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1、专题36 （实验）测量小灯泡的电功率 考点剖析【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：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，灯泡正常发光；（2
2、）当，灯泡发光较暗；（3）当，灯泡发光很亮；【交流与讨论】（1）滑动变阻器的作用：保护电路、改变灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，从而改变灯泡的电功率；（2）连接电路前，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器应滑动到阻值最大处；（3）电表量程及滑动变阻器规格的选取；（4）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；（5）动态电路分析；（6）小灯泡的UI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。（7）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；（8）实验中改变小灯泡两
3、端电压的方式：通过移动滑动变阻器连入电路的阻值大小；（9）伏安法测电阻和伏安法测电功率的异同点相同点：实验电路相同；实验方法相同，都是伏安法；测量的物理量相同，都是测量电流和电压。不同点：实验原理不同，测电阻的实验原理是，测电功率的实验原理是；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。（10）多次测量的目的在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度（或电功率）与小灯泡两端电压的关系；在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的是研究小灯泡的电阻是否与温度有关；在测量定值电阻
4、阻值的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小实验误差；（11）不能用多次测量求电功率平均值作为小灯泡的额定功率的原因：忽略了温度对小灯泡电阻的影响，即小灯泡两端电压改变，实际功率也改变；【特殊法测电功率】缺电流表：缺电压表 例题赏析小明同学现有一个标有“3.8 V”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定功率，于是连接了如图甲所示的实验电路（不完整），电源电压恒为6V.（1）请用笔画线代替导线，完成图甲中实物电路的连接.（连线时导线不能交叉）（2）图甲中，连接电路时，开关应处于_状态.闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于（选填“A”或“B”）端.甲乙丙（3）电路连接完整后，闭合开关，发现小灯泡不发
5、光，但电流表有示数，接下来的操作应该是_.（填字母）A.更换小灯泡B.检查电路是否有故障C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光（4）实验时，移动滑片P到某处，电压表示数为2.5 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_（选填“A”或“B”）端移动.当电压表示数为3.8 V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_W.（5）在实验操作中，发现电流表损坏不能使用.小明利用阻值已知的定值电阻R0，设计了如图丙所示的电路，测量额定电压为U额的另一小灯泡的额定功率.操作如下：闭合开关S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为_；保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关S、S2，断开S
6、1，读出电压表示数为U；小灯泡的额定功率P额_.（用U、U额和R0表示）（6）实验中可供选择的滑动变阻器有“5 1A”的R1和“20 1A”的R2，则本实验选择的滑动变阻器为.（7）滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数_，电压表的示数_.（8）小明移动滑动变阻器滑片多次测量，根据收集到的实验数据，得出了灯泡亮度与实际功率的关系.在分析论证过程中，小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是_.（9）为了减小误差，小明算出了小灯泡的平均功率作为小灯泡的额定功率，你认为这样处理数据是_（选填“合理”或“不合理”）的，理由：_.（10）实验中若电流表完好，电
7、压表015 V量程损坏，为了正常进行实验，在不添加器材的情况下，下一步的操作是_.（11）若电路连接正确，电压表、电流表、滑动变阻器均可正常使用，在实验中闭合开关无论怎么样移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终达不到小灯泡的额定电压，出现这种情况的原因可能是_.改变这种现象可以采取的相应的措施是_.（12）小明设想不用电压表，用如图丁所示的电路也可测量另外一只已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻阻值为R0，实验步骤如下，请补充完整：_；闭合S、S1，断开S2，记录下此时电流表的示数为I.小灯泡的额定功率的表达式为P额_.【答案】（1）（2）断开；B；（3）C；A；
8、（4）1.14；（5）U额；（6）R2；（7）减小；减小；（8）小灯泡的电阻随温度的变化而变化；（9）不合理；小灯泡在不同电压下的实际功率不同，求平均值无意义；（10）将电压表并联在滑动变阻器两端；（11）电源电压太低；更换新电池或者增加电池节数；（12）闭合开关S、S2，断开S1，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I额； 对点题组一、单选题1. 下列关于实验电路图，其中说法正确的是()A. 如图可以多次测量小灯泡的电功率并能通过求平均值来减小误差B. 如图可以探究灯泡的电功率和电流的关系，并能够进行多次实验找出规律C. 如图可以探究灯泡的电功率和电压的关系，但不能进行多次实验找出规律D.
