中考物理实验专题实验二十四、测小灯泡的电功率的实验

实验二十四、测小灯泡的电功率的实验

【实验原理】：

P=UI

【实验器材】：

电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。
【实验电路】： 　　　　　　　　　　　
【实验步骤】：
①按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
②闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为Ie、Ue，记录小灯泡的亮度；
③调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为I1，U1，记录小灯泡的亮度；
④调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压，观察电流表和电压表的示数，记录为I2，U2，记录小灯泡的亮度；
⑤重复步骤4两次，观察电流表和电压表的示数，记录为I3、U3，I4、U4，记录小灯泡的亮度；
⑥根据P=UI，算出小灯泡的额定功率Pe和实际功率的电功率P1……P4；
⑦分析数据，整理器材。
【实验结论】：
　①小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；
　②当小灯泡的两端的电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率， 小灯泡正常发光；

　③当小灯泡的两端的电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光比正常情况下亮；
　④当小灯泡的两端的电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光比正常情况下暗。

【考点方向】：

1、电源的选择：电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如：，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。

2、电压表的量程应大于，电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如的小灯泡电压表量程选0—3V，电流表选0—0.6A的量程。

3、滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显。

4、滑动变阻器的作用：①保护电路；②将小灯泡两端电压调成额定电压。

5、实验多次测量的目的：测量小灯泡在不同电压下的电功率，并进行比较。

6、相同电压下LED灯比小灯泡亮的原因是：LED灯的电能转化光能的效率比白炽灯的高。

7、为什么不能通过求平均值求小灯泡的额定功率？额定功率是小灯泡额定电压下的功率，多次测量算出的功率不是额定功率。

8、实验中，调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较亮，是由于：滑动变阻器接法错误，错误地接成了上面两个接线柱，相当于接入电路中的是导线。

9、实验中，调节滑动变阻器发现小灯泡一直比较暗，是由于：滑动变阻器接法错误，错误地接成了，滑动变阻器的下面两个接线柱，电路中相当于接入了一个定值电阻。

10、实验中如果发现小灯泡不亮原因可能是：灯泡被短路、干路断路、电池电压太小、灯泡被短路、电路中阻值过大，电流太小。

11、实验进行一段时间后发现，小灯泡有些变暗，电流表示数稍微减小，电池电压假设没有损耗，其中原因可能是：小灯泡的电阻随温度的升高而增大，根据欧姆定律，使电流变小。

【创新母题】：为了测量小灯泡的额定功率并探究小灯泡亮度与实际功率的关系，某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路，标有“2.5V”字样的小灯泡电阻约为10Ω，电源电压6V，可供选用的滑动变阻器有“10Ω 1A”的R1和“20Ω 1A”的R2。

（1）该实验的原理是：                 。

（2）为了完成实验，你认为应该选用的滑动变阻器是__    ___。（选填“R1”或“R2”）

（3）请用笔划线代替导线将图甲的实验电路补充完整_________。（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，灯泡变亮）

（4）电路正确连按后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是___   __。（选填字母）

A．电流表断路   B．小灯泡短路   C．小灯泡灯丝断了   D．滑动变阻器短路

（5）排除故障后，当滑动变阻器的滑片移到某一位置时，某同学从“0﹣15V”量程的刻度线看出指针停在10V处，此时发现小灯泡亮度较      ；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向_____移（选填“左”或“右”）直到小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是___    __W。

（6）根据收集到的实验数据，同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中，勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下，它两端的电压与电流的比值不一样，你认为其主要原因是___                                                         __。

（7）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R0和一个单刀双掷开关，设计了如图丙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）；

①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1。

②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2。

则小灯泡额定功率P额=________（用R0、U1、U2表示）。

【答案】：

(1) P=UI；(2) R2 ；  (3)如下图

(4)  C ； (5)暗； 右 ；0.65  (6) 灯的电阻随温度的升高而变大；(7) U1(U2-U1)/R0。