12测量小灯泡的电功率Word下载.docx
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考点二：
伏安法测定小灯泡电功率的电路故障分析
【例题3】在“测定小灯泡额定功率”的实验中：
电路如图所示，小灯泡的额定电压为2.5V，电
阻约为10Ω，电源为两节干电池．
（1）由于实验室没有专门测定电功率的器材，于是通过P=UI可以转化为测量电压与电流，所以此公式即为实验原理。
（2）实验中连接电路时注意开关断开，滑动变阻器调节到最大阻值处，电表调零。
（3）电表量程应根据测量要求选择，不过大不过小，过大不准确，过小会损坏电表。
（4）电灯的功率是可变的，对变量取平均值是没有意义的，所以不可取平均值。
（1）请用笔画线代替导线，将图中的元件连成符合这个实验要求的电路（连线不能交叉）．
（2）在连接电路时，开关应 断开，滑动变阻器的滑片应移到 阻值最大；
（3）正确连好电路后，闭合开关S，发现灯L不发光，但电压表有读数，而电流表无读数，
故障的原因可能是
A．电流表处有开路B．电压表正负接线柱处开路
C．小灯泡L短路D．小灯泡L的灯丝断了
（4）排除故障后，当小灯泡L正常发光时，电流表指针位置如图所示，则小灯泡L的额定功率
为 W．
断开，最大D;
0.65．
伏安法测灯泡功率常见故障分析
【例题4】
在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，所用小灯泡上标有“3.8V”字样．
（1）请在图中用笔画线代替导线，把电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的
右右端，若闭合开关后，发现电压表的指针快速打到左边无刻度处，这是由于电压表正负接线柱接反了
（3）下表是在实验中测出的三组数据据，由表中数据可知，小灯泡的额定功率为1.52W．
次数
电压U/V
电流I/A
灯泡亮度
1
3.0
0.36
偏暗
2
3.8
0.4
正常
3
4.5
0.42
偏亮
（4）若在实验中小灯泡的灯丝突然烧断了，则电压表的示数变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（5）小红跟据测得的三组数据求出各次电阻，发现小灯泡三次的电阻值竟不相同，这是因为小灯泡的电阻与灯有关．
（1）因为小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择0～15V的量程，将电压表并联在灯泡两端．
（2）为了保护电路，所以在开关闭合前，滑动变阻器将滑片移至阻值最大处即B（右）端；
因为电压表指针反偏，所以正负接线柱接反了．（3）小灯泡在额定电压下工作时的功率为额定功率，从表中数据可以看出，当小灯泡两端电压为3.8V时，通过的电流为0.4A，所以小灯泡的额定功率为：
P=UI=3.8V×
0.4A=1.52W．（4）因为小灯泡的灯丝烧断后，电压表测量电源电压，所以电压表的示数变大．（5）因为灯丝的电阻与温度有关，而灯泡两端的电压越大，灯丝的温度越高，因此小灯泡在不同电压下工作时，小灯泡的灯丝温度不同，电阻也不相同．
（1）如图所示；
（2）右，正负接线柱接反了；
（3）1.52；
（4）变大；
（5）灯丝温度．
因为灯丝的电阻与温度有关，而灯泡两端的电压越大，灯丝的温度越高，因此小灯泡在不同电压下工作时，小灯泡的灯丝温度不同，电阻也不相同．
考点三：
伏安法测定小灯泡电功率时选择合适的量程
【例题5】
在“测定小灯泡额定功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡标有“3.6V”，灯丝电阻约为12Ω，所用器材如图所示，其中电压表的0-15V量程已坏，0-3V量程完好，其他器材均完好，小明已将部分器材连接好．
（1）从图中可看出，他合理选用电流表0-0.6A的量
程，他选择这一量程的理由是
（2）调节滑动变阻器的滑片，由电压表的读数可知小灯泡能正常发光，但他不知电压表该怎样连接，请你用笔画线代表导线将电压表正确连入电路，并回答，当电压表示数为V时，小灯泡恰能正常发光．
（3）在闭合开关前应将滑片移到
（4）闭合开关后，调节滑片P，当小灯泡正常发光时，电流表的示数为0.3A，则该小灯泡的额定功率为W．
（1）灯泡的额定电流I=U/R=3.6V/12Ω=0.3A＜0.6A，所以应选用小量程；
（2）根据题意可知，电压表只能使用0～3V的量程，而小灯泡的额定电压为3.6V＞3V，所以应将电压表与滑动变阻器并联，此时应使电压表的示数为U=U总-UL=6V-3.6V=2.4V，以保证小灯泡恰能正常发光；
（3）为了保护电路，滑动变阻器连入电路的阻值必须最大，所以在闭合开关前应将滑片移到右端；
（4）因为小灯泡正常发光，所以P额=U额I=3.6V×
0.3A=1.08W。
如何选择电表的量程：
1.电压表：
电压表的量程要大于小灯泡的额定电压。
2.电流表：
电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流。
（1）灯泡额定电流约0.3A＜0.6A，选用小量程更准确；
（2）如图；
2.4v;
（3）右端；
（4）1.08W．
【例题6】甲、乙两组同学做“测定小灯泡的电功率”实验，器材完好，电源电压为4.5伏，且保持不变，几个不同的小灯都标有“2.5伏”字样，有若干个2种规格的滑动变阻器，其中A规格标有“20Ω2A”字样，B规格标有“5Ω3A”字样．
（1）甲组同学选用A规格的滑动变阻器，并按图所示的电路图连接．该同学在连接电路时，应将开关处于断开状态；
闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于右端．（选填“左”或“右”）
（2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：
故障现象
检测
