第十二讲第三节伏安法测小灯泡的电功率（原卷版）

第十二讲：电功电功率第三节——伏安法测小灯泡的电功率一、伏安法测小灯泡的电功率1、实验原理：P=UI2、实验器材：电源、开关、导线若干、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器。3、实验电路图：如图所示。4、实验步骤（1）按照电路图连接好电路，便小灯泡在额定电压下发光，测出小灯泡的电功率，并记录在表格中。（2）使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，测出小灯泡的电功率，并记录在表格中。（3）使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光隋况，测出小灯泡的电功率，并记录在表格中。5、实验记录表格序号电压U/V电流I/A电功率P/W亮度123U实与U额关系P实与P额关系灯泡亮度U实>U额P实>P额较亮U实＝U额P实＝P额正常发光U实<U额P实<P额较暗6、特别提醒（1）根据小灯泡的额定电压来确定电源电压及电压表的量程，然后估测小灯泡正常工作时的电流，再确定电流表的量程。（2）连接电路时，开关应一直处于断开状态，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的位置。（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片位置，使小灯泡两端的电压恰好等于、略大于和略小于小灯泡的额定电压。分别读出此时电表的示数，并记录在实验数据表内。（4）观察小灯泡的亮度，分析小灯泡亮度与实际功率的关系。7、实验注意事项①连接电路时，开关应该打开，滑动变阻器应达到最大位置；②滑动变阻器的作用：用于调节小灯泡两端的电压，使它分别等于额定电压、高于和低于额定电压的1/5③电表要选择合适的量程，一般遵循“能小则小”的原则；④使小灯泡正常发光的操作(移动滑片，眼睛注视测量小灯泡两端电压表示数为额定电压)；⑤温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)；⑥实际电压、实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)；⑦实验中多次测量的目的(找电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律)；⑧不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率的原因(电压改变，功率也改变)。注意事项解读：（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U－I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：①实验电路相同；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都是测量电流和电压。不同点：①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；②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①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；②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；③在测量定值电阻阻值的实验中，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；二、特殊法测电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。缺电流表设计思路：缺电压表设计思路知识巩固练一、选择题1、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2、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3、在测定小灯泡电功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表。分析数据得到的下列结论，正确的是（）A.灯丝的电阻随电压增大而减小B.小灯泡的额定功率为0.8WC.小灯泡的额定功率为四次电功率的平均值D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比4、在“测量小灯泡的电功率”的实验中，某同学连接好电路，闭合后，移动滑动变阻器的滑片，当滑动变阻器连接入电路的电阻变大时，电压表的读数也随着变大，反之，随着变小，则发生这一现象的原因是()A．电压表的正、负接线柱接反了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5、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.该电路所示实验可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可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6、某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是()A．闭合开关前，滑片P应滑到B端B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率D．小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮7、小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7～12W之间，小佳按图甲所示的电路测定小灯泡的功率，所用电流表的量程有0～0.6A、0～3A两挡，电压表的量程有0～3V、0～15V两挡，将它们连入电路时，小佳做了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图乙、丙所示，则()A．小灯泡额定功率为7.5WB．在5V电压下小灯泡的功率为7.5WC．在1V电压下小灯泡的功率为7.5WD．在5V电压下小灯泡的功率为1.5W二、实验探究题8、某实验小组做“测量小灯泡电功率”的实验，电路如图甲所示。已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V。(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于(选填“A”或“B”)端，目的是。(2)实验中，闭合开关，发现电压表指针反偏，其原因是。(3)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片P到某位置时，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(选填“A”或“B”)端移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，为A，则小灯泡的额定功率为W。9、在测定额定电压为2.5V的小灯泡电功率的分组实验中：甲乙(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡额定功率为W。(3)小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率(如表)，你认为这样处理数据是(选填“合理”或“不合理”)的，理由：。实验序号电压U/V电流I/A功率P/W平均功率eq\o(P,\s\up6(－))/W①2.00.260.52②2.50.280.70③2.80.300.840.69(4)下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像中，正确的是。ABCD10、小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚。小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中。电流/A0.900.800.500.360.280.20电阻/Ω81020304050（1）当电路中电流为0.8A时，小灯泡的电阻是Ω；（2）根据表中数据，小灯泡的额定功率为；（3）小明的同学看了小明的实验数据后算出了小灯泡正常工作的电阻，根据这个电阻值分析出表格中电流为0.2A的数据是错的，理由是；小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是。A．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系B．探究导体中的电流与电压的关系C．探究串联电路中电流的特点11、为测量规格“6.3V0.15A”小灯泡的额定功率，提供的实验器材有：蓄电池(输出电压约10V)、滑动变阻器(有“10Ω2A”“50Ω1.5A”两种规格)、电流表、电压表各一只。(1)图甲是小张测量时的电路图和所连接的部分实物连线图，请你根据电路图补全实物连线图。(2)实验中，小徐同学选择了规格为“10Ω2A”的滑动变阻器，你预计会出现什么现象？说明理由：。(3)在某次测量中，电流表、电压表读数如图乙所示，则电流表读数为，电压表读数为，此时应使滑动变阻器的阻值(选填“变大”“变小”或“不变”)，才能测量小灯泡的额定功率。12、在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0＝3.8V）：（1）王强小组采用图1所示的方案，这种测量方法叫做；测量时发现闭合开关后，无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是：