测量小灯泡电功率实验的学考练

王兆菊

电功率实验是物理课程标准中要求的必做实验，能让同学们理解实验的目的、实验的原理，掌握实验中所用器材的使用方法、实物图的连接方法、实验电路图的画法、实验表格的设计、实验步骤和注意事项等，是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。掌握这个实验的基本方法，对加深理解用伏安法测导体电阻的实验具有重要意义。

一、测量小灯泡的电功率实验怎么学

在中考复习阶段，同学们会遇到大量的测量小灯泡的电功率实验的复习题。复习阶段时间紧、任务多，最好的办法就是知道要学什么。要把基础知识抓牢，万变不离其宗，因此，学习测量小灯泡电功率的实验报告是行之有效的好办法。

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P=UI，测出灯泡两端电压U和流经的电流I，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：见下表，小灯泡的额定电压是3.8 V。

实验步骤：1.按电路图连接实物。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的正确接法；（3）连接好以后，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.在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结论。）（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。

二、测量小灯泡的电功率实验怎么考与怎么解

经过认真观察、分析中考中出现的考查测量小灯泡的电功率实验的试题，我们总结出，命题人员从以下角度来命制考题的概率较高。

1. 以考查滑动变阻器使用及其注意事项为角度命题；

2. 以实物图连接或者画电路图为角度命题；

3. 以实验操作过程中的电路故障为角度命题；

4. 以考查电流表、电压表读数和电功率计算为角度命题；

5. 以考查对I-U图像的理解为角度命题；

6. 以考查实验设计步骤为角度命题；等等。

命题角度多，考查知识点多，往往在一道试题里考查多个方面的知识点。因此，抓住每个知识点去突破，是同学们解决本问题的法宝。

例1：在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω，有两个规格分别为“10 Ω 1A”“50 Ω 2 A”的滑动变阻器，电源电压为9 V。

（1）本实验中应该选择规格为 的滑动变阻器。

（2）图1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2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9 V，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，并绘制通过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图像（如图3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BP部分比AP部分热，原因是 。

解析：（1）根据串分压的知识，若滑动变阻器的电阻最大为10 Ω，与灯泡的电阻相等，则小灯泡两端的电压最小为4.5 V，而其额定电压为2.5 V，所以不能选择“10 Ω 1 A”的滑动变阻器，应选择“50 Ω 2 A”的滑动变阻器。（2）根据电流表与灯泡串联、电压表与小灯泡并联来连接电路实物图。（3）电流表没有调零。灯丝断了，电路断路，电路没有电流。电压表示数等于电源电压。（4）在图像中找到额定电压为2.5 V时，对应的电流为0.2 A，结合电功率计算公式可以得到小灯泡的额定功率为0.5 W。结合图像可以计算当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比，发现这个比值变大。原因就是灯丝的电阻随温度的升高而变大。（5）BP部分有电流通过，电流热效应。

答案：（1）“50 Ω 2 A”。（2）如图4所示。（3）调零；灯丝断了。（4）0.5；变大；灯丝的电阻随温度的升高而变大。（5）BP部分有电流通过，电流热效应。

点评：本题考查的知识点多，包括滑动变阻器使用方法，电路实物图连接方法，电功率计算公式的运用，对图像物理意义的理解，对电流热效应的理解。

例2：（2015年 黑龙江省绥化市）在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5 V的电源一个，电流表（0～0.6 A、0～3 A）、电压表（0～3 V、0～15 V）各一个，开关一个，标有“20 Ω 1 A”的滑动变阻器一个，导线若干，额定电压为3.8 V的小灯泡一个。实验前电压表与电流表均已调零。

第一小组的同学实验时按图5所示方式连接电路。

（1）连接电路时，开关应 （选填“闭合”或“断开”）。

（2）开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到

（选填“A”或“B”）端。

（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是 。

（4）排除故障后，调节滑片到某一位置时，灯恰好正常发光。此时电流表的示数如图6，则通过小灯泡的电流为 A，小灯泡的额定功率为 W。

（5）该小组的同学们经过多次实验，记录了多组电压与电流值，并绘出如图7所示图像。通过分析图像，发现小灯泡灯丝电阻是变化的，这是由于 。

（6）第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表0～15 V的量程已损坏，而0～3 V的量程可以使用。经过研究设计了如图8所示电路，完成了小灯泡功率的测量。实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光。

（7）第二小组的同学在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值。滑动变阻器接入电路的阻值范围为 。

解析：（1）做电学实验时，在连接电路时，开关一定要断开，防止触电。（2）开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到使滑动变阻器电阻全部接入电路中的位置。（3）闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，说明灯泡短路。（4）通过电流表读出通过灯泡电流，其额定电压已知，根据P=IU很容易计算额定功率。（5）这一问题要求同学们会分析I-U图像，横轴数据是灯泡电压，对应的纵轴数据为其电流。根据图像每一点的电压、电流计算出的电阻值不同，说明灯丝电阻随温度而改变。（6）根据串联电路分压可以知道电压表读数。（7）这一问对同学们来说属于难点，具体思路：当电流表示数为0.4 A，灯泡电压为3.8 V，电阻为9.5Ω，灯泡正常工作，电路总电阻为=12.5Ω，这时滑动变阻器接入电路电阻为3 Ω。当灯泡的实际电压小于额定电压时，电压表示数为3 V，灯泡电压即为2 V，查看图像可知灯泡电流为0.25 A，流经滑动变阻器电流也是0.25 A，这时滑动变阻器接入的电阻为=12Ω。

答案：（1）断开。（2）A。（3）小灯泡短路。（4）0.4；1.52。（5）灯丝电阻随温度而改变。（6）1.2。（7）3Ω～12Ω。

点评：本题考查的知识点多。难点是第七小问，分析图像是解题关键。

三、测量小灯泡的电功率实验怎么练

在中考复习过程中，要怎样练习测量小灯泡的电功率实验题呢？比较可取的做法是：

1.尽量查找我省各地市2013年以来涉及测量小灯泡的电功率实验的真题。因为这一时间段的题都是中考命题人员按照新的课程标准和新教材编制的，科学性强、理念新。

2.尽量在全国各地近三年的中考真题里挑选符合测量小灯泡的电功率实验的试题，要根据考查的知识点挑题，不要重复去做知识点相同的题。

3.在老师引领下，把不同版本的教学参考书上的测量小灯泡的电功率实验题集中复习好。

4.不做市场上陈旧资料上的题。因为很多资料的题科学性差，没有按照课标要求的多，有的题偏难、偏怪。