示，将L1和L2串联后接在15 V的电源上，则两灯消耗实际功率的差值为________W.【答案】(1)断开(2)如答图所示(3)D(4)0.340.85(5)1第8题答图【解析】(1)为了保护电路安全，连接电路时开关应断开；(2)小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为8 Ω，小灯泡的额定电流约为I＝UR＝2.5 V8 Ω＝0.312 5 A，则电流表应该选0～0.6 A量程，串联在电路中，电压表应该选0～3 V量程，并联在灯泡两端，因此应将小灯泡右接线柱与电压表的“－”接线柱相连，具体如答图所示；(3)小灯泡始终不亮，电流表、电压表均无示数，说明电路中某处发生了断路；如果灯泡断路，则电压表有示数，因此可能是滑动变阻器断路，故选D；(4)电流表选0～0.6 A量程，分度值为0.02 A，其示数为0.34 A，小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5 V×0.34 A＝0.85 W；(5)两灯串联，串联电路的电流处处相等且总电压为15 V，由丙图可知，电路中的电流为0.2 A，两个灯泡两端的电压分别为10 V和5 V，因此它们消耗的实际功率的差值为ΔP＝U1I－U2I＝10 V×0.2 A－5 V×0.2 A＝1 W.9. (2020云南省卷)如图甲所示是小明同学测定额定电压为2.5 V，额定功率不大于1 W的小灯泡功率的实物连接图．第9题图(1)在小明连接好的电路中存在错误或不妥之处，请你找出其中的两处：①__________________________；②__________________________．(2)改正错误和不妥之处后，闭合开关，发现电流表和电压表均有示数．但小灯泡不亮，可能的原因是________(填写选项中的字母)．A. 小灯泡短路B. 连接小灯泡的导线接触不良C. 滑动变阻器接入电路的电阻过大(3)小明调节滑动变阻器，依次正确读取三组实验数据，随手写在了草稿纸上(如图乙所示)．下表是小明在老师指导下设计的记录数据及现象的表格．请你补出阴影处所缺的内容：______________________，分析数据后得到小灯泡的额定电流为________A，额定功率为________W.(4)实验后，小明将一只5 Ω的定值电阻与标有“20 Ω 1 A”的滑动变阻器串联接在电压恒定为3 V 的电源上，请你帮小明计算出滑动变阻器消耗的最大功率为________W.【答案】(1)①电压表选用0～15 V量程②滑动变阻器连接成两个下接线柱(或电流表的正、负接线柱接反)(2)C (3)小灯泡的发光情况(或小灯泡的亮度)0.300.75 (4)0.45【解析】(1)第9题解图①滑动变阻器的接法：①滑动变阻器按“一上一下”接入电路，滑片到下接线柱的距离越长，接入电路的阻值越大；②根据电路图连接实物图时，滑片移动时，电路图和实物图中滑动变阻器接入电路中的阻值变化情况应相符；②电表连接与量程的选取：电流表与被测元件串联；电压表并联在被测元件两端，电流均正进负出．a.电流表量程的选取：根据电源电压、电路总电阻，由欧姆定律求得电路电流，或根据小灯泡的U额、P额求出额定电流，确定电流表量程；b.电压表量程的选取：根据电源电压(实物图中电池的节数)或根据灯泡的U额确定电压表的量程0～3 V；(2)若小灯泡短路，则电流表有示数，电压表无示数，小灯泡不亮，不符合题意；若连接小灯泡的导线接触不良，即小灯泡断路，电流表和电压表均无示数，小灯泡不亮，B不符合题意；若滑动变阻器接入电路的电阻过大，由欧姆定律I＝UR可知，电路中的电流非常小，电流表和电压表均有示数，由P＝I2R可知，小灯泡的实际功率很小，不能发光．C正确，故选C；(3)小灯泡的亮暗程度是由小灯泡实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮，所以图中阴影部分应填上“小灯泡的亮暗”；小灯泡在2.5 V的电压下正常发光，通过小灯泡的电流随其两端电压的增大而增大，对应图乙中的三组数据可知，2.5 V时的电流应为0.3 A，则小灯泡的额定功率为P＝U L I L＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；(4)滑动变阻器消耗的功率P＝I2R滑＝(UR＋R滑)2R滑＝U2R滑（R＋R滑）2＝U2R滑（R－R滑）2＋4RR滑，当R滑＝R时，P最大，则滑动变阻器消耗的最大功率P滑＝（3 V）24×5 Ω＝0.45 W.10. (2020 包头)在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源由三节新干电池串联组成，小灯泡额定电压为2.5 V，阻值约为8 Ω，滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”．图甲是某实验小组未连接完整的实验电路．第10题图(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整，导线不能交叉．(2)闭合开关，无论怎样移动滑片，灯泡都不发光，电流表和电压表均无示数．小组成员找来一个两端接有导线的定值电阻(阻值为10 Ω)，一端接在电源负极接线柱上，另一端依次触碰接线柱A、B、C，只有触碰到C时，灯泡才发光．若导线无断路，且导线和器材连接均完好，电路只有一处故障，则故障是__________________________．(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为________V，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W.(4)某同学想利用该电路“测量定值电阻R x的阻值”．于是取下小灯泡，将电阻R x.接入小灯泡所在位置，滑动变阻器滑片移至最大阻值处，闭合开关，移动滑片，测量四组对应的电压和电流值．数据如下表：由数据可得，电阻R x的阻值为________Ω.