测量小灯泡的电功率 教案 (学生版)

知识框架：

R

①原理：P=UI 

②电路图：

③选择和连接实物时须注意：

电源：其电压高于灯泡的额定电压

滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。

电压表： 并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据：额定电压选择电压表量程。

电流表：串联在电路里““+”接线柱流入，“－”接线柱流出。

根据：I额=P额/U额 或I额=U额/R 选择量程。

④灯泡的亮度由____________决定。⑤测量家用电器的电功率。器材：电能表、秒表，原理：P=W／t

题型体系：

题型一、实验中的故障分析

连接电路时，开关未断开；滑动变阻器未以最大阻值接入电路；电表连接方式错误（电压表并联、电流表串联）；电表量程选择错误；电表测量对象错误；滑动变阻器连接错误；用电器短路；用电器断路

［例1］如图所示是测定小灯泡电功率的电路图。电路连接正确后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是（    ）

A.滑动变阻器短路     B.滑动变阻器连入电阻值过大    C.灯泡断路     D.灯丝电阻值过大

［例2］小明在用电流表和电压表测量额定电压为2.5V小灯泡电功率的实验中，所用仪表完好，按照电路图连好电路后，在实验过程中分别出现了下列情况，请你帮他找出各自故障的原因。

（1）连接好电路，闭合开关后，看到电流表指针如下图所示偏转，原因是_____                 。

（2）将最后一根导线刚连好，马上看到灯泡发光，原因是：_________                      ___。

（3）闭合开关后发现灯泡不亮，你认为电路故障原因不可能是（   ）

Ａ．灯泡没有旋进灯座 Ｂ．开关接触不良 Ｃ．灯泡的灯丝断了 Ｄ．电流表被短路

（4）连接好电路，闭合开关后，发现小灯泡不亮，而电压表有示数，电流表示数为零，产生这一现象的原因是_____________________________。（写出一条即可）。

（5）连完电路并闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表有示数，产生这一现象的原因是_________________________________。

（6）接好电路后，闭合开关发现小灯泡特别亮，其原因是                 。

（7）当闭合开关时，小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，其原因是：                             。

（8）若在实验中电流表、电压表都正常工作而且都有示数，灯泡能发光，滑动变阻器也能正常工作，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数都低于2.5V，则原因可能是（只写出一条即可）；                       。

题型二、实验题

［例1］小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如左图所示的电路开始探究。

（1）请你用笔画线代替导线，根据左图所示的电路图，将右图所示实物图连接完整。

（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L1几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的_______、_______．(选填“AB”或“CD”)接线柱接入了电路。

（3）小雷排除故障后，继续进行实验：

①闭合开关，滑片P向_______(选填“A”或“B”)端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如下表：

（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越________。

（5）用L2替换L1重复上面的实验时，需要改变_______表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。

（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：

①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。”这种说法错误的原因是小雷忽略了__________对小灯电阻的影响。

②有同学认为“把灯L1换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。”你认为这种说法___________（选填“正确”或“错误”）。

［例2］小明设计了如图甲所示的电路图，用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好，电源电压保持不变。

（1）小明将各元件连接成如图乙所示的电路，请指出其中的错误：__________________。

（2）电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到__________时，表明小灯泡正常发光，并记录电流表的示数。

（3）为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系，小明继续调节滑动变阻器的滑片，并记录数据如下表所示，发现第2次实验小灯泡最亮，此时小灯泡的实际电功率为_______瓦。

(1)小华按照电路图进行连接，当他刚把最后一根导线连接好，小灯泡就立刻发光了。出现这种现象，是由于在连接电路前________。除此之外，连接电路还要注意两点：一是连接电路前要使变阻器置于最大阻值处，二是闭合开关前要先进行________。变阻器置于最大阻值处的作用是____________。

(2)小华按规范要求重新连接好电路(如图所示)，闭合开关后，发现小灯泡不亮。他利用电压表判断故障(假设故障只有一处)，保持电压表接d点的一端不动，另一端分别接a、b、c三点。分别接a、b两点时电压表均无示数，接c点时电压表有示数，故障原因是____________________。

(3)排除故障，电路恢复正常后，滑片P向左滑动的过程中，小灯泡的功率________(选填“变大”、“变小”或“不变”)，小灯泡的亮度________ (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。

［例4］在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示，

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电压表接在灯泡两端．

（2）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是    __    ．

（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向     （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为        V．

（4）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图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是    __    W。

［例5］图甲是某同学做“测量小灯泡的电功率”的实验电路图，所用的小灯泡标有“2.5V”字样．

（1）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P应处于      端（选填“a”或“b”）；

（2）电路连接完整后，闭合开关，当向左移动变阻器的滑片P时，电压表的示数将         （选填“变大”、“不变”或“变小”）；

（3）该同学移动滑片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图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是    W．

（4）若连接实验电路正确，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡均不亮，电流表无示数，电压表有示数且接近于电源电压，电路中出现故障的原因可能是           ．

