課時18.3測量小燈泡的電功率（幫課堂）（原卷版）

她花【學習目標】

1.知道測量小燈泡功率的原理，會測小燈泡的額定功率和實際功率：

2.加深對電功率的理解，會測算小燈泡的額定功率和實際功率，進一步練習使用電流表、電壓表和滑

動變阻器；

3.通過實驗，體驗小燈泡的電功率隨它兩端電壓的變化而變化的規律；

4.通過實驗認識用甩器正常工作與不正常工作對用電器的影響，培養學生科學使用用電器的意識。

后【知識導圖】

用電能表測用電器的電

----、方法,

功率

【基礎知識】

知識點一、用電流表和電壓表測量小燈泡的電功率

L伏安法測量小燈泡的電功率

實驗目的用電流表和電壓表測量小燈泡的額定功率和實際功率

（1）原理：P=UI。

實驗原理

（2）根據電功率的計算公式P=UI,用電壓表測量小燈泡兩端電壓，用電流表測通過小燈泡的電流，就可

和方法

以求出小燈泡的電功率。

實驗器材兩節電池、滑動變即器、電壓表、電流表、小燈泡一個（額定電壓2.5V）、燈座、開關、導線

實驗步驟（2）按照圖甲所示電路圖連接實物電路，如圖乙所示。在開關閉合之前，將滑動變阻器的滑片移到阻值

最大處（保護電路）。

(3)檢查連接無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數等于小燈泡的額定電壓，觀

察此時小燈泡的發光情況，記下此時電壓表和電流表的示數，填在實驗數據記錄表中。

(4)調節滑動變阻器的滑片(改變小燈泡兩端電壓，實現多次測量)，使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，

觀察此時小燈泡的發光情況與在額定電壓下的發光情況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數

據記錄表中。

(5)調節滑動變阻器的滑片，使電壓式的示數約為額定電壓的1.2倍，觀察此時小燈泡的發光情況與在

額定電壓下的發光恬況有什么不同，記下此時電壓表和電流表的示數，數據記錄表中。

(6)實驗結束后，斷開開關，將連接電路的導線拆開，并整理好實驗器材。

(7)根據測出的三阻數據(不是為了求平均值，而是為了得到不同電壓下的實際功率)，計算出小燈泡

在不同發光情況下的電功率，并填在實驗數據表中。

實驗次數電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的亮度

實驗數據12.50.240.6正常

記錄表22.00.200.4較暗

33.00.280.84較亮

(1)分析表格中的實驗數據后，發現小燈泡兩端的實際電壓越］每，小燈泡電功率越二火，小燈泡越亮。

分析論證(2)小燈泡的亮度時由它的實際功率決定的.

(3)小燈泡的實際電功率有多個，額定功率只有一個。

當UFU版時，PQP副，小燈泡正常發光，測得P*0.6也

實驗結論當IU<U/寸，P￡PR,小燈泡發光較暗。

當UQU筑時，PQP用，小燈泡發光較亮。

2.實驗注意事項

電源電壓應高于小燈泡的額定電壓。例如，額定電壓為2.5V的小燈泡，至少選兩節干電池作為電源。

(1)電壓表量程的選擇應參照小燈泡的額定電壓。

①若小燈泡的額定電壓時2.5V,則選擇0-3V量程；

②若小燈泡的額定電壓時3.8V,則選擇0-15V量程。

(2)電流表量程的選擇要參照小燈泡的額定電流的大小。

①若知道小燈泡的額定電壓和額定功率，則可以計算出小燈泡的額定電流的大小，電流表的路程略大

選擇器材

于額定電流即可：

②若不能求出額定電流大小，可用試觸法確定電流表的量程。

③因為常見的小燈泡(額定電壓1.5V—3.8V)額定電流均小于0.6A,故無特殊說明，電流表的量程可

以宜接選擇6A量程。

滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，滑動變阻器的最大電阻應與小燈泡的電阻

差不多，以使滑動變阻器的調壓效果明顯。

(1)連接電路前，要把開關斷開，防止由于電路連接錯誤而發生短路，損壞電路元件.

