测量小灯泡的电功率

电路图：

电路故障：

测定小灯泡的电功率实验的电路如图1所示。直流电源多采用实验室中的“学生电源”。现将有关的故障现

象及相应的改正措施分述如下：

故障现象一将开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P时，发现电流表或电压表的指针沿逆时针方向

偏转，这是因为电流表或电压表两接线柱接反了，将它们对调过来接好便可。

故障现象二将开关S合上，发现灯泡过亮，这时应立即断开开关S，首先检查直流电源的电压是否

偏大，若偏大，调至正常即可。若电源电压合适，再检查滑动变阻器，这里较常出现的错误有两种：其一

是滑动变阻器滑片的位置是错误的，移动滑片使其接入电路中的电阻在闭合开关S前为最大阻值即可；其

二是滑动变阻器接线有误，使其处于“直通”（即电流没有经过其电阻丝，而是从其上方的金属杆直接通过，

滑动变阻器接入电路中的电阻始终为零）的状态，只要将变阻器的一个接线柱的接法纠正过来即可。

故障现象三在移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表的指示值和灯泡的亮度随之同步变化，但电压

表指针不动，这是因为与电压表相连的两根导线没有接好或者电压表自身已损坏之故，先检查接线，若接

线正常则更换电压表。

故障现象四合上开关S，灯泡不亮，这时可分三种情况：

（1）先观察电流表、电压表的读数，若两表读数都为零，故障可能是灯泡两端之外的地方接触不良（尤

其可能是滑动变阻器滑片处或开关处接触不良或损坏）；当然也可能是电流表已坏或电源自身出现故障。

（2）如果电流表读数为零，但电压表读数等于电源输出的电压，即说明灯泡处接触不良或灯泡已坏。

（3）若发现电流表、电压表的读数都非常小，灯泡不亮，适当提高电压后，指示值才相应增大，灯泡

亮。但调节变阻器时发现两电表读数和灯泡亮度都不变，这说明滑动变阻器接线有误，使电流始终流经其

全部电阻丝，导致总电阻过大并且不可调节。

查找出原因后，再对症下药：若接触不良或电流表坏了，将线接好或更换电流表即可；若滑动变阻器

接线错了，将其中一个接头调整过来；若滑动变阻器、开关或者灯泡坏了，换上好的即可；若属电源故障，

在交流供电正常的情况上，多是因为学生电源保险丝已经烧断（尤其是当电源开始正常供电而突然之间没

有电压输出的情况，多属于其保险丝已烧断。造成保险丝烧断的原因多是因为学生粗心，使接线头碰头导

致短路之故，这一点老师要告诫学生多注意），更换保险丝即可。若还无效，则更换学生电源。

故障现象五移动滑动变阻器滑片时，电流表和电压表的指示值及灯泡的亮度都随之同步变化，但其

指示值总是比较小，灯泡亮度也较弱，这主要是由于电源电压小（个别旧灯泡额定电压比其他灯泡大，而

学生因粗心而没有注意），适当调高电源电压即可。

知识要点

测量小灯泡的电功率的方法和原理：根据P=IU，要测量小灯泡的电功率，需要测量通

过小灯泡的电流I和小灯泡两端的电压U，这就需要电流表和小灯泡串联，电压表并联在小

灯泡两端，要测量小灯泡在不同电压下的电功率，就需要滑动变阻器和小灯泡串联，通过改

变滑动变阻器的滑片位置，改变小灯泡两端的电压和小灯泡中的电流，实验电路图如图所示。

典型例题

例1、在“测量小灯泡电阻”和“测小灯泡功率”（小灯泡的额定电压为2.5V）两个实

验中：

（1）都需要测出三组电压值和电流值，前者的目的是______________；后者的目的是

___________。

（2）下表是李烁“测小灯泡功率”实验时记录的数据，由此可知小灯泡的额定功率P

额=_______________W。

（3）同学们在交流实验体会时，有的同学提出：可以根据李烁的测量数据，在非额定

电压条件下求出小灯泡的电阻，再由公式，求出小灯泡的额定功率P额'，请用

这种方法根据表格中的数据算出P额'（要求有必要的计算过程），将P额和P额'进行比较，

并分析说明产生这种差异的根本原因。

解：

（1）用电压表和电流表测小灯泡的电阻和电功率，测量电路和方法完全相同，前者利

用计算灯泡的电阻，后者利用P=IU计算灯泡的功率，测量过程中都要测出三组电

压值和电流值，前者的目的是进行多次测量，求电阻的平均值，减小测量的误差；后者的目

的是测小灯泡在额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率，并加以比较，寻求小

灯泡的发光亮度和实际功率及实际电压的关系。

（2）小灯泡的额定电压为2.5V，由实验数据知道，灯泡两端电压等于额定电压时，通

过灯泡的电流为0.22A，小灯泡的额定功率P额=IU额=0.22A×2.5V=0.55W。

（3）根据实验测得的数据，U1=3V时，I1=0.25A，此时灯泡的电阻

，小灯泡的额定功率，P额'

