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实验 17 测量小灯泡的电功率
知识点一、用电流表、电压表测量小灯泡电功率
1.伏安法测量小灯泡的电功率
实验目的 用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率
（1）原理：P=UI。
实验原理
（2）根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端电压，用电流表测通过小灯泡的电
和方法
流，就可以求出小灯泡的电功率。
实验器材 两节电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡一个（额定电压2.5V）、灯座、开关、导线
实验电路
图和实物
图
甲 乙
（1）根据实验要求，设计电路，画出电路图（如图甲所示）。
（2）按照图甲所示电路图连接实物电路，如图乙所示。在开关闭合之前，将滑动变阻器的滑片移
到阻值最大处（保护电路）。
（3）检查连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电
压，观察此时小灯泡的发光情况，记下此时电压表和电流表的示数，填在实验数据记录表中。
（4）调节滑动变阻器的滑片（改变小灯泡两端电压，实现多次测量），使小灯泡两端电压低于额
实验步骤 定电压，观察此时小灯泡的发光情况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和
电流表的示数，数据记录表中。
（5）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数约为额定电压的1.2倍，观察此时小灯泡的发光情
况与在额定电压下的发光情况有什么不同，记下此时电压表和电流表的示数，数据记录表中。
（6）实验结束后，断开开关，将连接电路的导线拆开，并整理好实验器材。
（7）根据测出的三组数据（不是为了求平均值，而是为了得到不同电压下的实际功率），计算出
小灯泡在不同发光情况下的电功率，并填在实验数据表中。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的亮度
实验数据 1 2.5 0.24 0.6 正常
记录表 2 2.0 0.20 0.4 较暗
3 3.0 0.28 0.84 较亮
（1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡电功率越大，小灯泡越
分析论证
亮。
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（2）小灯泡的亮度时由它的实际功率决定的。
（3）小灯泡的实际电功率有多个，额定功率只有一个。
当U =U 时，P =P ，小灯泡正常发光，测得P =0.6W。
实 额 实 额 额
实验结论 当U U 时，P >P ，小灯泡发光较亮。
实 额 实 额
2.实验注意事项
电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如，额定电压为2.5V的小灯泡，至少选两节干电池作
为电源。
（1）电压表量程的选择应参照小灯泡的额定电压。
①若小灯泡的额定电压时2.5V，则选择0—3V量程；
②若小灯泡的额定电压时3.8V，则选择0—15V量程。
（2）电流表量程的选择要参照小灯泡的额定电流的大小。
选择器材 ①若知道小灯泡的额定电压和额定功率，则可以计算出小灯泡的额定电流的大小，电流表的路
程略大于额定电流即可；
②若不能求出额定电流大小，可用试触法确定电流表的量程。
③因为常见的小灯泡（额定电压1.5V—3.8V）额定电流均小于0.6A，故无特殊说明，电流表
的量程可以直接选择0—0.6A量程。
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，以使滑动变阻器的调压效果明显。
（1）连接电路前，要把开关断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电路元件。
（2）连接电流表和电压表时，注意电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出。
连接电路
（3）连接滑动变阻器时，要“一上一下”选用接线柱。闭合开关前需把滑动变阻器的滑片置
于阻值最大处，防止电路中电流过大，损坏电路元件。
（1）移动滑动变阻器的滑片时，要紧盯电压表的示数。
（2）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压
不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不易过长，否则容易烧坏小灯泡。
操作细节
（3）实验完毕，一定要先断开开关，然后再拆卸电路，整理器材。
（4）分析数据时，不能把三次的电功率取平均值，因为这三次的电功率是三个不同电压下的
电功率，求平均值无任何意义。
知识点二、伏安法测小灯泡电功率实验中常见故障及原因分析
常见故障现象 原因分析
电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏，或
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数
接线柱接触不良
（1）滑动变阻器接成定值电阻；（2）滑动变阻器
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表有示数
滑片在阻值最大处还为调节；（3）电源电压过低
灯泡不亮
（1）电流表、电压表位置互换了；
闭合开关，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏
（2）灯泡处断路，即灯泡的灯丝断了或灯座接触
转，而电压表示数却很大，接近电源电压
不良；
闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表灯泡短路
