2.3-4电路中的电能-测量小灯泡的电功率-2026-2027学年九年级科学上册同步精讲精练（新教材，浙教版）

本讲义聚焦“测量小灯泡的电功率”核心知识点，以伏安法为基础，系统梳理实验原理（P=UI）、目的（理解额定电压与功率关系）、步骤（不同电压下测量实际功率）及注意事项，通过对比伏安法测电阻的异同构建知识支架。 资料亮点在于融合科学思维与探究实践，实验中强调滑动变阻器双重作用（保护电路、改变电压），故障分析表格培养推理论证能力，拓展伏阻法等特殊测量方法提升创新思维，课中辅助实验教学，课后助力学生查漏补缺。

第2章 能的转化与能量守恒 第3节 电路中的电能 课时4 测量小灯泡的电功率 ◆网络构建 ◆课本导学 伏安法测量小灯泡的电功率 ◆解题突破 题型1 伏安法测小灯泡的电功率 题型2 测电功率时的实验故障分析 ◆基础训练 考点1 实验：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 考点2 实验测定小灯泡的功率 ◆强化训练 伏安法测量小灯泡的电功率 1.测定小灯泡的功率 （1）实验过程 实验目的 学习使用电流表和电压表测定用电器功率的方法；了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解 实验原理 （1）原理：（“伏安法”这一名称的由来） （2）用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，代入就可以计算出小灯泡的电功率 实验器材 三节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关以及若干导线 实验过程 （1）按照图甲所示电路图连接好实物图，如图乙所示； 乙 （2）移动滑动变阻器的滑片，使其连入电路的阻值最大，检查电路连接无误后闭合开关；→作用一：保护电路 （3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的五分之四，在表格中记下电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况； （4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，在表格中记下电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况；→作用二：改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，实现多次测量 （5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍，在表格中记下此时电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况； （6）断开开关，整理器材； （7）计算出三种情况下小灯泡的电功率，并填入表格中 ↘多次测量不是为了减小实验误差，而是为了测量在不同电压下小灯泡的实际功率 实验数据 实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光； 当U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； 当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。 通过实验可知，当小灯泡两端的实际电压不同时，小灯泡的实际功率不同。实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；当小灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，小灯泡正常发光。 小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越大。 （2）实验注意事项 正确选择实验器材 （1）电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，测额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时，至少要选两节干电池串联作为电源。 （2）电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡的额定电流。 （3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显 正确连接电路和进行实验操作 （1）开始连接实物电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。 （2）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱，并把滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。 （3）连接电流表和电压表时，注意正、负接线柱的接法要正确。 （4）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要缓慢移动滑片，保证实际电压不能高于小灯泡额定电压的1.2倍，以防实际电压过大而烧坏小灯泡；同时，通电时间不能太长，否则容易烧坏小灯泡。 （5）实验中要重点观察并比较小灯泡在不同电压下的发光情况。 （6）实验完毕，一定要先断开开关，然后拆卸电路，整理器材。 （7）分析数据时，不能把三次的电功率求平均值。因为这三次的电功率是小灯泡在三个不同电压下的实际电功率，求平均值无任何意义 【特别提示】实际功率与额定功率的关系 小灯泡的实际功率不一定等于其额定功率，只有当小灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，根据计算得到的实际功率才等于小灯泡的额定功率。 【辨析】伏安法测电功率和测电阻的异同 异同点 “伏安法”测电功率 “伏安法”测电阻 相 同 点 电路图 所测量的 物理量 灯泡两端的电压和电流 滑动变阻器 的作用 ①改变灯泡两端的电压，使其等于额定电压；②保护电路 步骤相同点 1.连接实物图；2.闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为小灯泡的额定电压；3.再次移动滑片，使小灯泡两端的电压略大于和略小于其额定电压 不 同 点 原理不同 P=UI 所测物理量 的取值 加在灯泡两端的电压取：当U实=U额；当U实>U额；当U实<U额。 灯泡两端的电压没有特别限制，只要不大于其额定电压即可 分析实验现象及数据得出的结论 伏安法测电功率的实验结论是： U实=U额，P实=P额，小灯泡正常发光； U实>U额，P实>P额，小灯泡发光较亮； U实<U额，P实<P额，小灯泡发光较暗。 伏安法测电阻的实验结论是电阻是导体本身的一种属性，其大小等于导体两端电压与导体中电流的比值，而与导体两端的电压和导体中电流的大小没有关系。并分析电阻与温度的关系，得出“灯泡的电阻随灯丝的温度的变化而变化”的结论 实验步骤 1.实验前应观察小灯泡上标有的额定电压（或额定电流）； 2.正确连接电路，在闭合电键前，滑片移到阻值最大的位置； 3. 闭合电键，移动滑片观察到电压表示数为额定电压为止，然后再观察电流表示数和灯亮暗情况记入表格求出额定功率； 4.移动滑片使电压表示数分别高于、或低于额定电压，再分别观察电流表示数和灯亮暗情况记入表格求出两次实际功率。 1.正确连接电路，在闭合电键前，滑片移到阻值最大的位置； 2.闭合电键，观察电压表示数电流表示数记入表格求出电阻值； 3.移动滑片改变电压表电流表示数三次，分别记入表格求出电阻值； 4.求出电阻平均值。 ◆教材<思考与讨论>见教材第74页 1.电路中小灯泡两端的电压等于其额定电压时，小灯泡正常发光。 2.LED灯两端的电压与灯泡一样，LED灯的电功率较小。因为灯泡主要依靠电流通过灯丝时产生热量，使灯丝温度升高而发光，有大量的热量损失，而LED灯直接将电能转化为光能，产生少量热量，所以在亮度大致相当的情况下，LED灯的电功率较小。 2.伏安法测小灯泡电功率的过程中常见故障的判断 （1）断路类 （2）短路类 （3）滑动变阻器类 （4）电表指针偏转类 【例1】如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I-U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是(　　) A.电压表测的是小灯泡两端的电压 B.电流表示数为0.4A时，小灯泡的电阻是25Ω C.电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W D.小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 【答案】D 【解析】A.