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专题 14 测电功率的方法
【知识储备】
单电流表 单电压表
利用阻
值已知
的 R
0
结合两
开关
测 R
L
和P
L额
已知：灯I
开关断
额 已知：灯I
额
开、闭 步骤：
步骤：
合过程
1. 只闭合S ，调滑片，使电流表示数为I
中， 2 1. 只闭合S 2 ，调滑片，使电压表示数为I 额
额 R
灯 L 0
2. 只闭合S ，滑片位置不动，读出此时电
和 R 0 流表的示数 1 为 I 2. 只闭合S 1 ，滑片位置不动，读出此时电压
连接方 表的示数为 U
式不变 算出：灯U = ( I－I ) R
额 额 0 算出：灯U =U－ I R
额 额 0
步骤 1 表达式： P = ( I －I ) R I
L额 额 0 额 表达式： P =(U－ I R )I
的目的 L额 额 0 额
均是使
灯处于
正常发
光状态
已知：灯U
已知：灯U 额
额
步骤：
步骤：
1. 只闭合S，调滑片，使电压表示数为U
1. 只闭合S ，调滑片，使电流表示数为U 2 额
2
额 /R 0 2. 只闭合S 1 ，滑片位置不动，读出此时电流
表的示数为 U
2. 只闭合S ，滑片位置不动，读出此时电
1
流表的示数为 I 算出：灯I =(U-U )/R
额 额 0
算出：灯I 额 =I-U 额 /R 0 表达式： R L = U 额 / (U-U 额 )/R 0
表达式： P L额 = U 额 (I-U 额 /R 0 ) P L额 = U 额 ( U-U 额 )/R 0利用电
阻箱等
效替代
灯泡
测灯阻
值转化
为
R
测
阻
已知：灯U
额
0 已知：灯I
值 额 步骤：
步骤：
1.只闭合S和S ，调节R 的滑片，使电压表
1 1
1.只闭合S
1
，移动R
1
的滑片，使电流表的 的示数为灯U
额
，此时小灯泡正常发光
示数为I ，此时灯泡正常发光
额 2.只闭合S和S ， R 的滑片位置不动，调节
2 1
2.只闭合S
2
，保持R
1
的滑片位置不动， R
0
的滑片，使电压表的示数仍为U
额
移动R 的滑片，使电流表的示数仍为I
0 此时R =R
，此时R =R L 0
额 L 0
3. 只闭合S和S，R 的滑片位置不动，将
3.保持R 的滑片位置不动，将R 的滑片移 2 0
0 1 R 的滑片调至最左端，记录电压表的示数
到最左端，记录电流表的示数为I ，再将 1
1 U；R 的滑片调至最右端，记录电压表的示
R 的滑片移到最右端，记录电流表的示数 1
1 数U'；
为I。
2
U=I R =I （R +R ）， 解得： 表达式： P =U 2/【U'R / (U－U' ) 】
1 0 2 1 0 L额 额 1
表达式：P =I 2R =I 2R
L额 额 L 额 2
=I 2•[I R /（I- I ）]
额 2 1 1 2
【专题突破】
1．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为，4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正
常发光时的电阻约为10 。
Ω
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑：片向
左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不发光，电压表示数很大，电流表没有明显的示
数。造成这种现象的原因可能是 。
（3）小字同学排除故障后闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片 P向 （选填“A”或“B”）
端移动，使电压表的示数为2.5V。
（4）小宇同学继续移动滑片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I
﹣U关系图像，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，还可以得出：小灯泡
的实际功率随实际电压的增大而 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
2．小明同学利用图甲所示的电路进行一些物理量的测量，如图所示。
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中实物电路连接完整（要求滑片向左移动时灯泡变亮）
（2）调节滑动变阻器，当电压表的示数为3V时，如果小灯泡正常发光，电流表的示数如图乙
所示，读数是 ，则小灯泡的额定功率为 W。
（3）小明又设计了如图丙所示的测量电路测量R 的电阻，其中R是已知定值电阻，实验步骤如
x
下：
①闭合开关S，把滑动变阻器的滑片放在阻值最大处；
②开关S'接b，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数变大，但不超出电压表的量程，此时电压