(2)連接電流表和電壓表時，注意電流從“+”接線柱流入，從“一”接線柱流出。

連接電路

(3)連接滑動變阻器時，要“一上一下”選用接線柱。閉合開關前需把滑動變阻器的滑片置于阻值最

大處，防止電路中電流過大，損壞電路元件。

(1)移動滑動變阻器的滑片時，要緊盯電壓表的示數。

操作細節

(2)調節小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，要注意緩慢調節滑動變阻器的滑片，實際電壓不能超過

額定電壓的1.2倍，同時通電時間不易過長，否則容易燒壞小燈泡。

（3）實驗完畢，一定要先斷開開關，然后再拆卸電路，整理器材。

（4）分析數據時，不能把三次的電功率取平均值，因為這三次的電功率是三個不同電壓卜?的電功率，

求平均值無任何意義。

辨析比較:三個伏安法測量實驗的辨析

伏安法測小燈泡電功率伏安法測小燈泡電阻伏安法測未知電阻

不原理P=UI

1I

同

多次測量獲得不同電壓下小燈泡的電得到不同電壓下燈絲的電阻，

點取平均值，減小誤差

的目的功率研究燈絲電阻與溫度的關系

相

同電路圖r-@-叼

點L2國31I

所測

都需要測出電壓1和電流I

物理量

3.伏安法測小燈泡電功率實驗中常見故障及原因分析

常見故障現象原因分析

電源、電流表、導線、開關或滑動變阻器損壞，或接線

閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表無示數

柱接觸不良

（1）滑動變阻器接成定值電阻：（2）滑動變阻器滑片

閉合開關，燈泡不亮，電流表、電壓表有示數

在限值最大處還為調節：（3）電源電H過低

燈泡不亮

閉合開關，燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉，（1）電流表、電壓表位置互換了；

而電壓表示數卻很大，接近電源電壓（2）燈泡處斷路，即燈泡的燈絲斷了或燈座接觸不良；

閉合開關，燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無

燈泡短路

示數

（1）電流表或電壓表的量程過大:（2）電源電壓太低:

閉合開關，電流表或電壓表的指針偏轉角度很小

（3）滑動變阻器接入電路的阻值過大

電表問題閉合開關，電流表或電壓表指針反向偏轉電流表或電壓表的接線柱接反r

閉合開關，電流表或電壓表指針的偏轉角度超過（1）電流表或電壓表量程選擇過?。海?）電路中出現

電表的量程短路；（3）滑動變阻器接入電路中的阻值太小

開關問題連接電路時，接完最后一根導線燈泡立即發光連接電路時，開關一直處T閉合

閉合開關，移動滑動變阻器的滑片時，電表示數

滑動變阻器同時接入了上面（或下面）兩個接線柱

滑動變阻及燈泡的亮度均無變化

器問題閉合開關，無論怎么調節滑動變阻器，電壓表示

電源電壓過低

數總小于燈泡額定電壓

（1）小明通過移動滑片P,分別記下了多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成了如圖乙所示的

U-I圖象，根據圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是___________W：

（2）實驗結束后，小明僅將小燈泡換成定值電阻，來探究電流與電阻的關系，小明想要完成四組實驗，

準備好的定值電阻有5。、10。、15Q、2（）。。

①將電路連接正確后，閉合開關，移動變阻器的滑片P,使定值電阻兩端的電壓為2Y,此時電流表的

示數如圖丙所示；

②斷開開關，將定值電阻換成阻值為10Q的電阻，閉合開關，滑動變阻器滑片應向________（選填“左”

或“右”）移動：為完成此四組實驗，滑動變阻器的最大電阻應不小于__Q。

【典例2】有一只小燈泡的銘牌上僅能看清“0.5A”的字樣，小強為了測量該小燈泡的額定功率，進行

了如下實驗。

甲乙丙

（1）他連接了如圖甲所示的電路，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，發現小燈泡不亮，電流表的示