由图可知，闭合开关S后，灯泡与变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，故A错误； B、由灯泡的I-U图像可知，当电流为0.4A时，灯泡的电压为1V，由欧姆定律可得此时灯的电阻：RL==2.5Ω，故B错误； C、电压表示数为2.5V时，由串联电路电压的规律，灯的电压为：UL′=U-U滑′=3V-2.5V=0.5V，由灯泡的I-U图像可知此时电流为0.3A，则小灯泡功率为：PL′=UL′IL′=0.5V×0.3A=0.15W，故C错误； D、小灯泡正常发光时，小灯泡的电压等于额定电压2.5V，由图像可知此时电路中的电流为0.5A，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压为：U滑″=U-UL″=3V-2.5V=0.5V，则滑动变阻器的功率：P滑″=U滑″I″=0.5V×0.5A=0.25W，故D正确。 【例2】在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整。（要求滑片向端移动时小灯泡变暗） （2）小明同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为_________V。若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片向_________（选填“”或“”）端移动，使电压表示数为2.5V。 （3）他又移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息可以计算出小灯泡的额定功率是_________W。 （4）他利用已测出的几组数据求出了小灯泡的电阻，发现小灯泡的电阻值是变化的。产生这一现象的原因是______________________________________________________。 （5）在完成该实验后，把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究_________（选填“A”或“B”）的关系。 A.电流与电阻 B.电流与电压 【答案】（1）见解析图。 （2）（4）小灯泡的电阻随温度的升高而增大 （5） 【解析】（1）滑片向端移动时小灯泡变暗，说明滑动变阻器接入电路的阻值变大，应把滑动变阻器右下接线柱接入电路，如图所示。 （2）由题图乙可知，电压表量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为2.0V，小于小灯泡的额定电压。为测小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端的电压，故变阻器两端的电压应减小，由串联分压规律可知，应减小变阻器连入电路的阻值，故应把滑片向端移动，直到电压表示数等于2.5V。 （3）由题图丙可知，小灯泡两端电压等于额定电压2.5V时，对应的电流是0.3A，小灯泡的额定功率。 （4）由于小灯泡的电阻随温度升高而增大，因此测出的小灯泡的电阻是变化的。 （5）把小灯泡换成定值电阻，改变电阻两端电压并测出通过电阻的电流，可以探究电流与电压的关系。故选B。 【例3】小宁想测定小灯泡的电功率，所用器材齐全且完好。其中电源电压有4V、8V和12V三挡可选，待测小灯泡标有“6V”字样。按如图所示串联电路，再将电压表接入电路中，将滑动变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表所示的序号1行中，然后将滑片P先后移到滑动变阻器的中间某处和另一端，并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表所示的序号2、3行中。 序号 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡功率/W 1 1.0 0.10 / 2 2.0 0.16 / 3 4.0 0.18 / (1)实验中小宁将电压表接在________ (填“小灯泡”或“滑动变阻器”)两端，此实验过程中小灯泡________ (填“能”或“不能”)正常发光。 (2)求实验所用滑动变阻器的最大阻值。 (3)经过思考，小宁断开开关S，重新选择电源电压。将滑动变阻器最大阻值接入电路，闭合开关S，电压表示数为6V，求小灯泡的额定电流和额定功率。 【答案】（1）小灯泡 不能 1200 （2）解：实验1、3滑动变阻器的滑片分别位于滑动变阻器的两端，而实验3电流最大，说明此时滑动变阻器接入电路的阻值最小为0，电压表直接接在电源两端，所以电源电压为4V，故实验1时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，最大值R滑===30Ω。 （3）解：当灯泡两端电压为4V时，电流为0.18A，所以灯泡正常发光时的电流应大于0.18A；当电源电压为12V，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，电流I===0.2A，符合要求；同理可求出电源电压为8V时，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，电流I'==≈0.07A，小于0.18A，故小灯泡的额定电流为0.2A；小灯泡的额定功率P额=ULI额=6V×0.2A=1.2W。 【解析】（1）由表中数据分析可知，当电压表示数变大时，电流表示数也随之变大，所以电压表接在小灯两端；由于灯泡额定电压为6V，而表中电压表最大示数为4V，故小灯泡不能正常发光； （2）实验1、3滑动变阻器的滑片分别位于滑动变阻器的两端，分析表中数据可判断出电源电压，从而求出滑动变阻器的最大值； （3）当灯泡两端电压为4V时，电流为0.18A，所以灯泡正常发光时的电流应大于0.18A，分别讨论即可求出小灯泡的额定电流；根据P=UI可求出小灯的额定功率。 【归纳总结及拓展】测定小灯泡功率的方法总结(教材第73页探究实践) 测定小灯泡的功率 实验目的：学习使用电流表和电压表测定用电器功率的方法；了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。 实验器材：常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组(总电压高于灯泡的额定电压)1只，导线若干。 实验要求：用滑动变阻器来调节小灯泡两端的电压，分别观察三种情况小灯泡的亮度，测量它的电功率： ①使小灯泡两端的电压等于额定电压； ②使小灯泡两端的电压低于额定电压； ③使小灯泡两端的电压高于额定电压(约1.2倍)。 实验过程：根据实验要求，设计电路，画出电路图如图①所示。通过调节滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压，分别读取小灯泡两端的电压和经过小灯泡的电流，利用即可求出小灯泡的功率。 测定小灯泡额定功率的常用方法——伏安法 第一类：已知小灯泡的额定电压，测其额定功率。电路如图①所示。 闭合开关，通过调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为，读出此时电流表的示数，小灯泡的额定功率。 第二类：已知小灯泡的额定电流，测其额定功率。电路如图①所示。 闭合开关，通过调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为，读出此时电压表的示数，小灯泡的额定功率。 测定小灯泡功率的特殊方法——电压表法(伏阻法)、电流表法(安阻法) 1.电压表法(伏阻法)→必须先让小灯泡正常发光；然后在不改变电路电阻值和用电器接法的前提下，用电压表进行新的测量 第一类：已知小灯泡的额定电压、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 方法1：按图②连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为；保持滑片不动，将电压表与并联(图③)，闭合开关，记下电压表的示数；小灯泡的额定功率。 方法2：按图④连接电路，闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为；保持滑片位置不变，断开开关，闭合开关，记录电压表示数；小灯泡的额定功率。 方法3：按图⑤连接电路，已知电源电压为，闭合开关，调节电阻箱至恰当数值，使电压表示数为，记录此时电阻箱的阻值；小灯泡的额定功率。 第二类：已知小灯泡的额定电流、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 按图⑥连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为；保持滑片不动，将电压表与小灯泡并联(图⑦)，闭合开关，记下电压表的示数；小灯泡的额定功率。 2.电流表法(安阻法)→必须先让小灯泡正常发光；然后在不改变电路电阻值和用电器接法的前提下，用电流表进行新的测量 第一类：已知小灯泡的额定电压、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 按图⑧连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为；保持滑片不动，将电流表与小灯泡串联(图⑨)，闭合开关，记下电流表的示数；小灯泡的额定功率。 