蘇科版九年級下冊第十五章《電功和電熱》15.5專題特殊方法測小燈泡額定功率【知識梳理】一、缺少電壓表的測量方法思路一：借助定值電阻，利用電流表計算出燈泡額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個電流表，1個滑動變阻器，1個已知阻值為R0的定值電阻（1）已知小燈泡的額定電壓U額，電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電流表示數為，此時燈泡正常發光；2．閉合，，斷開，電流表測出通過R0與L的合電流I總。燈泡的額定電流：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調節滑動變阻器R1，使得電流表示數為，此時燈泡正常發光；2．閉合，接b，電流表測出通過R0與L的合電流I總。（2）已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電流表示數為I額，此時燈泡正常發光；2．閉合，，斷開，電流表測出通過R0與L的合電流I總。燈泡的額定電壓：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調節滑動變阻器R1，使得電流表示數為I額，此時燈泡正常發光；2．閉合，接b，電流表測出通過R0與L的合電流I總。思路二：滑動變阻器等效替代燈泡正常發光時的電阻，利用P=I2R算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個電流表，1個最大阻值為R0的滑動變阻器R1，另一個滑動變阻器R2已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電流表示數為I額，此時燈泡正常發光；2．閉合，，斷開，保持滑動變阻器R1阻值不變，調節滑動變阻器R2，使得電流表示數也為I額；3．保持滑動變阻器R2阻值不變，將滑動變阻器R1滑片調至最左端，記下此時的電流表示數I1；4．保持滑動變阻器R2阻值不變，將滑動變阻器R1滑片調至最右端，記下此時的電流表示數I2。燈泡正常發光的電阻：燈泡的額定功率：思路三：通過求出滑動變阻器使小燈泡正常發光時的電阻，進而求出小燈泡額定電壓，從而得到小燈泡的額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個電流表，1個滑動變阻器，1個已知阻值為R0的定值電阻已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電流表示數為I額，此時燈泡正常發光；2．保持滑動變阻器R1阻值不變，閉合，，斷開，此時電流表示數為I1；3．閉合，，斷開，將滑動變阻器R1滑片滑到最左端，此時電流表示數為I2，可求出電源電壓U。電源電壓：燈泡正常發光時R1的電阻：燈泡的額定電壓：燈泡的額定功率：二、缺少電流表的測量方法思路一：借助定值電阻，利用電壓表計算出燈泡額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個電壓表，1個滑動變阻器，1個已知阻值為R0的定值電阻（1）已知小燈泡的額定電壓U額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電壓表示數為U額，此時燈泡正常發光；2．閉合，，斷開，電壓表測出R0與L兩端的合電壓U合。燈泡的額定電流：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調節滑動變阻器R1，使得電壓表示數為U額，此時燈泡正常發光；2．閉合，接b，電壓表測出R0與L兩端的合電壓U合。（2）已知小燈泡的額定電流I額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電壓表示數為，此時燈泡正常發光；2．閉合，，斷開，電壓表測出通過R0與L的合電壓U合。燈泡的額定電壓：燈泡的額定功率：1．閉合，接a，調節滑動變阻器R1，使得電壓表示數為，此時燈泡正常發光；2．閉合，接b，電壓表測出通過R0與L的合電壓U合。思路二：滑動變阻器等效替代燈泡正常發光時的電阻，利用算出額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個電壓表，1個最大阻值為R0的滑動變阻器R1，另一個滑動變阻器R2已知小燈泡的額定電壓U額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電壓表示數為U額，此時燈泡正常發光；2．