专题24 伏安法测电功率-2020-2021九年级物理同步专题剖析（解析版）

1、专题24 电功率的测量Ø 特殊法测额定功率电功率的测量分为专业的功率表测量，也可以根据电能表消耗的电能（转过的圈数）和时间t进行测量。测量原理：。还可以根据，通过测量电压和电流来间接测量电功率，也是教材重点讲述的方法。在测量电功率实验中，又分为测量用电器的实际功率和额定功率，测量额定功率属于测量电功率中的一种特殊情况，也是中考常考的题型，常常出现在实验探究题中，作为拓展延伸内容出现，属于电学内容的难点。电功率的表达式给出了一种测量额定功率的方法，叫伏安法。但是缺少电流表或电压表的情况下就需要通过特殊方法来进行测量，大致将测量方法分为伏阻法、安阻法、替代法等。在中考中，常常出现的是已知

2、额定电压的题型，所以本讲只是针对额定电压情况，对于已知额定电流情况不作讨论。Ø 伏阻法测量小灯泡的额定功率 题型一例1.一位同学想要测量额定电压为的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电压表2个，1个单刀单掷开关、导线若干。实验步骤：（1）如图连接电路，开关断开，滑动变阻器阻值调到最大；（2）闭合开关S，调节滑片P，使电压表V的示数为；（通过调节滑动变阻器，让小灯泡两端电压等于已知额定电压，即让小灯泡正常发光）（3）不改变滑片P的位置，记下此时电压表V0的示数，则电路中的电流；（4）小灯泡的额定功率 题型二例2.一位同

3、学想要测量额定电压为的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电压表1个，3个单刀单掷开关、导线若干。实验步骤：（1）如图连接电路，开关断开，滑动变阻器阻值调到最大；（2）闭合S和S1，断S2，移动滑片P，使电压表的示数等于灯泡的额定电压；（第一步的目的一样，通过调节滑动变阻器，让小灯泡两端电压等于已知额定电压，即让小灯泡正常发光）（3）保持滑片的位置不变，断开开关S1，再闭合开关S2，读出电压表示数为；（第二步的目的一样，在滑动变阻器位置不变时，通过调节开关，改变电表的测量对象，用符号表示出电表前后的物理量，得到未知量的表达式）（

4、4）小灯泡额定功率（第三步的目的一样，书写表达式，格式为：） 题型三例3.一位同学想要测量额定电压为的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电压表1个、1个单刀单掷开关、1个单刀双掷开关、导线若干。实验步骤：按设计电路图连接电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于阻值最大处；闭合开关S、将S1拨到触点1，移动滑片，使电压表的示数为额定电压；闭合开关S，将S1拨到触点2，滑片位置保持不变，记录电压表的示数；小灯泡的额定功率表达式为 注意：（1）实验中单刀双掷开关的作用是改变电表的测量对象，没有改变灯泡和已知电阻的串、

5、并联情况，即二者前后连接方式应相同、二者都要接入电路（串联仍为串联，并联仍为并联）；（2）实验中滑动变阻器的作用是让小灯泡获得额定电压值，即能够正常发光。在后续实验中，滑动变阻器的滑片不能再移动； 题型四（替代法）例4.小灯泡的额定电压为，为了测量小灯泡的额定功率，小华设计了如图所示的电路。L是小灯泡，R是电阻箱，RP是滑动变阻器，两个开关。实验步骤：按图连接实物，连接过程中开关断开，滑动变阻器调节到阻值最大处；闭合S2，断开S1，调节滑动变阻器直到电压表示数为灯泡额定电压；保持滑动变阻器滑片不动，断开S2，闭合S1，调节电阻箱，使电压表示数变为，记录电阻箱阻值R；小灯泡额定功率为 方法解读：

6、实验中借助电阻箱来测量小灯泡的电阻，然后根据求出小灯泡的额定功率，除了用电压表，还可以采用电流表进行测量，其目的都是让电阻箱示数等于小灯泡的电阻，所以也叫替代法。电压表在实验中起到标志性作用。Ø 安阻法测量小灯泡的额定功率 题型一例5.一位同学想要测量额定电压为的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电流表2支、开关、导线若干。实验步骤：（1）如图连接实物电路，开关断开，滑动变阻器阻值调到最大；（2）闭合开关S，调节滑片P的位置，使电流表A0的示数I0等于，表示灯泡此时正常发光；（3）不改变滑片P的位置，记下电流表A的示