第二类：已知小灯泡的额定电流、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 按图⑩连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为；保持滑片不动，将电流表与串联(图⑪)，闭合开关，记下电流表的示数；小灯泡的额定功率。 【例4】小华用如图甲所示装置探究电流与电压的关系，电源电压3V恒定不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。 （1）连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是________________________________； （2）排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如下表，空白处的电流如图乙所示，读数是________A，根据表中数据可归纳得出结论：________________________________； 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 （3）小华在仔细分析数据时，发现有一组数据是错误的，则错误数据是第________次； （4）为了进一步探究电流与电阻的关系，又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验，得出实验数据如图丙所示。若在10Ω电阻换下后，更换15Ω的电阻重新实验，需要将滑动变阻器滑片向________（选填“左”或“右”）滑动，使电压表示数为________V； （5）另一小组实验时发现电流表已损坏，于是找来了一个阻值为的定值电阻设计了如图丁所示电路，测出了额定电压为的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变，请将实验步骤补充完整： ①只闭合开关S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为； ②只闭合开关S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为； ③小灯泡的额定功率________________（用U、、、表示）。 【答案】（1）R断路 （2）0.30 当电阻一定时，电流与电压成正比 （3）1 （4）左 2 （5） 【解析】（1）由图甲可知，滑动变阻器和定值电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测电路的电流，当移动滑片发现，电流表无示数，可能是电路断路，电压表有示数，电压表被串联在电路中，说明电压表与电源是相通的，则与电压表并联的支路之外电路是连通的，所以出现故障的原因可能是定值电阻R断路。 （2）由图乙可知，电流表是小量程接入电路中，分度值是0.02A，其示数是0.30A。由表中数据可知，定值电阻两端电压增大为原来的几倍，通过定值电阻的电流也增大为原来的几倍，故可归纳得出结论：当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （3）根据表格数据可求出实验使用的定值电阻的阻值大小为 滑动变阻器的规格为“20Ω2A”可知变阻器的最大电阻为20Ω，电源电压恒为3V，由欧姆定律电路的最小电流为，故错误的数据是第1组。 （4）在探究电流与电阻关系时，电阻两端保持电压不变，则电阻两端电压与滑动变阻器两端电压之比不变，根据串联分压原理，现将10Ω电阻换成15Ω电阻，为保持定值电阻两端电压不变，滑动变阻器阻值也应该变大，所以滑片P向左侧移动；结合图丙分析电压表示数大小应为 （5）①只闭合S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为U额； ②只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为U1； ③在①中，只闭合S、S2，灯泡与变阻器串联，移动滑片P，使电压表的示数为U额，灯泡正常发光；在②中，只闭合S、S1，保持滑片P不动，电压表的示数为U1，R0和滑动变阻器串联，根据串联电路分压原理有，滑动变阻器的电阻为 由于滑动变阻器的电阻不变，根据串联电路电流和电压特点，灯泡的额定电流为，小灯泡的额定功率为 解题突破 ◆题型1 伏安法测小灯泡的电功率 【例1】如图甲所示，是做“测量小灯泡的电功率”实验时连接的电路，小灯泡的额定电压为，额定电流小于。 (1)根据电路图，请用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接成完整的电路。连接电路时，开关应处于________（选填“断开”或“闭合”）状态。 (2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，若只有小灯泡处断路，则________（选填“电流表”或“电压表”）无示数。排除故障后，再次闭合开关，应将滑片由最大阻值处缓慢向________（选填“”或“”）端移动，使小灯泡逐渐变亮。 (3)改变滑动变阻器接入电路中的阻值，通过三次测量得到表中三组数据，再求出平均值得出小灯泡的额定功率。这种方法对吗？________。为什么？________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 额定功率 1 2.0 0.2 0.4 2 2.5 0.24 0.6 3 2.8 0.25 0.7 (4)由表中的实验数据得出，小灯泡的额定功率为______W。 (5)实验中，小灯泡L的亮度第二次比第一次亮，第三次更亮。结合表中数据，通过计算和分析可知，小灯泡的实际功率越______（选填“大”或“小”），小灯泡就越亮。 【审题技巧】(1)连接电路时开关要断开，电流表、电压表及滑动变阻器的接法和电表的量程选择必须正确。 (2)接通电路前，滑动变阻器的滑片必须移至阻值最大处，使电路中电流最小，保护电路元件。 (3)加在小灯泡两端的实际电压不能高于其额定电压太多，否则会损坏小灯泡。 (4)移动滑片改变小灯泡两端的电压时要紧盯电压表，并留意电流表示数的变化情况。 (5)额定功率是唯一的，不能用求平均值的方法求额定功率。 【答案】(1)实物连接按解析操作 断开 (2)电流表； (3)不对；因为额定功率是用电器在额定电压下工作时的功率，额定功率是唯一的。当滑动变阻器接入电路的电阻变化时，小灯泡两端的电压也变化，小灯泡的实际功率也随之变化，因此不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率 (4)0.6 (5)大 【解析】(1)由题意知，电流表选用0∼0.6A量程，故应使滑动变阻器的D接线柱与电流表的“0.6”接线柱相连；电压表选用0∼3V量程，故将小灯泡右端接线柱与电压表“3”接线柱相连，如图所示。连接电路时，开关应处于断开状态。 (2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，若只有小灯泡处断路，则电流表无示数，电压表测量电源电压。闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于最大阻值处(B端)，则排除故障后，再次闭合开关，应将滑片由最大阻值处缓慢向A端移动，使小灯泡逐渐变亮。 (3)不对。因为额定功率是用电器在额定电压下工作时的功率，额定功率是唯一的。当滑动变阻器接入电路的电阻变化时，小灯泡两端的电压也变化，小灯泡的实际功率也随之变化，因此不能用多次测量求平均值的方法求额定功率。 (4)根据表中数据可知，当时，小灯泡的额定功率。 (5)由表格中数据知，小灯泡两端的电压越大，它的实际功率越大，小灯泡就越亮。 【方法点拨】测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析 故障现象 原因分析 灯泡不亮 电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良 电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻；②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节；③电源电压太低 电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 ①电流表、电压表位置相互对换了；②灯泡处断路，即灯丝断了或灯座接触不良 电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路 电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“＋”“－”接线柱接反了 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 ①电流表或电压表量程选择过大；②电源电压太低；③滑动变阻器接入电路的阻值过大 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程 ①电流表或电压表量程选择过小；②滑动变阻器接入电路的阻值太小；③电路中出现短路 ◆题型2 测电功率时的实验故障分析 【例2】某实验小组使用下列器材来测量小灯泡的功率：待测小灯泡（额定电流为0.5A、额定功率不大于1.5W），电压表（0∼3V、0∼15V双量程），电流表（0∼0.6A、0∼3A双量程），滑动变阻器，电源，开关，导线等。 (1)请你在实物图中把电压表连入电路。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最________端，这样做能对电路起________作用。在实验过程中，滑动变阻器的另一个作用是________。 (3)若开关闭合后，电流表有示数，电压表示数为零，则可能的原因是________________或________________。 【答案】(1)见解析图。 (2)右；保护；改变小灯泡两端电压（或改变电路中的电流） (3)小灯泡短路；电压表断路 【解析】(1)小灯泡的额定电压不大于，所以电压表选择量程。电压表与小灯泡并联，滑动变阻器与小灯泡串联，如图所示。 (2)闭合开关前，滑动变阻器滑片应处于最大阻值处，因为滑动变阻器的左下接线柱接入电路，所以滑片应移到最右端。滑动变阻器连入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，这样做可以对电路起保护作用。实验过程中，移动滑动变阻器的滑片，可改变小灯泡两端的电压及电路中的电流，以便完成实验。 (3)电流表有示数，电路是通路。如果小灯泡不亮，则小灯泡短路，电压表测导线两端的电压，示数为零；如果小灯泡正常发光，则电压表断路。 【方法点拨】分析电路故障的方法 分析电路故障时，要以发生故障时的现象为突破口。 (1)闭合开关后，电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源的两极是连通的，则可断定与电压表并联的部分断路。 (1)闭合开关后，电流表有示数，说明电路通路；电压表无示数，则可断定与电压表并联的电路出现了短路或电压表断路。 利用上述分析，将故障范围逐渐缩小，最终得出结论。 考点1 实验：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 1.（2025浙江湖州调研) 在“探究电功率跟电压､电流的关系”时，利用电源(电压恒为6V)､灯泡L1(2.5V 0.3A)､L2(3.8V 0.3A)､电流表(0～0.6A、0～3A)､电压表(0～3V､0～15V)､滑动变阻器､开关､导线等实验器材进行以下实验探究。 第一组探究电功率跟电压的关系： （1）连接电路如图所示，开关闭合后发现不发光､发光，电压表无示数。产生这种现象的原因可能是____________________。 （2）排除故障后继续进行实验，收集了如表格所示的相关信息。 灯泡 发光情况 电压/V L1 暗 2.4 L2 亮 3.6 ①写出实验的初步结论：______________________________________。 ②实验中还需测两端电压，写出拆接电压表时的注意事项(两条即可)：a. ___________________；b. ___________________。 第二组探究电功率跟电流的关系： （3）为了得到具有普遍性的实验结论，请改进电路并在方框内画出改进后的实验电路图。 【答案】（1）L1发生短路(或电压表发生短路) （2）①通过灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压越大，电功率越大 ②a.断开开关；b.换用0~15V的量程(合理即可)。 （3）如图所示 【解析】（1）由题图可知：灯泡､串联，发光，说明电路是通路，不发光，电压表无示数，说明故障可能是短路。 （2）①已知灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关，由表格数据可知：灯泡两端的电压越大，灯泡亮度越亮，灯泡电功率越大，所以可得出实验的初步结论：通过灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压越大，电功率越大。②连接电路时开关应断开，且电压表在使用时应该与被测电路并联，同时由题表数据可知两端的电压大于3V，所以测量两端的电压时，电压表应换用0～15V的量程，同时还应当使电流从其正接线柱流入，从负接线柱流出，所以应注意的有：a.断开开关；b.换用0～15V的量程；c.并联在两端，使电流从其正接线柱流入，从负接线柱流出。 （3）探究电功率跟电流的关系时，应保持灯泡两端电压相同，但通过灯泡的电流不同，利用电流表测量通过不同灯泡的电流值，由此可知，应将两个规格不同的灯泡并联，利用电流表先后与灯泡串联，分别测量通过两灯泡的电流，为了得到具有普遍性的实验结论，可在干路中串联一个滑动变阻器，通过调节滑片位置来多次实验。 【关键点拨】接入电压表判断电路故障 ①将电压表并联在两点之间，若电压表有示数且示数接近电源电压，若电路故障为断路，说明两点之间断路，如下图情况。 ②将电压表并联在两点之间，若电压表无示数，若电路故障为断路，说明两点之外断路，如下图情况。 考点2 实验测定小灯泡的功率 2.（2025浙江丽水期末)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻在10Ω左右。 （1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 （2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障， ___________ (填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。 （3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图像，如图乙所示。根据图像可得小灯泡的额定功率为_________W。研究发现，通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比，原因是___________________________。 （4）在测量小灯泡电功率的拓展实验中，电流表坏了，他们找来一个阻值合适的定值电阻，设计了如图丙所示电路图，操作步骤如下： ①断开，闭合，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压； ②____________________________________，断开，闭合，记下此时电压表示数为U。 小灯泡额定功率的表达式(用､U和表示)。 【答案】（1）如图所示 （2）小芳 （3）0.625 小灯泡的电阻随温度的变化而变化 （4）保持滑动变阻器滑片的位置不变 【解析】（1）小灯泡额定电压为2.5V，电阻在10Ω左右，故小灯泡的额定电流大约为0.25A，故电流表选用的量程应为0~0.6A，电流表和小灯泡串联接入电路。 （2）电流表指针几乎不动，说明电路中存在断路，电压表示数接近3V，说明电压表与电源连通，故障是与电压表并联的部分断路，则故障可能是小灯泡断路，所以小芳排除故障的操作是正确的。 （3）小灯泡额定电压为2.5V，由题图乙可知小灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡的额定功率；小灯泡的电阻随着温度的变化而变化，不是定值，因此通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比。 （4）①利用电压表和一个定值电阻测量小灯泡的额定功率，先断开，闭合，移动滑动变阻器的滑片P，使得电压表示数等于小灯泡的额定电压；②保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开，闭合，此时电压表测的是和小灯泡两端的总电压，则两端的电压，通过的电流。小灯泡额定功率的表达式。 【技巧总结】连接实物图的注意事项： （1）电压表､电流表的接线柱不要接反； （2）电压表､电流表的量程不要选错； （3）滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器接入电路的阻值的变化应符合题意； （4）作图要美观，连线不要交叉。 1.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡（灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器、、可供选择。    （1）通过估算，滑动变阻器应选择_________（选填“R1”“ R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗； （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是_____________________________________________； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为_________；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________。 