閉合，，斷開，保持滑動變阻器R1阻值不變，調節滑動變阻器R2，使得電壓表示數也為U額；3．保持滑動變阻器R2阻值不變，將滑動變阻器R1滑片調至最左端，記下此時的電壓表示數U1；4．保持滑動變阻器R2阻值不變，將滑動變阻器R1滑片調至最右端，記下此時的電流表示數U2。燈泡正常發光的電阻：思路三：通過求出滑動變阻器使小燈泡正常發光時的電阻，進而求出小燈泡額定電流，從而得到小燈泡的額定功率。器材限制：電源電壓未知，1個電壓表，1個滑動變阻器，1個已知阻值為R0的定值電阻已知小燈泡的額定電壓U額電路圖步驟數據處理1．閉合，，斷開，調節滑動變阻器R1，使得電壓表示數為U額，此時燈泡正常發光；2．保持滑動變阻器R1阻值不變，閉合，，斷開，此時電壓表示數為U1；3．閉合，，斷開，將滑動變阻器R1滑片滑到最左端，此時電壓表示數為U2，即為電源電壓U。電源電壓：燈泡正常發光時R1的電阻：燈泡的額定電流：燈泡的額定功率：【規律總結】1．無論哪種方法測燈泡額定功率，首先都要先通過滑動變阻器調節燈泡至正常工作狀態。在填寫實驗步驟時，請注意這一點。2．考試題目一般不會讓學生設計實驗，而是提供一個實驗電路圖，并已給出部分實驗步驟，只需補充完整即可。因此，不要求學生把電路圖記下來，而只要能做到看懂電路圖的設計思路，了解到每一步驟的目的，補充完整步驟就行。3．測量思路不止本講義中的三種，但思路一和思路二在試題中更常見，應著重把這兩個思路的實驗步驟搞明白。【典例分析】1．（2021·山東煙臺·九年級期中）朵朵和同學們在做電學實驗過程中，選擇了以下器材：電源電壓恒為3V，電阻R阻值為5Ω、10Ω、20Ω、40Ω、50Ω各一個，額定電壓為2.5V的小燈泡一個，滑動變阻器標有“20Ω1A”字樣，電流表、電壓表各一只，開關一個，導線若干。（1）朵朵和同學們經過討論，依次完成了“探究電流與電壓的關系”三次實驗電路的設計，如圖甲、乙、丙所示。由圖甲改進為圖乙是為保證實驗過程中_____這一因素不變；由圖乙改進為圖丙是因為使用滑動變阻器既能保護電路，又能通過調節滑動變阻器使電阻R兩端的電壓_____（選填“改變”或“保持不變”）；（2）請用筆畫線代替導線，幫助朵朵按電路圖丙將圖丁中實物電路連接完整；（3）在用圖丁的實物電路探究“電流與電壓的關系”時，朵朵將5Ω電阻接入電路，調節滑動變阻器，得到四組數據（如表）；實驗次數1234電壓U/V0.51.01.52.0電流I/A0.10.20.30.4分析論證時，同組小軍通過計算，認為表中第一組數據是錯誤的，請指出錯誤原因_____；（4）在繼續用圖丁的實物電路探究“電流與電阻的關系”時，朵朵先將5Ω電阻接入電路，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為2V，記下電流值；然后將5Ω電阻換成10Ω電阻，她的下一步操作是：將滑動變阻器的滑片向_____（選填“A”或“B”）端移動，直到_____（選填“電流表”或“電壓表”）的示數為_____V。同組的小明改用50Ω的電阻繼續實驗時，發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片，都無法使電壓表示數達到實驗要求的值，你認為“電壓表的示數無法達到實驗要求的值”的原因可能是_____；A．滑動變阻器的最大值太大 B．電壓表量程選小了C．滑動變阻器的最大值太小 D．變阻器燒壞了（5）朵朵和同學們完成上述探究活動后，想測量一只額定電壓為2V小燈泡的額定功率，但發現電壓表被別的同學拿走了，于是她借助一個10Ω的電阻，設計了如圖所示的電路，測小燈泡的額定功率。具體操作如下：①只閉合開關S1、S2，調節滑動變阻器，使電流表的示數為_____A時，小燈泡恰好正常發光；②只閉合開關S1、S3，保持滑動變阻器滑片的位置不變，讀出電流表示數為I；③P燈＝_____（用已知量和測量值表示，數值要求帶單位）。2．（2021·遼寧朝陽·九年級期末）在“測小燈泡電功率實驗”中，電源電壓為3V，小燈泡額定電壓為2.5V。（1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調至最______（填“左”或“右”）端。閉合開關，移動滑片，當電壓表示數為1.5V時，電流表示數如圖乙所示，則此時小燈泡的功率為______W。若使小燈泡正常發光，應將滑片向______（填“左”或“右”）端移動；（2）完成上述實驗后，小敏設計了如圖丙所示的電路，測出了額定電流為I的小燈泡的額定功率。