數始終為零，電壓表的示數接近3V保持不變，為了排除故障，接下來的操作合理的是—（選填字母）；

A.擰緊開關兩端的接線柱B.擰緊小燈泡和它兩端的接線柱

（2）他測量小燈泡額定功率的實驗原理是—（填公式），圖甲中—（填儀器名稱）的量程選擇不合理：

（3）排除故障后，正確連接電路。使小燈泡正常發光，電壓表示數如圖乙所示為—V,小燈泡的額定功

率為—W；

（4）小強對實驗進行了拓展，利用如圖丙所示的電路，測出了另?只己知額定電流為Ii的小燈泡的額定

功率，請完成實驗步驟：

①閉合開關，，開關&連接b,移動滑動變阻器的滑片，使電流表示數為一；

②保持滑動變阻器的滑片位置不變，開美&連接a,調節電阻箱的阻值，使電流表示數為1“讀出電阻

箱的示數為R。；

③則小燈泡的額定功率表達式P版=__（用字母表示）。

知識點二、利用電能表測量用電器的電功率

IV

用電能表測M待測用電器在某段時間內消耗的電能，利用停表（秒表）測出所用時間，然后用公式：

實驗原理

進行計算

實驗器材待測用電器，電能表，停表（秒表）

（1）從電能表表盤上記下用電器每消耗lk￥-h的電能，電能表的轉數N（或指示燈閃爍次數N）；

（2）斷開家里其他用電器的開關，只讓待測用電器在正常負荷下稔定工作；

（3）用停表測量待測用電器工作時電能表轉盤轉數］（或指示燈閃爍次數n）所用時間：

實驗步驟

（4）斷開待測用電器開關，計算其電功率。電能表轉盤轉數n（或指示燈閃爍次數n）時所消耗的電能

為卬=K內%〃=二乂3.6、1（）64,用電器的實際電功率尸=J°

NNNt

【典例3】小鵬同學家的電能表如圖所示，則小鵬家已消耗的電能為_kW?h,轉盤已轉過—轉；他發

現家里只使用一只電水壺（其它用電器都關閉）時，觀察到電能表轉盤3分鐘轉過100轉，電水壺工作時

的實際電功率為—此

士C【方法幫】

題型一：實驗器材的選擇

實驗器材的選擇原則

（1）電壓表、電流表的選擇原則：在滿足量程要求的前提卜盡可能選擇小量程，以使測量結果的精確

度更高。

（2）滑動變阻器的選擇：①看允許通過的最大電流是否符合要求；②看最大阻值是否符合電路調節要

求。

【典例】在測量“小燈泡的額定功率”的實驗中，實驗室提供的實驗器材有：

A.電源（電壓為4.5V）,

B.電流表&（量程為0?0.6A,電阻為0.5Q）

C.電流表A2（量程為0-3A,電阻為0.2Q）

D.電壓表。（量程為3V,內阻為3kQ）

E.電壓表V2（量程為15V,內阻為IkQ）

F.滑動變阻器R（阻值（）-13。）

G.定值電阻R產800Q

H.待測小燈泡L（額定電壓為3.8V,額定功率大約是1.2W）

I.開關S一個，導線若干

實驗要求：既要保證電路安全，又要提高測量精確度：為了減小系統誤差，測量時電表示數應大于量

程的三分之一。則

（1）根據實驗要求，電流表應選,電壓表應選（選填器材前的字母代號）。

（2）根據實驗要求，在虛線方框內畫出實驗電路圖（其中部分電路已畫出）。

（3）根據實驗電路圖，請用第畫線代替導線，將實驗器材連接起來使之成為實驗電路（其中部分導線

已連接好）。

（4）在閉合開關前，滑動變阻器的滑片應滑到_______端（選填實物圖中“a”或"b"）:正確連接

實驗電路后，開關試觸時，發現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表有示數，仔細檢查電路各部分均接觸良

