测量小灯泡的电功率专题-初中物理

由天下分享时间：2025/5/30 15:38:44 加入收藏我要投稿点赞

标题：测量小灯泡的电功率专题

授课教师：授课学生：学生签字：上课时间：年月日至段学生评价：特别满意（）满意( ) 基本满意（）不满意（）【重点难点提示】测量小灯泡的电功率的方法和原理：根据P=IU，要测量小灯泡的电功率，需要测量通过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U，这就需要电流表和小灯泡串联，电压表并联在小灯泡两端．要测量小灯泡在不同电压下的电功率，就需要滑动变阻器和小灯泡串联，通过改变滑动变阻器的滑片位置，改变小灯泡两端的电压和小灯泡中的电流．实验电路图如图7-19所示．

【重点难点解析】

用电压表和电流表测量小灯泡的电功率

根据电功率的公式P=IU，测出小灯泡的电流和电压，就可以计算得出小灯泡的功率．在额定电压下测出的功率就是额定功率．调节滑动变阻器改变小灯泡两端的电压，使它略高于或略低于额定电压，测出对应的电流值，就可以计算出小灯泡不在额定电压下的功率．

根据实验的要求，自己设计出电路，并画出实验电路图．然后按电路图选择实验器材并将器材连接成电路，进行实验．

(1)使小灯泡在额定电压下发光，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率．

(2)使小灯泡上的电压约为额定电压的1．2倍，观察小灯泡的发光情况，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率．

(3)使小灯泡上的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率．设计如下的表格，把三次实验数据填写在表格里．

分析实验现象和实验数据，归纳得出实验结论：(1)小灯泡的发光情况由实际功率决定，功率越大，灯泡越亮；(2)灯泡实际消耗的功率随着加在它两端的电压而改变．电压越大，功率越大；(3)灯泡两端实际电压等于额定电压时，灯泡正常发光；低于额定电压时，灯泡比正常发光时暗；高于额定电压时，灯泡比正常发光时更亮．(4)灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率．

实验结束后，要对实验过程进行回顾和分析，思考在实验过程中还有没有不合理的地方，操作中有没有什么失误，测量结果有哪些误差，并和同学进行交流．最后写出实验报告．

【典型热点考题】

例1 某小组同学探究小灯泡发光时的亮度与哪些因素有关．他们用九只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光，并用电压表和电流表分别测得小灯泡正常发光时的电压和电流．该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只灯泡分成三组，每组的亮暗程度相同，且第—组最亮，第二组其次，第三组最暗．实验中记录的有关数据分别如表—、表二、表三所示．

(1)分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：__________________． (2)分析比较实验序号_________________________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当通过灯泡的电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮．

(3)请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论．

(a)分析比较表—、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出________________________________________________；

(b)分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：__________________________________________________________________________.

分析与解答：根据实验中记录的数据可以得出九只规格不同的灯泡正常发光时的电阻和功率．第一组三只灯泡的电阻依次是3Ω、12Ω和48Ω，功率都是12W；第二组三只灯泡的电阻分别是6Ω、24Ω和96Ω，功率均是6W；第三组三只灯泡的电阻分别是3Ω、12Ω和48Ω，功率都是3W．

(1)分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象，灯泡两端电压相同，灯泡的电流、电阻、电功率和亮度均不同，归纳可得出的初步结论是：当灯泡两端的电压相等时，通过灯泡的电流越大，灯泡的功率越大，灯泡越亮．

(2)分析比较实验序号4与7、5与8、6与9的数据及观察到的现象，通过灯泡中的电流相同，灯泡两端的电压、电阻和电功率都不同，归纳可得出的初步结论是：当通过灯泡的电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡的功率越大，灯泡越亮．

(3)进—步综合分析表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，归纳可得出如下结论． (a)灯泡两端的电压与通过灯泡的电流的乘积相等，即灯泡的功率相等，灯泡的亮度相同；

