专题三 测量小灯泡额定功率实验探究（学生版）

专题三测量小灯泡额定功率实验探究知识点测量小灯泡额定功率实验探究实验目的：探究小灯泡在不同电压下的发光情况。实验原理：P＝UI。实验电路图：如图实验结论：小灯泡的发光情况是由实际功率决定的。实验有关注意事项：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)。【即学即练1】（2021·丽水）小科开展了课外探究活动：串联电路中，滑动变阻器电功率与其接入电路电阻的关系。[建立猜想]猜想1：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大；猜想2：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小；猜想3；滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。[进行实验]将5欧的定值电阻R0、"10Ω3A"的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源，数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。（1）图甲中电压表测________两端的电压；（2）实验中，将滑动变阻器滑片向________移动(填“左"或“右”)，电流表示数变小；（3）实验中，R分别取0欧、1欧……欧接入电路，观察记录并处理数据得到下表。请将表中缺失的数据补充完整。R阻值/欧012345678910电流/安3.002.502.141.881.671.501.361.241.141.061.00电压/伏0.002.504.285.646.687.508.168.689.129.5410.00电功率/瓦0.006.259.1610.0611.16________11.1010.7610.4010.1110.00（4）[得出结论]根据实验数据作出滑动变阻器的电功率随其接入电路电阻变化的曲线(如图乙)，小科得出结论：猜想3成立，且当R=R2时，滑动变阻器的电功率最大。[交流评价]小科只通过，上述探究得出实验结论可靠吗？并说明理由________

。【即学即练2】（2021·金华）研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：实验次数12345电流（A）0.100.150.200.250.30电压（V）1.01.52.02.53.0R0的电功率（W）0.100.2250.400.6250.90（1）完成第3次实验后，接下来要获得第4次实验的数据，则滑动变阻器R的滑片P应向________（选填“左”或“右”）移动到适当位置；（2）小组同学根据表中数据，得出了定值电阻R0的电功率与其电流的定量关系。他们的结论正确的是：A.定值电阻的电功率与电流成正比

B.定值电阻的电功率与电流的平方成正比（3）小科提出：要得知滑动变阻器的电功率，还需要用电压表测出滑动变阻器两端的电压；小金却认为：无需测滑动变阻器两端的电压，通过推算即可得出滑动变阻器的电功率。比如，当定值电阻两端的电压为1.0V时，滑动变阻器的电功率为________瓦；（4）小组同学对小金的方法进行了归纳，结合表中数据，画出了电路总功率和定值电阻功率与电流的P-I关系图像（如图乙所示）。请分析判断，图中线段AA’表示的含义是________。分层提分分层提分题组A基础过关练1.（2020·瑞安模拟）小明利用图甲所示电路测量额定电压为2.5伏的小灯泡的电功率。当他观察到电压表的示数如乙图所示。要测量其额定功率，接下来他的操作应是(

)A.眼睛注视电压表，将滑动变阻器的滑片向左移动

B.眼睛注视电压表，将滑动变阻器的滑片向右移动

C.眼睛注视电流表，将滑动变阻器的滑片向左移动

D.眼睛注视电流表，将滑动变阻器的滑片向右移动2.（2019九上·江干月考）小东同学用如图所示电路，测量额定电压为2.5V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，可能是小灯泡灯丝断了

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.由实验得知，小灯泡的额定功率越大，小灯泡越亮3.在测定小灯泡功率的实验中,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(

)电压U/V1.522.5电流I/A0.250.290.32A.灯丝的电阻随电压增大而减小

B.小灯泡的额定功率为0.8W

C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值

D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比4.（2018九上·东阳月考）研究电功率与电压、电流的关系时，某同学根据右图所示电路图，连接电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是(

)A.该电路能研究电功率与电压的关系

B.该实验选择的两个小灯泡规格应该不同

C.小灯泡消耗的电功率可通过灯泡的亮度来比较

D.该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比5.有两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡L1和L2，在它们的铭牌上只能看清“220V”字样，而看不清它们额定功率大小．甲、乙、丙三位同学对它们进行了探究：甲同学发现L1的灯丝粗一些，认为L1的电阻小，所以L1的额定功率比L2小；乙同学把两灯串联在同一电路中，发现L2比L1亮，认为L2的额定功率大；丙同学把两灯并联在同一电路中，发现L1比L2亮，认为L1的额定功率大．你认为哪位同学探究是正确的（）A.甲同学

B.乙同学

C.丙同学

D.都不正确6.做伏安法测量小灯泡功率的实验，所测灯泡的额定电压是2.2V．某同学连接的电路如图所示，当他合上开关时发现：灯不亮，电流表指针也不动，但电压表的指针接近满刻度．他尝试移动滑动变阻器的滑动片P，仍不能改变以上现象．你认为是下列哪种原因？（）A.灯泡是坏的，或者灯泡与灯座接触不良

B.电流表接线柱没有拧紧，接触不良

C.电路的连接不正确

D.两节电池的电压太小，电路中电流很微弱7.某校两同学通过实验研究小灯泡的电功率跟两端电压的关系，已知小灯泡的额定电压为2.5V、额定功率为0.75W．小明同学设计了如图甲所示的电路进行研究，他先测出若干组电压和电流值，再由公式P=UI，求得对应的功率，并作出功率随电压变化的图线a．小红同学设计了如图乙所示的电路进行研究，她先由计算出小灯泡的电阻R，再测出若干个电压值，最后根据

，求得对应的功率，也作出功率随电压变化的图线b．则下列反映了他们的实验结果的图线是（

）A.