7、数；（4）小灯泡的额定功率 题型二例6.一位同学想要测量额定电压为的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电流表各一个，三个单刀单掷开关、导线若干。（1）如图连接实物电路，开关断开，滑动变阻器阻值调到最大；（2）闭合S和S1，断开S2，移动滑片P，使电流表的示数为U额/R0，表示灯泡此时正常发光；（3）闭合S2，断开S1,保持滑片的位置不变，读出电流表的示数为；（4）小灯泡额定功率 题型三例7.一位同学想要测量额定电压为的小灯泡的额定功率，现有如下器材可供选用：电源（电压未知且不变）、滑动变阻器、定值电阻R0（阻值已知）、电流表各

8、一个，1个单刀双掷开关、导线若干。（1）如图连接实物电路，开关断开，滑动变阻器阻值调到最大；（2）闭合S1，S2掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为U额/R0；（3）闭合S1，S2掷向接线柱2，保持滑片P的位置不变，读出电流表示数为；（4）小灯泡额定功率为 实验评估：实验中，单刀双掷开关的作用是改变电表的测量对象，相当于减少电表的个数；电路中的电表都为理想电表，即不考虑电流表的分压作用和电压表的分流作用。1.如图所示是小刚同学测量小灯泡电功率的电路图，当闭合开关时，发现灯L不亮，电压表有明显示数，电流表示数为零，若故障只出现在变阻器R和灯L中的一处，则下列判断正确的是（）A.变阻器R

9、短路B.变阻器R断路C.灯L短路D.灯L断路【答案】D【解析】由图可知，灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡两端的电压；当闭合开关时，小灯泡不发光，电流表无示数，说明电路是断路；而电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，且故障只出现在变阻器R和灯L中的一处，所以故障是与电压表并联的灯泡断路。故选：D。2.研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（）A.该电路所示实验研究电功率与电压的关系B.该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比C.小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较D.该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同【

10、答案】B【解析】A、从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；B、两个灯泡亮度不同，间接反映电功率大小，但是由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以不能得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论，故B错误；C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大。故C正确；D、两灯泡串联，流过它们的电流相同，LI、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确。故选：B。3.将两只电压表按图所示电路连接。“探究电功率与电压的关系”，下列说法错误的是

11、（）A.小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断B.选用的两只小灯泡规格必须相同C.将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同D.将其中一只电压表移接到电源两端也可以完成实验【答案】B【解析】A、灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以小灯泡的实际电功率可以通过灯泡的亮度来判断，故A正确；B、探究电功率与电压的关系时，应控制电流相等，而两灯的电压不同，由欧姆定律可知两灯的电阻应不同，即两只小灯泡的规格不同，故B错误；C、将小灯泡串联是为了控制通过灯泡的电流相同，故C正确；D、探究电功率与电压的关系时，应控制电流相等，比较两灯的电压大小，若将其中一只电压表移接到电源两端，根据串联电压的规律可得出另一

12、个灯的电压，所以也可以完成实验，故D正确。故选：B。4.在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（）A.灯泡的发光情况B.变阻器滑片的位置C.电流表的示数D.电压表的示数【答案】D【解析】在实验中，当移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示数，测出小灯泡在不同电压小工作时的电流强度，并计算出对应的电功率；故选：D。5.如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】A、图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是小灯泡两端的电压，示数计为U1.根据欧姆定律和串联电

13、路电压和电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为I，则小灯泡电功率的表达式是PU1I；B、图中定值电阻和小灯泡并联，电流表测量干路的总电流I，小灯泡两端的电压等于电源电压U.根据欧姆定律和并联电路电流的特点，通过小灯泡的电流表达式为I1I，则小灯泡电功率的表达式是PUI1U（I）；C、图中定值电阻和小灯泡并联，电压表测量电源电压，电源电压已知，电压表的测量是多余的，无法求出通过小灯泡的电流，因此无法测出小灯泡的功率；D、图中定值电阻和小灯泡串联，电压表测量的是定值两端的电压，示数计为U2.根据欧姆定律和串联电路电压和电流的特点，小灯泡两端的电压为U1UU2，通过小灯泡的电流表达式为I，则小灯泡电功