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无示数
闭合开关，电流表或电压表的指针偏转角度很（1）电流表或电压表的量程过大；（2）电源电压
小 太低；（3）滑动变阻器接入电路的阻值过大
闭合开关，电流表或电压表指针反向偏转 电流表或电压表的“+”“-”接线柱接反了
电表问题
（1）电流表或电压表量程选择过小；（2）电路中
闭合开关，电流表或电压表指针的偏转角度超
出现短路；（3）滑动变阻器接入电路中的阻值太
过电表的量程
小
开关问题 连接电路时，接完最后一根导线灯泡立即发光连接电路时，开关一直处于闭合
闭合开关，移动滑动变阻器的滑片时，电表示
滑动变阻器同时接入了上面（或下面）两个接线柱
数及灯泡的亮度均无变化
闭合开关，无论怎么调节滑动变阻器，电压表
电源电压过低
示数总小于灯泡额定电压
滑动变阻
无论怎么调节滑动变阻器，电压表示数总大于（1）电源电压过高；（2）选用滑动变阻器最大阻
器问题
灯泡的额定电压 值过小
闭合开关瞬间，灯泡发出强光后熄灭，电流表滑动变阻器同时接入了上面两个接线柱或滑动变阻
指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示器的滑片没有置于阻值最大位置，导致灯泡两端电
数 压过高，灯泡灯丝熔断
1．（2023•通辽）小华利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的电功率。已知电源电压3V且保持不
变，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）请在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整（要求：滑片 P向右端移动时，灯变
亮）。
（2）闭合开关后，小华发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近3V，则电
路故障可能是 。
（3）排除电路故障后，重新开始实验，小华从滑动变阻器连入电路阻值最大时开始记录数据，
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得到小灯泡I﹣U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（4）测出小灯泡的额定功率后，小华又把灯泡两端的电压调为其额定电压的一半，发现测得的
1 1
实际功率不等于其额定功率的 ，此时它的实际功率 P额 （选填“大于”或“小于”）
4 4
原因是 。
（5）实验中，有甲“15 2A”、乙“25 2A”、丙“30 2A”三种规格的滑动变阻器供选择，
小华在该实验中选用的是Ω （选填“Ω甲”、“乙”或Ω“丙”）。
2．（2023•吉林）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为3V，电源是两节新的
干电池。
（1）按照甲图正确连接电路，闭合开关，将滑片调至滑动变阻器的 端时，小灯泡正常发
光，此时电流表示数如乙图，小灯泡的额定功率是 W。
（2）若忽略小灯泡电阻随温度的变化，当滑片调节至某位置时，电流表的示数是 0.24A，此时
小灯泡的实际功率是 W。
3．（2023•重庆）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”
的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题：
（1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路。
（2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 端（选填“A”或“B”）。
（3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡
。
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（4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 表的示数，直到示数为
V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。
（5）继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙为 A，观
察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮
度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U﹣I图象，如图丙，则小灯泡额定
功率为 W。
（ 6 ） 根 据 小 灯 泡 U﹣ I 图 象 和 亮 度 变 化 ， 还 可 以 发 现
。
4．（2022•凉山州）某同学在“探究小灯泡亮度与实际功率关系”的实验中，找来了电压为3V的
电源，额定电压为2.5V的小灯泡，电流表、电压表各一只，滑动变阻器一个，开关一个，导线
若干，组装电路。
（1）如图甲所示，当滑动变阻器的滑片向右滑动时灯泡变亮，请你用笔画线代替导线将实物图
正确连接；
（2）该同学共进行了3次测量，并将相关数据记录在下面表格中，当电压表示数为2.5V时，电
流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；
实验序号 电压U/V 电流I/A 电阻R/ 电功率P/W 灯泡的亮度
1 1.5 0.24 6.25 Ω 0.36 较暗
2 2.5 正常
3 3.0 0.32 9.38 0.96 很亮
（3）根据实验目的分析实验数据及现象，可以得出结论：小灯泡的亮度随着实际功率的增大而
变 （选填“亮”或“暗”）；
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（4）通过分析还可以得出结论：小灯泡的电阻随着实际功率的增大而变 （选填“大”或