(5)能否将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置(其他连接均不变)，测量其阻值．你的判断是________．理由是___________________________________________．【答案】(1)如答图所示(2)电流表断路(3)2.50.7 (4)5(或5.03)(5)不能电阻两端电压超过电压表所接量程第10题答图【解析】(1)滑动变阻器与灯泡、电流表串联，采用“一上一下”接线柱接入电路，本题中滑动变阻器的左下接线柱与开关的接线柱A连接即可．如答图所示；(2)闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数，说明电路断路：找来一根完好的导线一端连在电源负极，另一端触碰接线柱A、B、C，当发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，因为导线无断路，且导线和器材连接均完好，故电路故障是电流表断路；(3)灯泡额定电压为2.5 V 闭合开关，移动滑片，使电压表示数为2.5 V ．小灯泡正常发光．电流表使用0～0.6 A 量程，分度值为0.02 A ．由图乙知电流表的示数为0.28 A ．故小灯泡的额定功率为P ＝U L I L ＝2.5 V×0.28 A ＝ 0.7 W ；(4)根据R ＝U I ，由表中数据可得四次测量的电阻值分别为：R 1＝U 1I 1＝1.2 V 0.24 A ＝5 Ω；R 2＝U 2I 2＝1.6 V 0.32 A ＝5 Ω；R 3＝U 3I 3＝2.0 V 0.39 A ≈5.13 Ω；R 4＝U 4I 4＝2.4 V 0.48 A ＝5 Ω.故电阻R x 的阻值为R x ＝R 1＋R 2＋R 3＋R 44＝5 Ω＋5 Ω＋5.13 Ω＋5 Ω4≈5.03 Ω；(5)电源电压为4.5 V ，电压表选用量程为0～3 V ．将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置，当滑动变阻器全部接入电路时，由串联电路的电压关系得，U R U 滑＝50 Ω20 Ω＝2.5，又U R ＋U 滑＝4.5 V ，解得：U R ≈3.2 V ．故此时电阻两端电压超过电压表所接量程，滑动变阻器接入电路的阻值减小时，电阻分得的电压更大．故不能将阻值约为50 Ω的电阻接入图甲中小灯泡所在位置测量其阻值．11. (2020咸宁)有一只小灯泡的铭牌上仅能看清“0.5 A”的字样，小强为了测量该小灯泡的额定功率，进行了如下实验．第11题图(1)他连接了如图甲所示的电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不亮，电流表的示数始终为零，电压表的示数接近3 V 保持不变，为了排除故障，接下来的操作合理的是________(选填字母)；A. 拧紧开关两端的接线柱B. 拧紧小灯泡和它两端的接线柱(2)他测量小灯泡额定功率的实验原理是______(填公式)，图甲中________(填仪器名称)的量程选择不合理；(3)排除故障后，正确连接电路．使小灯泡正常发光，电压表示数如图乙所示为________V ，小灯泡的额定功率为________W ；(4)小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I 1的小灯泡的额定功率，请完成实验步骤：①闭合开关S1，开关S2连接b，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为________；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0；③则小灯泡的额定功率表达式P＝________(用字母表示)．额【答案】(1)B(2)P＝UI电流表(3)2.4 1.2 (4)I1I21R0【解析】(1)闭合开关S后，移动滑动变阻器的滑片P，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路；电压表示数接近于电源电压，说明电压表与电源正负极之间是接通的，所以故障是灯泡断路，因此应拧紧小灯泡和它两端的接线柱，检查是否是由此引起的断路，故选B；(2)伏安法测小灯泡额定功率的实验原理是P＝UI；小灯泡的额定电流为0.5 A，电流表应选小量程，图甲中的电流表选择大量程，故电流表的量程选择不合理；(3)图乙所示电压表选择小量程，分度值为0.1 V，示数为2.4 V，即小灯泡额定电压为2.4 V，小灯泡的额定功率P＝U额I额＝2.4 V×0.5 A＝1.2 W；(4)①闭合开关S1，开关S2连接b，滑动变阻器与灯泡串联，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I1, 此时小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S2连接a，滑动变阻器与电阻箱串联，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I1，读出电阻箱的示数为R0，此时电阻箱连入电路的电阻与小灯泡正常发光时灯丝电阻相同；③则小＝I21R0.灯泡的额定功率P额12. (2020雅安)小明在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率”的实验时，实验室提供了如下器材：电源(电压恒为8 V)，一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20 Ω 2 A”，小灯泡(额定电压2.5 V，额定功率小于1.2 W)，一个阻值已知的定值电阻R0，开关及导线若干．(1)请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，完成实验电路图乙的连接(要求连线不能交叉)．(2)正确连接电路后，闭合开关进行实验，记录的数据如下表所示．当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为________W.第12题图。

