王兆菊

電功率實(shí)驗(yàn)是物理課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的必做實(shí)驗(yàn)，能讓同學(xué)們理解實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)的原理，掌握實(shí)驗(yàn)中所用器材的使用方法、實(shí)物圖的連接方法、實(shí)驗(yàn)電路圖的畫(huà)法、實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等，是一個(gè)非常重要且綜合性強(qiáng)的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，屬于中考必考知識(shí)點(diǎn)。掌握這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本方法，對(duì)加深理解用伏安法測(cè)導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)具有重要意義。

一、測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)怎么學(xué)

在中考復(fù)習(xí)階段，同學(xué)們會(huì)遇到大量的測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)題。復(fù)習(xí)階段時(shí)間緊、任務(wù)多，最好的辦法就是知道要學(xué)什么。要把基礎(chǔ)知識(shí)抓牢，萬(wàn)變不離其宗，因此，學(xué)習(xí)測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)報(bào)告是行之有效的好辦法。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量小燈泡在不同狀態(tài)下的電功率。

實(shí)驗(yàn)要求：分別測(cè)量小燈泡在實(shí)際電壓等于額定電壓、略大于額定電壓、小于額定電壓時(shí)的電功率。

實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)公式P=UI，測(cè)出燈泡兩端電壓U和流經(jīng)的電流I，就可以計(jì)算出小燈泡的電功率。

實(shí)驗(yàn)電路圖：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，并按電路圖連接實(shí)物。

實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（記錄）表格：見(jiàn)下表，小燈泡的額定電壓是3.8 V。

實(shí)驗(yàn)步驟：1.按電路圖連接實(shí)物。2.合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓，觀(guān)察小燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。3.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的1.2倍，觀(guān)察燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。4.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀(guān)察并做記錄。5. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理實(shí)驗(yàn)器材。

注意事項(xiàng)：1.按電路圖連接實(shí)物電路時(shí)注意，（1）連接過(guò)程中開(kāi)關(guān)應(yīng)始終處于斷開(kāi)狀態(tài)；（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓值，估計(jì)電路中電流、電壓的最大值，選擇合適的量程，并注意正負(fù)接線(xiàn)柱的連接及滑動(dòng)變阻器的正確接法；（3）連接好以后，檢查一遍，保證電路連接正確。2.合上開(kāi)關(guān)前，應(yīng)檢查滑動(dòng)變阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并調(diào)整。3.在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，要首先明白向什么方向可以使變阻器阻值變大或變小，怎么調(diào)能使小燈泡兩端電壓變大或變小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：由公式P=IU計(jì)算小燈泡的功率。（將計(jì)算結(jié)果填入表中，通過(guò)分析和比較得出結(jié)論。）（1）不同電壓下，小燈泡的功率不同。實(shí)際電壓越大，小燈泡功率越大。（2）小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。

二、測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)怎么考與怎么解

經(jīng)過(guò)認(rèn)真觀(guān)察、分析中考中出現(xiàn)的考查測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)的試題，我們總結(jié)出，命題人員從以下角度來(lái)命制考題的概率較高。

1. 以考查滑動(dòng)變阻器使用及其注意事項(xiàng)為角度命題；

2. 以實(shí)物圖連接或者畫(huà)電路圖為角度命題；

3. 以實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的電路故障為角度命題；

4. 以考查電流表、電壓表讀數(shù)和電功率計(jì)算為角度命題；

5. 以考查對(duì)I-U圖像的理解為角度命題；

6. 以考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟為角度命題；等等。

命題角度多，考查知識(shí)點(diǎn)多，往往在一道試題里考查多個(gè)方面的知識(shí)點(diǎn)。因此，抓住每個(gè)知識(shí)點(diǎn)去突破，是同學(xué)們解決本問(wèn)題的法寶。

例1：在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電壓為2.5 V，電阻約為10 Ω，有兩個(gè)規(guī)格分別為“10 Ω 1A”“50 Ω 2 A”的滑動(dòng)變阻器，電源電壓為9 V。

（1）本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為 的滑動(dòng)變阻器。

（2）圖1中已有部分電路連好，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將電路連接完整。

（3）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖2所示，則接下來(lái)的操作是 。正確連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡都不亮，電壓表示數(shù)接近9 V，電流表示數(shù)幾乎為0，電路的故障可能是 。

（4）排除電路故障后，閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量，并繪制通過(guò)小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系的圖像（如圖3所示），則小燈泡的額定功率為 W。在多次測(cè)量中還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比 （填“變大”“變小”或“不變”），導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是 。

（5）整理器材時(shí)發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器的BP部分比AP部分熱，原因是 。

解析：（1）根據(jù)串分壓的知識(shí)，若滑動(dòng)變阻器的電阻最大為10 Ω，與燈泡的電阻相等，則小燈泡兩端的電壓最小為4.5 V，而其額定電壓為2.5 V，所以不能選擇“10 Ω 1 A”的滑動(dòng)變阻器，應(yīng)選擇“50 Ω 2 A”的滑動(dòng)變阻器。（2）根據(jù)電流表與燈泡串聯(lián)、電壓表與小燈泡并聯(lián)來(lái)連接電路實(shí)物圖。（3）電流表沒(méi)有調(diào)零。燈絲斷了，電路斷路，電路沒(méi)有電流。電壓表示數(shù)等于電源電壓。（4）在圖像中找到額定電壓為2.5 V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.2 A，結(jié)合電功率計(jì)算公式可以得到小燈泡的額定功率為0.5 W。結(jié)合圖像可以計(jì)算當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比，發(fā)現(xiàn)這個(gè)比值變大。原因就是燈絲的電阻隨溫度的升高而變大。（5）BP部分有電流通過(guò)，電流熱效應(yīng)。