(b)灯泡两端的电压与通过灯泡的电流的乘积越大，即灯泡的功率越大，灯泡越亮，小灯泡发光时的亮度是由灯泡两端电压和通过灯泡电流的乘积，即灯泡的功率决定的．

点评：本题是—道探究实验题，考查分析处理实验数据、归纳得出实验结论的能力．根据实验得出的数据和观察到的现象，探究灯泡发光时的亮度跟哪些因素有关，可猜想：①只与电压有关；②只与电流有关；③与电阻(有关；④与功率(P=IU)有关．通过分析比较，归纳得出上述哪种猜想正确，即得出初步的实验结论．

例2 在“测定小灯泡额定功率”的实验中：电路如22页图7-19所示，小灯泡的额定电压为2．5V，电阻约为10Ω，电源为两节干电池．

(1)请用笔画线代替导线，将图7-20甲中的元件连成符合这个实验要求的电路(连线不能交叉)．

R?UI)

(2)正确连好电路后，闭合开关S，发现灯L不发光，故障的原因可能是 ( ) (A)电流表处有开路 (B)电压表正负接线柱处开路 (C)小灯泡L短路 (D)小灯泡L的灯丝断了

(3)排除故障后，当小灯泡L正常发光时，电流表指针位置如图7-20乙所示，则小灯泡L的额定功率为____W．分析与解答：(1)在连接电路之前要确定电压表和电流表所使用的量程．选择电压表的量程时，以灯泡的额定电压为依据．本题中，小灯泡的额定电压为2．5V，为提高读数的准确性，电压表选择使用0～3V量程，把标有“—”和“3”的两个接线柱连入电路．选择电流表的量程时，以电路中可能出现的最大电流值(滑动变阻器连入电路的电阻为零时的电流)为依据．本题中给出的电源是两节干电池，必须组成串联电池组使用，电源电压为3V，电路中可能出现的最大电流

路时，可先把电池组、开关、滑动变阻器、小灯泡和电流表连接成串联电路，最后把电压表并联接在小灯泡两端．

(2)正确连好电路后，闭合开关S，灯L不亮，说明灯泡中没有电流通过，灯泡电路出现了开路或短路．

(3)由于电流表使用的是0～0．6A量程，灯泡正常发光时，两端电压等于额定电压，U=2．5V，灯泡中的电流等于电流表的示数，I=0．26A，灯泡的额定功率等于此时的实际功率，P=IU=0．26A×2．5V=0．65W．

由以上分析可得：(1)连成的符合实验要求的电路如图7-21所示；(2)闭合开关S灯L不发光的故障原因可能有A、C、D；(3)灯泡L的额定功率为0.65W．

I?3V?0.3A10?，电流表选择使用0～0．6A的量程，把标有“-”和“0．6”的两个接线柱接入电路中．连接实验电

点评：本题是一道典型的实验综合题，它把电流表和电压表的量程选择、实验电路的连接、实验电路故障的分析判断、电流表示数的读取、实验数据的分析处理综合在一起，考查动手操作和综合分析问题的能力．解题的关键是亲身经历实验过程，理解实验原理，并能分析和处理实验数据，归纳得出实验结论．解题时要特别注意小灯泡正常发光，就意味着小灯泡两端电压等于额定电压，此时灯实际消耗的功率等于它的额定功率．

例3 实验探究： [提出问题]

给你额定电压为6V的小灯泡—只，你能测出它发光时的电功率吗? [制定计划与设计实验]

①根据电功率公式，要测电功率需测出电压U和电流I；②设计如图7-22甲所示的电路进行实验，选择图7-22乙所示的仪器和器材(用笔画线进行连接)；③为比较不同电压下灯泡工作的功率，实验进行三次．

[进行实验与收集证据]

通过实验(步骤略)，得到如下数据：

[交流与合作]

请你讨论下列问题以便同其他同学交流： (1)完成上面数据表的填写；

(2)写出计算灯泡额定功率的计算过程． (2003年，安顺)

分析与解答：1．按照实验电路图连接电路要按照一定顺序进行．可以从电池组的正极开始，依次连接开关S、电流表A、灯泡L、滑动变阻器，最后连到电池组负极．然后把电压表并联接在灯泡L两端．连接电路时要注意，电流必须从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出；滑动变阻器取金属杆两端的一个接线柱和电阻丝两端的一个接线柱连入电路．(电路连接读者在图7-22乙上自行完成)