表示数为U；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，再将S接a，此时电压表示数为U ；
1
④未知电阻R ＝ （用R 、U、U 列表达式）。
x 0 1
3．小丽用实验来探究“小灯泡在不同电压下工作时的电功率”，器材如下：电源电压 U恒为6V，
实验室提供有规格分别为“10 2A”和“20 1A”的两种滑动变阻器，小灯泡的额定电压为
2.5V，正常发光时的电阻约10Ω。 Ω
Ω（1）小丽设计了如图甲所示的电路，请你用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。
（2）小丽应选择规格为 的滑动变阻器。
（3）正确连接好电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数；移动滑片，
发现除了电流表示数改变外，其余均无变化。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡
（选填“短路”或“断路”）。
（4）故障排除后，闭合开关，调节滑片P，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则
小灯泡的额定功率为 W。
（5）完成（4）后，若想测量电压为3V时小灯泡的功率，应将滑片P向 （选填“左”
或“右”）端移动。
（6）完成上面实验后，小丽不用电流表，又加了两个开关和一个定值电阻，设计出了测量额定
电压为U额 的小灯泡的额定功率的实验电路如图丁所示。已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值
为 R ，请你完成下面实验步骤：
0
①闭合开关S、S ，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；
1
② （填写S、S 、S 的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为
1 2
U ；
1
③小灯泡额定功率的表达式为P额 ＝ 。
4．在“测定小灯泡的功率”的实验中，选用了如图甲所示的器材，其中电源为3节新干电池，小
灯泡的额定电压为2.5V（小灯泡的额定功率小于1W），滑动变阻器标有“25 1A”
Ω（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
（2）连接电路过程中，滑片P应置于 端。（选填“A”或“B”）
（3）闭合开关后，无论怎样移动滑片P，小灯泡几乎不发光，两电表均有较小示数且保持不变，
则故障可能是
。
（4）排除故障后，在完成第1次实验后（实验数据如表所示），若还需测量小灯泡的额定功率，
需将滑动变阻器滑片向 端移动（选填“A”或“B”），直到电压表示数为2.5V，若此
时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 A，则小灯泡的额定功率为
W；
实验次数 电压 电流 电功率 灯泡亮暗情况
1 2.0V 0.28 0.56 较暗
2 2.5V 正常发光
3 2.8V 0.34 0.95 较亮
（5）小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。这种说
法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
（6）利用该电路继续探究电流跟电阻的关系时，需将小灯泡换成适当的定值电阻 R，其他器材
不变。若实验时保持电压表示数为2V不变，则更换的电阻阻值不能大于 。
5．如图1所示，测量2.5V小灯泡额定功率，选用电源电压为6V，灯泡电阻约10 。
Ω（1）选取实验器材，两种滑动变阻器“10 1A”“20 1A”应选用 ，理由是
。 Ω Ω
（2）根据图2电路图连接电路，闭合开关，小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，仔
细检查，发现多连接一根导线，拆掉后电路恢复正常。在多连接的导线上画“×”。
（3）移动滑片，电压表示数调到 V，小灯泡正常发光，读取图3中电流表的示数，算得
小灯泡的额定功率为 W。
（4）查阅资料得知，电压表工作时，其内部有微弱电流通过，此因素会导致测得的额定功率偏
（选填“大”或“小”）。
6．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小吴选用了标有“2.5V”字样的小灯泡、电流表、电压
表、开关、低压电源、标有“20 1A”的滑动变阻器。
Ω
（1）如图甲是小吴所连接的电路，其中有一根导线接错了，请你在错误的导线上打“×”，然
后用笔画线代替导线使电路完整。
（2）小吴正确连接电路并进行规范操作，刚闭合开关S，电压表及电流表示数如图乙所示，则
电源电压为 V。
（3）由实验数据绘出小灯泡的U—I关系图象，如图丙所示，当电压表示数为 V时，小
灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为 W。（4）若小灯泡的额定电流I 与实际电流I 的关系为I ＝2I ，以下关于小灯泡的额定功率P 与实
0 1 0 1 0
际功率P 的数值关系，你认为最有可能的是 （填字母）。
1
A．P ＝2P
0 1
B．P ＝3P
0 1
C．P ＝4P
0 1
D．P ＝5P
0 1
7．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为 3 V，小灯泡额定电压为 2.5V。
（1）小王同学连接电路时，开关应处于 （选填“闭合”或“断开”）状态。小王已连
接了部分电路，如图甲所示，要使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，你应将
电流表的负接线柱与滑动变阻器上的 （选填“A”、“B”、“D”或“P”）点相连。
（2）小王连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不
亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，此现象的原因可能是 （选填“开关”、
“小灯泡”、“滑动变阻器”或“电流表”）出现故障。
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，观察到两电表示数在变化，并做好数据
记录。小王根据多组实验数据绘制的U﹣I图像如图乙所示，根据图像可得小灯泡的额定功率是
W，此时小灯泡的电阻是 。
（4）小王还发现图线在电流较小时Ω是直线，随着电流增大，图线变成了一条曲线，如图乙所示。
造成这一变化的原因是小灯泡的 随温度变化而变化。
（5）小强对实验进行了拓展，利用如图丙所示的电路，测出了另一只已知额定电流为I 的小灯
1
泡的额定功率，请完成实验步骤：
①闭合开关S ，开关S 连接b移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 ；
1 2②保持滑动变阻器的滑片位置不变，开关S 连接a，调节电阻箱的阻值，使电流表示数为I ，
2 1
读出电阻箱的示数为R ；
0
③则小灯泡的额定功率表达式P额 ＝ （用字母表示）。
8．小张连接了如图甲所示的实物图。电源为2节新干电池。他利用“伏安法”对标有“2.5V”的
小灯泡进行了一系列的测量实验：
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到 端（选填“A”或“B”），使电路中的
电流在开始测量时最小。
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.23 0.25 0.27
电阻/ 5.0 6.3 7.5 8.7 10.0 11.1
功率/WΩ 0.05 0.16 0.30 0.46 0.625 0.81
平均电阻/
平均功率/WΩ
（2）测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是 A。这时，灯丝突然烧断，
则电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。他再换用相同规格的灯泡，
重测的数据如下表，并绘出U﹣I图像如图丙的A所示。
（3）依据表格中的数据，小张求出小灯泡电阻的平均值，你同意这种做法吗？并说出你的理由：
（作出判断并说出理由）。
（4）另一位同学也对表格中的平均功率作出了正确的评判和分析，你认为该同学的评判和分析
是： 。
（5）另外一组同学用相同的器材和电路图也做这个实验时，由于接线错误，根据测量的数据绘
出的U﹣I图像如图丙的B所示。你认为错误的原因可能是 。
（6）上述两个实验探究中，滑动变阻器的作用除保护电路和改变小灯泡两端的电压外，你认为
移动滑片多次实验还分别有什么不同的作用？ 。9．小明自己探究小灯泡的电功率规律实验，并设计出了电路（如图甲），然后选用额定电压为
2.5V、额定功率为1w的小灯泡和电源电压为3V的电源并根据电路图开始连接电路，进行实验
（1）小明的实物图连接的有些失误，请你将连错的导线（只有一根导线有问题）画×，并将实
物图（图乙）正确连接好。
（2）开关闭合前应检查电路连接是否正确，并将滑动变阻器滑片移至 。
（3）开关闭合后，小明发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数几乎等于电源电压，原因可
能是 。
（4）排除所有问题后，小明测量出实验数据并画出了U﹣I图像。小明发现灯泡的电压越大，
通过它的电流越大，小灯泡功率越大，小灯泡越亮。所以决定小灯泡亮暗的因素是它的
。图丙中a的数据是 。小明在研究图像规律时突发奇想，如果将电压和电流分别调节到
额定电压和额定电流的一半时，那么他们的电阻R压半 R流半 ，电功率P压半 P流半 。
（后两空填“＞”、“＝”或“＜”）
10．小月和小亮做“探究电流与电阻的关系”的实验时，准备了以下器材：电源（4.5V）、定值电
