1、测量小灯泡的电功率 知识集结 知识精讲 测量小灯泡额定功率 知识讲解 1伏安法测量电功率，教材上提供了伏安法。伏安法也可以用来测电阻。只不过一般伏安法测功率，测的都是小灯泡，电阻会随着温度变化而变化。和伏安法相似，很多测电阻的方法也可以用于测电功率。由于多数情况要测量的都是额定功率，为了保证电器正常工作，需要调节它的电压或电流为额定，这就需要用到滑动变阻器。所以，测电功率的实验器材里多数会有滑动变阻器。2等效法测电功率，除了伏安法，最常见的是等效法，又叫等效替代法。等效法的器材特点：有滑动变阻器和电阻箱各一个，开关至少两个，交替开合，两个开关相当于一个单刀双掷开关。大致步骤（以小灯泡为例）：（
2、1）按电路图连接电路；（2）只闭合S和S1，调节滑片，使电压表（电流表）示数为V（A）；（3）保持滑片不动，只闭合S和S2，调节电阻箱，使电压表（电流表）示数仍为V（A），并读出此时电阻箱的示数R0，并记录；（4）断开开关，整理器材。（5）计算出小灯泡的额定功率为P=或(A)2R0。3单伏法此方法比较罕见。电路图大致如下：要点：（1）S1和S2相当于一个单刀双掷开关；（2）S2先闭合，通过调节滑动变阻器，使电压表示数为额定电压。具体步骤请自己思考。4单安法此方法更为罕见，几乎不可能出现。要求已知灯泡的额定电流。要点：（1）S1和S2相当于一个单刀双掷开关；（2）S1先闭合，通过调节滑动变阻器，
3、使电流表示数为额定电流。具体步骤请自己思考。 例题精讲 测量小灯泡额定功率 例1.（2021海安县一模）小明和小虎设计如图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率，实验器材有：电源（电压9V）、标有2.5V的小灯泡L、滑动变阻器R（0-20）、定值电阻R0（10）、电压表、开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干。（1）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整。（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到最_（选填“左”或“右”）端。（3）小明闭合开关S1，将开关S2拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为_V，小灯泡正常发光，再将开关S2拨至“2”，此时电压表的示数如
4、图丙所示，读数为_V则小灯泡的额定功率为_W。（4）实验中，小虎将开关拨至“2”时，不小心将滑动变阻器的滑片向左移动了少许，其他操作正确，则小灯泡额定功率的测量值_（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值，其原因是_。【答案】（1）如上所示；（2）左；（3）2.5；5.5；0.75；（4）小于；开关拨至“2”时，认定灯泡的电压为2.5V，由于滑动变阻器的滑片向左移动了少许，变阻器连入电路中的变大，导致电压表的读数变小，定值电阻的电压变小，测得通过灯泡的电流变小，所以测得的额定功率变小【解析】题干解析:（1）根据图甲，将S1的右接线柱与R0的右接线柱连接起来，如下所示：（2）在闭合开关前，滑动
5、变阻器的滑片应滑到阻值最大处，即最左端。（3）小明闭合开关S1，将开关S2拨至“1”，调节滑动变阻器的滑片至某一位置，电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光，再将开关S2拨至“2”，此时电压表的示数如图丙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，读数为5.5V；此时电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压：U0=5.5V-2.5V=3V，由欧姆定律可求出灯的额定电流：I0.3A，则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V0.3A=0.75W；（4）开关拨至“2”时，认定灯泡的电压为2.5V，由于滑动变阻器的滑片向左移动了少许，变
6、阻器连入电路中的变大，根据分压原理，导致电压表的读数变小，由串联电路电压的规律，定值电阻的电压变小，测得通过灯泡的电流变小，所以测得的额定功率变小。例2.（2021春郯城县期中）某实验小组的同学用下图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为6V不变，待测灯泡的额定电压为3.8V，功率估计在1.1W左右。（1）请在图甲中用笔画线代替导线使其成为完整的实验电路。（2）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表都有示数，请分析出出现这种现象的原因是_（选填字母）。A灯泡的灯丝断了B灯座内部发生短路C滑动变阻器断路D小灯泡实际功率太小（3）移动滑动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时电流
7、表如图乙所示，其值为_A，小灯泡的额定功率为_W。（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向_（选填“A”或“B“）端滑动。（5）测量小灯泡的电功率后_（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是_。（6）通过分析实验数据发现，随着灯泡越来越亮，电阻越来越大，这说明电阻受_影响。【答案】（1）如上所示；（2）D；（3）0.3；1.14；（4）A；（5）不需要；灯在不同电压下的功率不同；（6）温度【解析】题干解析:（1）待测灯泡的额定电压为3.8V，故电压表选用大量程与灯并联，如下所示：（2）A若灯泡的灯丝断了，灯不发光，电流表没有示数，电压表
8、串联在电路中测电源电压，电压表有示数，不符合题意；B、若灯座内部出现了短路，电压表没有示数，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；C、若滑动变阻器断路，整个电路断路，两表都没有示数；不符合题意；D、闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表电压表都有示数，电路为通路，灯不发光，则电路中的电流过小，小灯泡实际功率太小，符合题意；故选D；（3）电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其值为0.3A，小灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V0A=1.14W；（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，当灯的电压大于额定电压时，灯的实际功率大于额定功率，测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功