【答案】（1） 如解析图 （2）灯泡断路 （3）2.2 A 0.5 【解析】（1）灯泡正常发光时的电压UL=2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为， 电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V， 由欧姆定律知道，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为，考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2。 滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，灯泡变暗，表明电路中的电流减小，电路的总电阻变大，滑动变阻器电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图    （2）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路出现了断路现象，电压表有示数，说明电压表与电源之间是接通的，出现故障的原因可能是灯泡断路。 （3）P到图甲中某一位置时，电压表示数（如图乙所示），电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压为2.2V。 因2.2V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A端移动，直到电压表示数为额定电压。 根据图丙信息知道，灯在额定电压下的电流为0.2A，可计算出小灯泡的额定功率是。 2.小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源（电压不变）滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后，设计了如图甲所示的实验电路。 （1）该实验的原理是P＝UI； （2）小珍连接电路时，开关处于_________状态：闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最_________（选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关S，将S1拨到触点_________（选填“a”或“b”），移动滑片P，使电压表的示数为_________V； （4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S拨到另一触点，此时电压表的示数如图乙所示，其数值为_________V，通过计算可知小灯泡的额定功率是_________W。 【答案】（2）断开 右 （3）a 2.5 （4）6.5 1 【解析】（2）为了避免连线错误而烧坏电路元件，小珍连接电路时，开关应处于断开状态。为了保护电路，闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最大阻值处，即最右端。 （3）为测量小灯泡额定功率，需要使小灯泡两端的电压为额定电压，因此闭合开关S，应将S1拨到触点a，此时电压表测灯泡两端电压，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V，此时灯泡正常发光。 （4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S1拨到另一触点，即触点b，此时电压表测灯泡与定值电阻R0的总电压，由图乙知，电压表使用0﹣15V量程，分度值0.5V，其示数为6.5V，由串联电路特点和欧姆定律可得灯泡正常发光的电流，则小灯泡的额定功率。 3.小强在进行“测定小灯泡的电功率”的实验，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，他已连接了部分电路，如图甲所示，请你接着完成下列步骤： （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整； （2）连完电路后闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_________（选填“左端”或“右端”）。连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮；电流表有示数电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是___________________________； （4）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_________端移动； （5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是_________W。 【答案】（1）如解析图 （2）右端 （3）灯泡短路 （4） 左 （5）0.5 【解析】（1）测定小灯泡的电功率的实验中，滑动变阻器一上一下串联入电路中，电压表测灯泡两端电压，灯泡的额定电压，所以应使用量程，如图所示： （2）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最大值右端。 电流表有示数，电压表示数为零，则可能是灯泡短路或电压表断路，又灯泡始终不亮，所以故障原因是灯泡短路。 （3）小灯泡的额定电压为，由图乙电压表分度值，示数为，低于额定电压，要使灯泡正常发光，应减小变阻器的阻值，将滑片向左端滑动，直到电压表的示数为。 （4）由图丙，电流表使用量程，分度值，灯泡正常发光时电流表示数为，所以灯泡的额定功率为。 4.在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为，小灯泡额定电压为。他们所设计的实验电路如图甲所示。    （1）请你用笔画线代替导线，按照电路图将实物电路补充完整要求导线不能交叉； （2）正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数（如图乙所示）为_________V，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”）端移动，使电压表的示数为； （3）小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W； （4）该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为_________； （5）小组的同学完成上述试验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说明无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是___________________________。 【答案】（1）如解析图 （2） 1.5 左 （3） 0.5 （4）10 （5）灯丝的阻值不是定值，会随温度的变化而变化 【解析】（1）变阻器按一下一上接入电路，电压表与灯并联，电流表串联在电路中，如下所示： （2）灯在额定电压下正常发光，正确操作后，小明同学闭合开关，电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数（如图乙所示)为1.5V。 若他想测量小灯泡的额定功率，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向，就要减少变阻器的电压，所以应将图甲中滑片P向左端移动，使电压表的示数为2.5V。 （3）绘制成图丙所示的I-U图像，灯的额定电压下的电流为0.2A，根据图像信息，小灯泡的额定功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W （4）由欧姆定律可知，灯正常发光的电阻为 根据串联电路电压的规律，变阻器分得电压为4.5V-2.5V=2V 根据分压原理，该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 （5）探究电流与电压的关系时要控制电阻不变，而灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故小明立刻说明无法完成此实验。 11 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 能的转化与能量守恒 第3节 电路中的电能 课时4 测量小灯泡的电功率 ◆网络构建 ◆课本导学 伏安法测量小灯泡的电功率 ◆解题突破 题型1 伏安法测小灯泡的电功率 题型2 测电功率时的实验故障分析 ◆基础训练 考点1 实验：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 考点2 实验测定小灯泡的功率 ◆强化训练 伏安法测量小灯泡的电功率 1.