好，其原因可能是。

II國金圜

BiB：

題型二：實驗電路故障分析

力法點找

（1）首先要根據題干給出的條件確定是斷路還是短路：電流表有（無）示數，說明電流表所在電路時

通路（斷路）；電壓表有（無）示數，說明電壓表兩接線柱到電源兩極的電路時通路（斷路）；

（2）然后再分析、判斷是哪一部分發生斷路或短路。

【典例】在“測定小燈炮的電功率”實驗中，連接了如圖所示的電路.當閉合開關S后，若發現：

（1）燈泡發光，電流表無示數，電壓表指針有明顯偏轉，則故障原因是；

（2）燈泡不發光，電流表有示數，電壓表無示數，則故障原因是；

（3）燈泡發光，但無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數均不變，故障原因

是。

題型三：伏安法測小燈泡電功率

【典例】小王用如圖甲所示的實驗裝置測量額定電壓為25V的小燈泡電功率時，甩源電壓為3V,若所

用器材均能滿足實驗需要。

（1）用筆畫線替代導線，將實物電路連接完整

（2）連接電路時，開關要—（選填“斷開”或“閉合”）；滑動變阻器滑片應該移到連入電路阻

值______位置；

（3）實驗過程中，當電壓表示數為25V時小燈泡正常發光，由圖乙可知，此時電流表的示數為_____A,

小燈泡正常發光時的電阻為_____Q,小燈泡的額定功率為______W；

（4）小王受此實驗啟發，想測定電動自行車上用作照明的LED（發光二極管）額定功率。在老師的幫

助下通過實驗得到該LED的/-U圖像如圖丙所示，由圖像可知LED燈的電阻隨電壓的增大而______（選填

“增大”、“不變”或“減小”）。查閱資料知道該LED的額定電壓為3V,結合圖像可得該LED的額定功

率為______Wo

題型四：單一電表測小燈泡的額定功率

萬法疝接

測量小燈泡額定功率基本方法是伏安法，其他方法都是在伏安法基礎上衍生出來的。

（1）只有電流表時：利用并聯電路電壓相等的規律，用電流表和已知阻值的定值電阻串聯，然后與小

燈泡并聯，間接測出小燈泡兩端的電壓：

（2）只有電壓表時：利用串聯電路電流相等的規律，將已知電阻和小燈泡串聯，用電壓表測出已知電

阻兩端的電壓，便可以間接測出通過小燈泡的電流。

【典例】在“測量小燈泡額定功率”實驗中，小燈泡的額定電壓U板=2.5V。

（】）圖甲是測量小燈泡額定功率的實物電路圖，圖中有一根線連接錯誤，請在這根線上打“X”，并在

圖中改正（______）

（2）小華設計如圖乙所示的電路也完成了該實驗，請完成下列填空（電源電壓不變，％和尺為滑動變阻

器，R?的最大電阻為R。）。

①只閉合開美________,調節R?,使電壓表的示數為2.5V；

②只閉合開關______,調節________,使電壓表的示數仍為2.5V；

③接著將R2的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數為5；再將尺的滑片P調至最右端，記下電壓表

的示數為小，則小燈泡額定功率的表達式Pg=（用UKR。、5、也表示）。

題型五：利用電能表測用電器的電功率

""""解題通法：用電能表測用電器電功率的原理

由實際轉數n,求得消耗的電能卬=上乂3.6><10。./,則用電器的電功率為。=藝=竺土山。

NtNt

【典例】小明家電能表如圖所示，他家同時使用的用電器總功率不能超過W。將某用電器單獨

接在該表上工作10min,電能表上的轉盤轉過250轉。該用電器的電功率是_______k

kW-h

川4|5|2回

爾相電度表

220V1O(2O)A50Hz

2500r/kW-h

尊【中考幫】

考點一：電功率的相關計算

【典例】（2022?綏化）在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，小燈泡上標有“2.5V”字樣.

（2）圖甲中有一根導線多余導致電路錯誤，請在這根導線上打“X”；（）

（3）改正電路錯誤后，在閉合開關前，應將圖甲中滑動變阻器的滑片調至______端；（選填或

“B”)

（4）閉合開關，發現小燈泡不亮，但電流表有示數。接下來應進行的操作是

A.更換小燈泡

B.檢查電路是否斷路

C.移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光

（5）當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為；

（6）小華用如圖內所示的電路也完成了該實驗。電源電壓不變，用和此為滑動變阻器，度的最大阻值

為必。實驗步驟如下：

①只閉合開關S、S”調節扁使電壓表的示數為〃軀；

②只閉合開關S、S2,調節兒使電壓表的示數仍為U彼；

③接著將品的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數〃；再將足的滑片P調至最右端，記下電壓表示