阻（5 、10 、15 、20 ）、电流表、电压表、滑动变阻器“25 1A”和开关各一个、导线若
干。 Ω Ω Ω Ω Ω（1）小月连接的电路如图甲所示，经检查发现电路连接有误，请你帮助她去掉一根导线，再连
接一根导线，使电路成为正确的电路。
（2）电路改接正确后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是
电阻 （选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电压表达到控制电压2V后，电流表示数
如图乙所示，电流为 A。小月换上另一个定值电阻后，使电压表再次达到控制电压，此
时滑动变阻器连入的阻值，跟原来的相比 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
（4）小亮用同样的器材和电路，也是将四个电阻单独接入电路正确完成实验，两人根据自己的
实验数据在同一坐标上作出了I﹣R图象，如图丙所示，其中 （选填“A”或“B”）是
小亮绘制的图象。
（5）小月为了使实验结论更具有普遍性，想减小控制电压，重新将四个电阻单独接入电路再做
一次，则他 （选填“能”或“不能”）完成这次实验。
（6）另一小组设计了如图丁所示的电路来测量一个额定电流为I额 的小灯泡的额定功率，（已知
定值电阻的阻值为R ，电源电压为U），请你完成实验过程：
0
①调节滑动变阻器的滑片到 （选填“最左端”或“最右端”），闭合开关S；
②调节滑动变阻器的滑片，使电压表 （选填“V ”或“V ”）示数为 ，此时
1 2灯L正常发光，另一个电压表示数为U ；
0
③灯L的额定功率的表达式为P额 ＝ （用已知量及已测出物理的字母表示）。
11．有两个小灯泡 L 、L ，分别标有“2.5V”和“3.8V”字样，两个定值电阻 R 、R （约为
1 2 0 x
10 ），要求测出灯泡的额定功率和定值电阻的阻值。
（Ω1）图甲是小明测量小灯泡L
1
额定功率时连接的实物图，电源电压恒定；
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.9 1.5 2.5 3.0
电流I/A 0.18 0.30 0.50 0.60
①请用笔画线代替导线，将图甲电路补充完整；
②按图甲正确连接电路，将滑片移到滑动变阻器的阻值最右端，后闭合开关，记录两电表示数；
移动滑片，观察记录多组数据，给制如图乙所示的 U﹣I图像，则小灯泡的额定功率为
W；
③断开开关，用定值电阻R 替换小灯泡L ，将滑片移到滑动变阻器的阻值最大端，闭合开关，
0 1
读出两电表示数并记录在表格中；移动滑片，测出多组数据，记录在表格中。则 R ＝
0
，分析表格中的数据又能得出结论：当电阻一定时， ；
Ω④实验中小明调节滑片时无意中使电路中的电流过大烧坏了电流表，于是他用上述器材和若干
开关（电源电压同上），又设计了一种测量小灯泡L 额定功率的电路图（如图丁），操作如下：
2a．断开S ，闭合S、S ，移动滑片P，使电压表的示数为 V；
2 1
b．保持滑片P位置不变，断开S ，闭合S、S ，读出电压表示数为3V；
1 2
c．小灯泡L
2
的额定功率为P额 ＝ W。
（2）为了测量R 的阻值，其他小组同学利用已知电阻 R 和一只电流表或电压表分别设计了如
x 0
图所示的四种电路（电源电压未知且不变），其中可行的是 。
A． B． C． D．
12．下面是小溪所做的电学实验：
（一）探究电流与电阻的关系。
（1）小溪用5 、10 、15 和20 四个电阻、电压恒为4.5V的电源、“20 1A”的滑动变阻
器等器材连接成Ω部分Ω实验电Ω路，实Ω验过程中控制电阻两端的电压2V不变。请Ω用笔画线代替导线
把电路补充完整。
（2）正确连接电路后开始实验。小溪发现换上 的电阻后，移动滑片，电压表示数始
Ω终不能达到需要控制的电压值，不能完成实验。为了使四个电阻单独接入电路都能完成实验，
他应该适当 （填“增大”或“减小”）控制的电压值。
（二）测量小灯泡的额定功率。
（1）小溪按乙图连接电路，测量标有“3.8V”的小灯泡的额定功率，她使用了电压表的小量程，
调节变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出此时电流表的示数为0.2A，求出小灯泡的电阻为
，并利用公式P额= U
额
2 求出了小灯泡的额定功率。然后她又换用电压表的大量程，调节变阻
R
Ω
器滑片，使电压表示数为3.8V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为 W.小
溪发现两次得到的额定功率值有较大差异，根本原因是 。
（2）小溪又设计了一个方案测量额定电压为3V的小灯泡的额定功率。电路如图丁所示（电源
电压为6V，滑动变阻器规格为“20 1A”）。请把下面的实验步骤补充完整。
①只闭合开关S和S
2
，调节变阻器Ω的滑片，使电压表V
2
的示数为 V，此时小灯泡正常
发光；
②只闭合开关S和S ，保持滑片P的位置不动，此时V 的示数为1V，V 的示数为2V；
1 1 2
③该灯泡的额定功率P额 ＝ W。
