2023年中考物理復習：小燈泡電功率的測量（教師版）

2023年中考物理熱點復習：小燈泡電功率的測量(精講)

知識梳理

--一般方法

方法伏安法

額定電壓已知的小燈泡，電壓表、電流表各一只，滑動變阻器，電源，

器材開關，若干導線

電路圖CU________

①按電路圖連接電路，將滑動變阻器的滑片移動到阻值最大處②閉

合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片至適當位置，使電壓表示數(shù)分別等

實驗步驟

于、小于和略高于額定電壓，讀出相應的電流表的示數(shù)③計算出

小燈泡在不同電壓下的電功率

計算公式P=UI

二.特殊方法

(-)缺電壓表：安阻法

額定電流I被已知的小燈泡，電流表，已知阻值的電阻Ro,三個開關，

器材

滑動變阻器，電源，若干導線

方電路圖

法

①按電路圖連接電路②閉合開關S、S”斷開Si,移動滑動變阻器的

實驗步驟滑片，使電流表的示數(shù)為I額③閉合開關$、S,,斷開S2,保持滑片位

置不變，讀出電流表的示數(shù)I

表達式Psi=（I-I額）RoI?

方器材額定電壓USS已知的小燈泡，電流表，已知阻值的電阻R。，三個開

法關，滑動變阻器，電源，若干導線

電路圖I______

①按電路圖連接電路②閉合開關S、S2,斷開，，移動滑動變阻器的

滑片，使電流表的示數(shù)為"③閉合開關S、S,斷開Sz,保持滑片位

實驗步驟1

RO

置不變，讀出電流表的示數(shù)I

表達式P額二（I----邂）U額

RO

額定電流I額已知的小燈泡，電流表，電阻箱，三個開關，滑動變阻

器材

器，電源，若干導線

方電路圖庭:停

法I______

①按電路圖連接電路②閉合開關s、s”斷開％,調(diào)節(jié)滑動變阻器，

使電流表的示數(shù)為I題③閉合開關S、S2,斷開,,保持滑動電阻器滑

實驗步驟

片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為Isg,讀出此時電阻箱的阻

值R

表達式

Psi=I-R

（二）缺電流表：伏阻法

額定電壓U椒已知的小燈泡，電壓表，已知阻值的電阻R。，三個開關，

器材

滑動變阻器，電源，若干導線

方

電路圖

法

①按電路圖連接電路②閉合開關s、s”斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器，

實驗步驟使電壓表的示數(shù)為u成③閉合開關s、S,斷開s∣,讀出此時電壓表的

示數(shù)U

U-U

表達式P額=（-----9-）U領

&

額定電流I額已知的小燈泡，電壓表，已知阻值的電阻R。,三個開關，

器材

滑動變阻器，電源，若干導線

方電路圖

法

①按電路圖連接電路②閉合開關S、S1,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器，

實驗步驟

使電壓表的示數(shù)為I額R。③閉合開關S、S2,斷開S”讀出此時電壓表

的示數(shù)U

表達式P?;=（U-I碩RO）I額

額定電壓U箱已知的小燈泡，電壓表，開關，兩個滑動變阻器，電源，

器材

若干導線

—?-1

電路圖

方

T

法

①按電路圖連接電路②閉合開關S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑片至a

實驗步驟端，并調(diào)節(jié)R,使電壓表的示數(shù)為U顫③保持滑動電阻器R滑片不

動，調(diào)節(jié)滑動變阻器％的滑片至b端，讀出此時電壓表的示數(shù)U

表達式P額=（--?）Usi

R2

額定電壓U額已知的小燈泡，電壓表，電阻箱，三個開關，滑動變阻

器材

器，電源，若干導線

方

法

電路圖

四

-IF---

實驗步驟①按電路圖連接電路②閉合開關s、S.,斷開％,調(diào)節(jié)滑動變阻器，

使電壓表的示數(shù)為U領③閉合開關S、S2,斷開S”保持滑動電阻器滑

片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，使電壓表的示數(shù)仍為U88,讀出此時電阻箱的阻

值R

Pi=堡

表達式S

R

典例講解

例1.如圖所示是測量小燈泡電功率的實驗電路。下列做法或分析正確的是()