數為〃，則小燈泡額定功率的表達式〃小______o（用〃《1、庶、4、及表示）

4場歿分該題要求同學們能正確使用實驗器材獲取實驗信息；能分析實驗數據，發現特點，形成

初步的實驗結論；能制定有新意的科學探究方案，靈活運用合適的實驗器材和方案達成實驗目的，獲取實

驗數據。這是物理核心素養科學探究的體現。

考點二：用電能表測用電器的電功率

【典例】（2022?本溪鐵嶺遼陽）如圖所示是小明家的電能表，他家電路中可以接入用電器的最大總

功率為______嘰將電視機單獨接入電路正常工作6min,電能表轉盤轉6轉，電視機的功率為______電

視機正常工作lh,消耗的電能為Jo

I單相電度表I

220V10(20)A50Hz

■600rkWhH

r

J【作業幫】

一、基礎練（知識鞏固）

i.下列電學實驗中均需要測國多組數據，其測后目的是為了求平均值減小誤差的是（）。

A.探究電流與電壓的關系B.探究電流與電阻的關系

C.測量定值電阻的阻值I）.研究小燈泡的電功率

2.如圖所示，是電學中常見的電路圖，在4、8兩點間分別接入下列選項中加點字的元件，并進行對應

實驗，對滑動變阻器在此實驗中的作用描述正確的是（)O

B

S/P-

_Il―<—Tl

A.探究電流與電壓的關系一一改變定值電阻兩端電壓

B.探究電流與電阻的關系一一調節電阻兩端電壓成倍數變化

C.測量房倬電肛的阻值一一僅僅為了保護電路

D.測量個燈泡的電功率一一改變小燈泡兩端電壓，求平均電功率

3.在如圖所示的電路中，當開關閉合時，燈L亮，燈L2不亮，電流表和電壓表均有讀數。則故障原因

可能是（）。

A.L斷路B.L短路

4.測一額定電壓為%的小燈泡的額定電功率實驗時，發現沒有電壓表，利用一個已知電阻兒、若干開

關、電源電壓為少的學生電源和導線。她設計出如圖所示電路圖，所有開關斷開，將滑動變阻器阻值調到

最大。閉合開關S、S1調節滑動變阻器的滑片，直到電流為小，保持開關S閉合和滑動變阻器的滑片位置不

動，閉合開關S2后斷開開關Si，記下此時的電流/,則小燈泡的額定電功率為（）。

B.

5.在探究小燈泡額定功率的實驗中，提供的實驗器材有：電源、小燈泡（額定電壓為2.5V）、電流表、

電壓表、開關、滑動變阻器各1個，導線若干，實驗中電流表已燒壞，身邊有一個定值電阻自利用現有

的器材測出小燈泡的額定功率.

（1）畫出電路圖_____;

（2）寫出簡單實驗步驟，推導出小燈泡額定功率的表達式o

二、綜合練（能力提升）

6.小明用圖中所示的電路來測量小燈泡的電功率（部分實驗器材的規格已標明）。

（1）請用筆畫線代替導線將圖甲中滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大；

（2）連接電路時，開關應該；

（3）實驗中，小明發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置.，則接線柱

間（填接線柱的數字編號）出現了（選填“短路”或“斷路”）；

（4）故障排除后，小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數據■，得到小燈泡〃-/圖像如圖

丙所示，則小燈泡的額定功率是W,所用滑動變阻器的規格是下列四個選項中的（選填選項前

字母）；

A.“5Q,2A”B.“15Q,2A”C.“25。，2A”D.“30Q,2A”

（5）在每次調節中，滑動變阻器接入電路的阻值減小了小燈泡的阻值變化了AR?,則

NR（選填“〉”、或“="），你的理由是:

7.九年級三班的同學在物理實驗室進行“測量小燈泡的電功率”的實驗，曉紅組選用了一個額定電壓

為2.5V的小燈泡進行實驗。

（1）圖甲是已經連接的部分實驗電路，請你用筆畫線代替導線，在答題卡上把實物電路連接完整;

（2）在連接實驗電路時，開關應該是______的；

（3）曉紅組連接完實驗電路，檢查無誤后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數為2V

時，電流表的示數如圖乙所示，此時通過燈泡的電流是______A：

（4）曉紅組想繼續測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片P向（選填“左”或“右”）

調節，直到觀察到電壓表的示數為V；

（5）小強組連接完實驗電路，檢查無誤后，閉合開關，電路工作正常。過一段時間后，突然發現一個

電表的示數變為零，而另一個電表的示數變大。若此時實驗電路中只有一處出現故障，則可能的情況是

A.小燈泡短路，電壓表示數為零B.變阻器短路，電壓表示數為零

C.小燈泡開路，電流表示數為零D.變阻器開路，電流表示數為零

8.關于小燈泡的幾個小實驗。

（1）測量標有“2.5V”小燈泡的額定功率。

①請你用筆畫線代替導線將圖甲中的實物電路連接完整，且滑動變阻器的滑片P向左端移動時，電流

表示數變大，連線不得交又；—

②閉合開關，移動滑片，發現小燈泡始終不發光，小英猜想可能的原因：①小燈泡的燈絲斷了；②小

燈泡短路；③滑動變阻器斷路。她再觀察，發現電流表示數為零，由此可判斷猜想是錯誤的；又進

一步觀察到電壓表有示數，最終確定猜想是正確的；（兩空均選填“①”“②”或“③”）

③問題解決后，小美移動滑片，眼睛觀察______的示數（選填“電壓表”或“電流表”），當示數

為時，說明小燈泡正常發光。測量完燈泡的額定功率后，小美又測了幾組數據，并繪出小燈泡的I-U

圖像如乙圖所示，小燈泡的額定功率為