内容正文:
专项突破 特殊方法测电功率
第十八章 电功率
伏阻法
1.【新课标·科学探究】(2024四川凉山中考)在“测量小灯泡
的功率”实验中,小灯泡额定电压为2.5 V,小灯泡正常发光时
的电阻约为9 Ω,按如图甲所示连接好电路。
(1)连接电路时应断开开关,闭合开关之前滑动变阻器的滑片
应移到_______(选填“A”或“B”)端;
(2)小明试触时,发现电流表指针偏转如图乙所示,电路连接出
现的问题为电流表_______(选填答案序号);
A.测量范围选择过大
B.测量范围选择过小
C.正负接线柱接反
(3)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置时电压表
示数为2.1 V,为了让灯泡正常发光,滑片应向_______(选填
B
C
A
“A”或“B”)端移动;
(4)移动滑片使灯泡正常发光,电流表示数如图丙所示,灯泡的
额定功率为__________W;
(5)小明同学通过计算发现在不同功率下灯泡的电阻不同,主
要原因是灯泡的电阻受_______的影响;
(6)在测量小灯泡电功率拓展实验中,电流表坏了,老师给同学
们提供了一个阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关,借
助部分现有的实验器材,设计了如图丁所示的实验电路图,下
温度
0.75
面是某同学的实验步骤:
①连接好实验电路,闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑
片,使电压表的示数为U额;
②保持滑片的位置不动,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的
示数为U;
③小灯泡额定功率的表达式P额=___________(用“U额”
“U”和“R0”表示)。
U额
解析 (1)为了保护电路,闭合开关前滑动变阻器滑片要移到
阻值最大处,即移到图中的A端;(2)小明试触时,发现电流表指
针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了;(3)要想让灯泡正常
发光,必须把灯泡两端电压调成2.5 V,电压表示数为2.1 V时,
需调高小灯泡分担的电压,故变阻器的滑片应向B端移动,减
小其连入电路的阻值,使变阻器分担的电压减小;(4)由图可知,
小灯泡正常发光时,电流为0.3 A,小灯泡的额定功率P=U额I额=
2.5 V×0.3 A=0.75 W;(5)灯泡电阻与温度有关,灯泡电阻随温
度升高而增大;(6)U额是小灯泡两端的电压(也是小灯泡的额定
电压),U是小灯泡与R0两端的总电压,小灯泡的额定功率P额=
U额I额=U额I0=U额 =U额 。
安阻法
2.【新课标·科学思维】利用如图所示电路,测量小灯泡的额
定功率,该小灯泡正常工作时的电流为I1。请根据以下实验步
骤写出小灯泡的额定功率表达式(已知电源电压U恒定不变)。
(1)只闭合开关S1,移动滑动变阻器R2的滑片,使电流表示数为I1;
(2)只闭合开关S2,________,使电流表示数为I1;再将滑动变
阻器R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;
(3)小灯泡的额定功率表达式:P额=________(用字母U、I1、
见解析
见解析
I2表示)。
解析 (2)只闭合开关S2,保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,
调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1;再将滑动变阻器
R2的滑片调到最左端,读出电流表的示数为I2;(3)灯泡的电阻
与变阻器R1此时连入电路的电阻相同,灯泡的电阻RL= ,小灯
泡的额定功率P额= RL= U。
3.【新课标·科学探究】(2025河南省实验中学月考)小文同学
用图甲所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡L的额定功
率,电源两端电压保持不变。
(1)小文检查图甲的电路时,发现有一根导线连接错误,请在错
误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
答案 如图所示
(2)测小灯泡额定功率的原理是____________。
(3)小文闭合开关后,发现电压表示数为1 V,为了让小灯泡正
P=UI