9、率的实际功率，应增大灯的电压，减小变阻器的电压，故将滑动变阻器的滑片向A端滑动；（5）测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值，原因是：灯在不同电压下的功率不同；（6）灯泡越来越亮，则说明灯的功率越大，灯的温度高，电阻越来越大，说明电阻受温度的影响。例3.（2021河南二模）小明想测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率（灯泡的额定功率约为0.9W），现有滑动变阻器R1（50.3A）和R2（201A）。粗心的小明将电路连接成了如图甲所示电路。（1）发现错误的小丽主张把电路拆了以后重新连接，可是时间太紧，小明灵机一动，在图示电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡的额定功率，在图
10、甲中画出小明改动的那条导线（在原导线上画“”，并画出正确的连线）。（2）实验时应选用滑动变阻器_；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至_（选填“最左”或“最右”）端。（3）测量中发现电压表示数如图乙所示，则应该将滑动变阻器的滑片P向_（选填“左”或“右”）移动，将电压表的示数调整到2.5V如果此时电流表的示数如图丙所示，则该小灯泡的额定功率是_W。（4）电压表在使用过程中不慎损坏，刚好实验台上有一个阻值为10的定值电阻R0，小明利用实验中现有的器材、定值电阻再外加一个电流表，也完成了此实验，请帮助小明画出实验电路图。【答案】（1）如上左所示；（2）R2；最右；（3）左；0.75；（4）如上右【解
11、析】题干解析:（1）原电路中，电流表与灯并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与灯串联，电压表与灯并联，如下左所示：（2）“2.5V”字样小灯泡的额定功率，表示灯的额定电压为2.5V，灯泡的额定功率约为0.9W，根据P=UI，灯的额定电流为：I0.36A0.3A，故选用滑动变阻器R2（201A）；（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调至阻值最大处的最右端。（3）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.7V，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，故滑片向左移动，直到电
12、压表示数为额定电压2.5V；如果此时电流表的示数如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，则该小灯泡的额定功率是：PL=ULIL=2.5V0.3A=0.75W；（4）根据分析，设计的电路图如上右所示：（主要测量步骤：只闭合开关S1，断开S2，调节滑动变阻器使电流表示数为0.25A；断开开关S1，闭合开关S2，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为I；通过灯泡的电流IL=I-0.25A，则灯泡L的额定功率P=2.5V（I-0.25A）。例4.（2021春兴化市月考）如图甲所示是小刚“测小灯泡电功率”的实验电路。其中电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为3.8V，电阻
13、约为10，滑动变阻器有规格“10、2A”。（1）请用笔画线代替导线将图甲的实验电路连接完整。（2）正确操作，闭合开关后，小刚发现电流表和电压表有示数，但都很小，且小灯泡几乎不亮，其原因可能是_。（3）当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为_V要测小灯泡的额定功率，应将滑片P向_（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为3.8V，此时电流表示数如图丙所示，则灯泡的额定功率为_W。（4）实验时小明发现自己无法准确判断电压表指针是否指向3.8V，使得实验存在较大的误差，请你帮助小明想出减小测量误差的方法。_。（5）小刚还想测量一只额定电压为2.5V，电阻约为10小灯泡的额定功率，为
14、此他将甲图中的“3.8V”的小灯泡换成“2.5V”的小灯泡继续实验，他能否测出该小灯泡的额定功率？_。理由是_。【答案】（1）%（2）滑动变阻器接入电路的阻值太大；（3）2.5；左；1.14；（4）多次测量求平均值；（5）不能；不能使灯泡两端电压等于2.5V【解析】题干解析:（1）因为灯泡的额定电压为3.8V，量程为015V，因此将电压表15V接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：（2）电流表示数很小，说明电路中的阻值很大；电压表示数很小，说明滑动变阻器两端电压太大，即滑动变阻器接入电路的阻值太大；（3）根据图乙可知，电压表的量程为015V，分度值为0.5V，示数为2.5V；使电压表的示数由
15、2.5V增大到3.8V，要使灯泡电压增大，需要电流增大，总电阻减小，滑动变阻器电阻减小，滑片向左端移动。电流表选择00.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A，灯泡的额定功率：P=UI=3.8V0.3A=1.14W。（4）为了准确地测出小灯泡的额定电功率，可使灯泡两端的电压为额定电压，分别测出多组电流值，计算出电功率求平均值来减小误差。（5）2.5V灯泡正常发光的电流约为：I0.25A；则滑动变阻器两端最大电压：U最大=IR最大=0.25A10=2.5V；由串联电路电压规律可知，当2.5V灯泡正常发光时，滑动变阻器两端分得的电压：U=6V-2.5V=3.5V2.5V，所以灯泡不能正常发光。 当堂练习 当堂总结
