中考物理一轮复习 重难点25 测量小灯泡的电功率(解析版)

专项四电学重难点25 测量小灯泡的电功率【重点知识梳理】25.1测量小灯泡的电功率1.实验原理：P=UI2.实验电路图3.几个说明（1）这里的滑动变阻器的作用：保护电路；改变小灯泡两端的电压。

（2）本实验中多次测量，是为了测量小灯泡在不同电压下的实际电功率。

不能对小灯泡在不同电压下的电功率求平均值。

（3）只有在电压为小灯泡的额定电压下的电功率，才是小灯泡的额定功率。

（4）由于小灯泡灯丝的电阻随灯丝温度的升高而增大，不能用R=U/I计算某一电压下的电阻。

在考虑温度对小灯泡电阻的影响时，一般在小灯泡的伏安特性曲线上去寻找对应的电压和电流值计算相应的电阻和电功率。

4.实验注意事项（1）连接电路时，开关要断开。

闭合开关前，滑动变阻器的滑片要处于最大阻值处。

（2）注意选择电流表、电压表的量程，接线时，要让电流从它们的正接线柱流入，负接线柱流出。

（３）电压表要与小灯泡相并联。

（４）每次实验操作力求迅速，尽量减小由于灯丝长时间通电温度升高，电阻变大对小灯泡功率的影响。

【难点知识突破】25.1利用伏安曲线确定灯泡的功率1.明确伏安曲线的横、纵坐标的含义。

2.额定电压所对应的电流值，才是额定电流值，用P=U额I额，求出的功率才是额定功率。

3.用额定电压以外的各电压值对应的电流值求出的电功率，是实际功率。

由于灯泡的灯丝的电阻随温度的变化而变化，所以测出的电功率是灯泡在不同电压下的实际电功率和对应的电阻，对这二者都不能求平均值！【例题分析】【例1】（2021泰安）在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时的电阻约为12ῼ。

现有器材：电源（电压为6V，保持不变），电流表，电压表，开关、导线若干，另有两种规格的滑动变阻器可供选择：R1（50Ω、2A）、R2（10Ω、1A）。

请完成下列问题：（1）本次实验中应选择的滑动变阻器是______（选填“R1”或“R2”）；（2）某同学连接成了如图甲所示的电路，该电路中存在一处连接错误，只要改接一根导线就可以使电路连接正确，请你把接错的那一根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线画出正确的连接；（3）电路正确连接后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P 到某一位置，电压表示数如图乙所示为______V ；要测量小灯泡的额定功率，此时应将滑片P 向______（选填“A ”或“B ”）端移动；（4）实验小组多次改变滑动变阻器滑片的位置，并根据实验数据画出了小灯泡的I U 关系图象如图丙所示。

由图象可知：小灯泡的额定功率P 额=______W ；小灯泡的实际功率随实际电压的降低而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（5）完成以上实验后，同学们又设计了一个如图丁所示的电路来测量该小灯泡的额定功率，0R 为已知阻值的定值电阻。

请把他们的实验步骤补充完整：①断开开关2S ，闭合开关1S 、3S ，移动滑动变阻器的滑片P ，______；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关3S 仍闭合，______，记录下电压表示数为U ； ③小灯泡的额定功率P L =______（请用已知量和测量量表示）。

【答案】（1）R 1 （2）（3） 1.2 A （4） 0.5 减小 （5）① 使电压表的示数为 2.5V ② 断开开关S 1，闭合开关S 2 ③【解析】（1）灯泡正常发光时的电流约为：I= =≈0.21A ，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时变阻器连入电路的阻值：R 滑==≈16.7ῼ＞10ῼ，所以滑动变阻器应选用R 1（50ῼ、2A ）。

（2）由图甲知道：错误的将电流表与灯泡并联，电压表与灯泡串联，应修改为电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，电路连接如答案图。

（3）由图知道：电压表选用小量程，分度值为0.1V ，示数为1.2V ，且小于灯在额定电压，若正常发光，需要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，应将滑片P 向A 端移到合适位置。

（4）由小灯泡的I-U 关系图象知道，小灯泡正常发光时，电压为2.5V ，电流为0.2A ，故小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V ×0.2A=0.5W 。

由I-U 关系图象知道，电流随电压的增大而增大，由P=UI 知道，小灯泡的实际功率随实际电压的降低而减小。

（5）①由图知道，断开开关S 2，闭合开关S 1、S 3，滑动变阻器、定值电阻与灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，移动滑动变阻器的滑片P ，使电压表的示数为灯泡的额定电压2.5V ；②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S 3仍闭合，断开开关S 1，闭合开关S 2，电路的连接方式没有发生变化，电压表测R 0与灯泡的总电压，记录下电压表示数为U ； ③电路的电流：I ′= I R0= 由P=UI 知道，小灯泡的额定功率:【巩固练习】1.（2021江西）【实验名称】测量小灯泡电功率【实验器材】额定电压为2.5V 的小灯泡（电阻约10Ω），电压为6V 的电源，电流表，电压表，滑动变阻器（50Ω 0.5A），开关，导线若干。

