二十五、探究用電器的電功率實驗知識導航知識導航電功率的測量：Ⅰ、伏安法測燈泡的額定功率：①原理：P=UI②電路圖：③選擇和連接實物時須注意：電源：其電壓高于燈泡的額定電壓滑動變阻器：接入電路時要變阻，且調到最大值。根據能否調到燈泡的額定電壓選擇滑動變阻器。電壓表：并聯在燈泡的兩端“+”接線柱流入，“－”接線柱流出。根據額定電壓選擇電壓表量程。電流表：串聯在電路里““+”接線柱流入，“－”接線柱流出。根據I額=P額/U額或I額=U額/R選擇量程。Ⅱ測量家用電器的電功率：器材：電能表秒表原理：P=W/t例題演練例題演練1．實驗小組的同學做測量小燈泡不同發光情況下功率的實驗，所用電源為兩節新干電池，小燈泡的額定電壓是2.5V。（1）如圖是組內一名同學連接的電路，其他同學指出電路中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路改接正確。（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移至最（選填“左”或“右”）端，電壓表示數接近電源電壓，則電路故障可能是。（3）根據表中數據，找出額定電壓對應下的額定電流，根據公式P＝UI求出；分析表格數據，歸納小燈泡的亮度變化與實際功率的關系。（4）排除故障后繼續實驗，測得的實驗數據及觀察到的小燈泡發光情況如表所示，分析實驗數據和實驗現象可知，小燈泡的額定功率為W；小燈泡的亮度變化與實際功率的關系為：小燈泡的實際功率越大，小燈泡。序號12345U/V0.71.01.52.53.0I/A0.140.160.200.270.30發光情況燈泡不亮燈泡不亮微弱發光正常發光很亮（5）除了表格列出的數據和現象外，小組的同學還發現：燈泡亮度不同時，燈絲的電阻不同，請你根據這個發現，結合白熾燈的發光原理，提出一個可探究的科學問題：。（合理即可）2．小華在探究“小燈泡發光時的亮度與電功率的關系”的實驗中，所用的電源電壓是4V，小燈泡的額定電壓是2.5V，小燈泡兩端允許加的最大電壓為額定電壓的1.2倍。（1）請將圖甲的實驗電路連接完整；（2）小華在實驗連接的電路中，電流表接的是大量程，滑動變阻器的滑片滑到了阻值最大端。在檢查電路連接正確后，小明迅速試觸開關時觀察到電流表指針的偏轉角度（選填“較大”或“較小”）（3）小華重新連接電路并移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖乙所示的圖象。根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是瓦。小華發現該圖象不是直線，您認為出現這種情況的主要原因是；（4）小華想測定電動自行車上用作照明的LED（發光二極管）額定功率。通過實驗得到該LED的電流電壓圖象如圖丙所示，查閱資料知道該LED的額定電壓為3V，結合圖象可得該LED的額定功率為W。小明進一步發現，在額定電壓下工作時，LED比小燈泡亮，請對此現象作出解釋。3．小問想知道小燈泡的亮暗程度與什么因素有關。于是找來額定電流均小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈L1和額定電壓是3.8V的燈L2，先后接在電源電壓恒為6V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究。實驗次數電流/A實際功率/W電阻/Ω11.60.200.3222.50.2410.4232.80.260.7310.77（1）小問連接好電路后閉合開關，燈L1幾乎不發光，移動滑片P也不能改變燈的亮度。原因是。（2）小問排除故障后，繼續進行實驗：①閉合開關，滑片P向A端移動，使燈L1發光，測出燈L1的相關物理量，記錄和計算結果如表所示：②請將設計表格時遺漏的物理量和單位填入表格中的空格處。（3）小問注意到燈L1的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。結合表中數據得出的結論是。（4）用L2替換L1重復上面的實驗時，需要改變的量程，發現燈L2的亮度變化規律與燈L1相似。（5）小問在實驗結束后與同學們討論：有同學認為“把燈L1換成定值電阻，該實驗可以用來研究導體中的電流與電壓的關系。“你認為這種說法（選填“正確”或“錯誤”）。4．小明同學為了探究小燈泡亮度與實際功率的關系，設計了如圖所示的實驗電路，小燈泡標有“2.5V”的字樣。（1）如圖是小明連接的實驗電路，同組的小紅同學發現圖中有一根導線連接錯誤，請你在這根導線上打“×”，并在圖中改正。（2）電路連接正確后，閉合開關，發現小燈泡不亮，而電流表有示數，電壓表沒有示數，則可能的故障是。（3）排除故障后，小明進行了4次測量，并將有關數據及現象記錄在表格中。