专题11 伏安法和特殊方法测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验，是电功率一章的最后一节内容，是前面内容的一个升华，知识性综合性，是各省市中考中最常考的电学实验。

伏安法测电功率主要考查电路的连接、电路故障、电流表的读数及电功率的计算，特殊方法测电功率侧重考查电路的设计、实验步骤及表达式的书写等。

一、伏安法测量小灯泡的电功率：1.实验原理：P=UI。

2.电路的设计：用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，为了多次测量，还需要滑动变阻器，还要用到组成电路必备的元件：电源、开关、导线，所以电路图如下：3.实验过程和记录表格：连接电路，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数分别等于小灯泡的额定电压、实际电压为额定电压的1.2倍、实际电压为额定电压的0.8倍，并记下电压表和电流表的示数，观察小灯泡的亮度，将数据和观察到的灯泡的亮暗情况填入下表：U/V I/A P/W 小灯泡的亮度1234. 实验结论：（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；当U实〉U额时，P实〉P额，用电器容易烧坏；当U实<U额时， P实<P额，用电器不能正常工作。

（2）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。

（3）小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮。

例题1、（2021山西中考真题）“圆梦”学习小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5V考点透视迷津点拨与点对点讲（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整（导线不得交叉，其他接法合理即可）。

（2）正确连接电路后，闭合开关，发现电流表指针不动。

但用手按住开关，发现电流表指针摆动，出现这种现象的原因是______ 。

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是______W。

（4）小组的同学在实验中又测出了几组数据，请你帮他们设计一个实验记录表。

[特殊方法测量小灯泡的电功率]常规的测电功率的实验方法是伏安法，即利用电压表和电流表分别测出用电器两端的电压和通过用电器的电流，根据P＝UI计算出电功率；由于测量器材的限制，在缺少一个仪表的条件下，某个物理量不能直接测量，此时可借助定值电阻或电阻箱等来完成对该物理量的测量，常用的方法有伏阻法、安阻法、替代法。

►类型一伏阻法测用电器的电功率1.用电压表和已知阻值的定值电阻测小灯泡的电功率，在测量时，如图2－ZT－1所示，将灯泡与已知阻值为R0的电阻串联，用电压表测出电阻R0两端的电压U1，求出通过R0的电流I，即通过灯泡的电流为I＝，再用电压表测出灯泡两端的电压U2，运用公式P ＝UI即可求出灯泡的电功率P＝。

图2－ZT－12.用如图2－ZT－2所示的电路来测量灯泡的额定功率，小灯泡上标有“2.5 V”字样，R0阻值已知。

图2－ZT－2（1）将实验过程补充完整：A.对照电路图连接好电路，并将滑动变阻器的滑片滑至阻值最大处。

B.闭合开关，_______________________________________________________________________________ ______________________________________________。

C.断开开关，整理器材。

（2）小灯泡额定功率的表达式：P额＝。

（用测量量和已知量符号表示）（3）写出本实验中滑动变阻器的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

3.在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8 V”字样，电源电压恒定。

（1）请你用笔画线代替导线，将图2－ZT－3甲中的实物电路连接完整。

第3节测量小灯泡电功率（知识点梳理）★考点概览一、伏安法测量小灯泡的电功率1.实验目的：学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率，并加以比较。

2.实验原理：要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。

3.实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。

4.设计并进行实验：（1）按照图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。

（2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。

（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。

（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的 1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。

（5）整理好实验器材。

（6）用公式计算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。

5.分析与论证（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，小灯泡的电功率越大，灯泡发光越亮。

（2）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。

（3）小灯泡两端的实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。

（4）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。

6.实验结论（1）当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。

（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。

（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。

7.注意事项（1）电源电压应高于灯泡的额定电压；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应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。

●测量电功率实验的目的和原理：1. 实验目的：1）测定小灯泡额定电压下的电功率；2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。

2. 实验原理：P=UI应测量的物理量：小灯泡两端的电压U，和通过的电流I。

3. 实验方法：伏安法●伏安法测小灯泡的电功率：实验电路图实验器材电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干实验步骤(1)按设计的电路图连接实物，并设计实验记录表格(2)检查电路无误后，闭合开关s，移动滑动变阻器的滑片P，观察电压表的示数。

