教材同步复习第一部分第十二章 电学综合模块五 伏安法实验考向3测量小灯泡的电功率
核心素养实验
【设计和进行实验】1．实验原理：P＝UI.2．实验装置图实验 测量小灯泡的电功率
3．滑动变阻器的作用：(1)保护电路；(2)改变电路中的电流；(3)改变小灯泡两端的电压．4．电表的量程选择及滑动变阻器规格的选取(1)电压表的量程一般根据题干已知的电源电压、小灯泡的额定电压或实物图中电池的节数来判断．
5．电路故障分析．6．动态电路分析．7．确定小灯泡正常发光的操作：移动滑动变阻器的滑片，同时视线应注意观察电压表的示数，当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，小灯泡正常发光．8．移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终达不到U额的原因分析：滑动变阻器最大阻值太小或电源电压太大．9．实验中多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下的实际功率或观察在不同电压下小灯泡的发光情况．
【交流与反思】13．小灯泡的U－I图像是曲线的原因：温度越高，小灯泡灯丝的电阻越大.14．不能用多次测量求平均值的方法计算小灯泡的额定功率的原因：小灯泡两端电压改变，功率也改变．15．分析电流表、电压表的内阻对测量结果的影响：电压表测小灯泡两端的电压，电压表测量值准确，电流表测量值偏大，故小灯泡电功率测量值偏大．
16．实验中电压表示数太大无法测小灯泡的额定功率，应采取的措施：减小电源电压或换阻值更大的滑动变阻器．17．相同额定电压下LED灯比白炽灯亮的原因：LED灯的电能转化为光能的效率比白炽灯的高得多．
【例】某班同学到实验室做“测量小灯泡电功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω.实验室有如下器材：电源(电压为6V)、电流表(0～0.6A,0～3A)、电压表(0～3V,0～15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三个：R1(5Ω0.5A)、R2(50Ω0.5A)、R3(100Ω1A)．同学们设计的电路如图甲所示．(1)请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整．
(2)最合适的滑动变阻器应选用______(选填“R1”“R2”或“R3”)．(3)实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图丙所示，则接下来的操作是______________________________.(4)闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是______________.R2将指针调至零刻度线(调零)小灯泡短路
(5)排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中．在第1次实验中小灯泡不亮的原因是________________________.分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为_________W.小灯泡的实际功率太小0.75测量次数电压U/V电流I/A实际功率P/W小灯泡的亮度10.50.120.06不亮21.50.200.30偏亮32.50.30正常42.80.320.90更亮
(6)闭合开关，当电压表的示数如图丁所示时，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向______(选填“左”或“右”)端移动，直至电压表的示数为________V.右2.5
(7)由图戊可知，通过小灯泡的电流与其两端的电压________(选填“成”或“不成”)正比，这是因为_________________________________________________________________.(8)测量小灯泡的电功率__________(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值，原因是________________________________________________________.(9)若把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究_____(填字母)的关系．A．电流与电阻B．电流与电压不成小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大(或小灯泡灯丝电阻受温度的影响)不需要不同电压下小灯泡的实际功率不同，求平均值没有意义B
【能力提升】(10)另一位同学小田结合学过的电学知识进一步分析：家里的电灯有时虽然暗些，但是电灯的实际功率变小了，消耗的电能也少了．由此他想到此时家里使用电热水壶烧水倒是可以省电了．他的想法对吗？请简要说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________.不对，因为烧开一壶水，水吸收的热量是一定的，即消耗的电能一定，根据W＝Pt可知，若实际功率变小，则通电时间变长，并不能省电
(11)若小灯泡的额定电流为I0＝2I1，以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是_____(填字母)．A．P0＝2P1B．P0＝3P1C．P0＝4P1D．P0＝5P1D
重庆真题精练
1．(2019·重庆A卷16题8分)在测小灯泡电功率实验中，小杨同学选用的器材有：额定电压为2.5V的灯泡、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器和若干导线等．(1)请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物电路连接完整(要求：向右移动滑动变阻器滑片时，电路中的电流变小，且导线不能交叉)；
(2)连接电路时，开关S必须________，滑动变阻器的滑片P应调到最______阻值处；(3)正确连接电路后，闭合开关S，发现电压表无示数，电流表有示数，原因是灯泡________(其他部分均完好)；(4)故障排除后，滑片移至某处，电压表表盘如图丙所示，其读数为U1＝________V，再读出电流表的示数I1，由此算出此时灯泡电功率P1＝________(用字母表示)；断开大短路0.7U1I1
(5)小杨同学继续移动滑片P，将两电表对应的示数记录到下表中.则灯泡的额定功率为________W，他分析表中数据，发现灯泡的电阻也在变化，主要原因是灯丝的电阻随温度的升高而________.0.6实验序号12345电压表示数/VU11.01.52.02.5电流表示数/AI10.140.180.200.24增大
【解析】(1)测小灯泡电功率实验中，滑动变阻器应“一上一下”串联接入电路中，由题知，向右移动滑片P时电流变小，所以滑动变阻器接入的阻值应变大，由题图乙知应将其左下接线柱接入电路，如答图所示；(2)为了保护电路，连接电路时，开关S必须断开，并将滑动变阻器的滑片P调到最大阻值处；(3)正确连接电路后，闭合开关，电流表有示数，说明电路是通路，但电压表没有示数，说明在电压表两接线柱之间的电路是短路，其他部分均完好，所以出现故障的原因是小灯泡短路；
(4)由题图丙知，电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，所以U1＝0.7V，此时电流表的示数为I1，所以此时小灯泡的电功率P1＝U1I1；(5)小灯泡两端电压等于2.5V时正常发光，由题中表格可知此时通过小灯泡的电流为0.24A，所以小灯泡的额定功率：P＝UI＝2.5V×0.24A＝0.6W；由题中表格数据知，小灯泡两端电压越大时，通过它的电流也越大，其实际功率越大，温度越高，但电压变化比电流变化大，所以小灯泡电阻增大．
2．(2016·重庆A卷17题9分)同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中，所用电源电压为6V，灯泡的额定电压U0＝3.8V，额定功率在1～1.5W的范围内．(1)按图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整．
(2)小杜同学在实验过程中，将滑动变阻器的滑片P缓慢向B端移动，小灯泡的实际功率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)；同时观察到小灯泡的亮度将变______(选填“亮”或“暗”)．(3)另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示，此时电流表的示数是________A，电压表的示数是_____V，经分析造成这种现象的原因是_________________________________________________________.变大亮0.22电压表量程接错，误以为接的是0～15V，实际接了0～3V
大灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值RL与灯泡正常发光时的阻值不相等
由U＝IR可知，灯泡两端的电压变大，即电压表的示数变大；因灯泡的亮暗取决于其实际功率的大小，所以，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮．(3)由题图乙可知，电流表所选量程为0～0.6A，则由题图丙指针位置可知，此时电流表的示数是0.2A，由灯泡的额定电压U0＝3.8V可知，电压表应接0～15V的量程，若接在0～15V量程，那么由指针位置可知，此时电压为10V，而电源电压为6V，所以没有接在0～15V量程，接在0～3V量程，故此时电压表的示数为2V，由此可知，电压表量程接错，误以为接的是0～15V，实际接了0～3V．