测定小灯泡的功率 （1）实验过程 实验目的 学习使用电流表和电压表测定用电器功率的方法；了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解 实验原理 （1）原理：（“伏安法”这一名称的由来） （2）用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，代入就可以计算出小灯泡的电功率 实验器材 三节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关以及若干导线 实验过程 （1）按照图甲所示电路图连接好实物图，如图乙所示； 乙 （2）移动滑动变阻器的滑片，使其连入电路的阻值最大，检查电路连接无误后闭合开关；→作用一：保护电路 （3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的五分之四，在表格中记下电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况； （4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于其额定电压，在表格中记下电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况；→作用二：改变小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，实现多次测量 （5）继续调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍，在表格中记下此时电压表与电流表的示数和小灯泡的发光情况； （6）断开开关，整理器材； （7）计算出三种情况下小灯泡的电功率，并填入表格中 ↘多次测量不是为了减小实验误差，而是为了测量在不同电压下小灯泡的实际功率 实验数据 实验结论 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光； 当U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； 当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮。 通过实验可知，当小灯泡两端的实际电压不同时，小灯泡的实际功率不同。实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；当小灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，小灯泡正常发光。 小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越大。 （2）实验注意事项 正确选择实验器材 （1）电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，测额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时，至少要选两节干电池串联作为电源。 （2）电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡的额定电流。 （3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，滑动变阻器的最大电阻应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显 正确连接电路和进行实验操作 （1）开始连接实物电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。 （2）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱，并把滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。 （3）连接电流表和电压表时，注意正、负接线柱的接法要正确。 （4）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要缓慢移动滑片，保证实际电压不能高于小灯泡额定电压的1.2倍，以防实际电压过大而烧坏小灯泡；同时，通电时间不能太长，否则容易烧坏小灯泡。 （5）实验中要重点观察并比较小灯泡在不同电压下的发光情况。 （6）实验完毕，一定要先断开开关，然后拆卸电路，整理器材。 （7）分析数据时，不能把三次的电功率求平均值。因为这三次的电功率是小灯泡在三个不同电压下的实际电功率，求平均值无任何意义 【特别提示】实际功率与额定功率的关系 小灯泡的实际功率不一定等于其额定功率，只有当小灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，根据计算得到的实际功率才等于小灯泡的额定功率。 【辨析】伏安法测电功率和测电阻的异同 异同点 “伏安法”测电功率 “伏安法”测电阻 相 同 点 电路图 所测量的 物理量 灯泡两端的电压和电流 滑动变阻器 的作用 ①改变灯泡两端的电压，使其等于额定电压；②保护电路 步骤相同点 1.连接实物图；2.闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为小灯泡的额定电压；3.再次移动滑片，使小灯泡两端的电压略大于和略小于其额定电压 不 同 点 原理不同 P=UI 所测物理量 的取值 加在灯泡两端的电压取：当U实=U额；当U实>U额；当U实<U额。 灯泡两端的电压没有特别限制，只要不大于其额定电压即可 分析实验现象及数据得出的结论 伏安法测电功率的实验结论是： U实=U额，P实=P额，小灯泡正常发光； U实>U额，P实>P额，小灯泡发光较亮； U实<U额，P实<P额，小灯泡发光较暗。 伏安法测电阻的实验结论是电阻是导体本身的一种属性，其大小等于导体两端电压与导体中电流的比值，而与导体两端的电压和导体中电流的大小没有关系。并分析电阻与温度的关系，得出“灯泡的电阻随灯丝的温度的变化而变化”的结论 实验步骤 1.实验前应观察小灯泡上标有的额定电压（或额定电流）； 2.正确连接电路，在闭合电键前，滑片移到阻值最大的位置； 3. 闭合电键，移动滑片观察到电压表示数为额定电压为止，然后再观察电流表示数和灯亮暗情况记入表格求出额定功率； 4.移动滑片使电压表示数分别高于、或低于额定电压，再分别观察电流表示数和灯亮暗情况记入表格求出两次实际功率。 1.正确连接电路，在闭合电键前，滑片移到阻值最大的位置； 2.闭合电键，观察电压表示数电流表示数记入表格求出电阻值； 3.移动滑片改变电压表电流表示数三次，分别记入表格求出电阻值； 4.求出电阻平均值。 ◆教材<思考与讨论>见教材第74页 1.电路中小灯泡两端的电压等于其额定电压时，小灯泡正常发光。 2.LED灯两端的电压与灯泡一样，LED灯的电功率较小。因为灯泡主要依靠电流通过灯丝时产生热量，使灯丝温度升高而发光，有大量的热量损失，而LED灯直接将电能转化为光能，产生少量热量，所以在亮度大致相当的情况下，LED灯的电功率较小。 2.伏安法测小灯泡电功率的过程中常见故障的判断 （1）断路类 （2）短路类 （3）滑动变阻器类 （4）电表指针偏转类 【例1】如图甲所示电路的电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙是小灯泡的I-U图像。闭合开关S后，下列判断正确的是(　　) A.电压表测的是小灯泡两端的电压 B.电流表示数为0.4A时，小灯泡的电阻是25Ω C.电压表示数为2.5V时，小灯泡的功率是1.25W D.小灯泡正常发光时，滑动变阻器的电功率是0.25W 【例2】在“测量小灯泡的电功率”实验中，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10Ω。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整。（要求滑片向端移动时小灯泡变暗） （2）小明同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为_________V。若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片向_________（选填“”或“”）端移动，使电压表示数为2.5V。 （3）他又移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像。根据图像信息可以计算出小灯泡的额定功率是_________W。 （4）他利用已测出的几组数据求出了小灯泡的电阻，发现小灯泡的电阻值是变化的。产生这一现象的原因是______________________________________________________。 （5）在完成该实验后，把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究_________（选填“A”或“B”）的关系。 A.电流与电阻 B.电流与电压 【例3】小宁想测定小灯泡的电功率，所用器材齐全且完好。其中电源电压有4V、8V和12V三挡可选，待测小灯泡标有“6V”字样。按如图所示串联电路，再将电压表接入电路中，将滑动变阻器的滑片P置于一端。闭合开关S，将电压表和电流表示数记录在如表所示的序号1行中，然后将滑片P先后移到滑动变阻器的中间某处和另一端，并将相应的电压表和电流表示数分别记录在如表所示的序号2、3行中。 