B.C.

D.题组B能力提升练1.（2020九上·杭州月考）图甲为测定“小灯泡电功率”的实验电路，电源电压为6V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。（1）小明连接好电路后，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，则故障原因可能是________。（2）排除故障闭合开关，小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I﹣U图象（图乙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是________W。（3）进一步分析图象可知，随着电压表示数增大，电流表与电压表的示数比值________，（填“变大”、“变小”或“不变”）造成这一现象的原因可能是________。（4）小敏将原电路中的小灯泡先后换接阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻，探究“电流与电阻关系”，得到如图丙所示的电流随电阻变化的图像，则滑动变阻器的最大阻值应不小于________Ω。2.（2020九上·临海期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V（电阻值约为5Ω），电源电压恒为6V。（1）按图甲所示连接电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某处时，电压表示数为2V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向________（填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________

W。（2）若在实验中电流表损坏了，为了测出小灯泡的额定功率，同学们增加了一个R0=10Ω的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；②保持滑片位置不变，只将电压表a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0。通过计算就可得到小灯泡的额定功率。请指出该设计方案中存在的两处不合理之处：________。3.（2021·杭州）小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。

（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为________V。接下来调节滑动变阻器的滑片向________(选填“A”或“B”)端移动，直至小灯泡正常发光。4.（2020九上·嘉兴期末）在“测量小灯泡电功率”的实验中，所用电器有额定电压为2.5V小灯泡，及符合实验要求的电源、滑动变阻器、电表、开关和导线。（1）如图甲是已经连接完成的实验电路，但有一根导线连接错误，请在错误的导线上画叉，并用笔画线代替导线画出正确的接法。（2）正确连接电路后，若灯泡断路，闭合开关，看到的现象是________。（3）若要测量该灯泡的额定电功率，实验操作方法是________。（4）闭合开关，调节滑动变阻器，记下电压表、电流表的示数，并据此画出Ⅰ-U关系图象，过此曲线上任一点Ｍ分别作两坐标轴的平行线（如图乙所示），图中阴影部分的面积在数值上等于小灯泡此时的________。5.（2021九下·金华月考）小明同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5V。（1）连接好电路，闭合开关，小灯泡发光，但电压表示数为0，经检查，图中a、b、c、d四根导线有一根断了，则该导线是________。（2）排除故障后，实验中小明同学移动滑动变阻器的滑片P到某位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向________（选填“左”或“右”）端适当移动。（3）按正确的步骤进行实验，小明进行了三次重复实验，每次电压表的示数均为2.5V，电流表的示数分别为0.30A、0.30A、0.32A，则小灯泡的额定功率为________。（答案保留小数点后两位）（4）完成实验后，老师告诉同学们，电压表的内阻很大，它并联在电路中时，有极小的电流通过电压表，可以忽略不计。假如考虑了电压表的影响，则测量的小灯泡额定功率比小灯泡真实的额定功率________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。6.（2020·金华·丽水）某班同学在实验室做“测定小灯泡额定电功率”的分组实验。实验老师提供给各小组的实验器材如下：规格为“3．8V”的小灯泡、学生电源(电压恒为6V)、电流表(0~0．6A，0~3A)、电压表(0~3V，0~15V)、滑动变阻器(“20Ω1A”)、开关各一只，导线若干。（1）小金组按图甲正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表的示数为3．8伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________瓦；（2）小丽组同学发现，实验桌上的电压表0~15V的量程已损坏，其它器材完好。他们经讨论后认为，用该电压表0~3V的量程，通过改变电压表的连接位置也能测出小灯泡的额定功率。他们的实验操作步骤如下：步骤一：按图甲电路先将电压表（0~3V)接在小灯泡两端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3伏，断开开关，拆下电压表；步骤二：保持滑动变阻器的滑片位置不变，再将该电压表接在________两端；步骤三：闭合开关，将滑动变阻器的滑片向________(填“左”或“右”)移动，直到电压表示数为________伏，读出此时电流表的示数，算出小灯泡的额定电功率。反思：实验原理相同的情况下，我们可以采用不同的实验途径来完成实验。7.（2021·湖州）小萍同学想利用图甲所示电路研究通过小灯泡(额定电压为3伏)的电流与它两端电压的关系。她根据图甲完成图乙的部分连接，待连接完整后，移动滑动变阻器滑片，记录了多组数据，作出了图像a，还作出了电流大小与电源电压大小的关系图像b(如图丙所示)。(已知滑动变阻器最大阻值为20欧)。（1）根据图甲将图乙中的实物图连接完整。(要求：滑动变阻器滑片向右移动，小灯泡变亮)（2）根据图像a，描述通过小灯泡的电流与小灯泡两端电压的关系。________（3）当电流表示数为0.12A时，电压表的示数为多少?（4）图丙阴影部分的面积表示________。8.（2021·宁海模拟）为了测定小灯泡的电功率，小明利用电压恒为3V的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如下表：实验序号U/VI/AP/W12.00.180.3622.50.5033.00.220.66（1）完成实验2后，要想获得实验3的数据，则实验中滑片P的移动情况是________。（2）请分析表中数据，确定小灯泡正常发光时电流表的示数，并在图乙中画出此时电流表指针位置。（3）在滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随电流增大，滑动变阻器的功率大小变化是________。9.（2020九上·慈溪月考）某同学想测量某个仅标有“0.25A”字样的灯泡的额定功率，电源电压为6V且恒定。（1）检查器材时，该同学发现电压表存在如图甲所示的两个问题：一是指针位置不对；二是部分刻度模糊不清。出现指针位置不对的原因是________。（2）该同学认为不更换电压表也能测出灯泡的额定功率，他进行了如下操作：①解决指针问题后，按规范步骤连接的部分电路图乙，请你用笔画线代替导线帮他连接完整________。②连接好电路并检查无误后，闭合开关。在移动变阻器滑片时，眼睛要注视________的变化，当灯泡正常发光时，滑片正好在变阻器的中点。在滑片移动过程中，电流表示数从0.2A增大到0.25A，电压表示数从2.0V开始增大。（3）该同学根据实验数据计算如下：

