用电压表、电流表测小灯泡的电功率

1用电压表、电流表测小灯泡功率考点解读：设计用电压表、电流表测定小灯泡的电功率的实验。知道实验目的和器材，设计电路并选择器材，设计记录实验数据的表格；能辨认实验所使用的小灯泡的额定电压（或额定电流），能读出小灯泡正常发光的电流值（或电压值）；学会规范、正确、熟练地连接电路，学会用滑动变阻器改变小灯泡两端的电压（或电流）。实验设计思路：根据电功率公式：P＝UI。只要我们测出小灯泡两端的电压跟通过小灯泡的电流，我们就能应用公式算出小灯泡的电功率。这就是用电压表和电流表测小灯泡功率的实验（伏安法测小灯泡功率），实验中，有了电池组、小灯泡、导线、电键、电流表、电压表，我们就能够测出小灯泡两端的电压跟通过小灯泡的电流，并算出小灯泡的电功率。但是我们为了测出小灯泡的额定电功率，我们还应该有滑动变阻器，通过滑动变阻器改变小灯泡两端的电压使其达到额定电压，（或者通过滑动变阻器改变通过小灯泡的电流使其达到额定电流）从而算出小灯泡的额定电功率。实验电路图：见右图：与伏安法测电阻实验的区别：1．器材：①电源；②滑动变阻器。2．步骤：闭合电键后，移动滑动变阻器时，眼睛观察什么？3．数据处理：例1．在测量额定电压为2.5伏，电阻约为12欧的小灯泡额定功率的实验中：（1）在方框内画出实验电路图。（2）实验器材：电源、待测小灯泡、电键、若干导线、、、和。（3）电源至少要节干电池串联使用。（4）实验中需要测量的物理量是和。（5）连接电路过程中，电流表应选用_________量程；电压表应选用__量程。（6）若小灯泡正常发光时，电流表的示数如右图所示，则小灯泡的额定电流为_________，小灯泡的额定功率为__________。答案：（1）见右图。（2）电流表；电压表；滑动变阻器。（3）2。（4）额定电压；额定电流。（5）0～0.6安；0～3伏。（6）0.2安；0.5瓦。例2．在测小灯的额定功率的实验中：（1）在方框内画出实验的电路图。（2）根据电路图连接实物，要求当滑片向左移动时，电流表示数变大。（3）在电路中接入滑动变阻器的目的是。AVPS00.20.40.6A0123第11题图AVPSAVPS2闭合电键前，应该使滑动变阻器的阻值，这是为了；实验过程中，为了增大小灯泡两端的实际电压，应________（选填“增大”、“减小”）滑动变阻器的阻值。（4）估计灯泡的电阻约10欧，本实验电压表的量程应为，电流表的量程应为。（5）为了计算小灯泡的实际功率，应该记录下列中的物理量（填序号）。A．滑动变阻器的阻值B．电源电压C．电压表的示数D．电流表的示数E．小灯跑的额定功率值F．小灯泡的额定电压值G．小灯泡的额定电流值（6）某小灯泡上标有“2.5V0.5A”的字样，它的额定功率是；在实验中测得电压表、电流表的示数分别为2.6伏、0.55安，那么小灯泡的实际功率是。答案：（1）见右上图。（2）见右下图。（3）调节小灯泡两端电压为额定电压（或通过小灯泡的电流为额定电流）；最大，使电路中电流最小，保护小灯泡和电流表、电压表；减小。（4）0～0.6安；0～3伏。（5）C；D。（6）1.25瓦；1.43瓦。例3．某同学在“测定小灯泡功率”的实验中，所用的电源电压为6伏，小灯泡L的额定电压为2.5伏。他按右图所示的电路进行实验。实验时，他调节滑动变阻器滑片的位置，观察小灯泡的发光情况，并设计表格、记录数据如下表所示：（1）请指出他的错误，并说出正确的方法及结果；（2）分析表中实验数据，还能求得哪个物理量？其大小为；（3）当小灯泡正常发光时，突然小灯泡L发生断路，则此时电流表的示数为，电压表的示数为。若小灯泡L发生短路，则此时电流表的示数为，电压表的示数为。答案：（1）灯泡的平均功率没有意义，只要算出额定电压下的电功率即可。（2）小灯泡的电阻；12.6欧。（3）0安；6伏；0.34安（变阻器电阻17.5欧）；0伏。实验次数电压表示数（V）电流表示数（A）灯泡的亮度灯泡的电功率（W）灯泡的平均电功率（W）12.00.17比正常发光时暗0.340.522.50.20正常发光0.533.00.22比正常发光时亮0.66VA3实验步骤中的正常现象：闭合电键前：电灯不发光，电流表没有示数，电压表没有示数。闭合电键后：电灯发光（较暗），电流表有示数（较小），电压表有示数（较小）。