16.3测量电功率（原卷版）

沪科版九年级第十六章《电流做功与电功率》16.3测量电功率【知识梳理】1.实验目的：学习用电压表和电流表测量小灯泡额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率，并加以比较。2.实验原理：根据电功率公式，可以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。3.实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡（2.5V和3.8V小灯泡各一只）、开关、导线若干。4.设计并进行实验：（1）按照如图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。（2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压略小于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（5）整理好实验器材。（6）用公式计算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。实验序号电压/V电流/A电功率/W小灯泡亮度12.5/3.822.0/333.0/4.55.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）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。6、实验结论（1）当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光。（2）当U实＜U额时，P实＜P额，小灯泡发光较暗。（3）当U实＞U额时，P实＞P额，小灯泡发光较亮。【易错点】1.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未知，则要采用试触的方法判断。2.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。3.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。4.灯泡额定功率不能求平均值，因为灯泡只有在额定电压下的功率才是额定功率，额定功率只有一个。【规律总结】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。不同点：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。【典例分析】【思路小结】测量小灯泡电功率实验常见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滑动变阻器接入下面两个接线柱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、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或导线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端【夺冠训练】一、单选题1．（2022·河南三门峡·九年级期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，闭合开关后，灯泡正常发光，如果小灯泡的灯丝断了，会出现下列哪一种现象（）A．电流表的指针满偏 B．电压表的示数接近电源电压C．电压表的指针不偏转 D．滑动变阻器可以改变电压表的示数2．（2022·甘肃兰州·九年级期末）如图所示的四种电路中，已知小灯泡的额定电压，定值电阻R的阻值，其中能完成测量小灯泡额定功率的电路是（）A． B． C． D．3．（2022·甘肃·金昌市龙门学校九年级期末）在测小灯泡的电功率的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压，其原因可能是A．变阻器总电阻太大 B．电压表量程选大了C．电源电压太低 D．灯泡灯丝断了4．（2022·黑龙江·哈尔滨市萧红中学校九年级期末）在物理实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，经常要进行多次实验。下述实验中属于寻找普遍规律的是（）①“测小灯泡的额定功率”②“研究小灯泡的电阻”③“探究电流与电压、电阻的关系”④“测量定值电阻阻值的实验”A．①② B．②③ C．①③ D．②④5．（2022·广东广州·九年级期末）做某一个电学实验，下表是同一电路正确接线时的多组电压表和电流表的数据，可能是在进行下列哪些实验探究中收集的（）实验次数123456电压U/V1.01.41.82.22.63.0电流I/A0.260.340.420.480.520.54①探究通过导体的电流与电压的关系

②测量小灯泡的电功率③测量小灯泡的阻值

④测量定值电阻的阻值A．①④ B．③④ C．①③ D．②③二、填空题6．（2022·吉林·长春博硕学校九年级期末）如图所示，电源电压不变，闭合开关，当标有“6V12W”字样的小灯泡正常发光时，滑动变阻器的功率为P1，移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡的电功率为3W时，滑动变阻器的功率为P2，忽略温度对灯丝电阻的影响，则小灯泡的电阻为_____Ω，P1_____2P2（选填“＞”、“＝”或“＜”）．7．（2022·山东枣庄·模拟预测）有一种亮度可以调节的小台灯,其电路如图甲,电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙,当灯泡正常发光时,灯丝的电阻为____Ω．调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为1.2W时,滑动变阻器R连入电路的阻值是____Ω．观察图象发现灯泡L的电阻是在增大的,这是因为___________________．8．为测量额定电压为U0的小灯泡额定功率，物理科代表设计了图所示的电路（R0为已知的定值电阻，R为滑动变阻器）。（1）断开开关S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器滑片P，当电流表示数为______时，小灯泡恰好正常发光；（2）保持滑动变阻器滑片P位置不变，闭合开关S1，断开开关S2，记下电流表示数为I；（3）推导出小灯泡L的额定功率表达式P额＝______（用物理量U0、R0和I表示）。三、实验题9．（2022·湖北武汉·中考真题）某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是3.8V。（1）图甲中有一根导线接错了，请你在这根导线上：打“×"，并补画出正确的那根导线______；（2）正确连接电路后，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是______A，小灯泡的额定功率是______W；（3）测出小灯泡额定功率后，该同学接着移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.32A时，电压表的示数不可能是______（填标号）。A．3.9V