故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小
移动滑动变阻器滑片，现象不变
滑动变阻器同时接到下面的两个接线柱
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数
取下灯泡，两表的示数不变
灯泡断路
（3）排除故障后，该组同学将滑动变阻器的滑片P移至某一位置时，发现电压表的示数为
V，此时他应向左移动滑动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），直至小灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上（即变阻器连入电路的电阻为10欧），则该小灯的额定功率为0.5瓦．
（4）乙组同学同样按图正确连按电路，实验步骤操作正确．当闭合电键S后，发现小灯发光较亮，电流表与电压表的示数分别如图所示，则此时实验选用了规格的滑动变阻器．（选填“A”或“B”），若移动该变阻器的滑片，则该小灯泡正常发光．（选填“能”与“不能”）
（5）下表为其中某小组的实验记录分析表：
老师认为该小组数据处理过程有误，你认为该小组的错误是．
老师提醒同学仔细研究实验所得的数据，还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻（选填“变大”、“不变”或“变小”），你认为产生此现象的原因是.
（3）①由图可知，电压表测灯泡两端电压，所以灯泡的实际电压UL实=1.2V＜2.5V，要使灯泡正常发光，应增大电路中电流，减小电阻，而变阻器左部分连入电路，故应将滑片向左移动．②因为灯泡正常发光，所以UL=2.5V，变阻器两端电压U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V，电路中电流I=U滑/R滑=2V/10Ω=0.2A，所以该小灯的额定功率P额=UL×
I=2.5V×
0.2A=0.5W．（4）①由图可知，UL′=2.7V，I′=0.36A，变阻器两端电压U滑′=U-UL′=4.5V-2.7V=1.8V，所以变阻器最大值R滑=U滑/I′=1.8V/0.36A=5Ω，故用的是B规格的滑动变阻器．②由于灯泡的实际电压大于额定电压，要使灯泡正常发光，应增大变阻器的阻值，而此时变阻器已处于最大值，故移动该变阻器的滑片，不能使灯泡正常发．（5）①由于灯泡的实际功率不是定值，所以不能通过求平均值的方法来求功率．
②根据欧姆定律分析表中数据可知，灯泡电阻变大；
而灯丝的长度、横截面积、材料都未变，但由于电流的热效应，灯丝温度在升高，使其电阻变大．
（1）断开、右；
（2）滑动变阻器同时接到下面的两个接线柱、灯泡断路；
（3）左、0.5；
（4）B、不能；
（5）不应该求功率的平均值、变大、灯丝的电阻随温度的升高而增大．
考点四：
缺少器材测小灯泡的额定功率
【例题7】小阳同学在“测额定电压为2.5V小灯泡的额定功率”时，发现电流表已损坏，但手边还有另一只电压表V1和一个已知阻值为R的电阻可利用，请你帮助小阳利用这些元件重新设计一个测定小灯泡额定功率的方案，并按要求完成下列问题。
（1）在图中用笔划线代替导线，替小阳完成剩余电路的连接；
（2）按新设计的电路图连接好电路后，将滑动变阻器的滑片P移到阻值最大处，再闭合开关，然后调节滑动变阻器的滑片P，使接在小灯泡两端的电压表V的示数为；
（3）记下此时另一块电压表V1的示数U1；
（4）根据所测数据，写出计算小灯泡额定功率的表达式：
P＝____________。
〖解析〗缺少电流表，我们可以利用用串联中电流相等这一规律使用电压表与已知定值电阻来代替电流表的作用。
在实验中由于电灯的温度变化剧烈会影响电阻阻值，故只能在灯正常发光时来测定其电功率。
〖答案〗
（2）使电压表示数为2.5V（4）
1.在缺少器材时，我们常使用等效替代的思想解决问题，如果缺少电流表一般采用串联的方法；
如果缺少电压表一般采用并联的方法。
2.由于电灯的温度变化剧烈会影响电阻阻值，当只有一个电表时，只能改变电表的测定范围，不能改变电路的结构。
【例题8】3．实验桌上有如下实验器材：
满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱（电路图符号）一个。
已调零的电流表一块，开关两个，导线若干。
请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R1与R2并联时，如果R1的阻值保持不变，则电阻R1与R2并联消耗的总功率P跟电阻R2消耗的功率P2关系为：
P=P2+k（k为常量）”。
请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。
〖解析〗本题是设计实验，而且缺少电压表。
1.由于少电压表，于是可以利用并联时电压各支路相同解决。
2.注意设计思路思考方法
3.常量K不需要求出，是最后分析数据时要归纳总结出来的。
【答案】实验电路图如图所示。
实验步骤：
（1）按电路图连接电路。
（2）断开开关，调节电阻箱R2的阻值。
闭合开关S1，断开开关S2时，电流表的示数用I1表示，开关S1、S2都闭合时，电流表的示数用I2表示，将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。
（3）仿照步骤
（2），分别改变5次电阻箱R2的阻值，用电流表分别测量S1闭合时相应的电流I1的数据，再用电流表分别测量S1、S2都闭合时相应的电流I2的
数据，并分别将R1、I1、I2、R2的测量数据记录在实验数据记录表中。
（4）利用P2=UI’=I1R1（I2－I1）—分别计算出R2的电功率数据，并分别记录在实验数据记录表中。
利用公式P=UI=I1R1I2，分别计算出6次并联电路的总功率，并分别记录在实验数据记录表中。
实验数据记录表
R1/Ω
I1/A
I2/A
R2/Ω
P2/W
P/W
1、设计实验思维过程：
（1）明确实验目的
