实验教学:测量小灯泡的电功率

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一、典型例题

实验器材：额定电压为2.5V的小灯泡（正常发光时的电阻约为6Ω）、滑动变阻器（“10Ω 2A”）、新干电池两节、开关、导线若干等。

实验原理：______________________________。

实验步骤：______________________________。

（1）连接电路时，开关要_________；如图甲所示的实物图连接中不妥之处为__________________。

（2）闭合开关后，若出现下表所述的现象，请在表中空格处填写。可能的原因：

（3）排除故障后，当移动滑片P到某位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，此时应在此位置基础上将滑片P向_________（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为_________V，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_________W。

二、答案解析与方法归纳

实验原理：初中物理实验题可归纳为两类：探究型实验和测量型实验。对于探究型实验原理多是利用一种现象来反映所探究的物理量与其他物理量之间的关系，探究过程多采用控制变量法。比如探究电流通过导体产生热量多少的影响因素时通过温度计示数变化来体现产生热量的多少，类似的实验体现的是转换思想。对于测量型实验，实验原理则多是表达式，比如测物质的密度原理是ρ=m/v，测速度v=s/t，测压强P=F/S，测功率P=W/t，测电阻R=U/I，所以对于测小灯泡电功率实验而言原理则是P=UI。

实验步骤：（1）初中电学在实物图的连接过程中有三个强调：一是控制电路通断的开关一定要处于断开状态。二是在电路中起保护和调节作用的滑动变阻器的滑片一定要处于最大阻值处，以确保电路安全，所以有些题目也会从这个角度命题：闭合开关，电流表、电压表有示数，小灯泡不亮原因是什么？答案是滑动变阻器连入电路的阻值太大，小灯泡达不到发光功率。三是关于仪表量程的选择，电压表量程根据小灯泡的额定电压来选择，电流表量程根据额定电压和电阻或者额定电压和额定功率计算正常发光时通过的电流来确定。以这道题为例，额定电压为2.5V的小灯泡，正常发光时的电阻约为6Ω，根据I=U/R计算得到小灯泡正常发光时通过电流约为0.4A，所以应该选择0～0.6A量程，这道题的答案是电流表量程选择错误。

（2）表格题是关于电路的故障分析，电路的故障在初中物理学中分为短路和断（开）路。短路分为电源短路和用电器短路，电源短路就是把电源两端用导线直接或间接相连中间不经过任何用电器，这是比较危险的，容易造成电源烧毁；用电器短路就是拿一根导线把用电器两端连接起来，电流总是走最短路线而不通过用电器，用电器不工作则视为短路。

断路是指电路中某处断开没有电流通过，用电器不能正常工作，比如电路开关没有闭合，导线某处断裂，用电器接头松动等，对于测量小灯泡电功率实验电路，首先分析是串联电路，其次电压表测小灯泡两端电压，所以现象1电压表无示数，电流表有示数，灯也亮说明电压表断路。现象2灯不亮，电流表无示数，但电压表有示数说明电路中小灯泡断路。

（3）当移动滑片P到某位置时，电压表示数为2.7V，小灯泡要正常发光对应的电压是2.5V，此时应该减小小灯泡两端的电压，根据U=IR，减小U，电阻R保持不变，只能减小电流I，减小电流则在总电压不变的情况下只能增大电阻，即要调节滑动变阻器滑片使阻值增大，滑片远离下接线柱向左调节。在调节过程中眼睛始终注视电压表示数，当电压表示数刚好达到2.5V时记录电流表的示数为0.4A，根据测量原理P=UI=2.5V×0.4A=1W。

三、考点归纳梳理

初中物理学对于该实验的要求较高，在每年的中考中属于高频考点之一，涉及知识涵盖电学基本知识，也是对学生综合学习能力的考查。综合几年来的中考题分析，考查的方面基本归纳为：一原理（P=UI），二注意（开关断开，滑动变阻器滑片处于最大值），三选择（电流表量程选择、电压表量程选择、滑动变阻器阻值选择），四处理（电路图或实物图补充、电路故障分析、滑动变阻器调节、额定功率计算）。

（作者单位：江西省南昌联立学校）