［例6］用如图所示的器材做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样。

（1）请根据实验目的，用笔画线代替导线，将图（甲）所示的实物连接成实验电路（2分）。

（2）小刘正确连接电路并检查无误后，闭合开关，发现灯泡不亮，立刻要求老师更换灯泡。小刘的做法是欠妥的，正确的做法应该是                                    （1分）。

（3）解决了上述问题后，小刘发现灯泡发光了。如果要使灯泡正常发光，小刘应该         （1分）。

（4）小灯泡正常发光时，电流表的读数如图（乙）所示，则灯泡的额定功率为        W（1分）。

（5）若电源电压为6V，实验室提供的滑动变阻器有“10Ω  1.5A”和“20Ω  1A”两种规格，则本实验中应选用规格为          （1分）的滑动变阻器。

题型三、影响因素分析

［例1］下列判断中正确的是

A.根据P=I2R可知，电阻越大，电功率也越大    B.根据P=可知，电流做功越多，电功率越大

C.根据P=UI可知，同一导体两端的电压越小，电功率也越小

D.根据P=可知，电阻越大，电功率反而越小

［例2］两个定值电阻R1和R2，阻值分别为10 Ω和20 Ω，允许通过的电流分别为1 A和0.5 A，将它们串联在电路中，下列说法中正确的是

A.加在它们两端的电压最大值为20 V      B.通过电路的电流最大值为1 A

C.通过电路的电流最大值为0.5 A         D.他们的总功率最大值是15 W

题型四、求电功率

［例1］如图所示，L是“12 V   6 W”的灯泡，R是一个滑动变阻器，A、B间的电压U为18 V。当滑动变阻器的滑片P移至c处时，灯L正好正常发光。试求：（1）滑动变阻器接入电路的电阻值；（2）滑动变阻器上消耗的电功率。

［例2］如图所示电路中，小灯泡上标有“8 V 3.2 W”字样，滑动变阻器的最大阻值为40 Ω，R1的阻值为18 Ω。求：（1）小灯泡L的电阻；（2）S、S1、S2均闭合时，电压表的示数为9 V，求电源电压及电阻R1上消耗的电功率；（3）断开S1、S2，闭合S，若接入电路中的电压表的量程改为0~3 V，电流表的量程为0~0.6 A，为了保证两表和小灯泡都能安全使用，滑动变阻器的阻值变化范围为多少？

［例3］电器修理工人使用的电烙铁，通电后如果较长时间不用，烙铁头由于温度过高发生氧化，焊锡就会不容易附着在上面，影响焊接质量。某工人师傅将电烙铁的电路改装后如图3—3所示，当他焊接时，闭合开关，电烙铁正常工作；当他不焊接时断开开关，使灯泡与电烙铁形成串联。如果电烙铁上标有“220 V 100 W”字样，灯泡的电阻是242 Ω，当开关断开时电烙铁消耗的功率是多少？（设电烙铁、灯泡的电阻不变）

题型五、亮度问题

［例1］某同学有三只电灯泡，上面分别标有“220 V 60 W”“110 V 60 W”“36 V 60 W”的字样，如果该同学将这三只灯泡分别接到各自额定电压的电路中。下面的说法中正确的是

A.因为三只灯泡的电功率相同，所以三只灯泡亮度一样   B.“220 V 60 W”的灯泡电压最高，所以最亮

C.“36 V 60 W”的灯泡电流最大，所以最亮    D.各个灯泡接入电路的电压不同，无法比较它们的亮度

题型六、电压表和定值电阻替代法测量小灯泡的额定功率

［例1］现有电压表、滑动变阻器、已知阻值的电阻R0、额定电压为2.5V的待测小灯泡、电池组、开关各一个、导线若干，利用以上器材测定该小灯泡的额定功率。要求：在方框内画出实验电路图

（1）写出实验的步骤：                                            

（2）写出测定小灯泡的额定功率的表达式：                       

题型七、电流表和定值电阻替代法测量小灯泡的额定功率

［例1］现有电流表、滑动变阻器、已知阻值的电阻R0、额定电压为2.5V的待测小灯泡、电池组、开关各一个、导线若干，利用以上器材测定该小灯泡的额定功率。要求

（1）在方框内画出实验电路图

（2）写出实验的步骤：                                           。

（3）写出测定小灯泡的额定功率的表达式：                         。

题型八、伏安法的转换法测小灯泡的额定功率

［例1］在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时，灯泡上标有“3.4V” 字样。小红设计了实验电路图，如图甲所示，并连接了部分实验电路，如图乙所示。

（1）请帮助小红完成实验电路的连接。

（2）假若电压表15V量程损坏，3V量程能正常使用，电源电压为6V且稳定不变，仍利用现有的器材完成实验，你认为如何操作___________________   。

题型九、通过测量小灯泡正常发光时的电流来测量小灯泡的额定功率

［例1］萧宏同学设计了一种实验方案测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）。

方案为：（1）电路图如上图所示，将开关S拨到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表的示数I1。

（2）将开关S拨到位置2，滑片位置不动，读出电流表的示数I2。

（3）现算出灯泡的电阻RL=         （请你用所测的物理量表示），再根据P0=U02/RL，计算出小灯泡的额定功

率。他按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是                                         。

仔细分析后，他认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤（1）改为                                。