“小”）。
5．（2022•西宁）某中学物理兴趣小组，做“测量小灯泡的电功率”实验，所用小灯泡的额定电压
为2.5V（灯丝电阻大约10 ），部分电路已连接，如图1所示。
Ω
（1）用笔画线代替导线，将图1电路连接完整。（要求滑片P向右移动小灯泡变亮）
（2）连接好电路检查无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，电
路故障可能是 。
（3）排除故障后移动滑片 P，当小灯泡正常发光时电流表示数如图 2 所示，示数为
A，小灯泡的额定功率是 W。
（4）完成上述实验后，同学们还想探究“电流与电阻的关系”。准备了 5 、10 、20 的定值
电阻，继续用图1的电路，用5 的电阻替换小灯泡，其余元件及连接都不Ω变，闭Ω合开关Ω，调节
滑片P至适当位置，收集数据；Ω断开开关，滑片P位置不动，用10 电阻替换5 电阻后，再次
闭合开关，接下来的具体操作是 ，Ω同时观察电压Ω表，直到示数
为 V为止；换接20 电阻重复实验，收集数据得到如图3的I﹣R图象，分析图象可得出
结论： Ω 。
6．（2023•连城县校级一模）在进行实验时，往往需要我们手眼并用，在“测定小灯泡额定功率”
的实验中，要让小灯泡在额定电压下发光，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（ ）
A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置
C．电压表的示数 D．电流表的示数
7．（2023•江岸区校级模拟）小华按如图所示的电路图测量小灯泡的电功率，其中具体有：额定电
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压为2.5V的小灯泡，“35 1A”的滑动变阻器等元件，检查无误后，闭合开关就直接记录了第
一组数据，以下说法不正确Ω的是（ ）
序号 1 2 3 4 5
U/V 0.5 1.7 2.1 2.5 2.8
I/A 0.1 0.15 0.26 0.28 0.3
A．表格中第2组数据明显是错误的
B．小华所用电源电压是4V
C．其它器材不变，若用一个定值电阻替换灯泡，就可以用来探究电流与电压和电阻的关系
D．无论灯变亮还是变暗，小灯泡电压变化量与电流变化量的比值一定等于滑动变阻器电压变化
量与电流变化量的比值
8．（2023•道里区一模）如图是“测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率”的实验电路图。在这
个实验的具
体操作中，手和眼睛最合理的分工应该是（ ）
A．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
B．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
C．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
9．（2023•高新区一模）某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率，已知小灯泡额定电压为2.5V。若
此实验中只有一只电表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加一个阻值为 25 的
定值电阻 R ，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别Ω接
0
“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，图甲、图乙是他设计的两种不同方案的电路
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图，则以下判断正确的是（ ）
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．甲方案能，乙方案不能
D．甲方案不能，乙方案能
10．（2022•长春模拟）“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示，实验中选择“2.5V”规
格的小灯泡，由三节新干电池组成的电源，实验中得到的U﹣I图像如图乙。下列说法正确的是
（ ）
A．电压表应选择0～15V的量程
B．实验中应将各组小灯泡的电功率求平均值
C．调节滑片过程发现灯泡亮度变化，这是由灯泡的实际功率变化引起的
D．可用该电路图探究电流与电压的关系
11．（2023•振安区校级模拟）某小灯泡的额定电流为0.3A，图甲是小明测量该灯泡功率的实验电
路。
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（1）闭合开关进行实验时，若图中导线M发生了断路，则在调节滑片的过程中，会发现电压表
的示数为 V；电流表的示数为 A。
（2）小明将滑片移至某处时，两电表的示数如图乙所示，小灯泡的功率为 W。
（3）为测量该小灯泡的额定功率，小强设计了图丙所示实验电路，所用电源电压恒定，R 、R
1 2
均为电阻箱（0～999.9 ）。
①实验步骤如下： Ω
第1步：仅闭合S ，R 调至5 时，电流表的示数为0.3A。
1 2
第2步：仅闭合S 、R 、R 分Ω别调至6 和9 时，电流表的示数为0.3A。
2 1 2
则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω ，额Ω定功率为 W。
②小强对图丙电路及操作进行了下列调整Ω，其中仍能完成测量的有 。
A.将R 换成导线
1
B.将R 换成导线
2
C.将R 换成适当规格的滑动变阻器
2
D.在实验操作时，先闭合的开关是S
2
12．（2023•长春模拟）如图甲所示为“伏安法”测量小灯泡电功率的实验装置，小灯泡的额定电
压为2.5V。
（1）连接电路时，开关应 （选填“断开”或“闭合”）。
（2）图甲中有一根导线连接错误，请你把它找出来并打上“×”，再用笔重新画一根正确连接
的导线。