9、 如图既可以用来测定值电阻的阻值，也可以用来探究电流和电压的关系【答案】D【解析】A、图中电压表可以测量出灯泡两端的电压，用电流表测量出灯泡的电流，根据P=UI测量出灯泡的电功率，通过移动滑动变阻器改变灯泡两端的电压和电流进行多次测量，但由于灯泡的电功率随着电压和电流的变化而变化，不是一个定值，不能求平均电功率，故A错误；B、图中两灯泡并联，电流表测量各个灯泡的电流，因为并联电路各支路电压相等，根据P=UI可以探究灯泡的电功率和电流的关系，但电路中没有滑动变阻器，不能改变灯泡两端的电压，不能够进行多次实验找出规律，故B错误；C、图中两灯泡串联，电压表测量各个灯泡的电压，因为串联电路电流处处相等
10、，根据P=UI可以探究灯泡的电功率和电压的关系，电路中有滑动变阻器，可以改变灯泡两端的电压，能够进行多次实验找出规律，故C错误；D、图中用电压表可以测量出电阻两端的电压，用电流表测量出电阻的电流，可以根据R=UI测量出电阻，通过移动滑动变阻器改变定值电阻两端的电压和通过的电流，求平均电阻，也可以用来探究电流和电压的关系，故D正确。故选D。2. 已知小灯泡的额定电压，小明打算增加一个定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作开关来测量小灯泡的额定功率。下列图中是小明设计的四种不同方案的电路图。其中能够测出小灯泡额定功率的是()A. 甲和丙B. 丙和丁C. 乙和丙D. 乙和丁【答案】C【解析】甲、定值
11、电阻与灯串联，电路中只有电压表，只闭合S2，电表测定值电阻的电压；当只闭合S1时，电压表测灯与定值电阻的电压，无法确定灯是否正常发光，故甲选项不可行；乙、只闭合S2，移动变阻器的滑片，使电压表示数为U额，则灯正常发光；保持滑片位置不动，闭合S1，断开合S2，记下电压表的示数U1，此时电压表测R0与灯的电压，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，灯仍正常发光，由串联电路电压的规律，R0的电压U0=U1-U额，通过R0的电流，即灯的额定电流：I=U1-U额R0，根据P=UI可求灯的额定功率；故乙选项可以；丙、将S2往右上方打，灯与R0并联，电流表测通过R0的电流，移动滑片使电流表示数为
12、I=U额R0，根据并联电路电压的规律，则灯的电压一定为U额，灯正常发光；保持滑片位置不动，将S2往左下方打，记下电流表示数I，即为灯与定值的总电流，因电路的连接没有改变，各电阻的大小和电压没有改变，通过灯与定值电阻的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律，灯的额定电流IL=I-I=I-U额R0，根据P=UI可求灯的额定功率；故丙选项可以；丁、图中只有电流表，通过开关的转换，定值电阻与灯分别与变阻器串联，无法确定灯是否正常发光，故丁选项不可行；故选C。3. 为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，现提供如下器材：电压表(量程有“03V”和“015V”)，电流表(量程有“00.6A”和
13、“03A”)，滑动变阻器(规格分别为“10lA”、“202A”、“501.5A”)，开关，电源(电压恒为4V)和若干条导线。某同学连接完电路后闭合开关，在滑动变阻器的滑片移动过程中，测量的数据如下表所示。若电源电压恒定不变，下列说法中正确的是（）实验次数123456电压表示数U/V3.53.12.52.31.91.5电流表示数I/A0.160.190.220.240.260.28A. 该小灯泡的额定功率为0.55WB. 该小灯泡两端的电压越高，实际功率越小C. 该同学所选的滑动变阻器规格为“501.5A”D. 该同学连接电路时，将电压表并联在小灯泡的两端【答案】C【解析】D.移动滑动变阻器滑片
14、，电路电流增大，灯泡电压增大，电源电压不变，滑动变阻器电压减小，测量过程中电压表和电流表的示数变化相反，原因为电压表并联在滑动变阻器两端，故D错误；A.灯泡正常工作时，滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL额=4V-2.5V=1.5V，由表格可知，灯泡的额定电流IL额=0.28A，功率：P=UI=2.5V0.28A=0.7W，故A错误；B.小灯泡的电流随它两端电压的增大而增大，则功率也增大，故B错误；C.由表格数据可知，当滑动变阻器两端的电压为U1=3.5V时，电路中的电流I1=0.16A，滑动变阻器接入电路的阻值R滑=U1I1=3.5V0.16A=21.87520，故滑动变阻器的规格为501.5A，故C正确；故选C。4. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器进入电路中的电阻变大时，电压表的读数电随着变大，则发生这一现象的原因是()A. 电压表的正、负接线柱接错了B. 电压表的量程选择不合适C. 电压表坏了D. 电压表与滑动变阻器并联【答案】D【解析】滑动变阻器连接电路中的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，说明电压表不是接在小灯泡的两端，
