用伏安法测量小灯泡电功率的物理实验报告

测量小灯泡的电功率实验报告学校姓名实验日期【实验目的】测量小灯泡的电功率。

【实验要求】分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率。

【实验原理】根据公式，测出灯泡和，就可以计算出小灯泡的电功率。

【实验电路图】根据实验的目的和原理设计实验电路图，并按电路图连接实物。

【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。

【实验步骤】1．按电路图连接实物电路。

2.闭合开关，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______［实验结论］由公式P=IU计算小灯泡的功率。

（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）实验数据（记录）表格：小灯泡的额定电压是实验次数发光情况电流（A）电压（V）电功率（W）123［结论］（1）不同电压下，小灯泡的功率。

实际电压越，小灯泡功率越。

（2）小灯泡的亮度由小灯泡的决定，越大，小灯泡越亮。

1．伏安法测小灯泡功率的实验原理是____，直接测量的物理量是____和____，如果小灯泡的实际电压比额定电压低，则实际功率比额定功率____(填：大、小或等)。

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。

实验一：测量小灯泡的伏安特性曲线一、实验原理根据伏安法测电阻，测出多组U-I值，然后做出U-I图像。

线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，图像的斜率是线性元件的电阻；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线。

二、实验的考察层次层次1：仪器的读数（电压表和电流表的读数）层次2：实验电路图。

滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法。

层次3：仪器的选择：滑动变阻器选小电阻。

层次4：数据处理。

设计坐标，做U-I图像，或者I-U图像，计算电阻。

层次5：电表量程不够时需要改装电表（改装电压表所需的电阻与电压表内阻几乎相当，改装电流表所需的电阻与电流表内阻几乎相当）【2016 天津与2012 四川相似度很高】三、高考题呈现的特点1.主要考察了电路图的分压接法电路图及实物图的连接。

2.仪器的选择问题，滑动变阻器的选择【电压表根据小灯泡的额定电压选择，电流表根据小灯泡的额定电流选择，滑动变阻器选小电阻】3.内外接法的误差分析4.根据测出的数据做U-I图像（注意图像都是曲线）【典型立体剖析】考点1：实验原理和仪器选择★★[例1]在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A．小灯泡：规格为“3.8 V0.3 A”B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0.5 ΩC．电流表：量程0～3 A，内阻约为0.1 ΩD．电压表：量程0～5 V，内阻约为5 kΩE．滑动变阻器：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 AF．电池组：电动势6 V，内阻约为1 ΩG．开关一只，导线若干(1)为了使测量尽可能地准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，因此电流表应选________．(填器材前选项)(2)根据你选用的实验电路，将如图所示的器材连成实物电路．答案(1)B(2)见解读图解读(1)因小灯泡的额定电流为0.3 A，为减小读数误差，应让指针偏角大一些，故电流表选B.(2)由电流表外接和滑动变阻器采用分压式接法知，电路图如图甲所示，由电路图连接的实物电路如图乙所示．★★[例2]有一个小灯泡标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择：A．电压表(0～5 V，内阻10 kΩ)B．电压表(0～15 V，内阻20 kΩ)C．电流表(0～3 A，内阻1 Ω)D．电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω)E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)F．滑动变阻器(500 Ω，1 A)G．学生电源(直流6 V)、开关、导线若干(1)实验时，选用图中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)实验中所用电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．(用序号字母表示)．(3)把图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图．解读因实验目的是要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要多次改变小灯泡两端的电压，故采用如图甲所示的分压式电路合适，这样电压可以从零开始调节，且能方便地测多组数据．因小灯泡额定电压为4 V，则电压表选0～5 V的A而舍弃0～15 V的B，小灯泡的额定电流I＝0.5 A，则电流表只能选D.滑动变阻器F的最大阻值远大于小灯泡内阻8 Ω，调节不方便，故舍去．小灯泡内阻为电流表内阻的80.4＝20倍，电压表内阻是小灯泡的10×1038＝1 250倍，故电流表采用了外接法．答案(1)描绘小灯泡的I—U图线所测数据需从零开始，并要多取几组数据(2)A D E (3)如下图所示．考点2：数据处理及误差分析★★★【例3】图中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材．（1）根据实验原理，用笔画线代替导线，将图1中的实验电路图连接完整．（2）开关S闭合之前，图1中滑动变阻器的滑片应该置于_____端．（选填“A端”、“B端”或“AB中间”）（3）实验中测得有关数据如下表：根据表中的实验数据，在图2中画出小灯泡的I-U特性曲线．【说明】：1.实验原理图2.数据描点，画图★★【例4】用如图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡标有“6 V 3 W”的字样，铅蓄电池的电动势为8 V，滑动变阻器有两种规格：R1标有“5 Ω2 A”，R2标有“100 Ω20 mA”．各电表的量程如图甲所示．测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据．(1)滑动变阻器应选用__________；分压接法选小电阻(2)用笔画线代替导线，把图甲中的实物连成实验电路(有部分连线已接好)；(3)测量时电压表示数如图乙所示，则U＝________ V；(4)某同学根据实验测量得到的数据，作出了如图丙所示的I－U图像．分析图像不是直线的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)R1(2)实验电路如图所示(3)4.0(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大解读(1)由于电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，如果选用R2，滑动变阻器中的电流会超过20 mA，故选R1.(2)实验电路中电流表外接，滑动变阻器采用分压式接法．(4)小灯泡两端的电压逐渐增大时，灯丝温度升高，灯丝的电阻(或电阻率)变大．【高考题赏析】1.★【2009 天津 3 6】为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图甲所示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。