實驗方案如下：（電源電壓不變，滑動變阻器R1的最大阻值為R1）①按電路圖連接電路：②閉合開關______，移動R1滑片，使電流表的示數為I額，小燈泡正常發光；③使開關______，保持R1滑片位置不動，移動R2滑片使電流表的示數為I額；④保持______滑片位置不動（填“R1”或“R2”），將另一個滑動變阻器滑片移到最左端，電流表的示數為I1，再將此滑動變阻器的滑片移到最右端，電流表的示數為I2；⑤小燈泡額定功率的表達式為P額＝______。（用I額、I1、I2、R1表示）【精典訓練】1．（2022·四川成都·九年級期末）小華同學在測定“額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率”實驗中，電源電壓保持不變。（1）實驗中有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上畫“×”并用筆畫線代替導線完成電路的正確連接；（2）閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片P到某處，電壓表示數如圖乙所示，若想要測量小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器的滑片P向______（填“左”或“右”）端移動，直到電壓表的示數為______V，此時電流表的示數如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為______W；（3）實驗過程中發現，當小燈泡兩端的電壓逐漸增大時，通過他的電流也隨之增大，燈泡的亮度也變亮，這說明燈泡的亮度取決于它的______；（4）小組同學設計了下面A、B、C三種電路圖，測量另一個小燈泡的額定功率（額定電壓已知）其中R0是一個阻值已知的定值電阻，S為單刀雙擲開關（S可以連接“a”或“b”），則以下______（選填字母）測量方案不可行。A．B．C．2．（2022·江蘇泰州·九年級期末）在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，有兩個小燈泡L1（額定電壓U額為2.5V）和L2（額定電流為I額）。（1）圖甲是小明同學測量小燈泡L1額定功率時連接的實物圖；①圖甲中有一根導線連接錯誤，請在這根導線上打“×”，并在圖中進行改正；②故障排除后，小明同學閉合開關，移動滑片到某一位置時，電壓表示數為1V，為了測量小燈泡的額定功率，應將圖甲中滑動變阻器的滑片向___________（選填“A”或“B”）端移動，直到電壓表的示數為___________V。小明根據所測實驗數據繪制了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關系如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為___________W。從圖像中還發現：當電壓表的示數增大時，電壓表與電流表的示數之比___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）圖丙是小華同學設計的測量小燈泡L2額定功率的實驗電路；圖中R1為滑動變阻器，R2為電阻箱，請幫他完成下列實驗步驟（R1、R2接入的阻值均已調至最大）：①閉合開關S、S1，斷開開關S2，調節R1的滑片，使電流表的示數為I額；②接著只斷開開關S1，閉合開關S2，___________，調節___________（選填“R1”或“R2”），使電流表的示數為___________；③讀出電阻箱此時連入電路的阻值為R0；④計算小燈泡額定功率的表達式：P額=___________。3．（2022·江蘇南京·九年級期末）在“測量小燈泡額定功率”實驗中，小燈泡的額定電壓U額=2.5V。（1）圖甲是小明測量小燈泡額定功率的實物電路圖。圖中有一根線連接錯誤，請在這根線上打“×”，并在圖中改正；（2）閉合開關，移動滑片P直到電壓表示數為2.5V，此時電流表示數如圖乙所示為___________A，則小燈泡的額定功率為___________W；（3）小華設計了如圖丙所示的電路也完成了該實驗。電源電壓不變，R1和R2為滑動變阻器，R2的最大阻值為R0，請完成下列填空：①閉合開關S、S1，調節R2，使電壓表的示數為2.5V；②斷開開關___________，閉合開關___________調節___________使電壓表的示數仍為2.5V；③接著將R2的滑片P調至最左端，記下電壓表的示數為U1，再將R2的滑片P調至最右端，記下電壓表的示數為U2。