移动变阻器滑片：电灯变亮，电流表示数变大，电压表示数变大。例4．某同学做测定小灯泡功率的实验，当他连接完电路，合上电键后，灯不亮，电流表没有示数，电压表有较大示数。当他移动滑动变阻器滑片后，灯仍不亮，电流表仍没有示数，电压表仍有较大示数。（1）该同学所连接的电路可能为（）A.电灯处发生了断路B.电压表和电流表的位置颠倒C.电压表串联入电路D.以上情况均有可能（2）若将一根导线并联在电压表两端，电灯发光，电流表有读数，电压表无示数，则该同学所连接的电路为以上选项中的（）答案：（1）D。（2）C。例5．某同学在“测定小灯泡电功率”的实验中，所用器材有电压为6伏的电源、标有“0.3安”字样的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干根，且器材均完好。他连接电路、闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片P，观察小灯泡的发光情况，并记录表格如下：实验次数电流（安）电压（伏）灯泡的亮度11.43.8比正常发光时暗21.53.5正常发光31.63.2比正常发光时亮（1）请指出该同学在实验中的错误；__________________________________________________________________；__________________________________________________________________。（2）求出小灯泡的额定功率。__________________________________________________________________。答案：（1）电压表接在了滑动变阻器两端；电流表读错了量程（读了0～3安档）。（2）P＝UI＝2.5伏×0.3安＝0.75瓦。（P＝UI＝3.5伏×1.5安＝5.25瓦。P＝UI＝2.5伏×1.5安＝3.75瓦。P＝UI＝3.5伏×0.3安＝1.05瓦。）例6．某同学在做“测定小灯泡功率”的实验时，实验器材完好，小灯泡上标有“0.25A”的字样，滑动变阻器标有“20Ω，2A”字样。该同学连接电路后闭合电键，当他移动滑动变阻器的滑片时，发现电压表示数始终是2伏，电流表示数始终是0.2安。该2131510050V4同学马上检查电路，重新连接电路。再次闭合电键，他移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，这时电压表的示数如右图所示。（1）分析产生电压表、电流表示数始终不变的可能原因；（2）简述该同学重新实验时是如何判定小灯泡正常发光的；（3）求出小灯泡的额定功率。答案：（1）滑动变阻器接线柱接在了下面两个接线柱上；（2）移动滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.2安时小灯泡正常发光；（3）P＝UI＝3伏×0.25安＝0.75瓦。例7．某同学做“测定小灯泡功率”的实验，所用电源电压为4.5伏，小灯泡标有“2.5V”。（1）在连接电路时，电键应该________。（选填“断开”或“闭合”）（2）该同学已将电路连接成如右图所示电路，请你添两根导线，连成正确的实验电路。（3）在闭合电键前，变阻器的滑片P应移到____端。（选填“左”或“右”）(4)若某同学闭合电键移动变阻器滑片P后，得到表格中的几组数据，分析数据，实验中发生了什么问题？________________________________________________。（5）根据表格中的数据可推理出小灯泡的额定功率为________瓦。（6）若某同学闭合电键后，小灯泡即耀眼地亮了一下熄灭了，且电流表示数为零，电压表示数为4.5伏。发生这种现象的原因是___________________________________________。答案：（1）断开。（2）如右图。（3）右；（4）电压表接在了滑动变阻器两端；（5）0.75瓦；（6）小灯泡灯丝烧断。例8．某同学在做“测定小灯泡的功率”实验中，所用电源的电压为6伏特，小灯泡的额定电压为3.8伏特。在测定小灯泡的额定功率时，该同学发现实验所用电压表的0—15伏特量程档坏了，而0—3伏特量程档完好，实验所用的其他器材也都完好。