第3节测量小灯泡电功率知识点梳理解析版Word格式文档下载.docx

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0.38

1.14

较亮

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。

（2）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压或电流位置，则要采用试触的方法判断。

（3）连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。

（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。

（5）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。

注意：

伏安法测小灯泡电功率与伏安法测电阻阻值的异同。

相同点：

①实验电路基本相同，可采用同一电路；

②实验方法相同，都是伏安法；

③测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。

不通电：

①实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理，测电阻阻值的实验原理是；

②数据处理方式不同，测电阻阻值时需要多次测量，最后求平均值以减小实验误差，而测小灯泡电功率时也需要多次测量，但不能用来求平均值，而是寻找不同电压下的电功率有什么规律。

二、实验中电路故障分析

故障

现象

故障原因

灯泡不亮

闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数

①滑动变阻器接成定值电阻②电源电压太低

闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数

①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏

②接线柱接触不良③连接导线断裂

闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转

①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良

②电流表和电压表的位置互换了

电表问题

电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转

电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了

电流表与电压表的指针偏转角度很小

①电表的量程都选择过大②电源电压过低

电表的指针超过最大刻度

①量程选择过小②电路中出现短路

滑动变阻器问题

滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化

滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻

无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压

电源电压过低

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

灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置

二、考点解析

1.测量小灯泡电功率是中考物理试卷中实验探究类考题的常考内容，如果说是必考内容也不过分，经统计中考物理试卷有关测量小灯泡电功率的实验探究题出现的概率在85%左右，所占分值在6分—12分之间。

由此可见此内容在中考试卷地位和重要性。

测量小灯泡实验探究题常见考查问题有：

实验电路的纠错、分析、补充；

电路故障排除；

实验步骤与实验科学方法分析；

实验手段分析；

电功率概念理论研究；

实验态度和实验误差等。

2.考点分类：

考点分类见下表

考点分类

考点内容

考点分析与常见题型

常考热点

电功率实验探究

实验题，考查测量小灯泡电功率常见实验问题

★典例呈现

★考点一：

测量小灯泡电功率

◆典例一：

（2020·

贵州黔南）测量小灯泡额定功率的实验电路如图所示，实验器材有∶标有“2.5V”字样的待测小灯泡、电压恒为4.5V的电源、标有“20Ω1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0~0.6A、0~3A）、电压表（量程为0~3V、0~15V）、开关及导线若干：

（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P应调至________（选填“A”或“B”）端；

（2）按图连接好电路后，闭合开关，将滑动变阻器滑片P移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数。

经检查，导线连接完好，则电路故障是∶__________；

（3）向右移动变阻器滑片P，会看到灯泡变______（填“暗”或“亮”）一些，这说明灯泡的实际功率与______有关系；

（4）实验中电压表示数如图所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）移动，直到电压表示数为______时为止；

（5）当小灯泡两端的电压为额定电压时，电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为_____W。

【答案】

（1）断开；

（2）B；

（3）小灯泡断路；

（4）暗；

（5）灯泡两端的电压；

（6）左；

（7）2.5V；

（8）0.75。

【解析】

（1）为保护电路，连接电路时，应断开开关，同时将滑动变阻器阻值调至最大，即滑动变阻器的滑片P应调至B端。

（2）闭合开关，电路连接完好，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电路中可能有断路，电压表有较大的示数，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是灯泡断路了。

（3）向右移动变阻器滑片P，变阻器接入电路电阻变大，电路电流变小，根据分压原理，灯泡两端的电压减小，灯的实际功率减小，灯泡变暗，说明灯泡的实际功率与灯泡两端的电压有关系。

（4）小灯泡的额定电压为2.5V，由图像可知，此时灯泡两端的电压小于2.5V，根据分压原理，应向左移动变阻器滑片，减小变阻器的电阻，从而增大小灯泡两端的电压，直到电压表示数为2.5V时为止。

