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)，屬于中考必考知識點(diǎn)。掌握這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本方法，對加深理解用伏安法測導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)具有重要意義。

一、測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)們會遇到大量的測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)知識抓牢，萬變不離其宗，因此，學(xué)習(xí)測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量小燈泡在不同狀態(tài)下的電功率。

實(shí)驗(yàn)要求：分別測量小燈泡在實(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、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（記錄）表格：見下表，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.合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓，觀察小燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。3.調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的1.2倍，觀察燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。4.調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察并做記錄。5. 斷開開關(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）連接過程中開關(guān)應(yīng)始終處于斷開狀態(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)接線柱的連接及滑動變阻器的正確接法；（3）連接好以后，檢查一遍，保證電路連接正確。2.合上開關(guān)前，應(yīng)檢查滑動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)滑動變阻器的過程中，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、測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)怎么考與怎么解

經(jīng)過認(rèn)真觀察、分析中考中出現(xiàn)的考查測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命制考題的概率較高。

1. 以考查滑動變阻器使用及其注意事項(xiàng)為角度命題；

2. 以實(shí)物圖連接或者畫電路圖為角度命題；

3. 以實(shí)驗(yàn)操作過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，考查知識點(diǎn)多，往往在一道試題里考查多個(gè)方面的知識點(diǎn)。因此，抓住每個(gè)知識點(diǎn)去突破，是同學(xué)們解決本問題的法寶。

例1：在“測量小燈泡的電功率”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 的滑動變阻器。

（2）圖1中已有部分電路連好，請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整。

（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，則接下來的操作是 。正確連接好電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器滑片，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，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，多次測量，并繪制通過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，若滑動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”的滑動變阻器，應(yīng)選擇“50 Ω 2 A”的滑動變阻器。（2）根據(jù)電流表與燈泡串聯(lián)、電壓表與小燈泡并聯(lián)來連接電路實(shí)物圖。（3）電流表沒有調(diào)零。燈絲斷了，電路斷路，電路沒有電流。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，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，電流熱效應(yīng)。

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

例2：（2015年 黑龍江省綏化市）在“測小燈泡電功率”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)，開關(guān)一個(gè)，標(biāo)有“20 Ω 1 A”的滑動變阻器一個(gè)，導(dǎo)線若干，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)，開關(guān)應(yīng) （選填“閉合”或“斷開”）。

（2）開關(guān)閉合前，應(yīng)把滑動變阻器的滑片調(diào)到

（選填“A”或“B”）端。

（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(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)過研究設(shè)計(jì)了如圖8所示電路，完成了小燈泡功率的測量。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，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)過程中，為保證電表不超量程，小燈泡不超額定值?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐返淖柚捣秶鸀?。

解析：（1）做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在連接電路時(shí)，開關(guān)一定要斷開，防止觸電。（2）開關(guān)閉合前，應(yīng)把滑動變阻器的滑片調(diào)到使滑動變阻器電阻全部接入電路中的位置。（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明燈泡短路。（4）通過電流表讀出通過燈泡電流，其額定電壓已知，根據(jù)P=IU很容易計(jì)算額定功率。（5）這一問題要求同學(xué)們會分析I-U圖像，橫軸數(shù)據(jù)是燈泡電壓，對應(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）這一問對同學(xué)們來說屬于難點(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)滑動變阻器電流也是0.25 A，這時(shí)滑動變阻器接入的電阻為=12Ω。

答案：（1）斷開。（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：本題考查的知識點(diǎn)多。難點(diǎn)是第七小問，分析圖像是解題關(guān)鍵。

三、測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)怎么練

在中考復(fù)習(xí)過程中，要怎樣練習(xí)測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年以來涉及測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.盡量在全國各地近三年的中考真題里挑選符合測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)的試題，要根據(jù)考查的知識點(diǎn)挑題，不要重復(fù)去做知識點(diǎn)相同的題。

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

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