（2）确定自变量，因变量与控制变量
（3）根据题中条件确定如何保持被控制变量不变，自变量如何改变
（4）根据题中条件确定怎样测定自变量与因变量的数值
2、设计实验的书写一般规范：
（1）组装器材（设备调零）
（2）用（器材名称）测（物理量名称）记为（符号）填入表格
（3）改变（填改变自变量方法措施），用（器材名称）测（物理量名称）记为（符号）填入表格
（4）仿照步骤三，改变（填改变自变量方法措施）共（填次数），用（器材名称）测（物理量名称）分别记为（填符号）
（5）利用（公式）计算.
考点五：
数据分析
【例题9】4.梅梓烨用实验探究电阻一定时，电阻消耗的电功率与通过该电阻电流
之间的关系。
实验所记录的数据如下表所示。
请你对表格中的数据进行分析，归纳出本次实验中电功率与电流之间的关系式:
。
R/Ω
10
I/A
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
U/V
1.0
2.0
4.0
5.0
6.0
0.9
1.6
2.5
3.6
〖解析〗
1.要归纳P与I关系，电阻保持不变，
2.共六组数据要总结定量关系。
〖答案〗当电阻为10Ω保持不变时，P=10ΩI2
1.关于实验数据：
一组证伪，两组找有没有关系，三组的定性结论，六组得定量结论。
2.三组或六组实验写前提条件。
课堂小测
1.（2011湖南省衡阳）在“测定小灯泡的电功率”的实验
中，已知小灯泡的额定电压为3.8V。
如图是小严同学连接的实物电路。
（1）实验中，连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是 ；
（2）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图甲所示，为 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端（填“A”或“B”端）的方向滑动；
（3）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。
2、（2012•安徽省）李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率。
（1）根据图示电路（实物图），在方框内画出电路图。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至________（选填“A”或“B”）端。
（3）实验时，电压表的示数为u，电流表的示数为I，，该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率。
若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏________（选填“大”或“小”），原因是______________________________________。
3．（2011桂林市）测量小灯泡电功率”实验中连接的实验电路，所用小灯泡的额
定电压为3.8V，
电源是电压为6
V且保持不变的蓄电池组。
（1）实验开始，当开关闭合，变阻器滑片P向右移
动时，电流表示数 ，电压表示数 。
（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）同组的小红发现甲图连线中有一处不符合实验要求，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验。
请你在需要改动的导线上打“×
”，并用笔画线代替导线画出正确的接
线。
（3）电路连接正确后，小明他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中。
若第二次测量时电流表的示数如图乙图所示，则此时电路电流为 A，可得小灯泡的额定功率为 W。
分析表中数据，请写出你还能得出的一个结论：
（4）如果电压表的0～15V量程被损坏，只有0～3V量程能正常使用，实验室里也没有其它电压表可供更换，要求利用现有器材测出小灯泡的额定功率。
请在虚线框中画出你设计的电路图。
4．（2011河北省）16是小明设计的测量一小灯泡额定功率的电路图。
已知定值电阻Ro=15
，滑动变阻器R（20
1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V、额定功率约为3W。
（2）请用笔画线代替导线将图17的实物图补充完整。
（3）小明正确连接电路后，进行实验。
小灯泡正常发光时，电流表的指针如图18所示，通过小灯泡的电流为_______A，其额定功率为_______W。
（4）电路中定值电阻Ro的作用是：
_____________________。
（5）小明完成上述实验后，小红发观电流表已坏，她利剩余器材和老师又给的两个开关S1、S2及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量。
请你在右侧的虚线框内画出小红完成实验设计的电路图。
5.（2011重庆市）小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。
于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图l6所示的电路开始探究。
（1）请你用笔画线代替导线，根据图16所示的电路图，将图17所示实物图连接完整。
（2）若小雷连接Eg路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。
原因是他把滑动变阻器的_______．（选填“AB”或“CD”）接线柱接入了电路。
（3）小雷排除故障后，按图17所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向_______（选填“A"
或“B"