W;U2?5.5V时，1?32．根据实验记录的数据和电功率公式可计算得出，U1?6.0V时，PP2?2.53W;U3?5.0V时，P3?2.1W．

3．由实验测得的数据知，当灯泡两端电压等于额定电额时，灯泡中的电流I=0．50A，灯泡的额定功率

点评：本题是一道科学探究试题．题目围绕“提出问题”、“制定计划与设计实验”、“进行实验与收集证据”、“交流与合作”等科学探究的环节对物理研究方法进行考查．把科学探究和科学内容的学习和考查放在同等重要的地位．试题突出科学探究和科学素质的培养，体现研究过程和方法．显现了今后中考物理命题的方向和趋势．

例4 按图7-23所示电路对额定电压为3．8V的小灯泡进行实验时，测得5组实验数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况．

P额?IU额?0.50A?6.0V?3.0W

请你仔细分析实验数据和实验现象，回答以下问题： (1)小灯泡的额定功率是_________W； (2)小灯泡亮度变化规律是____________；

(3)除了表格中列出的数据和现象外，你还能发现的问题是_________________________ _____________________________________________________________________. 分析与解答：小灯泡的额定电压为3．8V，由实验数据可得，当小灯泡两端电压等于额定电压时，通过的电流为0．3lA，小灯泡的额定功率为

P额?IU额?0.31A?3.8V?1.18W；从实验数据和现象可以看出，随着小灯泡两端电压的增大，

1?I1U1?0.28A?3.0V?0.84W逐渐增大为P2?1.05W、灯泡中的电流也增大，灯泡耗电的电功率由PP3?1.18W、P4?1.28W、P5?1.53W，灯泡发光的亮度逐渐增加．同时，由欧姆定律可以计算出五次实验时灯泡

R?10.7?,R2?11.7?,R3?12.3?,R4?12.5?,R5?13.2?很明显，灯泡的电阻是变化的，并且

的电阻依次是：1电阻随灯丝中电流的增大而增大．

由以上分析可得：(1)灯的额定功率是1．18W；(2)灯泡的功率越大，灯泡的亮度越大；(3)灯丝的电阻是变化的．点评：本题考查分析处理实验数据和现象、归纳总结得出物理规律的能力．解题过程中，要善于运用欧姆定律和电功率公式计算得出小灯泡发光时的电阻、电功率，结合小灯泡发光的亮度，概括总结得出灯泡亮度和电功率的关系及灯丝电阻和电功率的关系．

例5 在“伏安法测电阻”和“测小灯泡功率”(小灯泡的额定电压为2．5V)两个实验中：

(1)都需要测出三组电压值和电流值，前者的目的是________________；后者的目的是_____________________．

(2)下表是小明“测小灯泡功率”实验时记录的数据，由此可知小灯泡的额定功率

P额________________W．

(3)同学们在交流实验体会时，有的同学提出：可以根据小明的测量数据，在非额定电压条件下求出小灯泡的电阻，

再由公式

P额?程)．将额和进行比较．并分析说明产生这种差异的根本原因． (2003年，哈尔滨)

PR，求出小灯泡的额定功率P额'，请用这种方法根据表格中的数据算出P额'(要求有必要的计算过P额'R?UI计算

U额2分析与解答：(1)用电压表和电流表测小灯泡的电阻和电功率，测量电路和方法完全相同，前者利用

灯泡的电阻，后者利用P?IU计算灯泡的功率．测量过程中都要测出三组电压值和电流值，前者的目的是进行多次测量，求电阻的平均值，减小测量的误差；后者的目的是测小灯泡在额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率，并加以比较，寻求小灯泡的发光亮度和实际功率及实际电压的关系．

(2)小灯泡的额定电压为2．5V，由实验数据知道，灯泡两端电压等于额定电压时，通过灯泡的电流为0．22A，小灯泡的额定功率

P额?IU额?0.22A?2.5V?0.55W．