【实验步骤】（1）用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整（要求滑动变阻器连入电路时阻值最大）。

（2）电路连接时开关应___________。

小明同学检查电路无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，但电流表和电压表均有较小的示数，接下来他应该___________。

（3）小明同学进行实验得到部分实验数据如下表，则小灯泡的额定功率为0.75W 。

当小灯泡两端电压为1.5V 时，小灯泡的亮度___________（选填“正常”，“较暗”或“较亮”） 实验次数 电压/V U 电流/A I 小灯泡亮度 电功率/W P 1 2.5 0.30 2 1.5 0.22 33.00.32示，并设计下列方案测量小灯泡的额定功率。

（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压；（2）保持滑片位置不变。

电压表所接的b 接点不动，只断开a 接点，改接到c 接点上，测定值电阻R 两端的电压U 0；（3）计算小灯泡的额定功率：仔细分析发现此方案无法测出小灯泡的额定功率，其原因是①___________；②___________。

【答案】 (1)(2)断开移动滑动变阻器的滑片 (3)较暗拓展(3)①电压表的正、负接线柱接反②灯泡两端电压不能达到额定电压【解析】（1）电路为串联电路，电流表测量电路中的电流，要求滑动变阻器连入电路时阻值最大，由图可知，滑动变阻器需要接入右下端接线柱，电路图如答案图。

（2）为了保护电路，在连接电路时，开关需要断开。

闭合开关，发现灯泡不亮，但电流表和电压表均有较小的示数，需要移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度。

（3）当小灯泡两端电压为1.5V时，电流为0.22A，此时小灯泡的实际功率：P=UI=1.5V×0.22A=0.33W，此时小灯泡实际功率小于额定功率，故此时小灯泡的亮度较暗。

【拓展】（3）①电压表所接的b接点不动，只断开a接点，改接到c接点上，此时电压表正负接线柱会接反，无法准确测量电压，故无法测出小灯泡的额定功率。

②小灯泡的电阻约为10Ω，而定值电阻的阻值为20Ω，由串联分压的知识可知，小灯泡两端的最大电压为2V，此时灯泡两端电压不能达到额定电压，故无法测出小灯泡的额定功率。

2.（2021南充）如图所示，某同学计划利用甲图所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压是2.5V。

（1）实验中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”并用笔划线代替导线完成电路的正确连接；（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片位置应放在______端（选填“A”或“B”）；（3）实验数据如下表所示，在完成第1次实验后，若还需测量小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器滑片向______端移动（选填“A”或“B”），直到电压表示数为2.5V，若此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W；实验次数电压电流电功率灯泡亮暗情况1 2.0V0.28 0.56 较暗2 2.5V正常发光3 2.8V0.34 0.95 较亮（4）小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。

这种说法______（选填“正确”或“错误”），理由是______。

【答案】（1）（2）B（3）A 0.8 （4）错误小灯泡工作时的电阻在变化（其他有理的答案也可）【解析】（1）连接电压表和滑动变阻器的导线错了，电压表应接在小灯泡两端，如答案图。

（2）闭合开关前滑动变阻器的电阻应处在最大值，滑片位置应放在B端。

（3）在完成第1次实验后，小灯泡两端的电压为2V，若还需测量小灯泡的额定功率，需让灯泡两端的电压调为2.5V,即减小电路中的电阻，故应将滑动变阻器滑片向A滑。

如图，电流表接小量程，分度值为0.02A，读数为0.32A，小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.22A=0.8W。

（4）小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论，此结论是错误的，小灯泡的电阻随灯丝温度的升高而增大，灯泡两端的电压与电流之比：X= =7.1ῼ≠ =7.8ῼ≠ =8.2ῼ,不相等，故说法错误。

3.（2021武威）小王用如图甲所示的实验装置测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率时，电源电压为3V，若所用器材均能满足实验需要。

（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整；（2）连接电路时，开关要______（选填“断开”或“闭合”）；滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值______位置；（3）实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为______A，小灯泡正常发光时的电阻为______Ω，小灯泡的额定功率为______W；（4）小王受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率。

在老师的帮助下通过实-图像如图丙所示，由图像可知LED灯的电阻随电压的增大而______（选填“增大”、“不验得到该LED的I U变”或“减小”）。

查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图像可得该LED的额定功率为______W。

【答案】（1）（2）断开最大（3）0.3 8.33 0.75 （4）减小0.072【解析】（1）滑动变阻器串联，一上一下，故用一根导线连接开关的右边接线柱和滑动变阻器下面的接线柱，用一根导线接在滑动变阻器上方的接线柱和电流表的正0.6A的接线柱即可，电压表并联在灯泡上，用一根导线接在灯泡的右端的接线柱，另外一端接在正3接线柱，再用一根导线接在灯泡的左端和电压表负接线柱上，如答案图所示。

（2）为了保护电路，需要断开开关；为了保护电路，滑动变阻器滑片应该移到连入电路阻值最大处。

（3）由图乙可知，分度值为0.02A，选择小量程，故读数为0.3A；小灯泡正常发光时的电阻为：R= = =8.33ῼ。