伏安法测量定值电阻伏安法测量小灯泡电阻伏安法测量小灯泡电功率
原理I=U/R I=U/R
P=UI
测出多组对应的U、I值，测出多组对应的U、I值，测出多组对应的U、I值，
过程分别计算出电阻值，分别计算出电阻值分别计算出电功率值取平均值，减小误差
结论灯丝的电阻受灯丝温度U实>U额，P实>P 额
（具体的一个值）的影响，温度越高电阻U实=U额，P实=P 额
越大（不取平均值）U实<U额，P实<P 额
（一个规律）（一个规律）
相同点：电路图结构一样（五串一并），都要测出对应的电压值和电流值
不同点：1.实验原理：测电阻I=U/R
测电功率P=UI
2.对实验数据的处理：测电阻：定值电阻：多次测量，算出阻值，取平均值，减小误差
灯泡电阻：多次测量，算出阻值，但是不取平均值
测电功率：多次测量，算出电功率，看实际情况和额定情况的关系
3.结论：测电阻：定值电阻：平均值即所求阻值（具体的一个值）
灯泡电阻：灯丝电阻受灯丝温度影响，温度越高，电阻越大
（一个规律）
测电功率：U实=U额，P实=P额，灯泡正常发光
U实<U额，P实<P额，灯泡较暗
U实>U额，P实>P额，灯泡较亮
（一个规律）。

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。

实验二十四、测小灯泡的电功率的实验【实验原理】：P=UI【实验器材】：电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。

【实验电路】：【实验步骤】：①按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；②闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为I e、U e，记录小灯泡的亮度；③调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为I1，U1，记录小灯泡的亮度；④调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压，观察电流表和电压表的示数，记录为I2，U2，记录小灯泡的亮度；⑤重复步骤4两次，观察电流表和电压表的示数，记录为I3、U3，I4、U4，记录小灯泡的亮度；⑥根据P=UI，算出小灯泡的额定功率P e和实际功率的电功率P1 (4)⑦分析数据，整理器材。

【实验结论】：①小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；②当小灯泡的两端的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；③当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；④当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下暗。

【考点方向】：1、电源的选择：电源电压应高于小灯泡的额定电压。

例如：，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。

2、电压表的量程应大于，电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如的小灯泡电压表量程选0—3V，电流表选0—0.6A的量程。

3、滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显。

4、滑动变阻器的作用：①保护电路；②将小灯泡两端电压调成额定电压。

5、实验多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下的电功率，并进行比较。