（5）小灯泡的额定功率为：

。

◆典例二：

四川乐山）小涛同学利用如图甲所示电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的功率。

（1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线表示导线，在图乙中完成实物连接。

要求：

闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数增大（）；

（2）调节滑动变阻器滑片P，当电压表示数为额定电压时，电流表示数如图丙所示，其读数为______A，则该小灯泡的额定功率为______W；

（3）小涛同学在调节滑动变阻器滑片P的过程中，绘制出电流表与电压表示数变化关系的图象如图所示。

他将电压表换成一个这样相同的小灯泡，这两个小灯泡并联在电路中，当干路中的电流表示数为0.2A时，两个小灯泡的实际总功率为______W。

（1）如图；

（2）0.24；

（3）0.6；

（4）0.1。

（1）由图甲可知，电压表并联在灯泡两端；

灯泡的额定电压为2.5V，则电压表选择0～3V量程；

灯泡与滑动变阻器串联，由于滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数增大，说明变阻器连入电路的阻值变小，因此需将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，实物电路如图所示：

（2）如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.24A，小灯泡的额定功率为：

P=UI=2.5V0.24A=0.6W，该小灯泡的额定功率为0.6W。

（3）由题知，两个相同的小灯泡并联，干路电流为0.2A，则通过每个小灯泡的电流为0.1A，由图像知，当小灯泡的电流为0.1A时，小灯泡两端的实际电压为0.5V，则两个小灯泡的实际总功率为：

P总=U实I总=0.5V×

0.2A=0.1W；

两个小灯泡的实际总功率为0.1W。

★提升训练

1.（2020·

四川雅安）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8V），一个电流表，一个电压表，滑动变阻器“20Ω、2A”，小灯泡（额定电压2.5V，额定功率小于1.2W），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：

滑动变阻器的滑片P向右滑动时灯变亮；

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2.5V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

4

5

1.0

1.5

30

0.24

0.32

0.44

（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____（选填“增大”、“不变”或“减小”），小灯泡的实际功率由______（选填“额定功率”、“额定电压”或“实际电压”）决定。

（4）完成实验后，利用上述器材，小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图所示的电路，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______V；

②滑动变阻器滑片不动，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”）。

（1）如图，正确连线，滑动变阻器接线柱接；

（2）1.05；

（3）增大；

（4）实际电压；

（5）5.5；

（6）；

（7）偏小。

（1）由电路图知，电流表、灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，由P=UI可得灯泡正常发光电流约为

所以电流表选择0~0.6A量程，由此连接实物如图所示：

（2）当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，电流表使用0~0.6A量程，分度值0.02A，此时通过的电流为0.42A，所以灯泡的额定功率：

（3）由表中数据知，小灯泡工作时，灯泡两端实际电压越大，通过它的电流也越大，由P=UI知灯泡的实际功率越大，即灯泡消耗的电功率随电压的增大而增大。

（4）用如图丁所示的电路测量小灯泡额定功率，所用电压表量程为0∼15V，要测量该小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压2.5V，

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总电压，调节滑动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，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：

③则小灯泡的额定功率：

在实验步骤②中，在将开关拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，变阻器连入电路的阻值变大，由串联电路的分压原理知，变阻器分得电压变大，R0和灯泡分得的电压都会变小，由知，测出的小灯泡额定功率比真实值偏小。

2.（2020·

江苏连云港）在学习《电能表与电功》一节内容时，同学们完成教材上的活动“比较两个灯泡的亮暗”，小明选用标有“2.5V0.3A”和“3.8V0.3A”的灯泡L1和L2，连接电路如图所示。

（1）闭合开关后，发现两灯均不发光，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，故障的可能原因是______；

（2）排除故障后闭合开关，电压表V1的示数如图，此时的电压值为______V；

（3）此实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察______来比较，所用的研究方法为______；

（4）如果将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，较亮的灯泡是______。

（选填“L1”或“L2”）

（1）L1断路；

（2）2.4；

（3）灯泡的亮度；

（4）转换法；

（5）L1。

（1）由图可知，两个灯泡串联，电压表V1测量灯泡L1两端的电压，电压表V2测量灯泡L2两端的电压，闭合开关后，发现两灯均不发光，可能电路中存在断路，电压表V1的示数很大，电压表V2的示数为0，可能L1断路。

