【内容简介】测量电功率实验是物理课程标准要求的学生必做的20个实验之一，也是初中物理中考命题最重要的实验题素材。通过本文论述的实验，能让学生理解实验的目的、原理、实验中所用器材、电路图画法和实物图连接方法、实验表格的设计、掌握实验步骤和注意事项等。是初中阶段一个非常重要且综合性强的电学实验。属于中考必考知识点。学会这个实验的基本方法，通过比较，对加深理解用伏安法测导体电阻的实验具有重要意义。所以愿毕业班学生在中考复习阶段要奋力拼搏，通过训练，强化理解。 一、测量小灯泡电功率实验需要掌握的基础知识 ［实验目的］测量小灯泡在不同状态下的电功率。 ［实验要求］分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率。 ［实验原理］根据公式    ，测出灯泡     和      ，就可以计算出小灯泡的电功率。 ［实验电路图］根据实验的目的和原理设计实验电路图，并按电路图连接实物。   ［实验器材］小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 实验数据（记录）表格：小灯泡的额定电压是         实验次数 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W） 1         2         3           ［实验步骤］ 1．按电路图连接实物电路。 2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。 4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。 5．断开开关，整理实验器材。 ［注意事项］ 1．按电路图连接实物电路时注意： （1）连接过程中开关应始终处于断开状态。 （2）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。 （3）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确。 2．合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整。 3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。 ［实验结论］由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出） （1）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。 （2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。 【例题1】 二、测量小灯泡电功率实验考法与解法 该实验命题角度多，考查知识点多，要求学生能力强。往往在一道试题里，考查多个方面知识点。抓住每个知识点去突破是同学们解决本问题法宝。 1.以考查滑动变阻器使用及其注意事项为角度命题。 【例题1】小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。   （1）为了保护电路，闭合开关S1前，应将滑片P移到动变阻器的　　（“A”或“B”）端。 （2）闭合开关S1，将单刀双掷开关S2扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1，如图乙所示，I1=　　A； （3）将开关S2扳向“2”，保待滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值R，使电流表的示数仍为I1，此时R=5Ω；则步骤（2）中小灯泡的电阻R1=　　Ω，测量小灯泡电阻的方法是　　（选填“控制变量法”或“等效替代法”）； （4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1=　　W； （5）若小灯泡的额定电流为I0=2I1，以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系，你认为最有可能的是　　。 A．P0=2P1B．P0=3P1  C．P0=4P1D．P0=5P1 【答案】（1）B；（2）0.2；（3）5；等效替代法；（4）0.2；（5）D    （4）步骤（2）小灯泡的实际功率P1=I12RL=（0.2A）2×5Ω=0.2W； （5）若小灯泡的额定电流为I0=2I1，假设灯泡的阻值不变， 则P额=I02R=（2I1）2R=4I12R=4P1。           由于灯泡的阻值不是定值，且灯泡的阻值会随温度的升高而变大， 所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大， 则额定功率P0＞P额=4P1，所以最有可能的额定功率值为P0=5P1。 故选D。 2.以实物图连接或者画电路图为角度命题。 【例题2】用如图甲所示电路测量小灯泡的额定功率，小灯泡上标有“3.8V”的字样，额定功率约1W，滑动变阻器R0的规格是“20Ω1A”，电源电压恒为6V． ①连接不完整的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整（要求导线不交叉，滑片向右移，灯光变亮） ②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至　　（选填“A”或“B”）端，才能闭合开关； ③电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是　　 A．更换小灯泡   B．检查电路是否断路  C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光 ④当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 W ⑤小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节滑片要使灯正常发光过程中，电压表的示数很难准确显示3.8V，可能因此造成一定的测量误差．她认为可以在小华第③步实验的基础上，对电路稍作改动，能提高测量数据的精确度．请帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）： a．断开开关，　                  　； b．闭合开关，　                   　，并读出此时电流表的示数； c．计算出灯的额定功率．                                        【答案】①见下图；②A；③C；④1.14；⑤a．电压表换用“﹣”“3”两接线柱并从灯泡两端换接到滑动变阻器两端；b．调节滑动变阻器至电压表的示数为2.2V．学#科网 【解析】（1））①变阻器要选择右下方接线柱，这样滑片向右滑动时，接入电路的电阻变小，电流变大，则灯泡变亮，如图所示．   ②连接好电路后，为了保证电路安全，应将滑动变阻器滑片移至A端即阻值的最大处； ③电压表内阻很大相当于断路，若电压表与电流表位置接反了，由于电压表串联在电路中，故电路中电流会非常小，接近于零，电压表相当于测电源电压，因此，只有电压表有示数，灯不亮．故C符合题意． ④读图可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.3A． 则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W． ⑤由于小灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表必须选择大量程，这样造成电压测量不精确，为了使测量误差更小，可将电压表并联在滑动变阻器的两端，改接小量程．学科&网 因为电源电压为6V，则变阻器两端电压为6V﹣3.8V=2.2V时，此时小灯泡恰好正常好光． 因此，补充的步骤为：a．断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端（此时选择小量程）； b．闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数； c．计算出灯的额定功率． 3.以考查电流表、电压表读数和电功率计算为角度命题。 【例题3】小军做测量小灯泡电功率的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5V．   （1）请用笔画线代替导线，将如图甲所示的实验电路连接完整． （2）丙图中阴影部分面积表示的物理量是_______． （3）实验时闭合开关，小军发现小灯泡不发光，且电流表有示数，而电压表无示数，则电路的故障可能是：_______． （4）故障排除后，闭合开关，小军发现电压表的示数为2V，若想测量小灯泡的额定电功率，应再调节滑动变阻器的滑片P，使P向_______移动（选填“左”或“右”），当电压表的示数为2.5V时，对应电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率是______W．这时小灯泡正常发光20s，产生的焦耳热为________J. 【答案】（1）如图所示（2）灯两端电压（3）小灯泡短路（4）右   0.75。  15J        【解析】（1）灯泡的额定电压为2.5V＜3V，所以选择电压表的量程为0～3V读数精度高，且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则与灯泡串联。具体做法是将灯泡右接线柱与滑动变阻器的A接线柱相连，再与电压表的“3”接线柱相连，如图所示。      （4）要测灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压为2.5V，根据欧姆定律可知应增大电路中的电流，减小滑动变阻器接入电路的电阻，故滑片应向右移动；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，灯泡的额定电流为0.3A；灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W． Q=Pt=0.75W×20s=15J 此外还有以实验操作过程中，电路故障为角度命题；以考查对I—U图像的理解为角度命题；以考查实验设计步骤为角度命题，等等。  测量小灯泡电功率实验专题同步训练题及其解析 1.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，有两个规格分别为“10Ω1A”、“50Ω2A”的滑动变阻器，电源电压为9V．   （1）本实验中应该选择规格为         的滑动变阻器； （2）图甲中已有部分电路连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整； （3）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是            ．正确连接好电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近9V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是             ； （4）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图丙所示，则小灯泡的额定功率为        W．在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比       （填“变大”、“变小”或“不变”），导致这一结果的原因是                  ； （5）整理器材时发现滑动变阻器的PA部分比PB部分热，原因是              ．