實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電功率P/W燈泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.70.247.10.41較暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮（4）實驗中小燈泡的電阻變化的原因是。（5）小明測得小燈泡的額定功率為W，另一位同學認為，無需測量，也能計算出小燈泡的額定功率。他利用已經測量的其中一組數據，計算出0.5V電壓下小燈泡的電阻R，再根據P＝計算小燈泡在2.5V下的額定功率。那么按此方案算出的小燈R泡的額定功率與前一步測量的額定功率相比（選填“偏大”“偏小”或“相等”）。（6）小聰認為，為了得到小燈泡準確的額定功率，應求出上述表格中多組小燈泡電功率的平均值作為小燈泡的額定功率，這種數據處理方法是（選填“正確”或“錯誤”）的。5．小明在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率”的實驗時，實驗室提供了如下器材：電源（電壓恒為6V）、電流表、電壓表滑動變阻器（“20Ω2A”）、小燈泡（額定電壓為2.5V，額定功率小于1.2W）、開關及導線若干。實驗序號電壓U/V電流I/A電功率P/W燈泡亮度11.00.140.14很暗21.70.220.374較暗32.5正常43.00.320.96較亮（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整。（導線不得交叉）（2）正確連線后，閉合開關，移動滑片，電流表示數幾乎為零，電壓表的示數接近電源電壓且幾乎不變。若電路中只有一處故障，該故障可能是。（3）排除故障后，移動滑片至某一位置時電壓表的示數為2.2V，為使小燈泡正常發光，應將滑片向（選填“左”或“右”）移動。（4）上表記錄了部分實驗數據，當電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（5）分析表中數據可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨其兩端電壓的增大而（選填“增大”“不變”或“減小”）。6．在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率”的實驗時，實驗室提供了如下器材：電源（電壓恒為8V），一個電流表，一個電壓表，滑動變阻器“20Ω、2A”，小燈泡（額定電壓2.5V，額定功率小于1.2W），一個阻值已知的定值電阻R0，開關及導線若干。12345電壓/V1.01.52.02.53.0電流/A0.240.320.380.44電功率/W（1）用筆畫線代替導線把圖甲所示的電路連接完整。（連線不能交叉）（2）正確連接電路后，閉合開關進行實驗，記錄的數據如下表所示。當電壓表示數為2.5V時，電流表示數如圖乙所示，小燈泡的額定功率為W。（3）分析表中數據可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而（選填“增大”、“不變”或“減小”），小燈泡的實際功率由（選填“額定功率”、“額定電壓”或“實際電壓”）決定。（4）一實驗小組由于電壓表被損壞，又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，電路設計如圖丙所示：R0阻值為10Ω，請將以下實驗步驟補充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關S、S1，斷開S2，調節滑動變阻器滑片直至電流表示數I1＝A時，小燈泡正常發光；②滑動變阻器滑片不動，斷開S1，閉合S2，讀出電流表的示數為I2；③小燈泡的額定功率P額＝（用U額、I1、I2表示）。若步驟②中，不小心將滑片向右移動了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率比真實值（選填“偏大”或“偏小”）。7．小僑同學在“探究小燈泡亮度與實際功率關系”的實驗中，找來了電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡（電阻約為10Ω），電流表、電壓表各一只，滑動變阻器一個，并關一個，導線若干，組裝電路。（1）如圖甲所示，檢查時發現有一條導線連接錯誤，請在錯誤的導線上畫“×”，并只移動一條導線，用筆畫線代替導線將電路圖連接正確。（2）電路連接正確后，閉合開關，發現小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表沒有示數，則可能出現的故障是。