（2）由图可知，电压表V1的量程是0~3V，分度值是0.02A，电压表的V1的示数是2.4V。

（3）实验中一定时间内电流做功的多少可以通过观察灯泡的亮度来比较，灯泡越亮，说明电流做功越快，用到转换法。

（4）灯泡L1的电阻：

R1=≈8.3Ω

灯泡L2的电阻：

R2=≈12.6Ω，R1＜R2

将这两只灯泡并联接入电压为2.5V的电路中，两个灯泡两端的电压相等，由P=可知灯泡L1的功率较大，灯泡L1较亮。

3.（2020•岳阳）在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用器材如下：

2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整。

（2）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于端（选填“A”或“B”）。

（3）闭合开关前，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是（选填序号）。

A.小灯泡短路B.小灯泡开路C.电流表开路

（4）排查故障后，通过正确的操作使小灯泡发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为W。

（5）实验室，小明组的电流表坏了，他找来了一个已知阻值的定值电阻R0，设计了图丙电路测小灯泡的额定功率。

连好电路后，操作步骤如下：

①断开S1、闭合S2，移动滑片，使电压表的示数等于灯泡的额定电压U额；

②保持滑片的位置不变，断开S2、闭合S1，记下电压表的示数U，则小灯泡额定功率表达式：

P额=（用U额、U、R0表示）。

（1）连线如图所示；

（2）A；

（3）B；

（4）0.65；

（5）。

（1）因为灯泡的额定电功率小于1W，灯泡的额定电压为2.5V，故通过灯泡的电流应小于0.5A。

电流表的量程应选0~0.6A量程，电路图图甲所示。

（2）连接电路时，滑动变阻器接入电阻的阻值应处于最大值，滑片P应在A处。

（3）闭合开关前，移动滑片，发现小灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，则该电路的故障可能是小灯泡开路。

（4）排查故障后，通过正确的操作使小灯泡发光，电流表的示数如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×

0.26A=0.65W。

P额=U额I额=U额I0=U额×

故答案为：

4.（2020·

山东滨州）某实验小组用图甲所示器材测量小灯泡的电功率，电源电压恒为，待测小灯泡L的额定电压为，滑动变阻器R的规格为“”。

（1）图甲是该实验小组没有连接完整的电路，请用笔画出导线，在图甲中完成电路连接，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，导线不交叉（）。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应位于______端（选填“A”或“B”）。

（3）连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化明显，电压表无示数。

仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因可能是小灯泡发生______（选填“断路”或“短路”）。

（4）排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验。

闭合开关，移动滑片P，使小灯泡L发光测出小灯泡L的相关物理量，记录和计算结果如表，则小灯泡的额定功率为______W。

由表中信息可知：

灯泡实际功率越______，灯泡越亮。

实验次数

电压

电流

0.14

0.18

0.22

0.26

0.30

实际功率

0.27

0.90

灯泡亮度

逐渐变亮

（5）另一小组用相同器材实验时，发现电流表不能正常使用。

他们选用一个定值电阻，设计了如图乙所示的电路图，并进行如下实验操作：

①按图乙连接电路，检查无误后，闭合开关S、，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为______V；

②S处于闭合状态，滑片不动，断开、闭合，读出电压表示数为；

③小灯泡的额定功率：

______（用、、表示）。

（3）短路；

（5）大；

（6）2；

（7）。

（1）待测小灯泡L的额定电压为，电压表选择0-3V的量程，电压表和灯泡并联，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大，使滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：

（2）在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，即B端。

（3）闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表示数变化明显，说明电路是通路，电压表无示数，可能是灯泡短路。

（4）由表中数据可知，灯泡的额定电压是2.5V，通过灯泡的电流是0.26A，小灯泡的额定功率为：

P=UI=25V×

0.26A=0.65W；

由表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。

（5）①闭合开关S、，电压表测量R0和变阻器的总电压，电源电压是4.5V，灯泡的额定电压是2.5V，由串联电路电压的规律可知电压表的示数为：

4.5V-2.5V=2V

所以调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为2V。

③S处于闭合状态，滑片不动，断开、闭合，读出电压表示数为；

电压表测量R0两端的电压，通过电路的电流：

I=I0=；

灯泡的额定功率：

P额=U额I=。

5．（2020·

甘肃临夏）在“测量小灯泡电功率”的实验中，老师给同学们准备了以下器材：

A．小灯泡（额定电压2.5V，电阻大约10Ω）

B．电流表A1（量程0～0.6A）

C．电流表A2（量程0～3A）

D．电压表（量程0～3V，0～15V）

E．滑动变阻器“10Ω1A”