答案：（1）“50 Ω 2 A”。（2）如圖4所示。（3）調(diào)零；燈絲斷了。（4）0.5；變大；燈絲的電阻隨溫度的升高而變大。（5）BP部分有電流通過(guò)，電流熱效應(yīng)。

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)多，包括滑動(dòng)變阻器使用方法，電路實(shí)物圖連接方法，電功率計(jì)算公式的運(yùn)用，對(duì)圖像物理意義的理解，對(duì)電流熱效應(yīng)的理解。

例2：（2015年 黑龍江省綏化市）在“測(cè)小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室為每個(gè)小組提供的器材有：電壓恒為5 V的電源一個(gè)，電流表（0～0.6 A、0～3 A）、電壓表（0～3 V、0～15 V）各一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，標(biāo)有“20 Ω 1 A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干，額定電壓為3.8 V的小燈泡一個(gè)。實(shí)驗(yàn)前電壓表與電流表均已調(diào)零。

第一小組的同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)按圖5所示方式連接電路。

（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng) （選填“閉合”或“斷開(kāi)”）。

（2）開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到

（選填“A”或“B”）端。

（3）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，則故障原因可能是 。

（4）排除故障后，調(diào)節(jié)滑片到某一位置時(shí)，燈恰好正常發(fā)光。此時(shí)電流表的示數(shù)如圖6，則通過(guò)小燈泡的電流為 A，小燈泡的額定功率為 W。

（5）該小組的同學(xué)們經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，記錄了多組電壓與電流值，并繪出如圖7所示圖像。通過(guò)分析圖像，發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲電阻是變化的，這是由于 。

（6）第二小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，本組的電壓表0～15 V的量程已損壞，而0～3 V的量程可以使用。經(jīng)過(guò)研究設(shè)計(jì)了如圖8所示電路，完成了小燈泡功率的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)為 V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光。

（7）第二小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為保證電表不超量程，小燈泡不超額定值?；瑒?dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為 。

解析：（1）做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)一定要斷開(kāi)，防止觸電。（2）開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到使滑動(dòng)變阻器電阻全部接入電路中的位置。（3）閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明燈泡短路。（4）通過(guò)電流表讀出通過(guò)燈泡電流，其額定電壓已知，根據(jù)P=IU很容易計(jì)算額定功率。（5）這一問(wèn)題要求同學(xué)們會(huì)分析I-U圖像，橫軸數(shù)據(jù)是燈泡電壓，對(duì)應(yīng)的縱軸數(shù)據(jù)為其電流。根據(jù)圖像每一點(diǎn)的電壓、電流計(jì)算出的電阻值不同，說(shuō)明燈絲電阻隨溫度而改變。（6）根據(jù)串聯(lián)電路分壓可以知道電壓表讀數(shù)。（7）這一問(wèn)對(duì)同學(xué)們來(lái)說(shuō)屬于難點(diǎn)，具體思路：當(dāng)電流表示數(shù)為0.4 A，燈泡電壓為3.8 V，電阻為9.5Ω，燈泡正常工作，電路總電阻為=12.5Ω，這時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為3 Ω。當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓小于額定電壓時(shí)，電壓表示數(shù)為3 V，燈泡電壓即為2 V，查看圖像可知燈泡電流為0.25 A，流經(jīng)滑動(dòng)變阻器電流也是0.25 A，這時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的電阻為=12Ω。

答案：（1）斷開(kāi)。（2）A。（3）小燈泡短路。（4）0.4；1.52。（5）燈絲電阻隨溫度而改變。（6）1.2。（7）3Ω～12Ω。

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)多。難點(diǎn)是第七小問(wèn)，分析圖像是解題關(guān)鍵。

三、測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)怎么練

在中考復(fù)習(xí)過(guò)程中，要怎樣練習(xí)測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)題呢？比較可取的做法是：

1.盡量查找我省各地市2013年以來(lái)涉及測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)的真題。因?yàn)檫@一時(shí)間段的題都是中考命題人員按照新的課程標(biāo)準(zhǔn)和新教材編制的，科學(xué)性強(qiáng)、理念新。

2.盡量在全國(guó)各地近三年的中考真題里挑選符合測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)的試題，要根據(jù)考查的知識(shí)點(diǎn)挑題，不要重復(fù)去做知識(shí)點(diǎn)相同的題。

3.在老師引領(lǐng)下，把不同版本的教學(xué)參考書(shū)上的測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)題集中復(fù)習(xí)好。

4.不做市場(chǎng)上陳舊資料上的題。因?yàn)楹芏噘Y料的題科學(xué)性差，沒(méi)有按照課標(biāo)要求的多，有的題偏難、偏怪。