14、率的表达式是PU1I。故选：C。6.小青在“测量小灯泡的额定功率”实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。（1）如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，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，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C（选填标号）；A.更换小灯泡B.检查开关是否闭合C.移动滑动变阻器滑片D.检查电压表是否断路（3）实验时，电压表的示数如图乙所示，则应将滑片向A（选填“A”或“B”）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为1.25W；（4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定

15、功率的方案，如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。请完成下列操作：连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A（选填“A”或“B”），移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，读出电压表的示数U2；用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P。【答案】见试题解答内容【解析】（1）电压表应并联到灯泡的两端，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选用的是小量程；如图所示：；（2）闭合开关前，滑动变阻器阻值调至最大，连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电流表有示数，说明电路是通路，由于滑动变阻器的阻值最大，根据欧姆定律可知，电路中的

16、电流较小，灯泡的实际功率过小，所以接下来应进行的操作是移动滑动变阻器滑片，改变电路中电流的大小，观察灯泡是否发光，故C正确；（3）图乙中电压表选用03V的小量程，分度值为0.1V，电压大小为1.9V；灯在额定电压下正常发光，电压表示数为1.9V时，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A端移动到合适位置，直到电压表示数为额定电压2.5V；灯泡的额定功率为：PUI2.5V×0.5A1.25W；（4）连接好电路，闭合开关S，将开关S1拨到触点A点，移动滑片，当电压表的示数为小灯泡的额定电

17、压U12.5V时，小灯泡正常发光；保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点，电压表测量的是灯泡与定值电阻两端的总电压，读出电压表的示数U2；此时R0两端的电压为：U0U2U1；此时为串联电路，则电路中的电流为：I，小灯泡的额定功率表达式为：PU1。故答案为：（1）如图；（2）C；（3）A；1.25；（4）。7.某同学为测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，连接了如图甲所示的部分电路。请按要求完成下列问题：（1）请添加一条导线将图甲中的实物图连接完整。（2）在连接电路时，开关应处于断开状态，连好电路后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于A端（选填“A”或“B”）。（3）闭合开关后

18、，他发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则可能是A.滑动变阻器发生断路B.小灯泡发生断路C.小灯泡发生了短路D.滑动变阻器发生短路（4）实验过程中，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率P0.75W。【答案】见试题解答内容【解析】（1）测额定电压为2.5V灯泡额定功率的实验中，电压表应选择03V量程与灯泡并联，实物图如图所示：（2）为了保护电路，应使电路中的电阻最大、电流最小，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大阻值的A端；（3）由题知，闭合开关后发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数；A.若滑动变阻器发生断路，

19、整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；B.若小灯泡发生断路，灯不亮，电流表没有示数，此时电压表串联在电路中测电源电压，则电压表有示数，故B符合题意；C.若小灯泡发生了短路，电压表也被短路而没有示数，故C不符合题意；D.若滑动变阻器发生短路，电路为通路，两表都有示数，故D不符合题意；故选B；（4）由图乙知，电流使用的00.6A量程，分度值为0.02A，其示数为0.3A，即灯泡正常发光时通过的电流I0.3A，灯泡正常发光时的功率，即额定功率为：PUI2.5V×0.3A0.75W。故答案为：（1）如图所示；（2）A；（3）B；（4）0.3；0.75。8.小华想知道小灯泡的亮暗程度与哪些因素有关，于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压为2.5V的灯L1和额定电压为3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路进行探究：（1）小华连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，接下来操作移动滑片的位置，再观察灯泡L1亮度的变化。（2）电路正常，按图所示的电路继续进行实验：闭合开关，移动滑片P，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如表：次数电压U/V电流I/A实际功率P/W电阻R/11.60.2022.00.229.0932.50.2410.42小华