B.閉合開關S前，要將滑動變阻器的滑片P移至D端

C.滑動變阻器的作用是控制小燈泡兩端的電壓不變

D.若閉合開關S,變阻器的滑片P置于C端，小燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示

數(shù)，則電路故障可能是小燈泡斷路

【分析】(1)用電壓表測燈泡的電壓，用電流表測通過燈泡的電流，根據(jù)P=Ul算出燈泡的功

率；

(2)為了保護電路，閉合開關S前，要將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處；

(3)本實驗需要測量小燈泡在不同電壓的電功率進行作答；

(4)小燈泡不亮、電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連

通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了。

【解答】A、用電壓表測燈泡的電壓，用電流表測通過燈泡的電流，根據(jù)P=Ul算出燈泡的功

率，故本實驗原理是P=UI,故A正確；

B、為了保護電路，閉合開關S前，要將滑動變阻器的滑片P移至阻值最大處，即D端，故

B正確；

C、變阻器的基本作用是保護電路，因測量小燈泡在不同電壓的電功率，所以，本實驗中滑動

變阻器還有改變燈兩端的電壓的作用，故C錯誤：

D、小燈泡不亮、電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，

則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，故電路故障可

能是小燈泡斷路，故D正確。

故選：ABD,

例2.在電源電壓恒定、RO阻值已知的情況下，只用電流表測量額定電流為I頜的小燈泡的電功

率，下列四種設計方案能得到燈泡額定功率的是（）

【分析】（1）該選項圖中，燈L與RO并聯(lián)，電流表Ai、A2分別測量通過燈L、Ro的電流，調(diào)

節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表Al的示數(shù)等于額定電流，讀出此時A2的示數(shù)（通過RO的電

流），利用歐姆定律求RO兩端的電壓，即燈L的額定電壓，利用P=Ul求額定功率；

（2）該選項圖中，燈L與RO并聯(lián)，電流表AI測量通過燈L的電流，電流表A2測量干路電

流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表Al的示數(shù)等于額定電流，讀出此時A2的示數(shù)（干路

電流），可求通過RO的電流，利用歐姆定律求Ro兩端的電壓，即燈L的額定電壓，利用P=

UI求額定功率；

（3）該選項圖中，當開關接b時，移動滑片P,使電流表示數(shù)為I頜，保持滑片P不動，開關

接a時，讀出電流表的示數(shù)為L,則定值電阻RO兩端的電壓為Uo=IlR0,此時滑動變阻器兩

端的電壓為U滑=U-U（）,當滑片P移到最左端時，電流表的示數(shù)為L則電源電壓U=IR0,

所以燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的電阻R刑=-"-∣1)Rg.,根據(jù)電源電壓恒定，可

1I

求出燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓UL=IRo-I額R滑，根據(jù)P=Ul可求出燈泡的額定功率；

(4)該選項圖中，閉合S、Si,斷開S2,燈L與Ro并聯(lián)，電流表A測量通過燈泡的電流：

調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)等于額定電流；通過開關的轉(zhuǎn)換，使電流表A測

干路電流,根據(jù)并聯(lián)電路電流特點求出通過定值電阻的電流,利用歐姆定律求RO兩端的電壓，

即燈L的額定電壓，利用P=Ul求額定功率。

【解答】A、圖中，燈L與RO并聯(lián)，電流表Ai、A2分別測量通過燈L、RO的電流，調(diào)節(jié)滑

動變阻器的滑片，使電流表Al的示數(shù)等于I額，讀出此時A2的示數(shù)Io,燈L的額定電壓U額

=Uo=IoRo.燈L的額定功率P額=Ugd額=IoROI嵌，A設計方案能測量燈泡額定功率，故A

符合題意；

B、圖中，燈L與RO并聯(lián)，電流表Al測量通過燈L的電流，電流表A2測量干路電流，調(diào)節(jié)

