一、探究测量小灯泡的电功率

【实验原理】

【实验器材】  电流表、电压表、定值电阻、导线、开关、滑动变阻器和电源。

【测量器材】 测电压：电压表，测电流：电流表。

【实验电路】

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实验电路图

【实验步骤】

  1. 按电路图连接好电路，断开开关，将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置；
  2. 闭合开关，调节滑动变阻器，使灯泡在额定电压下发光，观察电流表和电压表的示数，记录为Ie、Ue，记录小灯泡的亮度；
  3. 调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察电流表和电压表的示数，记录为I1，U1，记录小灯泡的亮度；
  4. 调节滑动变阻器，使灯泡两端的电压低于额定电压（一般情况使灯泡的电压低于额定电压的0.2倍），观察电流表和电压表的示数，记录为I2，U2，记录小灯泡的亮度；
  5. 根据公式P=UI，算出小灯泡的额定功率Pe和实际电功率P1、P2；
  6. 分析数据，整理器材。

【实验关键】

  1. 选量程：根据小灯泡的额定电压、电源电压，和实验的实际要求确定电压表和电流表的量程。
  2. 连电路：连接电路时断开开关，闭合开关前先将滑动变阻器的滑片置于电阻值最大处。
  3. 调节电路：调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于、略低于或略高于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，记下电流表、电压表的示数。（这里所说的“ 略高于 ” 从保护灯泡的角度出发，一般情况下高于额定电压的百分之二十； “ 略低 于 ”从实验现象明显的角度出发，一般情况下低于额定电压的百分之二十；）

【要点探究】

  1. 实验中滑动变阻器的作用是什么？
    (1)保护电路；(2)改变小灯泡两端的电压。
  2. 在测小灯泡额定功率的实验中，手和眼各自的分工是什么？
    提示：手移动滑片的位置，同时眼睛观察电压表的示数，当示数达到小灯泡的额定电压时，停止移动滑片。
  3. 能否用多次测量求出的电功率的平均值作为小灯泡的额定功率？
    提示：不能。额定功率为小灯泡额定电压下的电功率，且在不同的电压下小灯泡的电功率不同，小灯泡的电功率随外加电压的变化而变化，故不能求平均值。
  4. 伏安法测电阻和伏安法测电功率在处理数据上有何不同？
    提示：伏安法测电阻和测电功率在数据处理方法上不同，测电阻最后要求测出三个电阻值的平均值，目的是减小实验误差；而测电功率时，在小于、等于、大于额定电压的情况下，求出三个电功率值的含义是不同的，不能用来求平均值。只有在额定电压下求得的功率才为额定功率。

【实验中可能出现的故障】

电流表  电压表  判断结果 
示数不为零  示数为零  小灯泡短路
示数为零  示数不为零  小灯泡断路（灯丝断了）
示数为零  示数为零  小灯泡外的其他地方断路（滑动变阻器断路等）

【实验数据及其现象】

小灯泡两端的电压 电功率 小灯泡的亮度
U实=U额 P实=P额 正常发光
U实<U额 P实<P额 发光暗淡
U实>U额 P实>P额 很亮，易损坏
  • 在不同的电压下，小灯泡的电功率不同；
  • 小灯泡的亮度决定于小灯泡的实际电功率；

实验：探究——测量小灯泡的电功率

概念自查

（Y13030101）测量小灯泡功率的原理是_______,方法成为________；器材有_______________________________；画出测量小灯泡功率的实验电路图.
（Y13030102）为测出额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，至少要用______节干电池做电源，电压表应选用_______的量程，闭合开关后，要调节_______,使电压表示数为_______;若此时电流表的示数为0.2A，则该灯泡的额定功率为____W.
（Y13030103）用如图所示的电路测量小灯泡的功率，当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时，小灯泡消耗的功率和亮度将分别（      ）
A.变大，变暗 B.变小，变亮
C变大，变亮 D.变小，变暗
（Y13030104）如果某次实验将图中的电压表与电流表位置互换，合上开关后将发生的现象是（      ）
A.电压表会被烧坏 B.电流表会被烧坏
C电压表读数很小 D.电流表几乎没有读数

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