常发光,此时应向______(选填“左”或“右”)移动滑动变阻
器的滑片,同时眼睛应盯着________(选填“电压表”或
“电流表”)示数以确定小灯泡L正常发光,正常发光时电流
表示数如图乙所示,则小灯泡L的额定功率为_________W。
0.75
电压表
左
(4)由于缺少电压表,另一同学设计了如图丙所示电路测量另
一个小灯泡的额定功率(已知小灯泡的额定电压为U额),R0阻值
已知;
①断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电
流表示数为_________(用U额、R0表示),此时小灯泡正常发光;
②保持滑动变阻器滑片P位置不变,断开开关S2,闭合开关S1、
S3,记下电流表示数I;
③小灯泡额定功率的表达式P额=______________(用U额、I、
R0表示)。
U额·
解析 (1)实验中需将电压表并联在灯泡两端,测量灯泡两端
的电压,故连接电压表正接线柱与变阻器右下接线柱的这一
根导线连接错误,需将与变阻器右下接线柱连接的一端改接
到小灯泡右接线柱上;(2)伏安法测量小灯泡电功率的原理是
P=UI;(3)正确连接后,闭合开关,发现电压表示数为1 V,小于小
灯泡额定电压,要使小灯泡正常发光,应增大小灯泡两端的电
压,根据串联电路的电压规律,应减小滑动变阻器两端的电压,
即减小滑动变阻器接入电路的阻值,故应向左端移动滑动变
阻器的滑片,眼睛应盯着电压表,使电压表的示数为2.5 V,此时
小灯泡正常发光;由图乙所示电流表知道,小灯泡中的电流为
0.3 A,则小灯泡额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W;(4)①
断开开关S3,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器滑片P,使得电流
表示数为 ,此时灯泡正常发光;②保持滑动变阻器滑片P位
置不变,断开开关S2,闭合开关S1、S3,记下电流表的读数为I;③
在步骤①中,灯泡L与电阻R0并联,电流表测通过R0的电流,调
节滑动变阻器滑片P,使得电流表示数为 ,根据并联电路电
压特点和欧姆定律知道,灯泡两端的电压为U额,灯泡正常发光;
在步骤②中,灯泡L与电阻R0仍并联,电流表测通过灯泡和电阻
R0的总电流;因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通
过的电流不变,灯泡仍正常发光,根据并联电路电流的规律,灯
泡的额定电流I额=I- ,小灯泡额定功率的表达式P额=U额I额=
U额· 。
等效替代法
4.小莉用一个电阻箱代替电流表测量小灯泡(额定电压为2.5
V)的额定功率,她设计了电路图,并按照如图所示的电路图连
接好实物。以下是她的实验步骤,请将它补充完整:
①先闭合开关_________,移动变阻器的滑片P,使电压表示数
为2.5 V;
②将开关改为闭合__________,保持①中滑动变阻器的滑片P
的位置不变,调节电阻箱的阻值,当电压表示数为2.5 V时,读出
电阻箱连入电路的阻值R;
S2、S
S1、S
③利用上述测量出的物理量和已知量,写出小灯泡额定功率
的表达式P=_________。
解析 ①只闭合开关S、S1,移动变阻器的滑片P,使电压表示
数为2.5 V;②断开S1,闭合S2、S,保持①中滑动变阻器的滑片P
的位置不变,调节电阻箱的阻值,当电压表示数为2.5 V时,读出
电阻箱连入电路的阻值R;③由等效替代法可知小灯泡正常发
光时的阻值是R,小灯泡额定功率的表达式P= = 。
5.小强利用如图所示的电路,测出了已知额定电流为I1的小灯
泡的额定功率,请完成实验步骤:
①闭合开关S1,开关S2连接b,移动滑动
变阻器的滑片,使电流表示数为I1;
②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开关S2连接a,调节电阻箱
的阻值,使电流表示数为I1,读出电阻箱的示数为R0;
③小灯泡的额定功率表达式P额=___________(用字母表示)。
I12R0
解析 ①闭合开关S1,开关S2连接b,灯泡与滑动变阻器串联,电
流表测量电路中的电流,移动滑动变阻器的滑片,使电流表示
数为I1,灯泡正常发光;②保持滑动变阻器的滑片位置不变,开
关S2连接a,电阻箱与变阻器串联,调节电阻箱的阻值,使电流表
示数为I1,读出电阻箱的示数为R0,则灯泡正常发光时的电阻为
R0;③小灯泡的额定功率表达式P额= R额= R0。
$$