F．滑动变阻器“50Ω2A”

G．电源（电压恒为6V不变）

H．开关、导线若干

（1）本实验中应选择电流表　　；

滑动变阻器　　（均填仪器前字母）；

（2）测量电路图如图甲所示，图乙实物电路中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整；

（3）某探究小组将电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数，但任意移动滑动变阻器的滑片时，电压表有示数且不变，灯泡亮度不变，其故障原因是　　。

（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，进行了多次测量，其中小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示为　　A，小灯泡的额定功率为　　W。

（1）B；

F；

（2）见上图；

（3）滑动变阻器同时接下面的两接线柱；

（4）0.24；

0.6。

（1）灯泡正常发光时电流约为I＝＝＝0.25A＜0.6A，所以本实验中，电流表应选择电流表A1；

由串联电路特点和欧姆定律可得此时变阻器连入电路的阻值R滑＝＝＝＝14Ω＞10Ω，所以应选择“50Ω2A”的滑动变阻器F；

（2）由图甲知，变阻器、灯泡、电流表串联入电路中，灯泡额定电压2.5V，所以电压表使用小量程，滑动变阻器一上一下接入电路，实物连接如图所示：

（3）闭合开关，电流表有示数，电压表有示数，说明电路中是通路，任意移动滑动变阻器的滑片时灯泡亮度不变，且灯泡发光较暗，说明电路中电阻没有发生改变，且电路中电阻较大，原因是滑动变阻器同时接下面的两接线柱了；

（4）电流表使用小量程，分度值0.02A，由图丙知，灯泡正常发光时的电流为0.24A，

所以灯泡的额定功率：

P额＝U额I额＝2.5V×

0.24A＝0.6A。

6.（2020·

十堰）如图是测量小灯泡额定电功率的实验，电源电压恒为6V，小灯泡额定电压U额=2.5V，正常发光电阻约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω2A”、“50Ω1A”的滑动变阻器。

（1）本实验应选择规格为_______的滑动变阻器，如图甲已有部分电路连接好，请用笔画线代替导线，将电路连接完整_____________。

（2）连接好电路后闭合开关，发现小灯泡发光，电流表有示数，电压表无示数，可能导线____（选填“a”、“b”或“c”）断了。

（3）排除故障后，闭合开关，调节滑片P，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙，则小灯泡的额定功率为______W。

（4）若电压表损坏，小明利用一个定值电阻R0和两个开关，设计了如图丙所示的电路，并进行实验：

①只闭合开关S和S1，调节滑片P，使电流表示数为；

②保持滑片P位置不动，断开开关__，闭合其它开关，读出电流表示数为I；

③小灯泡的额定功率表达式为P额=____（用题中物理量字母表示）。

（1）“50Ω1A”；

（2）如图；

（3）c；

（4）0.65W；

（5）S1；

（6）。

（1）小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻为10Ω，此时电路中的电流为：

小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为3.5V，电流为0.25A，所以此时滑动变阻器的最大阻值为：

所以要选择“50Ω1A”的滑动变阻器。

小灯泡的额定电压为2.5V，所以要使小灯泡正常发光时，电压表的示数为2.5V，电压表的量程选择“0~3V”量程，连接电路如图所示：

（2）由题意知，连接好电路后闭合开关，发现小灯泡发光，电流表有示数，电压表无示数，可能是与小灯泡并联的导线c短路导致的。

（3）由图乙可知，额定电流为0.26A，根据公式P=UI可知小灯泡的额定功率为：

（4）只闭合开关S和S1，调节滑片P，使电流表示数为，持滑片P位置不动，只能断开开关S1保证电路是一个通路。

只闭合开关S和S1，调节滑片P，使电流表示数为,保持滑片P位置不动，断开开关S1，闭合其它开关，读出电流表示数为I，所以，只闭合开关S和S1，此时流经小灯泡的电流为，加在小灯泡两端的电压为U额，所以小灯泡的额定功率为：

7.（2020·

襄阳）小强在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用电源为两节干电池，小灯泡上标有“2.5V”字样。

请