A.小燈泡斷路B.小燈泡短路C.滑動變阻器短路D.滑動變阻器阻值過大（3）小僑同學排除電路故障后，繼續實驗，共進行了4次測量，并將相關數據記錄在表格中，當電壓表示數為1.5V時，電流表示數如圖乙所示，請根據電流表示數把表格補充完整。實驗序號電壓U/V電流I/A電阻R/Ω電功率P/W燈泡的亮度10.50.163.10.08不亮21.57.1較暗32.50.288.90.70正常43.00.3010.00.90很亮（4）小僑同學根據實驗目的分析實驗數據及現象，可以得出結論：小燈泡的亮度隨著實際功率的增大而變（選填“亮”或“暗”）；小僑（選填“能”或“不能”）將小燈泡的電阻求平均值。（5）完成上述實驗后，小僑同學又設計了一種測量額定功率的方案，如圖丙所示，R0是阻值已知的定值電阻。請完成下列操作：①連接好電路，閉合開關S，將開關S1撥到觸點（選填“A”或者“B”），移動滑片，使電壓表的示數為小燈泡的額定電壓U1；②保持滑片的位置不動，再將開關S1撥到另一觸點，讀出電壓表的示數U2；③用U1、U2、R0表示小燈泡的額定功率，則表達式P＝。8．在測量小燈泡電功率的實驗中，提供的器材有：3V的電源、標有“2.5V”的小燈泡、滑動變阻器R、電流表、電壓表、開關及導線若干。（1）小虎所接的實驗電路如圖甲所示，電路中部分連接不合理，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確。請你在應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法。（2）小明改正錯誤后，閉合開關，發現電流表無示數，電壓表示數接近電源電壓，故障的原因可能是。（3）排除故障后，實驗中，當電壓表示數為2V，為了測出小燈泡的額定功率，他應該把滑片P向（選填“A”或“B”）移動。（4）小華進行多次實驗，得到小燈泡兩端的電壓與電流的關系圖像如圖乙實線所示，則根據圖像可知，滑動變阻器兩端電壓與通過它的電流關系U﹣I圖像應為圖乙中的虛線（選填“①”、“②”或“③”），小燈泡的額定功率為W，可確定實驗中所使用的滑動變阻器的最大阻值不小于Ω。（5）小明為了測出小燈泡的額定功率，他利用如圖丁所示的電阻箱和滑動變阻器設計測量電路，但在實際操作時將開關S2撥到位置1時，無法調到額定電壓，從而無法測出額定功率。其原因是。9．小明用圖甲所示的電路來測量小燈泡的電功率，已知電源電壓為3V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V。（1）請用筆畫線代替導線將圖甲中滑動變阻器連入電路，要求滑片向左滑動時，燈泡亮度變大；（2）連接電路時，開關應該。（3）實驗中，小明發現無論怎樣調節滑動變阻器，兩電表指針始終處于圖乙所示位置，則接線柱間（填接線柱的數字編號）出現了（選填“短路”或“斷路”）；（4）故障排除后，小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數據，得到小燈泡U﹣I圖像如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是W，小明所用到的滑動變阻器的規格是下列四個選項中的（選填選項前字母）；A.“5Ω2A”B.“15Ω2A”C.“25Ω2A”D.“30Ω2A”（5）當燈泡兩端的實際電壓為額定電壓一半時，燈泡的實際電功率為P1，當通過燈泡的實際電流為額定電流的一半時，燈泡的實際電功率為P2。則P1P2（選填“大于”“小于”或“等于”）。10．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓6V恒定不變，小燈泡的額定電壓為2.5V（電阻約為10Ω）。（1）請用筆畫線代替導線將圖甲的電路連接完整（要求滑動變阻器滑片向左移動時燈泡變亮）。（2）閉合開關前，應將滑片移到端（選填“A”或“B”）。（3）閉合開關發現燈泡不亮移動滑片燈泡仍不亮，突然小明的文具盒掉到桌上，燈泡亮了，小明敲了幾下桌子，燈泡又熄滅了。出現這種故障的原因是。A.開關短路B.燈泡短路C.電壓表斷路D.燈泡接觸不良（4）排除故障，再次閉合開關，移動滑片，當電壓表的示數為V時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。（5）實驗中滑動變阻器的最大阻值不能小于Ω。（6）完成實驗后，愛動腦筋的小明又設計了一種不用電流表測量小燈泡的額定功率的方案，設計的電路圖如圖丙所示，請將下列實驗步驟補充完整。①檢查電路無誤后，閉合開關S和S1，斷開開關S2，移動滑動變阻器滑片P，使電壓表的示數為U額；②，閉合開關S和S2，斷開開關S1，讀出電壓表的示數U1；③小燈泡額定功率的表達式：P額＝（用U額、U1、R0表示）。11．小