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《伏安法和特殊法测量小灯泡的电功率》考点+训练

测量小灯泡的电功率是初中电学的一个重要实验，是电功率一章的最后一节内容，是前面内容的一个升华，知识性综合性强。在各省市中考的试卷中，主要以实验题的形式考查。

一、伏安法测量小灯泡的电功率：
1.实验原理：P=UI。
2.电路的设计：用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，为了多次测量，还需要滑动变阻器，还要用到组成电路必备的元件：电源、开关、导线，所以电路如下：

3.实验步骤和记录表格：
（1）按电路图连接实物图，连接时，开关断开，滑动变阻器“一上一下”接入电路。
（2）检查电路无误后，将滑片移动阻值最大处，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，并记下电压表和电流表的示数；
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数；
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的0.8倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数；
（5） 比较灯泡的电功率和小灯泡的亮度，得出结论。
U/V I/A P/W 小灯泡的亮度
1
2
3
4. 实验结论：
（1）当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；当U实>U额时，P实〉P额，用电器容易烧坏；当U实 （2）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。
（3）小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的，实际功率越大，小灯泡越亮。
5. 交流讨论：
（1）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压。
（2）小灯泡的I—U图像是一条曲线，原因是灯丝电阻随温度的升高而增大。

（3）使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡。
（4）多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值，所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。不能用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率，是因为电压改变，功率也改变，求平均值无意义。
（5）小灯泡不亮的原因可能原因之一是滑动变阻器连入电路中的阻值太大，小灯泡的实际功率太小。滑动变阻器的规格选取利用 来确定。
（6）小灯泡两端的电压无法达到调到额定电压的原因：电源电压过低或滑动变阻器的阻值太小。
（7）电表量程的选择：
①电压表的量程一般根据题干已知的电源电压、小灯泡的额定电压或实物图中电池的节数来判断；
②电流表的量程由 或 来确定。
二、特殊方法测小灯泡的电功率：
（1）缺少电流表：只有电压表时，无法直接测出电流，因此想办法测电流是实验的关键。为了测电流，往往是构造串联电路，使通过小灯泡的电流与通过定值电阻的电流相等，间接测出电流。
电路设计 实验步骤 表达式

已知U额、R0 （1）闭合S、S1，移动滑片，使电压表示数为U额；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表的示数U1。


已知I额、R0 （1） 闭合S、S1，移动滑片，使电压表的读数I额R0；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，读出电压表示数U1。


已知U额、R0 （1）闭合S，调节R2的滑片到最左端，调节R1的阻值使电压表的示数为U额；
（2）保持R1的位置不变，将R2的滑片调到最右端，读出电压表的示数U。

（2）缺少电压表：只有电流表时，无法直接测出电压，因此想办法测电压是实验的关键。为了测电压，往往是构造并联电路，使小灯泡两端的电压与定值电阻的电压相等，间接测出电压。
电路设计 实验步骤 表达式

已知 U额 （1）闭合S、S1，移动滑片，使电流表的示数为 ；
（2）断开S2，闭合S1，读出电流表的示数I1。


已知I额、R0 （1）闭合S、S2，移动滑片，使电压表的读数I额；
（2）断开S2，闭合S1，保持滑片位置不变，读出电流表示数I1。


已知I额 （1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额；
（2）断开S1，闭合S2，保持滑片位置不变，调节电阻箱，当电流表示数为I额时，读出电阻箱连入电路中的电阻R。

已知I额、U （1）只闭合S1，移动滑片，使电流表示数为I额；
（2）保持滑片P位置不变，再闭合S2，读出电流表示数I。


一、中考题型分析
中考中，测量小灯泡的电功率是必考的电学实验之一，伏安法测电功率主要考查电路的连接、电路故障、电流表的读数及电功率的计算，特殊方法测电功率侧重考查电路的设计、实验步骤及表达式的书写，实验题为主。
二、典例精析
★考点一：伏安法测量小灯泡的电功率：
◆典例一： (2019·武汉)某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是2.5 V。