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用“口诀”突破测量小灯泡额定功率实验
一、题型解析
1.操作口诀：
一测灯泡电压，
二需全程正常。
P U I
L额 L额 L额
U
R
I
2.初出茅庐：
甲 乙 丙
解析：甲图：①闭合S 、S ，调节R ，使示数为U ；②断开S 、闭合S ，示数为U ，则R 两端电
1 3 1 L额 3 2 2 2
压为U－U ；③小灯泡额定功率表达式： 。
2 L额
乙图：无法测出小灯泡的U ，故不能测P 。
L额 L额
丙图：闭合S、S，如图1所示；闭合S、S，如图2所示。
1 2 1
图1 图2
可见，测量过程中，电压表正负接线柱会接反。
3.小试牛刀：
图3 图4对图3分析：
第一步：“一测灯泡电压”。闭合S 、S ，断开S ，调节R ，使电流表示数为 ，因U =U ，
1 3 2 1 R2 L额
小灯泡正常发光，能测。
第二步：“二需全程正常。闭合S、S，断开S，小灯泡L短路，不发光。所以无法测出P 。
1 2 3 L额
对图4分析：
第一步：“一测灯泡电压”。闭合S 、S ，断开S ，调节R ，使电流表示数为 ，因U =U ，
1 3 2 1 R2 L额
小灯泡正常发光，能测。
第二步：“二需全程正常。闭合S、S，断开S，小灯泡L和R 并联，电流表测干路电流，记为I。
1 2 3 2 2
由于通过R 的电流不变，即U 不变，故小灯泡两端的额定电压能测出，灯泡能正常发光。
2 R2
通过小灯泡在额定电压下的电流可求：
于是，小灯泡的额定功率为：
4.精益求精：
①闭合S、S，断开S，调节R，使示数为U ，灯泡正常发光，此时，小灯泡L和R 串联；
1 2 3 1 L额 1
②闭合S 、S ，断开S ，调节R ，R 不动，使示数为U ，灯泡也正常发光，此时，R 和R 串联，
1 3 2 2 1 L额 2 1
且R =R（等效替代）；
L 2
③将R 移至最左端时，示数为U ，U =U ；R 移至最右端时，示数为U ，R 滑片不动，相当于定
1 1 电源 1 1 2 2
值电阻。
则： ⇒
④计算：由公式 得：
总结：第一步：判断能否测；第二步：全程要正常。
二、典例引领
例题：小金同学使用标有“2.5V 0.3A”的小灯泡进行了实验，发现超过额定电压时，小灯泡发出耀
眼的光，但再调回额定电压量，似乎又比正常发光的亮度暗了一些。为了验证观察到的现像，小金同学用刚才的灯泡重新测量实际功率（电源电压恒定）。
（1）用笔画线代替导线完成图甲电路的连接。连接好电路后，将滑片滑至最大阻值处。闭合开关，
小灯泡没有发光，检查电路连接无误，灯丝完好，但电流表电压表示数均较小，则灯泡不发光的原因是
_______________________________，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时
灯泡两端电压为_______V。为使小灯泡两端电压等于2.5V，应调节滑动变阻器的滑片向_______（选填
“A”或“B”）端移动。
（2）小金又改变滑动变阻器的阻值，测量出了 5组数据，并测出了小灯泡的I-U关系图像，如图丙
所示。该小灯泡在额定电压下的实际功率为________W。
（3）小金发现测量结果与标记值不同，于是用一个已知阻值为 R 的电阻和一个单刀双掷开关，用电
0
压表设计了如图丁所示的电路，再次测量小灯泡在额定电压下的实际功率，请完成下列实验步骤：
①闭合开关S，将S 接到触点2，移动滑片，直至电压表的示数为__________；
1 2
②再将开关S 接到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
2 2
③灯泡实际功率P =___________（用已知和测量的物理量表示）。
实
解析：（1）将电源、开关、滑动变阻器、电流表、小灯泡串联，且滑动变阻器选用“一上一下”两
个接线柱串联使用，根据电源电压知电压表选用小量程与小灯泡并联，根据小灯泡的额定电流知电流表
选用小量程与小灯泡串联，电路连接如下图所示：
连接电路后，闭合开关，小灯泡不亮，电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其
原因是滑动变阻器连入电路中的电阻太大，灯泡的实际功率很小；
灯在额定电压下正常发光，图乙中电压选用小量程，分度值为 0.1V，示数为2.3V，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B端移动，小灯泡两端的电压达到2.5V；
（2）根据绘制成图丙所示的I-U图像知，灯在额定电压下的电流为0.25A ，该小灯泡在额定电压下
的实际功率为：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
（3）①连接好实验电路，闭合开关S ，将开关S 拨到触点2，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；
1 2
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S 接1，读出电压表示数U ，电压表测量灯泡和R 的总电压；③此时
2 2 0
定值电阻R 两端的电压：U=U－U = U－2.5V
0 2 实 2
通过灯泡的电流：
灯泡实际功率为：
答案：（１）见上图；滑动变阻器连入电路中的电阻太大；2.3；Ｂ；（2）0.625；（3）2.5V；
。
三、针对演练
1.在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样
（小灯泡额定功率约为0.8W）。
甲 乙 丙
（1）小明同学实验时连接的电路如图甲所示。如果他闭合开关，将会观察到：电压表的示数约为
________V，电流表的示数约为________A，小灯泡的发光情况为______________（选填 “正常发光”、
“ 亮度较暗”或“不发光”）。
（2）小华在小明连接的电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。
改接好电路后，小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的 I-U
关系图像。根据图像可知：小灯泡的额定功率是_________W，图中阴影部分的面积表示_________。