在不更换实验器材的条件下，这位同学想了一个巧妙的办法测出了小灯泡的额定功率。请画出该同学的实验实验次数电压(v)电流(A)12.50.2622.00.3031.50.345电路图，并简要说明判断小灯泡是否正常发光的方法和理由。答案：电路图如右图；移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为2.2伏时，小灯泡两端电压为3.8伏（电源电压减去滑动变阻器两端电压），小灯泡正常发光。解题要诀：两个关系：U＝U灯＋U变；I＝I灯＝I变。三个重要数据：电源电压；滑动变阻器最大电阻。小灯泡的额定电压（或额定电流）四个关键词：电路连接正确；实验步骤正确；小灯泡正常发光（或较暗或较亮）滑动变阻器滑片位置。例9．某同学在做“测定小灯泡的功率”实验中，所用滑动变阻器的阻值范围为0—20欧，额定电流为2安，灯泡上标的字样模糊。他按图a所示的电路图正确连接电路进行实验。实验时，他把滑片P从B向A移动，观察灯泡发光情况，发现滑片P移到中点附近某位置时，灯泡发光正常。此时电压表V1、V和电流表A的示数如图b所示。请你读出三只电表的示数，求出该同学测得小灯泡的额定功率。图a图b答案：2.2伏；4.5伏；0.24安。P＝UI＝2.2伏×0.24安＝0.528瓦。例10．某同学用导线把电源（电压为4.5伏）、电键、电流表、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器、小灯泡连成串联电路进行实验，其中灯泡上只有所标“0.2A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见。闭合电键后，他调节滑动变阻器的滑片位置，使小灯正常发光，这时，他发现滑片的位置恰好在中点上（即滑动变阻器连入电路的电阻为10欧）。经过思考、分析，该同学得出了小灯泡的额定功率。（1）请画出该同学的实验电路图。（2）简要说明该V1VALRPABAVPS6同学如何判定小灯是正常发光的。（3）求出小灯泡的额定功率。答案：（1）如右图；（2）移动滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.2安时小灯泡正常发光；（3）U变＝I变R变＝0.2安×10欧＝2伏；U灯＝U－U变＝4.5伏－2伏＝2.5伏；P灯＝U灯I灯＝2.5伏×0.2安＝0.5瓦。例11．某同学在“测定小灯泡的功率”实验中，所用电源的电压为6伏，滑动变阻器标有“20Ω2A”字样，灯泡上标的字样模糊，但其额定电压可能是2.2伏或3.8伏。他按图a所示的电路进行实验。实验时，他调节滑动变阻器滑片P的位置，观察小灯的发光情况，当他认为小灯接近正常发光时，再去观察电压表和电流表的示数，观察到的现象如图b所示。该同学经过思考、分析后，重新进行实验，使小灯正常发光，此时，滑片P的位置恰好在中点上（即滑动变阻器连入电路的电阻为10欧）。（1）简述产生图b所示现象的原因；（2）求出小灯泡的额定功率。答案：（1）电压表量程选择太小；（同时说明小灯泡额定电压大于3伏，为3.8伏）电流表正负接线柱接反。（2）U变＝U－U灯＝6伏－3.8伏＝2.2伏；I变＝U变R变＝2.2伏10欧＝0.22安＝I灯；P灯＝U灯I灯＝3.8伏×0.22安＝0.836瓦。（U变＝U－U灯＝6伏－2.2伏＝3.8伏；I变＝U变R变＝3.8伏10欧＝0.38安＝I灯；P灯＝U灯I灯＝2.2伏×0.38安＝0.836瓦。）例12．某同学利用电源、电流表、电压表、电键、标有“50Ω2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率。其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见，电压表0—15伏档损坏，小灯的额定功率估计为1.5瓦左右。该同学实验步骤正确。当闭合电键时，电压AVLKRP图a图bAPS7表和电流表的示数分别为2伏和0.2安。接着他边思考边实验，直至小灯正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在