当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数(3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1．2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数(4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压的1／5，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数(5)整理实验器材实验表格次数电压U（V）电流I（A）电功率P（W）灯泡亮度验结论U实=U额，P实=P额，正常发光；U实>U额，P实>P额，比正常发光更亮；U实<U额，P实<P额，比正常发光更暗。

意事项(1)选择的器材规格要合适，例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流；(2)连接电路时开关断开，滑动变阻器滑到阻值最大处；(3)使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡伏安法测电阻与测功率的异同点：测小灯泡的电功率测电阻相同点所测物理量灯泡两端的电压(U)和通过灯泡的电流(I) 电路图连入电路时开关断开，滑动变阻器位于阻值最大处不同原理P=UI点计算公式P=UI滑动变阻器作用保护电路，控制灯泡两端电压保护电路，改变电路中的电流●补充：(1)伏安法测功率。

滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。

多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。

测量小灯泡电功率的探究实验实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。

实验原理：根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式P ＝UI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。

这是物理学中常用的一种间接测量方法，这种方法又被称为“伏安法”。

实验电路：根据实验的目的和原理设计如下电路。

实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。

器材说明：用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压，因为要测量不同电压下的功率，所以电路中要接入滑动变阻器，用来改变小灯泡两端电压。

实验步骤：（1）按电路图连接好电路；（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。

（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。

观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。

（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。

观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。

（5）计算出三种情况下小灯泡的电功率（6）断开电路，整理器材。

实验数据（记录）表格：注意：在进行实验时应注意以下几点：（1）电源电压应高于小灯泡的额定电压，例如，测定额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时至少要选两节干电池串联作电源。

（2）电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流。

（3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。

（4）根据串联分压原理进行判断，准确熟练地调节滑动变阻器，使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压的和低于额定电压三种条件下发光。

尤其在做第二次实验时，需小心调节滑动变阻器，以免因实验电压超过额定电压太多而烧坏灯泡。

变阻器
1．按电路图连接实物电路。

2.合上开关，调节，使小灯泡两端的电压为2.5V，观察小灯泡的，读出的示数,填入表格；
3.调节，使小灯泡两端的电压为3V，观察小灯泡的，读
出的示数，填入表格；
4.调节，使小灯泡两端的电压为2V，观察小灯泡的，读出的示数,填入表格。

5.断开开关，整理实验器材
【实验中注意事项】
1连接电路时，开关要处于状态；开关闭合前，把滑动变阻器滑片移
到处；
2.滑动变阻器正确接法“”,电压表：电流从接线柱流进，接线柱流出，量程选；电流表：电流从接线柱流进，接线柱流出，量程选。

2023《伏安法测量小灯泡的电功率》•实验目的•实验器材•实验步骤与记录•数据处理与分析目•实验结论与误差分析录01实验目的了解伏安法测量小灯泡电功率的原理伏安法是一种通过测量电压和电流来计算电阻和电功率的方法。

在小灯泡的电路中，通过测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，可以计算出小灯泡的电功率。

掌握伏安法测量小灯泡电功率的方法使用电流表和电压表分别测量流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压，将测量值代入公式“电功率=电流×电压”中计算小灯泡的电功率。

掌握伏安法测量小灯泡电功率的原理和方法学会使用电流表和电压表测量小灯泡的电功率学会使用电流表测量小灯泡的电流将电流表串联在小灯泡电路中，注意电流表的量程选择和正负极性连接。

学会使用电压表测量小灯泡两端的电压将电压表并联在小灯泡两端，注意电压表的量程选择和正负极性连接。

了解小灯泡的电阻与温度的关系小灯泡的电阻与温度有关，随着温度的升高，小灯泡的电阻逐渐增大。

通过实验可以观察到，当小灯泡两端电压增大时，小灯泡的电流也增大，但电压与电流的比值（即电阻）保持不变。

理解伏安法测量电阻的原理通过伏安法测量小灯泡的电压和电流，可以计算出小灯泡的电阻。

由于小灯泡的电阻随温度变化而变化，因此可以通过控制小灯泡两端的电压来控制小灯泡的温度，从而保持电阻值不变。

理解小灯泡的电阻与温度的关系02实验器材数量：1个用途：作为电路中的负载，用于测量其电功率小灯泡数量：1个用途：为电路提供电能，使小灯泡发光电源数量：1个用途：测量电路中的电流强度电流表数量：1个用途：测量小灯泡两端的电压电压表数量：1个用途：调节电路中的电流和电压，以测量不同电功率下的灯泡性能滑动变阻器数量根据实验需求而定用途连接电路中的各个元件导线若干数量：1本用途：提供实验操作步骤、注意事项及安全须知等内容实验指导书03实验步骤与记录根据实验电路图准备所需器材，包括电源、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器、电阻箱、开关和导线等。