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1、1 问题 64. 如何测量小灯泡的电功率？ 学生提问 小明做“测定小灯泡额定 功率”的实验。被测小灯泡的 额定电压为3.8V，电阻约为 10。实验室有如下器材：电 源 ( 电压未知 ) 、电流表 (O 0.6A、O 3A)、 电压表 (O3V、 O15V)、滑动变阻器JR(10 0.5A)、开关各一只、导线若干。 (1) 如图是小明连接的不完整的实验电路， 请你帮他将图中未连接部分接好。要求：电流表、 电压表选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右 移动时连入电路的阻值增大。 (2) 在正确连接电路并调节滑动变阻器使小 灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，则灯泡的额定功率是 W。 (3) 实验中，
2、突然发现电压表的示数变为零，电流表示数增大，电路可能出 现的故障是。 老师，测量小灯泡的方法也是“伏安法”吧？ 问题探究 测量原理（重要性：） 老师： 你说的很好！测量小灯泡的电功率也用到了电压表和电流表，因此也 称为“伏安法” 。你想想，测量电功率的原理是什么？ 学生： 呵呵，计算电功率的公式我记熟了，原理就是UIP 器材选择及电路设计（重要性：） 老师： 那你结合前面做过测电阻的实验，来设计测电功率的实验吧？ 学生： 我想想： 第一、要测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，应该将电流表与小灯 泡串联、而将电压表为小灯泡并联； 第二、为了能改变小灯泡两端的电压，可以用更换电源的方法，但拆装
3、电路 2 挺麻烦的； 所以用滑动变阻器与小灯泡串联，通过调节滑动变阻器的阻值来改变 小灯泡两端的电压；所以电路图设计如图所示。 第三、选择的电源电压要比小灯泡的额定电压高一些。 第四、根据实际情况确定电压表和电流表的量程。 老师： 非常好，连接电路时还有哪些注意事项？ 学生： 我认为：在连接电路时开关要断开，连接无误后要把滑动变阻器调到 最大阻值处再闭合开关，这样可以有效地保护电路不被损坏。 表格设计（重要性：） 老师： 很好，那你再设计一下记录数据的表格吧？ 学生： 我想想，表格可以这样设计： 物理量 次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 1 2 3 老师，我还发现测电功率的实验与测电
4、阻的一大不同之处就是不能求三个电 功率的平均值！我认为电压不同，小灯泡的实际功率是不同的，计算平均值没有 意义，我的看法正确吗？ 老师： 你的认识非常正确！不愧是学生！ 那你看看上面的题目，会解答了吧？ 学生： 应该没问题！ （1）因为小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10，所以电压表应该选择 O15V的量程； 根据欧姆定律可算出小灯泡正常发光时的电流约为0.38A，所以 电流表就选O0.6A 的量程，电路连接如图所示： 3 （2）从电流表中可读出小灯泡正常发光时的电流为0.38A，因此额定功率 W444.1A38.0V8 .3 额额额 IUP （3）实验中，突然发现电流表示数增大，说明电路
5、电阻变小，而滑动变阻 器并没有改变，因此原因是部分电路短路。电压表的示数变为零，那就是电压表 并联的小灯泡这部分被短路了。 老师： 学生，你能注重前后知识的联系与对比，学得很好！ 学生笔记 1. 测量小灯泡电功率的原理：UIP 2. 测量小灯泡电功率的方法： “伏安法” 3. 电路设计如图所示： 要点训练 1. 小明同学利用电池组、电流表、电压表、 滑动变阻器、开关和导线，做测定额定电压为 2.5V 的小灯泡功率的实验。 （1）请你在虚线框内设计出该实验的电 路图； （2）他根据设计的正确电路图进行实验， 实验记录与计算如下表： 实验次数1 2 3 电压（ V）2.5 2 3 4 电流（ A）
6、0.24 0.22 0.26 功率（ W ）0.60 0.44 0.78 他注意到灯的亮度变化是：第一次比第二次亮，第三次比第一次更亮。根据 他观察的现象和实验数据分析，可得出的结论是_ _； （3）小明突然想到，利用这个实验记录还可以用来计算灯丝的电阻，于是 小明又绘制了以下表格，并完成了计算。 实验次数1 2 3 电压（ V）2.5 2 3 电流（ A）0.24 0.22 0.26 灯丝电阻（ ）10.42 9.09 11.54 根据小明的计算结果找出电阻随电压变化的规律是_ _ ；这一规律产 生的主 要原 因是 _。 答案： (1) 电路图答案如图所示； (2) 灯泡的高度与灯泡的实际功
7、率有关；灯泡两 端的电压越大，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 (3) 灯泡的电阻随电压的增大而增大；灯丝 的电阻随温度的升高而增大。 2. 小明测量额定电压为3.8V 小灯泡的额定功率，使用 6V 的电源。连接电路 前，他发现电压表的015V 档已损坏， O 3V 档完好，他马上改接电路，完成 实验。 (1) 请用笔画线代替导线，将图甲实物电路连接完整。 5 (2) 连好电路， 闭合开关， 移动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数为3V， 要测量小灯泡的额定功率，还应将滑动变阻器滑片向_移动 ( 选填“左”、 “右” ) ，当电压表示数为_V 时，小灯泡正常发光，此时电流表的指针 位置如图乙所示
8、，可得出小灯泡的额定功率为_W 。 (3) 小明完成实验后，他改变滑动变阻器的阻值，记录电流表、电压表的几 组示数，然后确认小灯泡的电流、电压，算出几组电阻值，求出的平均值就是小 灯泡正常发光的电阻。他的方法是_的( 选填“正确”、 “不正确” ) ，原因 是_。 答案： (1) 电路连接如图所示； (2) 左； 2.2 ； 1.292 ； (3) 不正确；温度不同，小灯 泡的电阻也不同或只能用U额、I额来 求正常发光时的电阻。 解析： (1) 由于小灯泡的额定电 压为 3.8V，使用 6V 的电源。电压表 的 015V 档已损坏，只能用O3V 档；那电压表不能测量小灯泡两端电压，但可以测量滑动变阻器两端的电压。电 路连接如图所示。 (2) 电压表的示数为3V，要测量小灯泡的额定功率，还得减小滑动变阻器 分到的电压；根据串联分压与电阻成正比的规律，滑动变阻器要变小；由于滑动 6 变阻器是把左半段电阻线圈“AP ”接入电路，因此滑片要向左滑。当小灯泡两端 电压为 3.8V 时正常发光， 所以电压表的示数为2.2V ； 此时电流表的示数为0.34A ， 因此小灯泡的额定功率W292.1A34.0V8 .3 额额额 IUP。 (3) 小明计算小灯泡正常发光的电阻的方法不正确，因为灯丝的电阻随温度 的变化而变化，只能用 U额、I 额来求正常发光时的电阻。