實驗6：測量小燈泡的電功率

命題要點：

1. 實驗原理：P＝UI

2. 滑動變阻器的作用：保護電路；改變電路中電流

3. 使小燈泡正常發光的操作：移動滑片，直至電壓表示數等于小燈泡額定電壓

4. 滑動變阻器規格選取

5. 測量多組數據的目的：測量小燈泡在不同電壓下的實際功率，并進行比較

6. 計算小燈泡的電功率

7. 計算電阻的阻值

8. 分析圖像或表格總結結論

(1)小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮；

(2)燈絲電阻随電壓的增大而增大

9. 正常實驗時燈泡不亮的原因：實際功率太小

10. 動态電路分析：判斷滑片移動時電表示數、電功率的變化

11. 實驗評估及改進

12. 缺電表測小燈泡電功率

針對訓練：

在“測小燈泡額定電功率”的實驗中，提供的器材有：電壓恒為 4.5 V的電源，額定電壓為 2.5 V的待測小燈泡，電阻約為 8 Ω，電流表(0～0.6 A，0～3 A)，電壓表(0～3 V，0～15 V)，開關和導線若幹．另有标有“30 Ω　2 A”的滑動變阻器R1和标有“5 Ω　1 A”的滑動變阻器R2.

(1)小明檢查儀器時，發現電流表指針如圖甲所示

，接下來應進行的操作是________.

(2)若小明設計的電路如圖乙所示，請選擇合适的量程，并用筆畫線代替導線将圖乙的實物電路圖連接完整，并根據實物圖将電路圖畫在虛線框内．

(3))本實驗選擇的滑動變阻器是________(選填“R1”或“R2”)．

(4)小明連接完最後一根導線後，小燈泡立即發出耀眼的光，不一會兒又熄滅了，請問小明操作中有哪些不當之處，寫出兩點：①______________________；②_________________________.

(5)小明把滑片移到最左端，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表示數為零，電壓表的示數接近電源電壓．為了排除故障，小明接下來的操作合理的是________(選填字母符号)．

A. 擰緊小燈泡和它兩端的接線柱

B. 擰緊開關兩端的接線柱

C. 檢查滑動變阻器是否短路

(6)排除電路故障後，閉合開關，發現小燈泡不亮，電壓表、電流表都有示數，造成這種現象的原因可能是________________

(7)閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，當滑動變阻器的滑片P移到某一位置時，觀察到電壓表示數如圖丙所示，其示數為________V．想要測出小燈泡的額定功率，接下來的操作是______________________．

(8)小明設計數據記錄表格并記錄數據如下：

小明設計的實驗表格存在的問題是：電壓、電流沒有帶單位(或未設置電功率一欄)

②小燈泡正常發光時，電流表示數如圖丁所示，則小燈泡的額定功率為________W.

③第一次實驗中，發現小燈泡不發光，原因是________．

④分析表中數據，得出的結論是，小燈泡的實際功率________，燈泡越亮．

(9)小明根據實驗數據繪制出I－U圖像，如圖戊所示，圖中陰影部分面積的物理含義是_______________________

(10)實驗中多次測量的目的是_______________________．

(11)小明在進行實驗處理數據時，算出了小燈泡的平均功率，你認為這樣處理數據是________(選填“合理”或“不合理”)的，理由是________________________________________.

(12)老師說：雖然電壓表的内阻很大，但電路接通後仍有微小電流流過電壓表；雖然電流表的内阻很小，但是電路接通後電流表的兩端仍有微小的電壓．請你根據這一事實并結合電路圖分析判斷，該電路主要是由于所測________(選填“電流”或“電壓”)值偏________(選填“大”或“小”)而引起測量的小燈泡電功率偏________(選填“大”或“小”)．

(13)小明想用該電路繼續測量額定電壓為3.8 V的小燈泡的額定功率，但是發現電壓表0～15 V量程不能使用，在不改變實驗器材的情況下，請簡要寫出他的操作步驟：___________________________________________________．

(14)若将圖乙中小燈泡換成定值電阻，其他元件不變，還可以探究的實驗是：___________________________.

(15)當加在燈泡兩端的電壓為額定電壓的一半時，燈泡的實際功率P實________(選填“>”“<”或“＝”)1/4P額．

(16)小明增加一個阻值為10 Ω 的定值電阻R0，隻利用一隻電表，通過簡單操作(開關S接“a”、“b”各一次)來測量小燈泡的額定功率，下圖A、B是他設計的兩種不同方案的電路圖，則以下判斷正确的是________(填序号)．

A. 兩種方案都能

B. 兩種方案都不能

C. A方案能，B方案不能

D. A方案不能，B方案能

實驗7：特殊方法測小燈泡的電功率

類型1　缺電流表

【設計思路】

①使小燈泡正常發光：調節滑片的位置，使小燈泡兩端電壓等于額定電壓U額；

②利用電壓表并聯定值電阻(或已知最大阻值的滑動變阻器)等效替代電流表，間接測出通過小燈泡的電流I額．

2. (1)(2019綏化改編)(伏阻法)小倩在進行測量小燈泡電功率的實驗中發現電流表損壞不能使用，她利用阻值已知的定值電阻R0，設計了如圖甲所示的電路，測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率．操作如下：

①閉合開關S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為________；

②保持滑動變阻器滑片位置不變，閉合開關S、S2，斷開S1，讀出電壓表示數為U；

③小燈泡的額定功率P額＝____________．(用U、U額和R2表示)

(2)(伏滑法)小明在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，實驗室提供如下器材：被測小燈泡(額定電壓2.5 V，電阻約為10 Ω)，電源(電壓恒為6 V)、電壓表、開關各一個，滑動變阻器R1(“10 Ω 1 A”)和R2(“50 Ω　0.5 A”)．如圖乙為小明設計的電路，請你寫出實驗步驟和小燈泡額定功率表達式．

①閉合開關S，将滑動變阻器________的滑片P移至a端，移動另一個滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為2.5 V；

②保持滑動變阻器_____的滑片位置不動，___________，讀出電壓表的示數U；

③小燈泡額電功率表達式為P額＝____________．(用已知量和測量量表示)

類型2　缺電壓表

【設計思路】

①使小燈泡正常發光：利用電流表串聯定值電阻(或者已知最大阻值的滑動變阻器)等效替代電壓表，調節滑片的位置，使電流表的示數等于 ；

②利用電流表測出通過小燈泡的電流I額．

(1)(安阻法)小明在實驗過程中不小心将電壓表燒壞了，小明新增一隻10 Ω 的定值電阻R，利用原有器材，也測出了額定電壓為2.5 V小燈泡的額定功率，實驗電路如圖甲所示．步驟如下：

①閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電流表示數為________A時，燈泡正常發光；

②斷開開關，保持__________不變，将電流表改接在燈泡所在支路中，再閉合開關，讀出電流表示數I;

③小燈泡額定功率的表達式為P額＝_________．

(2)(安阻法)某同學測量标有“2.5 V”的小燈泡的額定功率時，發現電壓表損壞了，老師給了他一個阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關．他重新設計了如圖乙所示的電路，也測出了小燈泡的額定功率，正确連接電路後，接下來的實驗步驟是：

①閉合開關S，S1與a相接，調節滑片P，使電流表示數為________；

②_________________________，記下電流表的示數I2；

③小燈泡額定功率的表達式P額＝__________________．(用已知量和測量量的符号表示)

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