滑動變阻器的滑片，使電流表Al的示數(shù)等于I額，讀出此時A2的示數(shù)I,通過RO的電流IO=

I-U..燈L的額定電壓U額=UO=IORo=(I-Isi)Ro,燈L的額定功率P額=U枷1額=(I-

I額)Rol頷，B設計方案能測量燈泡額定功率，故B符合題意；

C、圖中，當開關接b時，移動滑片P,使電流表示數(shù)為I翻，保持滑片P不動，開關接a時，

讀出電流表的示數(shù)為L,則定值電阻RO兩端的電壓為Uo=IlR0,此時滑動變阻器兩端的電壓

為U淆=U-Uo,當滑片P移到最左端時，電流表的示數(shù)為I,則電源電壓U=IRo,所以燈泡

正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的電阻R滑=t%=Uι&由于電源電壓恒定，燈

IlIl

泡正常發(fā)光時兩端的電壓U額=U-U/=IRo-I額R濟=IRo-I額X"Il)呵小燈泡的額

1I

定功率為：

11R

P頷=UsII額=(IRo-1?×(2P?.)XI頷，C設計方案能測量燈泡額定功率，故C符合

1I

題意；

D、圖中，閉合S、Si,斷開S2,燈L與Ro并聯(lián)，電流表A測量通過燈泡的電流，調(diào)節(jié)滑動

變阻器的滑片，使電流表A的示數(shù)等于I額，此時燈泡正常發(fā)光；閉合S、S2,斷開Si,燈L

與Ro仍并聯(lián)，電流表A測量通過燈泡和RO的總電流為I,根據(jù)并聯(lián)電路特點可知，通過Ro

的電流Io=I-I額，燈L的額定電壓USS=UO=IoRo=（I-Is）Ro,燈L的額定功率Ps?=U

頷IJS=（I-Isi）RoIsi,D設計方案能測量燈泡額定功率，故D符合題意。

故選：ABCD,

例3.在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，已知小燈泡的額定電壓為2.5V,滑動變阻器規(guī)格為

“20Q1A”。圖甲是未連接完整的實物電路圖。

（1）請用筆畫線代替導線將甲圖中的電路連接完整。（要求滑片向左移動時燈泡變亮）

（2）小華同學連接好電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，他將滑片由B端向A端移動過程

中，開始一段時間燈泡仍然不亮，兩表均無示數(shù)，但當滑片移到某點M時，燈突然發(fā)光且很

亮，電壓表、電流表均有較大示數(shù)，他立即斷開開關，查找原因。你認為出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因

是（填序號）。

A.滑動變阻器最大阻值太大

B.滑動變阻器線圈在B、M間有斷路

C滑動變阻器線圈在A、M間有斷路

（3）解決以上問題后，閉合開關，緩慢移動滑片使電壓表示數(shù)為2.5V,此時電流表示數(shù)如圖

乙所示，則燈泡的額定功率為Wo

（4）若實驗中電壓表電阻并非無窮大，考慮到電壓表電阻對電路的影響，則由上述方案測得

的小燈泡的額定功率將比真實值（選填“偏大”或“偏小”）。

（5）實驗結(jié)束后，小華還想用上述器材探究“電流與電壓的關系”，小林認為用上述器材不能

完成此探究，你認為小林判斷的理由是：o

（6）完成上述實驗后，小華又設計了一種測小燈泡額定功率的方案，如圖丙所示，RO是阻值

已知的定值電阻。

①連接好電路，閉合開關S,將開關SI撥到觸點（選填"a”或"b”），移動滑片,

使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓Ui；

②保持滑片的位置不動，再將開關Si,撥到另一觸點，讀出電壓表的示數(shù)U2;

③用Ui、U2、Ro表示小燈泡的額定功率，則表達式P=。

【分析】（I）滑動變阻器應與被控制用電器串聯(lián)，根據(jù)滑片移動方向燈泡亮度變化確定其接線

柱，根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表量程，電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端：

（2）燈泡不亮，兩表均無示數(shù)，說明電路有斷路；燈突然發(fā)光且很亮，電壓表、電流表均有

較大示數(shù)，說明滑動變阻器連入電路的阻值太小；

（3）弄清電流表的量程和分度值，讀出電流值，根據(jù)P=Ul求出額定功率；

（4）根據(jù)實物圖分析電表所測燈泡的電壓和電流值的情況，從而分析誤差情況；

（5）探究“電流與電壓關系”時要控制電阻大小不變，據(jù)此分析：

（6）要測燈的額定功率，首先使燈正常發(fā)光，先將電壓表與燈并聯(lián)，通過移動滑片的位置,

使燈的電壓為額定電壓；保持滑片位置不動，通過開關的轉(zhuǎn)換，使電壓表測燈與定值電阻的

電壓，因此時各電阻的大小和電壓不變，燈仍正常工作，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可求出此

時定值電阻的電壓，由歐姆定律可求出燈的額定電流，根據(jù)P=Ul可求出燈的額定功率。

【解答】（1）由題知，滑動變阻器應與燈泡串聯(lián)，從而控制燈泡的亮度，滑片左移燈泡變亮，

說明變阻器連入電路的阻值減小，故應將A接線柱接入電路；電壓表與燈泡并聯(lián)測其兩端電

壓，因為燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表使用O-3V