该同学的同桌发现步骤b的结果有错，请你指出错误的原因：________。灯泡的额定功率是？（写出计算过程）.题组C培优拔尖练1.（2020九上·柯桥月考）小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡1（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω，1A”的滑动变阻器R1和“50Ω，0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，帮小华同学将图甲中的电路连接完整；（2）为了顺利完成实验，小华应选用规格为________（填“R1”或“R2”）的滑动变阻器；（3）连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因可能是________。（4）排除故障后，移动滑动变阻器滑片P的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制小灯泡U-I图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。

（5）小华打算增加一个阻值为150的定值电阻R0，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图，则以下判断正确的是

。A.两种方案都能

B.两种方案都不能

C.丙方案能，丁方案不能

D.丙方案不能，丁方案能2.（2020九上·杭州期末）小乐通过实验测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，回答问题：（1）.小乐按图甲所示电路图连接电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，可得小灯泡的额定功率为

W．（2）.小乐在实验中发现电流表损坏了，但她认为不使用电流表也能完成实验，于是她又向老师要了1个阻值为R的定值电阻和2个开关，重新设计了如图丙所示的电路，正确连接电路后的实验步骤是：①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，

，记下电压表示数U1；③小灯泡的额定功率P=

。(写出字母表达式，用灯泡额定电压U0及R0、U1表示)3.（2020九上·镇海期末）在“测量小灯泡的电功率”实验中，同学们设计了如图甲所示的电路、其中电源由3节干电池组成，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”。（1）闭合开关后发现小灯泡不亮，电流表和电压表都有示数，电路______（选填“有”或“没有”）故障。（2）某次实验测量中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向________（选填“左”或“右”）移动，直至小灯泡正常发光，记下电流表的示数I1和电压表的示数U1。（3）他们查阅资料得知“发光二极管将电能转换成光能的效率更高。当功率相同时，发光二极管更亮”。他们想进一步了解发光二极管的发光情况，于是把电路恢复实验前状态，将小灯泡换成二极管，闭合开关，移动滑片使二极管发光亮度与小灯泡正常发光亮度相当时，记下电流表的示数I2和电压表的示数U2，则U2I2________U1I1（填“＞”、“＜”或“＝”）。4.（2021九下·台州月考）小华做“测量小灯泡电功率”实验，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、小灯泡（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω）、电流表、电压表、开关各一个、规格分别为R1“10Ω1A”和R2“50Ω0.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干。（1）小华连接了如图甲所示的电路，闭合开关前，小明发现有一根导线连接错误，请你用笔在图中将这根导线上画“×”，并重新画一根正确连接电路的导线（导线不能交叉）。（2）小华设计了图甲所示的电路，她应选用规格为________的滑动变阻器（选填“R1”或“R2”）。（3）排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡U-I图象如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。（4）小华在某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡电阻变化了△R2，则△R1________△R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。5.（2021·慈溪模拟）测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5V)、电源(电压恒为6V)、电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~15V)、滑动变阻器、开关各