）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：
电压／V
实际功率／W
电阻Ω
1．6
O．20
O．32
8．00
2．5
O．24
O．60
1O.42
2．8
O．26
O．73
1O．77
②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：
第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。
结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________。
（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变______表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。
"
这种说法错误的原因是小雷忽略了__________．对小灯电阻的影响。
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。
你认为这种说法___________（选填“正确”或“错误”）。
6.如图所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图，图12乙是实物连接图。
其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为2．5V，滑动变阻器上标有“10ΩlA”。
（1）上图已连接了部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整
（2）小明同学连接好电路后，闭合开关时发现灯光特别亮，这表明他在闭合开关前没有 ；
（3）调节滑片P使电压表的示数为2．5V，此时电流表的示数如图12丙所示，则该灯泡的额定功率
为 w。
若要增大小灯泡的电功率，则滑片P应向 移动；
（4）在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图所示，通过图像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：
；
（5）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：
灯泡变亮时电压表示数变小；
灯泡变暗时，电压表示数变大。
经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是 。
7．（2011河南省）小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中，所
用小灯泡上标有“2.5V"
字样。
如图是小亮未连接好的电路，
请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整：
（2）电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值．记录在表格中。
①小灯泡正常工作时的电阻为Ω。
②小亮从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，你认为影响葵变化的主要因素是。
实验次数
U/N
2.8
I/A
0.22
0.25
0.26
R/Ω
（3）完成上述实验后，小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大阴值Rx。
他从实验室找来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡．同时撤去了发生故障的电流表，并利用余下器材（电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开关各—个。
导线）,在不改动电压表位置及其连线的情况下，很快测出了Rx的大小。
①请把你设计的电路电路图在虚线框内。
②简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示
a.
b.
③Rx=（用已知量和测量量表示）。
8、（2012•河南省）用图13所示的实验电路，测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率。
（1）请在虚线框内画出与图13对应的电路图。
（2）闭合开关后，电流表和电压表的示数都较小，小灯泡不发光，其原因是：
（3）经过调整后，小灯泡发光，但如何使小灯泡正常发光呢？
你的措施是：
。
（4）爱探究的小强用另一只电流表A2和一个5的定值电阻R，连接了如图14所示的电路，同样测出了小灯泡的额定功率。
具体操作是：
闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A2的示数为A，小灯泡正常发光。
此时电流表A1的示数如图15所示，则小灯泡的额定功率为W。
课后作业
1、（2012湖南娄底）如图是小明设计的“测量小
灯泡额定功率”的电路图。
已知定值电阻R0=15Ω，滑动变阻器R（20Ω1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V.
（1）请用笔画线代替导线将实物电路图补充完整。
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应滑到最_______。
（选填“左端”或“右端”）
（3）小明正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮，小明分析后确定是灯泡的故障。
若电流表没有
示数，电压表有示数且接近电源
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