小灯泡的电功率

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小灯泡中的电功率，既是中考考查的重点又是难点，现结合典型中考试题，帮助同学们梳理一下此类考查的要点.

考点1探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关

灯泡的发光亮度由其实际功率决定，但不同规格的灯泡还与其电能转化为光能的效率有关.

例1（2013年河北）小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5 V、6 V的灯泡L1和L2设计了图1所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关.

（1）小灯泡发光时，将电能转化为能和光能.

（2）探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：.

排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表1.

表1 电压/V 电流/A 亮暗情况1 1 0.16 暗2 1.5 0.22 较亮3 2.5 0.28 亮（3）探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表2.

（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与的转化效率有关.

表2 电压/V 电流/A 亮暗情况4 1 0.28 很暗5 2.5 0.38 暗6 6 0.72 很亮拓展完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱各1个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0.1 A的小灯泡的额定功率进行了测定.请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式.

分析小灯泡发光时，将电能转化为内能和光能；探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电流表无示数，表明电路断路，而电压表有示数，说明电压表能连接到电源的两端，则电路故障可能是灯泡L1处断路；根据P=UI可算出实际功率，同一规格的小灯泡实际功率越大，发光亮度越亮，由两表对比，不同规格的小灯泡实际功率大的不一定就亮，这是由于不同规格的小灯泡发光亮度还应与电能转化为光能的转化效率有关；要测额定电流为0.1 A的小灯泡的额定功率，可尝试利用等效替代法，首先要通过移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1 A，再变换开关，调节电阻箱，当电流表示数仍为0.1 A时，读出电阻箱连入电路中的电阻，即为灯泡的电阻，由P=I2R算出的功率即为额定功率.

答案（1）内；（2）灯丝断了或小灯泡接触不良；（4）实际功率；电能转化为光能.

拓展图2

（1）只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1 A；

（2）断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1 A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R.P额=（0.1 A）2R.

考点2测小灯泡的额定功率

只有当灯泡的实际电压等于额定电压时，灯泡才会正常发光，此时实际功率才等于额定功率.

例2（2013年泉州）小强在进行“测定小灯泡的电功率”的实验，已知电源电压为3 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，他已连接了部分电路，如图3所示，请你接着完成下列步骤：

（1）用笔画线代替导线，将图3的电路连接完整.

（2）连接电路时，开关S应当处于状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于（选填“左端”或“右端”）.

（3）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为0，则出现故障的原因可能是.

（4）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数如图4所示，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向端移动.

（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图5所示，则电流表的示数为A，小灯泡的额定功率是W.

分析连线时应将变阻器、灯泡、电流表串联连接，电压表并联在灯泡两端，连接变阻器应注意“一上一下”，因电源电压3 V，且图4中已接好，故电压表量程选0～3 V；连接电路时，为了保护电路，开关S应当处于断开状态，滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大的位置处，连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，表明电路接通，而电压表的示数为0，说明灯泡或电压表的阻值为0，则出现故障的原因可能是灯L（或电压表）被短路；故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表的示数见图4为1.7 V，为了测量小灯泡的额定功率，即要将电压表示数调到2.5 V，即要增大电路中电流，故应将滑片P向左端移动；当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图5所示，则电流表的示数为0.2 A，由P额=UI=2.5 V×0.2 A=0.5 W.

答案（1）如图6所示；（2）断开，右端；

（3）灯L（或电压表）被短路；（4）左；（5）0.2， 0.5.

考点3重实验过程

实验探究过程是此类考查的重中之重，同学们在平时实验时，多动手，多观察，多发现问题，多思考，相互探讨，这样才能真正弄懂弄通，考试时也才能得心应手.

例3（2013年十堰）小明利用如图7甲所示电路测定小灯泡的功率.被测小灯泡的额定电压为2.5 V，电阻约为10 Ω左右.实验室有如下器材：电源（电压为6 V）、电流表（0～0.6A、0～3 A）、电压表（0～3 V、0～15 V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1（20 Ω 0.5 A）、R2（5 0 Ω 0.5 A）、R3（500 Ω 1 A）.

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图7乙所示，则接下来的操作是.正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6 V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是.

（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图7丙），则小灯泡的额定功率为W.在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比.（选填“变大”、“变小”或“不变”）.

（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑.灯泡亮度偏暗的 原因是灯丝发光时发生（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变的缘故（选填“大”、“小”）.

（4）灯泡的功率测量完毕，小明用5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小明应选用滑动变阻器（选填“R1”、“R2”或“R3”）.若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14 Ω，则所选定值电阻的阻值为.

分析实验前在检查仪器时，发现电流表指针未在“0”刻度处，故应调零，正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电流表示数几乎为0，显然是断路，而电压表示数接近6 V，可见电压表能连接到电源两端，故电路的故障可能是灯泡断路；要求小灯泡的额定功率，在图7丙中查得电压表示数2.5 V时，电流0.25 A，P额=UI=2.5 V×0.25 A=0.625 W，小明在图7丙中还发现：在多次测量中，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比即灯泡的电阻变大，这是由于灯泡越亮，灯丝温度升高，其阻值变大；灯丝发光时发生升华而变细，其他条件不变，材料的横截面积变小，其电阻将变大，再由P=U2/R，当灯泡两端电压不变，电阻变大，消耗的实际功率就变小；灯泡的功率测量完毕，小明用最大的25 Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，由图7丁可知，通过电流为0.1 A，变阻器阻值为：（6 V-2.5 V）/0.1 A=35 Ω，可见变阻器的阻值不得小于35 Ω，故R1不能选，而R3阻值过大，误差较大，R2（5 0 Ω 0.5 A）其阻值、允许通过的电流均符合要求；若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为14 Ω，电路中电流：（6 V-2.5 V）/14 Ω=0.25 A，则所选定值电阻的阻值为：2.5 V/0.25 A=10 Ω.

答案（1）调零；灯泡断路（或灯丝断了）；

（2）0.625；变大；（3）升华；小；（4）R2；10 Ω.