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《伏安法和特殊法測量小燈泡的電功率》考點+訓練

測量小燈泡的電功率是初中電學的一個重要實驗，是電功率一章的最后一節內容，是前面內容的一個升華，知識性綜合性強。在各省市中考的試卷中，主要以實驗題的形式考查。

一、伏安法測量小燈泡的電功率：
1.實驗原理：P=UI。
2.電路的設計：用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流，為了多次測量，還需要滑動變阻器，還要用到組成電路必備的元件：電源、開關、導線，所以電路如下：

3.實驗步驟和記錄表格：
（1）按電路圖連接實物圖，連接時，開關斷開，滑動變阻器“一上一下”接入電路。
（2）檢查電路無誤后，將滑片移動阻值最大處，閉合開關S，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓，觀察小燈泡的亮度，并記下電壓表和電流表的示數；
（3）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍，觀察小燈泡的發光情況，并記下電壓表和電流表的示數；
（4）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓為額定電壓的0.8倍，觀察小燈泡的發光情況，并記下電壓表和電流表的示數；
（5） 比較燈泡的電功率和小燈泡的亮度，得出結論。
U/V I/A P/W 小燈泡的亮度
1
2
3
4. 實驗結論：
（1）當U實=U額時，P實=P額，用電器正常工作；當U實>U額時，P實〉P額，用電器容易燒壞；當U實 （2）不同電壓下，小燈泡的功率不同，實際電壓越大，小燈泡功率越大。
（3）小燈泡的亮度是由小燈泡的實際功率決定的，實際功率越大，小燈泡越亮。
5. 交流討論：
（1）滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變小燈泡兩端的電壓。
（2）小燈泡的I—U圖像是一條曲線，原因是燈絲電阻隨溫度的升高而增大。

（3）使小燈泡的電壓高于額定電壓時，要注意觀察電壓表示數的變化，以免電壓過高，燒壞小燈泡。
（4）多次測量的目的是為了測量不同電壓下小燈泡的實際功率，不是為了多次測量求平均值，所以設計的表格中沒有“平均功率” 這一欄。不能用多次測量求出的電功率的平均值作為小燈泡的額定功率，是因為電壓改變，功率也改變，求平均值無意義。
（5）小燈泡不亮的原因可能原因之一是滑動變阻器連入電路中的阻值太大，小燈泡的實際功率太小。滑動變阻器的規格選取利用 來確定。
（6）小燈泡兩端的電壓無法達到調到額定電壓的原因：電源電壓過低或滑動變阻器的阻值太小。
（7）電表量程的選擇：
①電壓表的量程一般根據題干已知的電源電壓、小燈泡的額定電壓或實物圖中電池的節數來判斷；
②電流表的量程由 或 來確定。
二、特殊方法測小燈泡的電功率：
（1）缺少電流表：只有電壓表時，無法直接測出電流，因此想辦法測電流是實驗的關鍵。為了測電流，往往是構造串聯電路，使通過小燈泡的電流與通過定值電阻的電流相等，間接測出電流。
電路設計 實驗步驟 表達式

已知U額、R0 （1）閉合S、S1，移動滑片，使電壓表示數為U額；
（2）斷開S1，閉合S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表的示數U1。


已知I額、R0 （1） 閉合S、S1，移動滑片，使電壓表的讀數I額R0；
（2）斷開S1，閉合S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數U1。


已知U額、R0 （1）閉合S，調節R2的滑片到最左端，調節R1的阻值使電壓表的示數為U額；
（2）保持R1的位置不變，將R2的滑片調到最右端，讀出電壓表的示數U。

（2）缺少電壓表：只有電流表時，無法直接測出電壓，因此想辦法測電壓是實驗的關鍵。為了測電壓，往往是構造并聯電路，使小燈泡兩端的電壓與定值電阻的電壓相等，間接測出電壓。
電路設計 實驗步驟 表達式

已知 U額 （1）閉合S、S1，移動滑片，使電流表的示數為 ；
（2）斷開S2，閉合S1，讀出電流表的示數I1。


已知I額、R0 （1）閉合S、S2，移動滑片，使電壓表的讀數I額；
（2）斷開S2，閉合S1，保持滑片位置不變，讀出電流表示數I1。


已知I額 （1）只閉合S1，移動滑片，使電流表示數為I額；
（2）斷開S1，閉合S2，保持滑片位置不變，調節電阻箱，當電流表示數為I額時，讀出電阻箱連入電路中的電阻R。

已知I額、U （1）只閉合S1，移動滑片，使電流表示數為I額；
（2）保持滑片P位置不變，再閉合S2，讀出電流表示數I。


一、中考題型分析
中考中，測量小燈泡的電功率是必考的電學實驗之一，伏安法測電功率主要考查電路的連接、電路故障、電流表的讀數及電功率的計算，特殊方法測電功率側重考查電路的設計、實驗步驟及表達式的書寫，實驗題為主。
二、典例精析
★考點一：伏安法測量小燈泡的電功率：
◆典例一： (2019·武漢)某同學利用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率。實驗中電源電壓保持不變，小燈泡的額定電壓是2.5 V。