（3）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R 和R 为滑
1 2
动变阻器，R 的最大电阻为R）。
2 0
①闭合开关S、S，断开开关S，调节R，使电压表的示数为2.5V；
1 2 2
②闭合开关S、S，断开开关S，调节_______，使电压表的示数仍为2.5V。
2 1
③接着将R 的滑片调到最左端，记下电压表的示数为U ；再将R 的滑片P调至最右端，记下电压表
2 1 2
的示数为U，则小灯泡额定功率的表达式P =___________（用U 、R、U、U 表示）。
2 额 额 0 1 2
解析：（1）电路如图甲，电流表与灯并联，电压表串联在电路中，此时电压表测电源电压，将会观察到电压表的示数约为3V，因电压表内阻很大，所以电路中电流非常小，则电流表的示数约为0A，小灯
泡不发光；
（2）根据绘制成图乙的I-U关系图象可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.3A ，则灯的额定功率：
P=UI= 2.5V×0.3A= 0.75W
图中阴影部分的面积等于电压与电流的乘积，根据P=UI可知，阴影部分的面积表示电功率；
（3）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S ，通过调节滑动变阻器R 使灯泡两端电压为额定电压
1 2
2.5V；
②利用等效替代法，只闭合R 所在支路，即闭合S、S ，通过调节滑动变阻器R 的滑片，使R 两端
1 2 1 1
电压等于小灯泡的额定电压2.5V，则此时R=R ；
1 L
③将R 的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U ；再将R 的滑片P调至最右端，记下电压表的
2 1 2
示数为U；
2
在③中，将R 的滑片P调至最左端，R 连入电路中的电阻为0 ，电压表的示数U 即为电源电压；再
2 2 1
将R 的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U，即为R 的电压，
2 2 1
根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：
解得： ……………………………………①
小灯泡额定功率的表达式：
…………………………………………②
由①②得：
答案：（1）3，0；不发光；（2）0.75；电功率；（3）②R 的滑片；③ 。
1
2.小明利用如图所示的实验器材“测定小灯泡的额定功率”，已知电源电压恒为 6V，小灯泡正常工
作时的电压为2.5V，电阻约为10Ω，滑动变阻器的规格为“20Ω 2A”。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
（2）正确连接电路后，用开关试触，发现灯泡不亮,电压表瞬间满偏，电流表指针几乎不动，则电路
的故障可能是___________。（电路只有 一处故障）排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光,，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的.额定功率为________W。
（3）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率（如表），你认为这样处理数据是
________（合理/不合理）的。
实验序号 电压U/V 电流I/A 功率P/W 平均功率P/W
① 2.0 0.26 0.52
② 2.5
③ 2.8 0.32 0.60
（4）下列描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图像（图丙）中，正确的是（ ）
（5）完成上述实验后，小华向老师要了一个已知阻值为 R 的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现
0
有器材，设计了如图戊所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤：
①闭合开关 S ，将 S 接到触点________（填“1”或“2”），移动滑片，使电压表的示数为
1 2
________V；
②再将开关S 接到触点________（填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数
2
U；
③灯泡额定功率的表达式为P =___________（用已知和测量量表示）。
额
解析：（1）本实验中电压表与灯泡并联，两节电池，电源电压为 3V，故电压表的量程为“0 ~
3V”，滑动变阻器要“一上一下”连接，小灯泡的右接线柱与滑动变阻器的.上接线柱连接，如下图所示：
（2）正确连接电路后，用开关试触，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路可能有断路，电压表瞬间满偏，说明电压表到电源间是通路，所以电路的故障是与电压表并联的灯泡断路了
根据图乙，电流表的量程为0~0.6A，其分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A
则灯泡的额定功率：P= UI= 2.5V×0.3A = 0.75W
（3）灯泡在额定电压下的功率是额定功率，小华的说法是不合理的；小灯泡在不同实际电压下的实
际功率不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义
（4）小灯泡与滑动变阻器串联，由公式可得，小灯泡功率：
小灯泡的功率P随滑动变阻器阻值R增大时，电流减小，功率减小，利用数学知识对比图可选B
（5）①首先使灯泡两端的电压为2.5V，使其正常发光，所以闭合开关S ，将S 拨到触点2，移动滑
1 2
片，使电压表的示数为2.5V
②再测定值电阻两端的电压，将开关S 拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，则
2
定值电阻两端的电压为U－2.5V
③电路中的电流：
则灯泡额定功率的表达式为：
答案：（1）如上图；（2）小灯泡断路；0.75；（3）不合理；小灯泡在不同实际电压下的实际功率
不同反映了小灯泡的明暗程度不同，求平均值没意义；（4）B；（5）① 2；2.5；② 1；③
。