＜P额，原因是灯丝的电阻受温度的影响，电压高时，灯丝温度高，测得的电阻偏大，由

可知计算出的P额'值偏小，若选择U3=2V、I3=0.20A计算电阻R3，由

计算出的P额'值将偏大。

注意：本题考查分析处理实验数据、归纳总结得出实验结论的能力。通过解题，加深对

用电压表、电流表测灯泡电阻和电功率实验的相同之处和不同之处的理解和掌握，同时探究

发现灯泡灯丝的电阻是随温度升高（或实际电功率的增大）而增大的，通常我们解题认为灯

丝电阻恒定不变，只是为了简化解决主要问题而采取的一种近似。

例2、下图是测定额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物连接图。

（1）请在方框内画出电路图。

（2）实验过程中某一时刻电压表示数如图甲所示，为了测得小灯泡的额定功率，闭合

开关后，应把图中的滑动变阻器滑片P向_________（填“左”或“右”）移动，直至电压

表示数为2.5V为止，这时电流表示数如图乙所示，为_________A，则此时灯泡的额定功率

是_____________W。

（3）若电源电压为6V，滑动变阻器有“10Ω1.5A”和“20Ω1A”两种规格，那么实

验中应选用规格为_________的滑动变阻器。

解：

（1）实验电路图如图所示；

（2）要使电压表示数为2.5V，变阻器的滑片P应向左移动；电压表示数为2.5V时，

电流表的示数为0.24A，灯泡的额定功率P额=IU额=0.24A×2.5V=0.6W；

（3）灯泡正常发光时的电流I=0.24A，此时变阻器两端电压UR=U-U额=6V-2.5V=3.5V，

变阻器连入电路的电阻，要使灯泡在实验中不致被烧坏，变

阻器连入电路的电阻不得小于14.6Ω，实验中应选用规格为“20Ω1A”的滑动变阻器。

注意：本题综合考查设计实验，选择器材、读取电表示数和分析处理实验数据的能力。

用电压表和电流表测量灯泡的功率是一个非常重要的实验，应明确该实验的原理，会设计和

连接实验电路，能根据欧姆定律和电功率公式通过计算和分析选择实验器材，理解各元件（特

别是滑动变阻器）的作用，能收集、整理和处理实验数据并归纳总结得出实验结论，通过探

究实验，提高综合运用知识的能力。

例3、实验探究：给你额定电压为6V的小灯泡一只，你能测出它发光的电功率吗？

[提出问题]

给你额定电压为6V的小灯泡一只，你能测出它发光的电功率吗？

[制定计划与设计实验]

①根据电功率公式，要测电功率需测出电压U和电流I；

②设计如图甲所示的电路进行实验，选择图乙所示的仪器和器材（用笔画线进行连接）；

③为比较不同电压下灯泡工作的功率，实验进行三次。

[进行实验与收集证据]

通过实验（步骤略），得到如下数据：

[交流与合作]

请你讨论下列问题以便同其他同学交流：

（1）完成上面数据表的填写；

（2）写出计算灯泡额定功率的计算过程。

答：1、按照实验电路图连接电路要按照一定顺序进行。可以从电池组的正极开始，依

次连接开关S、滑动变阻器、灯泡L、电流表A，最后连到电池组负极，然后把电压表并联

接在灯泡L两端，连接电路时要注意，电流必须从电表的正接线柱流入，从负极接线柱流出；

滑动变阻器取金属杆两端的一个接线柱和电阻线两端的一个接线柱连入电路。电路如图所

示；

2、根据实验记录的数据和电功率公式可计算得出，U1=6.0V时，P1=3W；U2=5.5V时，

P2=2.53W；U3=5.0V时，P3=2.1W。

3、由实验测得的数据知，当灯泡两端电压等于额定电额时，灯泡中的电流I=0.50A，

灯泡的额定功率

P额=IU额=0.50A×6.0V=3.0W

注意：本题是一道科学探究试题，题目围绕“提出问题”、“制定计划与设计实验”、

“进行实验与收集证据”、“交流合作”等科学探究的环节对物理研究方法进行考查，把科

学探究和科学内容的学习和考查放在同等重要的地位，试题突出科学探究和科学素质的培

养，体现研究过程和方法，显现了今后中考物理命题的方向和趋势。

课堂练习：

1、测量小灯泡的电功率实验中，依据的原理是______

2、小灯泡两端的电压为6V，通过的电流为0.5A，则该灯泡的实际电功率是_______W.

3、一个电暖器标有“220V2000W”的字样。加在电暖器两端的电压是220V，则此电暖

器的额定电功率是______W，通过电暖器的电流是__________A。若加在电暖器两端的电压调

为110V，则通过的电流是__________A（不考虑温度对电热丝的影响），这时电暖器的实际

功率是___________W。

4、将一个标有“36V18W”的灯泡接入电路中，测得通过灯泡的电流是0.4A，那么灯

泡的实际功率________额定功率（填“大于”、“等于”或“小于”）。

5、测量小灯泡功率的实验中，连接电路时，应注意：①开关必须是___________的；②

闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片滑到__________的位置。

6、灯泡亮度的大小说明了灯泡的：（）

A、额定功率的大小B、两端电压的大小

C、实际功率的大小B、通过的电流的大小

7、现有两个额定电压均为6V的灯泡串联在同一电路中，如图所示，当开关闭合后L1

两端的电压是6V，两灯都正常发光，则下列说法中不正确的是：（）

A、L2两端的电压也一定是6VB、L2与L1的额定电功率也一定相同

C、L2的电阻比L1的大D、L2与L1的实际电功率相同

答案：

1、P=U·I

2、3

3、2000，9.1，4.6，500

4、小于

5、断开，电阻最大

6、C

7、C

分析论证

当U实=U额P实=P额正常发光

当U实>U额P实>P额发光过亮会缩短用电器的寿命

当U实