B．4.0V

C．4.1V10．（2022·上海·中考真题）小华做“测定小灯泡的电功率”实验，所用器材齐全且完好。其中电源电压有4、6、8、10和12伏五挡可选，待测小灯标有“6V”字样。他按如图串联电路，然后将电压表接入电路，将滑动变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表的序号1中，然后将滑片P先后移到变阻器中间某处和另一端，并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表序号2、3中。物理量序号电压表示数（伏）电流表示数（安）小灯功率（瓦）11.00.30/22.50.50/34.00.56/（1）实验中小华将电压表接在___________（选填“小灯”或“滑动变阻器”）两端，所用滑动变阻器的最大阻值R最大=___________欧。（2）判断实验过程中小灯能否正常发光，并写出依据。___________。（3）经过思考，小华断开开关S，调整电源电压，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大。继续实验，闭合开关S，电压表示数为6.0伏。请根据相关信息，求小灯的额定电流I额=___________（本小题需写出计算过程）。（4）小灯的额定功率P额=___________瓦。11．（2022·湖南郴州·中考真题）如图甲所示为测量小灯泡L功率的电路图，小灯泡L的额定电压为2.5V，电源电压恒为3V。实验中：（1）在连接电路时，开关S应处于________状态；（2）连接完电路后，闭合开关S，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，电流表示数始终为零，电压表示数始终为3V。假定电路中只有一处故障，则产生这一现象的原因可能是()；A．灯泡短路

B．灯泡断路C．滑动变阻器短路

D．滑动变阻器断路（3）排除故障后，继续实验，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙所示，则此时流过灯泡的电流是________A，小灯泡的额定功率为________W；（4）如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V，应该把滑动变阻器的滑片向________滑动（选填“左”、“右”）；（5）根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像，如图丙所示。当电压表示数增大时，灯丝温度会发生变化，灯丝电阻将()A．变大

B．变小

C．不变

D．无法确定12．（2022·河南·中考真题）在测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率实验中，电源是三节新干电池。（1）请用笔画线代替导线，将图的电路连接完整；()（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________（选填“左”或“右”）端；（3）闭合开关，移动滑片，当电压表的示数为___________V时，小灯泡正常发光，读出电流表示数，可测得额定功率；（4）继续移动滑片，电压表示数如图所示，为___________V，此时电流表示数为0.24A，小灯泡的实际功率为___________W；为了研究小灯泡发光情况与电功率的关系，除了表中记录的电表示数和电功率，还需要增加记录的内容是___________；实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W12.50.2620.2432.80.28（5）分析实验数据可以发现，小灯泡两端的电压越高，它的实际功率___________；（6）完成上述实验后，某小组设计了图所示的电路，用原来的电源和电压表测量原小灯泡的额定功率。方案如下：①把定值电阻R0接入电路，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，将电压表改接在R0两端，读出电压表示数；③算出小灯泡的额定功率。现有阻值为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，为了能测出小灯泡的额定功率，结合题中的数据分析，定值电阻R0应选___________Ω的。13．（2022·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）小琪同学在做“测量小灯泡的电功率的实验时，实验器材有：电源（三节新的干电池）、额定电压为2.5V的小灯泡、规格不同的滑动变阻器、电压表、电流表、开关和导线。图甲是没有连接完整的电路。（1）请用笔画线代替导线按要求将电路（图甲）连接完整（要求：向左移动滑动变阻器的滑片使电流表示数变大，导线不交叉）；()（2）正确连接电路后，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障原因可能是___________；（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某位置，电压表示数如图乙所示，此时电压为___________V；若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向___________（选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为2.5V；（4）小琪在进行实验数据处理时，计算出了小灯泡的平均电功率（如下表），你认为她这样处理数据是___________（选填“合理”或“不合理”）的，理由是___________；实验序号电压V电流A电功率P/W平均电功率P/W12.00.260.520.7122.50.280.7033.00.300.90（5）实验提供的滑动变阻器规格为R1“5Ω

2A”、“20Ω1A”、“100Ω

0.1A”，小琪选择的是___________（选填“”、“”或“”）完成了上述实验；（6）上述实验完成后，小琪又用阻值已知为R0的定值电阻来测量未知电阻的阻值。实验电路图如图丙所示。由于原电源不符合实验要求，又换用另一电源，电压未知且恒定，电路正确连接后：①当开关S、闭合，断开时，电流表示数为；②当开关___________闭合，___________断开时，电流表示数为；③未知电阻的阻值＝___________（用已知量和测量量的符号表示）。14．（2022·内蒙古通辽·中考真题）如图所示，甲同学在做“测量小灯泡的电功率”实验。实验器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个，规格分别为（10Ω

1A）和（30Ω0.5A）的滑动变阻器各一个，导线若干。（1）连接电路时，滑动变阻器应选___________（选填“”或“”）；（2）连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电路故障原因是___________；（3）排除故障，闭合开关，移动滑片P至某位置时。电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向___________端移动（选填“A”或“B”）。通过实验绘制出小灯泡的UI图像，如图乙所示，小灯泡的额定功率为___________W；（4）乙同学设计了如图丙所示电