（3）改正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数恰好为2.5V，此时电
流表的示数如图乙所示，其读数为 A，由此可知小灯泡的额定功率 P额 ＝
W；继续调节滑动变阻器的滑片 P，使电压表的示数为1.25V，此时小灯泡的实际功率为P实 ，
P
则P实 额（选填“＞”、“＜”或“＝”）。
4
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（4）在实际测量的过程中，调节滑片P使滑动变阻器接入电路中的电阻减小ΔR滑 、两端电压减
小ΔU滑 ，相应的小灯泡的阻值变化 ΔR
L
、两端电压变化 ΔU
L
，则ΔR滑 ΔR
L
，ΔU滑
ΔU （两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。
L
13．（2023•曲江区校级三模）小明在测量额定电压为2.5V小灯泡L的额定功率时，选择了电压恒
定的电源、滑动变阻器、电压表和电流表等器材，设计了如图甲所示的电路。
（1）正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片滑至最 （选填“左”或
“右”）端，闭合开关后，发现电流表和电压表的指针均不发生偏转。则电路出现的故障可能
是滑动变阻器 。
（2）排除故障闭合开关，适当移动滑片，当电压表的示数为2V时，为了测小灯泡的额定功率，
应使滑动变阻器连入电路的阻值 （选填“变大”或“变小”）。小灯泡正常发光时，
电流表的示数如图乙所示为 A，小灯泡的额定功率为 W。
（3）小明用一个电流表测量额定电压为U额 的小灯泡L
2
的额定功率，如图丙，已知定值电阻的
阻值为R 、电源电压未知。请你完成下面的步骤：
0
①将电流表串联在b点，只闭合开关S和S ，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光。
1
②电流表位置不变，只闭合开关S和S ，滑动变阻器滑片位置 （选填“保持不
2
动”、“向右移动”或“向左移动”），读出电流表的计数为I。
③小灯泡L
2
的额定功率表达式为：P额 ＝ 。
14．（2023•沈阳三模）小明测量标有“2.5V”字样（正常工作电流约为0.25A）小灯泡的额定功率。
现有器材：电压为4.5V的电源、开关、电压表（量程0～3V）、电流表（量程0～0.6A）、导
线若干，另有三种规格的滑动变阻器可供选择：R （5 ，1A）、R （20 ，0.5A）、R （50 ，
1 2 3
0.2A），按照如图1甲所示的实验电路进行实验，请完Ω成下列问题： Ω Ω
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（1）小明在检查电路连接时，发现有一根导线连接错误。请在图1甲中找出这跟连接错误导线，
并打“×”，然后再用笔画线代替导线，把它改到正确的位置上；
（2）通过估算，滑动变阻器应该选用 （选填“R
1
”、“R
2
”或“R
3
”）；
（3）正确连接电路、闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图1乙所示，若要测
量小灯泡的额定功率，应将图1甲中的滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端
移动；
（4）通过移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的亮度，并根据记录的多组数据绘制出了如图
1丙所示的I﹣U图象。由图象可知小灯泡的额定功率是 W，小灯泡变亮时，小灯
泡灯丝的电阻 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（5）完成上述实验后，小明又借助上述实验中的部分器材及已知阻值为R 的定值电阻，设计了
0
如图2所示的实验电路，测量出了另一个额定电压为U 的小灯泡正常发光时的额定电功率。请
1
你帮助小明将下列实验步骤补充完整：
①连接好实验电路，闭合开关S，将开关S 拨到触点 （选填“1”或“2”），移动滑动
1
变阻器的滑片，使电压表的示数为灯泡的额定电压U ；
1
②保持滑片的位置不动，再将开关S 拨到另一个触点，读出电压表的示数为U ；
1 2
③该小灯泡正常发光时的额定电功率的表达式P额 ＝ U
2
−U
1
（用U
1
、U
2
、R
0
表
R
0
示）。
15．（2023•裕华区校级模拟）小明用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压不变，小
灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器标有“50 1A”。
Ω
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（1）请你用笔画线代替导线将图甲连接完整。连接电路时，开关应处于 状态。闭合
开关前，滑动变阻器的滑片应位于 （选填“A”或“B”）端。
（2）连好电路后闭合开关，调节滑动变阻器发现灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数较大；
电路故障是 。
（3）排除故障后继续实验，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为
W。
（4）小明继续移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 0.32A时，电压表的示数可能为
（填序号）。
A.3.9V B.4.0V C.4.1V
[拓展]小明又找来5个不同阻值的定值电阻替换掉小灯泡探究“电压一定时，通过导体的电流与
电阻的关系”。他将电源电压调为 6V且保持不变，并用五次实验数据绘制了图丙所示的 I﹣R
图 象 。 本 次 实 验 定 值 电 阻 两 端 电 压 为 V ， 由 此 可 得 结 论
。若要继续探究在其它电压值下电流与电阻的关系，定值电阻两端的电压变化范围为
。
12