則小燈泡額定功率的表達式P額=___________（用U額、R0、U1、U2表示）。4．在“測小燈泡額定電功率”的實驗中，電源電壓為6V保持不變，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω；（1）請根據電路圖把實物圖連接完整______；（2）實驗中所用滑動變阻器除了有保護電路的作用外，還有______的作用；（3）連接電路時，剛連接好最后一根導線，小燈泡立即發光，且發現電壓表的指針如下圖所示偏轉，則連接電路時存在的問題是：______；（4）正確連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，小燈泡不發光，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓，則故障可能是小燈泡______；（5）排除故障后繼續進行實驗，將測得的數據記錄在下面表格中；實驗次數電壓U/V電流I/A電功率P/W小燈泡的發光情況10.50.16不發光210.2較暗31.50.25較亮42.5正常發光530.32發出耀眼的光小燈泡正常發光時，電流表的示數如下圖所示，則小燈泡的額定功率是：______W；（6）第1次實驗中，發現小燈泡不發光，原因是______；（7）同組的小敏認為對于此實驗的意義是便于求出平均功率達到減小測量誤差的目的；你對小敏此觀點的評價是______（需說明理由）；（8）實驗結束后，小組同學對測量結果進行誤差分析，考慮到電壓表中也有電流通過，該電路所測小燈泡的額定功率與真實值相比______(選填“偏大”或“偏小”)；（9）將小燈泡換成一個定值電阻，還可探究電流與______的關系（選填“電壓”或“電阻”）；（10）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，利用如下圖所示的電路測出了額定電流為I額的小燈泡的額定功率，其中R0的阻值已知，請你將下列實驗步驟補充完整：①閉合S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器的滑片使電壓表示數為______；②保持滑動變阻器的滑片位置不變，閉合S、S2，斷開S1，讀出電壓表示數為U；③小燈泡正常發光時的電阻RL＝______，額定功率P額＝______。（用I額、R0、U表示）5．（2022·山東青島·中考模擬）為了測量小燈泡的額定功率，某校物理興趣小組設計了如圖甲所示的實驗電路，小燈泡標有“2.5V”字樣，燈泡電阻約為10Ω，電源電壓6V，可供選用的滑動變阻器有R1“10Ω；1A”和R2“20Ω；1A”。（1）請用筆畫線代替導線將圖甲的實驗電路補充完整（要求：滑動變阻器滑片向左移動時，燈泡變暗）。（2）電路正確連接后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電流表有示數，電壓表無示數，則電路的故障可能是_______（選填字母）。A．小燈泡斷路 B．小燈泡短路 C．滑動變阻器斷路 D．滑動變阻器短路（3）排除故障后，調節滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數為2.5V時，電流表示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_______W。（4）為了完成實驗，你認為應該選用的滑動變阻器是_______（選填“R1”或“R2”）。（5）另一小組實驗時發現電流表已損壞，于是又找來了一個阻值為R0的定值電阻設計了如圖丙所示電路，測出了額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為U且保持不變，請將實驗步驟補充完整：①只閉合開關S、S2，移動滑片P，使電壓表的示數為_______；②只閉合開關_______，保持滑片P不動，讀出電壓表的示數為U1；③小燈泡的額定功率P額＝_______（用U、U1、U額、R0表示）。6．（2022·遼寧沈陽·中考真題）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，所選小燈泡的額定電壓為。（1）如圖甲是測量小燈泡的電功率的電路圖。正確連接電路，閉合開關后，電壓表和電流表都沒有示數，電路故障可能是______A．滑動變阻器短路 B．電流表斷路 C．電壓表斷路（2）排除故障后，實驗中，電壓表的示數為