序号 电压表示数/V 电流表示数/A 小灯泡功率/W 1 1.0 0.10 / 2 2.0 0.16 / 3 4.0 0.18 / (1)实验中小宁将电压表接在________ (填“小灯泡”或“滑动变阻器”)两端，此实验过程中小灯泡________ (填“能”或“不能”)正常发光。 (2)求实验所用滑动变阻器的最大阻值。 (3)经过思考，小宁断开开关S，重新选择电源电压。将滑动变阻器最大阻值接入电路，闭合开关S，电压表示数为6V，求小灯泡的额定电流和额定功率。 【归纳总结及拓展】测定小灯泡功率的方法总结(教材第73页探究实践) 测定小灯泡的功率 实验目的：学习使用电流表和电压表测定用电器功率的方法；了解用电器的功率跟用电器两端的电压有关，加深对额定电压和额定功率的理解。 实验器材：常用的小灯泡1只(标明额定电压，未标明额定功率)，电流表、电压表各1只，滑动变阻器1只，开关1只，电池组(总电压高于灯泡的额定电压)1只，导线若干。 实验要求：用滑动变阻器来调节小灯泡两端的电压，分别观察三种情况小灯泡的亮度，测量它的电功率： ①使小灯泡两端的电压等于额定电压； ②使小灯泡两端的电压低于额定电压； ③使小灯泡两端的电压高于额定电压(约1.2倍)。 实验过程：根据实验要求，设计电路，画出电路图如图①所示。通过调节滑动变阻器来改变小灯泡两端的电压，分别读取小灯泡两端的电压和经过小灯泡的电流，利用即可求出小灯泡的功率。 测定小灯泡额定功率的常用方法——伏安法 第一类：已知小灯泡的额定电压，测其额定功率。电路如图①所示。 闭合开关，通过调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为，读出此时电流表的示数，小灯泡的额定功率。 第二类：已知小灯泡的额定电流，测其额定功率。电路如图①所示。 闭合开关，通过调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为，读出此时电压表的示数，小灯泡的额定功率。 测定小灯泡功率的特殊方法——电压表法(伏阻法)、电流表法(安阻法) 1.电压表法(伏阻法)→必须先让小灯泡正常发光；然后在不改变电路电阻值和用电器接法的前提下，用电压表进行新的测量 第一类：已知小灯泡的额定电压、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 方法1：按图②连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为；保持滑片不动，将电压表与并联(图③)，闭合开关，记下电压表的示数；小灯泡的额定功率。 方法2：按图④连接电路，闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为；保持滑片位置不变，断开开关，闭合开关，记录电压表示数；小灯泡的额定功率。 方法3：按图⑤连接电路，已知电源电压为，闭合开关，调节电阻箱至恰当数值，使电压表示数为，记录此时电阻箱的阻值；小灯泡的额定功率。 第二类：已知小灯泡的额定电流、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 按图⑥连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为；保持滑片不动，将电压表与小灯泡并联(图⑦)，闭合开关，记下电压表的示数；小灯泡的额定功率。 2.电流表法(安阻法)→必须先让小灯泡正常发光；然后在不改变电路电阻值和用电器接法的前提下，用电流表进行新的测量 第一类：已知小灯泡的额定电压、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 按图⑧连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为；保持滑片不动，将电流表与小灯泡串联(图⑨)，闭合开关，记下电流表的示数；小灯泡的额定功率。 第二类：已知小灯泡的额定电流、定值电阻R0阻值，测其额定功率。 按图⑩连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电流表的示数为；保持滑片不动，将电流表与串联(图⑪)，闭合开关，记下电流表的示数；小灯泡的额定功率。 【例4】小华用如图甲所示装置探究电流与电压的关系，电源电压3V恒定不变，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。 （1）连接好电路闭合开关后，移动滑片发现，电流表无示数，电压表有示数，则出现该故障的原因可能是________________________________； （2）排除故障后，改变滑片位置，记录实验数据如下表，空白处的电流如图乙所示，读数是________A，根据表中数据可归纳得出结论：________________________________； 实验次数 1 2 3 4 5 6 电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 （3）小华在仔细分析数据时，发现有一组数据是错误的，则错误数据是第________次； （4）为了进一步探究电流与电阻的关系，又找来10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻继续实验，得出实验数据如图丙所示。若在10Ω电阻换下后，更换15Ω的电阻重新实验，需要将滑动变阻器滑片向________（选填“左”或“右”）滑动，使电压表示数为________V； （5）另一小组实验时发现电流表已损坏，于是找来了一个阻值为的定值电阻设计了如图丁所示电路，测出了额定电压为的小灯泡的额定功率。已知电源电压为U且保持不变，请将实验步骤补充完整： ①只闭合开关S、S2，移动滑片P，使电压表的示数为； ②只闭合开关S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为； ③小灯泡的额定功率________________（用U、、、表示）。 解题突破 ◆题型1 伏安法测小灯泡的电功率 【例1】如图甲所示，是做“测量小灯泡的电功率”实验时连接的电路，小灯泡的额定电压为，额定电流小于。 (1)根据电路图，请用笔画线代替导线，将图乙中的器材连接成完整的电路。连接电路时，开关应处于________（选填“断开”或“闭合”）状态。 (2)连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，若只有小灯泡处断路，则________（选填“电流表”或“电压表”）无示数。排除故障后，再次闭合开关，应将滑片由最大阻值处缓慢向________（选填“”或“”）端移动，使小灯泡逐渐变亮。 (3)改变滑动变阻器接入电路中的阻值，通过三次测量得到表中三组数据，再求出平均值得出小灯泡的额定功率。这种方法对吗？________。为什么？________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 额定功率 1 2.0 0.2 0.4 2 2.5 0.24 0.6 3 2.8 0.25 0.7 (4)由表中的实验数据得出，小灯泡的额定功率为______W。 (5)实验中，小灯泡L的亮度第二次比第一次亮，第三次更亮。结合表中数据，通过计算和分析可知，小灯泡的实际功率越______（选填“大”或“小”），小灯泡就越亮。 【审题技巧】(1)连接电路时开关要断开，电流表、电压表及滑动变阻器的接法和电表的量程选择必须正确。 (2)接通电路前，滑动变阻器的滑片必须移至阻值最大处，使电路中电流最小，保护电路元件。 (3)加在小灯泡两端的实际电压不能高于其额定电压太多，否则会损坏小灯泡。 (4)移动滑片改变小灯泡两端的电压时要紧盯电压表，并留意电流表示数的变化情况。 (5)额定功率是唯一的，不能用求平均值的方法求额定功率。 【方法点拨】测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析 故障现象 原因分析 灯泡不亮 电流表、电压表无示数 电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或接线柱接触不良 电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻；②滑动变阻器滑片在最大阻值处还未调节；③电源电压太低 电流表指针几乎不偏转，而电压表示数却很大，接近电源电压 ①电流表、电压表位置相互对换了；②灯泡处断路，即灯丝断了或灯座接触不良 电流表有示数，电压表无示数 灯泡短路 电表问题 闭合开关，电流表或电压表的指针反向偏转 电流表或电压表的“＋”“－”接线柱接反了 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很小 ①电流表或电压表量程选择过大；②电源电压太低；③滑动变阻器接入电路的阻值过大 闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度超过电表的量程 ①电流表或电压表量程选择过小；②滑动变阻器接入电路的阻值太小；③电路中出现短路 ◆题型2 测电功率时的实验故障分析 【例2】某实验小组使用下列器材来测量小灯泡的功率：待测小灯泡（额定电流为0.5A、额定功率不大于1.5W），电压表（0∼3V、0∼15V双量程），电流表（0∼0.6A、0∼3A双量程），滑动变阻器，电源，开关，导线等。 (1)请你在实物图中把电压表连入电路。 (2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到最________端，这样做能对电路起________作用。在实验过程中，滑动变阻器的另一个作用是________。 (3)若开关闭合后，电流表有示数，电压表示数为零，则可能的原因是________________或________________。 【方法点拨】分析电路故障的方法 分析电路故障时，要以发生故障时的现象为突破口。 (1)闭合开关后，电流表无示数，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源的两极是连通的，则可断定与电压表并联的部分断路。 (1)闭合开关后，电流表有示数，说明电路通路；电压表无示数，则可断定与电压表并联的电路出现了短路或电压表断路。 利用上述分析，将故障范围逐渐缩小，最终得出结论。 考点1 实验：小灯泡的电功率跟哪些因素有关 1.（2025浙江湖州调研) 在“探究电功率跟电压､电流的关系”时，利用电源(电压恒为6V)､灯泡L1(2.5V 0.3A)､L2(3.8V 0.3A)､电流表(0～0.6A、0～3A)､电压表(0～3V､0～15V)､滑动变阻器､开关､导线等实验器材进行以下实验探究。 第一组探究电功率跟电压的关系： （1）连接电路如图所示，开关闭合后发现不发光､发光，电压表无示数。产生这种现象的原因可能是____________________。 （2）排除故障后继续进行实验，收集了如表格所示的相关信息。 灯泡 发光情况 电压/V L1 暗 2.4 L2 亮 3.6 ①写出实验的初步结论：______________________________________。 ②实验中还需测两端电压，写出拆接电压表时的注意事项(两条即可)：a. ___________________；b. ___________________。 第二组探究电功率跟电流的关系： （3）为了得到具有普遍性的实验结论，请改进电路并在方框内画出改进后的实验电路图。 【关键点拨】接入电压表判断电路故障 ①将电压表并联在两点之间，若电压表有示数且示数接近电源电压，若电路故障为断路，说明两点之间断路，如下图情况。 ②将电压表并联在两点之间，若电压表无示数，若电路故障为断路，说明两点之外断路，如下图情况。 考点2 实验测定小灯泡的功率 2.（2025浙江丽水期末)如图甲是小明测量小灯泡电功率的电路，小灯泡额定电压为2.5V，电阻在10Ω左右。 （1）用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整。 （2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现小灯泡始终不亮。电流表指针几乎不动，电压表示数接近3V且保持不变。为排除故障，小明检查了开关并拧紧两端接线柱，小芳将小灯泡与灯座拧紧。若电路中只有一处故障， ___________ (填“小明”或“小芳”)排除故障的操作是正确的。 （3）排除故障后重新闭合开关，改变滑片位置，他们根据测量数据画出了通过灯泡的电流与灯泡两端电压的关系图像，如图乙所示。根据图像可得小灯泡的额定功率为_________W。研究发现，通过灯泡的电流与灯泡两端电压不成正比，原因是___________________________。 （4）在测量小灯泡电功率的拓展实验中，电流表坏了，他们找来一个阻值合适的定值电阻，设计了如图丙所示电路图，操作步骤如下： ①断开，闭合，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数等于小灯泡的额定电压； ②____________________________________，断开，闭合，记下此时电压表示数为U。 小灯泡额定功率的表达式(用､U和表示)。 【技巧总结】连接实物图的注意事项： （1）电压表､电流表的接线柱不要接反； （2）电压表､电流表的量程不要选错； （3）滑动变阻器的滑片移动时，滑动变阻器接入电路的阻值的变化应符合题意； （4）作图要美观，连线不要交叉。 1.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡（灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器、、可供选择。    （1）通过估算，滑动变阻器应选择_________（选填“R1”“ R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗； （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是_____________________________________________； （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为_________；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_________（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________。 2.小珍在“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源（电压不变）滑动变阻器、开关、单刀双掷开关、电压表、阻值为10Ω的定值电阻R0、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后，设计了如图甲所示的实验电路。 （1）该实验的原理是P＝UI； （2）小珍连接电路时，开关处于_________状态：闭合开关前滑片P应置于滑动变阻器的最_________（选填“左”或“右”）端； （3）闭合开关S，将S1拨到触点_________（选填“a”或“b”），移动滑片P，使电压表的示数为_________V； （4）在确保整个电路安全情况下，保持滑片P位置不变，将开关S拨到另一触点，此时电压表的示数如图乙所示，其数值为_________V，通过计算可知小灯泡的额定功率是_________W。 3.小强在进行“测定小灯泡的电功率”的实验，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V，他已连接了部分电路，如图甲所示，请你接着完成下列步骤： （1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整； （2）连完电路后闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_________（选填“左端”或“右端”）。连接好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮；电流表有示数电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是___________________________； （4）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图乙所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_________端移动； （5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是_________W。 4.在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为，小灯泡额定电压为。他们所设计的实验电路如图甲所示。    （1）请你用笔画线代替导线，按照电路图将实物电路补充完整要求导线不能交叉； （2）正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数（如图乙所示）为_________V，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”）端移动，使电压表的示数为； （3）小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_________W； （4）该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为_________； （5）小组的同学完成上述试验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说明无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是___________________________。 18 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $