测量电功率的特殊方法
初中特殊方法测量电阻、电功率(专题)
初中特殊方法测量电阻、电功率(专题)特殊方法测量电阻、电功率一、无滑动变阻器的实验设计1．某同学在没有电流表的情况下，利用电压表和已知阻值的定值电阻R 0，测量未知电阻Rx阻值，图8中可实现测量R阻值的正确电路图是2.某同学在没有电压表的情况下，利用电流表和已知阻值的定值电阻R，测量未知电阻Rx阻值，如图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是（）3.某同学在没有电压表的情况下，只利用电流表和已知阻值的定值电阻R0，测量未知电阻Rx阻值，图中可实现测量Rx阻值的正确电路图是（）4.如图所示，几个同学在只有电流表或电压表时，利用一个已知阻值的电阻R设计了四个测未知电阻Rx的电路，其中不可行的是（）（3）写出待测电阻R x的表达式（用已知量和测量量表示）。
7.15中考24.（6分）某同学要测出一个电压约为40V 的电压电压（电压保持不变），可供选用的器材如下：待测电源；一块电压表（量程0-15V）;四个阻值已知的电阻，分别为R1(100Ω)、R2(150Ω)、R3(200Ω)、和R4(4kΩ)；一个开关及若干导线，请合理选择器材，设计一个实验精确测出电压电压。
要求：（1）画出实验电路图（2）写出实验步骤及所需测量的物理量（3）写出电源电压的表达式（用已知量和测量量表示）8.（2017中考）24．现有一个阻值为20 Ω 的定值电阻R0，一个电压约为 15 V 的电源，一个量程为 0～1 A 的电流表，一个单刀双掷开关及导线若干。
请你利用上述器材设计实验，测出约为 10 Ω的未知电阻Rx的阻值。
要求：（1）画出实验电路图；（2）写出主要的实验步骤和需要测量的物理量；（3）写出待测电阻Rx的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
单刀双掷开关简介小资料实物图： 符号：使用方法：单刀双掷开关由动端“刀”和不动端“1”“2”两个触点组成，使用时可将“刀”掷向“1”或“2”触点，起到双控的作用。
二、有滑动变阻器（无电流表）1.测量小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压2.5V ，额定功率约1.5W ，一个蓄电池（电压约6V ）。
测量电阻和额定功率的几种方法
测量电阻的几种方法伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一，也是历年中考重点考查的内容，但电阻的测量方法不局限于伏安法，具有一定的灵活性、技巧性、多样性，归纳总结近年考查题型，测量电阻（设电阻不受温度的影响）的方法主要有以下几种。
一、伏安法例1.有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线，你如何测出一个电阻器R的阻值.解：1. 按图所示电路图连接实验电路；2. 闭合开关，三次改变滑动变阻器R′的值，分别读出两个电表的示数；3. 算出三次R的值，求平均值R=(R1+R2+R3)/3。
评价：可多次测量求平均值，以减小测量误差“伏安法”测电阻中常见的电路故障1．电流表．电压表都没有读数——断路2．电流表或电压表读数时指针偏大——量程选小3．电流表或电压表读数时指针偏小——量程选大4．电流表或电压表指针反偏——正负接线柱接反5．电流表读数突然变大，电压表读数为0——待测电阻短路6．电流表读数突然为0，电压表读数等于电源电压(明显偏转)——待测电阻断路7．无论如何移动滑片，灯的亮度不变，且很亮——滑动变阻器接两个上接线柱8．无论如何移动滑片，灯的亮度不变，且很暗——滑动变阻器接两个下接线柱9．移动滑片,电流表示数变大而电压表示数变小——电压表接在滑动变阻器的两端二. 分压法（伏阻法）（一）电压表和定值电阻替代法例2.有一个阻值已看不清楚的电阻器R，我们要测出它的阻值，但手边只有一个电池组，一个开关，一个电压表，一个已知阻值的电阻器R0和几根导线，如何测出R的阻值吗？写出实验操作和电阻R最后表达式操作步骤：1. 如图所示，将被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路，先把电压表并联接在R两端，闭合开关，测出电阻R两端的电压U1。
2. 将电压表拆下，将它并联接在电阻R0两端，测出电阻R0两端的电压U2。
3. 表达式R=U1R0/U2评价：元件使用较少,不能多次测量求平均值,误差较大电压表测量还可以有什么变化吗？请画出电路图（二）电压表和开关替代法例3. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线，请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻R的阻值，画出电路图，写出实验步骤及未知电阻的表达式。
电功率的特殊测量方法
电功率的特殊测量方法常规条件下,测量小灯泡额定功率是用“伏安法”。
但在缺少部分实验器材的情况下要求同学们自行设计实验来进行测量,考查同学们灵活运用知识解决问题的能力和设计实验方案的能力。
下面介绍几例测量小灯泡额定电功率的特殊方法。
一、安阻法（缺电压表，用电流表和定值电阻替代）例1小阳利用已有的实验器材，为了测定标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率，设计了如图甲所示的电路图，其中定值电阻R0的阻值为5Ω．（1）请你依据电路图用笔画线代替导线，把图乙连接完整．（导线不得交叉）（2）正确连接好电路后，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使电流表A1示数为______A 时，小灯泡正常发光．此时电流表A2的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为______W．（3）在实验测量过程中，电流表A1与R0串联起来作用相当于______．二、伏阻法（缺电流表，用电压表和定值电阻替代）例2小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电功率PL。
他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示。
（1）为了测量出PL的阻值，请只添加两条导线完成图所示的实验电路的连接；（2）请把小明的实验步骤补充完整：①断开开关S2、闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3、闭合开关S2，记录电压表的示数为U；②请用R0及实验数据表示出P L= 。
三、等效替代法（用电阻箱代替小灯泡）小明用电源,电流表,滑动变阻器,电阻箱各1个,两个开关及若干根导线,对额定电流为0.1A的小灯泡的额定功率进行了测定（1）请画出他设计的电路图（2）写出实验步骤（3）测定额定功率的表达式.。
特殊方法测量电功率
[特殊方法测量电功率]专题概述常规的测电功率实验是利用电流表和电压表来共同完成的，即利用电压表和电流表分别测出电压和电流，根据P＝UI计算出电功率，称为伏安法；由于测量器材的限制，在缺少一个仪表的条件下，某个物理量不能直接测量，所以借助定值电阻或电阻箱等来完成对某个物理量的测量，常用的方法有伏阻法、安阻法、替代法。
关于测电功率，我们还可以利用电能表和停表，粗略地测量某些用电器的电功率。
►类型一伏阻法1．用电压表和阻值的电阻测灯泡的电功率，在测量时，如图Z－7－1甲所示，将灯泡与阻值的电阻串联，用电压表测出阻值的电阻R0两端的电压U1，求出通过R0的电流I即通过灯泡的电流的表达式I＝________，用电压表测出灯泡两端的电压U2，运用公式P＝UI 即可求出灯泡的电功率P＝________。
假如有两个电压表，那么中途就不用再拆下电压表，直接测量即可，如图乙所示。
图Z－7－12．用如图Z－7－2所示的电路来测量灯泡的额定功率，小灯泡上标有“2.5 V〞字样，R0阻值。
图Z－7－2(1)将实验过程补充完好：A．对照电路图连接好实物，并将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处。
B．闭合开关，________________________________________________________________________。
C．断开开关，整理器材。
(2)用测量所得物理量和量的符号表示出小灯泡的额定功率P额＝________。
(3)写出本实验中滑动变阻器的作用：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3．在测量标有“3.8 V〞字样的小灯泡额定功率的实验过程中，小强的电流表损坏了，教师给了他一个阻值为R的定值电阻和假设干个开关，小强设计了如图Z－7－3所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，正确测出小灯泡的额定功率。
特殊法（缺表法）测小灯泡的额定电功率
特殊法（缺表法）测⼩灯泡的额定电功率测量⼩灯泡的额定电功率⼀、（最基础）使⼩灯泡正常发光的⽅法已知额定电压使⼩灯泡正常发光已知额定电流使⼩灯泡正常发光设计思想，通过滑动变阻器的调节，使⼩灯泡两端达到额定电压，或者使通过⼩灯泡的电流达到额定电流⼆、利⽤公式P=UI测⼩灯泡额定电功率的⽅法1.缺电压表有电流表，并已知额定电流有电流表，并已知额定电压1.⼩华想测某个额定电流为I0的⼩灯泡的额定功率，设计了如图所⽰电路，Rx为电阻箱，并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并写出P额的表达式。
实验步骤：（1）按照设计的电路图连接电路；（2）闭合开关S和S1，断开S2，移动滑⽚使电流表⽰数为I；（3）_________________________________。
（4）表达式：P额=____________________2.⼩⽟想测量⼩灯泡的额定功率（额定电流为0.2A），她经过认真思考，设计了如图所⽰的电路，并计算出⼩灯泡的额定功率（R的阻值为5Ω，电源电压为4.5V）。
请你帮她补全下⾯的实验内容：①闭合S、S1，断开S2，移动滑⽚P，使电流表的⽰数为_______A。
②闭合S、S2，断开S1，滑动变阻器的滑⽚______（填“左移”“右移”或“不动”），读出电流表的⽰数0.3A。
⼩灯泡的额定功率为P额=________W3．琪琪想测量⼩灯泡的额定功率（额定电流为0.3A），设计的电路图如图所⽰。
请你将下列实验步骤补充完整（电源电压恒定且未知，滑动变阻器的最⼤阻值为30Ω）：①将滑动变阻器的电阻调到最⼤，开关S闭合，S1_____（填“闭合”或“断开”），读出电流表的⽰数为，0.2A，则电源电压为_____V②开关S闭合，S1_____（填“闭合”或“断开”），移动滑⽚P，使电流表的⽰数为_____A，⼩灯泡正常发光。
③开关SS1均闭合，滑⽚P________,读出电流表的⽰数为0.4A.⼩灯泡的额定功率为P额=________W第1页,共7页11.⼩红测量⼩灯泡的额定功率后，在没有电压表、只有电流表的情况下，⼩红增加了⼀只10Ω的定值电阻R并利⽤原有的器材，也测出额定电压为2.5V⼩灯泡的额定功率：①按照如图所⽰的电路图正确连接实物②闭合开关，调节滑动变阻器滑⽚，使电流表的⽰数为______A时，灯泡正常发光。
伏安法测电阻电功率
基础知识（测电阻） 基础知识（测电阻）
• • • • • 1.实验的依据：R=U/I 实验的依据： 实验的依据 2．测量的物理量：U，I ．测量的物理量： ， 3．实验电路图： ．实验电路图： 4．实验的步骤： ．实验的步骤： 5．数据的记录：多次测量求平均值。 ．数据的记录：多次测量求平均值。
物理量 实验次数 电压 （伏） 电流 （安） 电阻 RX阻值 （欧） （欧）
• （1）请在下表中补上实验数据表格的有关栏目。 ）请在下表中补上实验数据表格的有关栏目。 • （2）根据该同学的实验器材及观察到的现象将有 ） 关的数据填入表格内，并求出Rx的阻值。（计算 的阻值。（ 关的数据填入表格内，并求出 的阻值。（计算 电阻时，精确到0． 欧 电阻时，精确到 ．1欧）
物理量
物理量 实验次数 1 2 3 电压 （伏） 电流 （安） 小灯亮 暗程度 功率 （瓦）
基础实验设置
例：现有两根长度和横截面均相等的镍铬合金线和铜 电源、电压表、电键、电流表、 线，电源、电压表、电键、电流表、滑动变阻器各 一个，导线若干。 一个，导线若干。请写出利用上述实验器材可以研 究的问题，并选择组成最简单电路的器材(提示 提示： 究的问题，并选择组成最简单电路的器材 提示：可 以研究的电学问题有十个)。 以研究的电学问题有十个 。 • (1)研究的问题 研究的问题 ___________________________________. • 选用的器材 电源、导线、电键和 选用的器材:电源 导线、 电源、 ___________________________________. • (2)研究的问题 研究的问题 ___________________________________. • 选用的器材 电源、导线、电键和 选用的器材:电源 导线、 电源、 ___________________________________.
特殊方法(单表)测量小灯泡的额定电功率(答案)
1.小米设计了如图所示的电路图，只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。
已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0．请将实验步骤补充完整。
①_____(填三个开关闭合与断开情况)，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_____，小灯泡正常发光。
②保持滑动变阻器滑片位置不动，_____ (填三个开关闭合与断开情况)，记录电压表示。
数为U滑③小灯泡额定功率的表达式P额＝_____(用已知量和所测物理量符号表示)。
1题图 2题图2.小明想测量一个额定电压为6V阻值约为8Ω的小灯泡的额定功率，但发现电流表和电压表的大量程均已损坏，于是找来一个阻值为10Ω的定值电阻，设计了如图1所示的实验电路，其中电源电压恒为8V请完成下面的实验步骤：①在图2所示的三个选项中，选出能对应填入虚线框内合理的元件组合_____。
②正确选择元件并连接电路后，闭合开关S调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_____V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为_____W。
3.同学设计了如图所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。
电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：①按电路图连接电路。
②只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光。
③只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额。
④保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝___________(用I额、I1、I2、R表示)。
3题图 4题图 5题图4.小军同学想测量额定电压为U额的小灯泡的额定功率，但发现电流表已经坏，于是他又找来了两个开关和一定值电阻，设计了如图丙所示的电路，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0，请你完成下面实验步骤：①_____（填写S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为_____；②____ （填写S、S1、S2的通断情况），保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表示数为U1；③灯泡额定功率的表达式为P额＝_____。
电功率的测量方法
电功率的测量方法作者：于梦梅来源：《试题与研究·中考物理》2016年第03期“测量小灯泡的电功率”是初中物理重要的测定性实验，是中考的常考点，考题一般涉及测量原理、器材选择（电表量程、电源及滑动变阻器规格）、元件作用（滑动变阻器）、电路连接（电路图与实物图的互画、接入电表或滑动变阻器）、故障分析（现象、原因、排除）、实验操作（滑片移动方向、测量步骤等）、电表读数、数据记录（表格设计）、分析论证（表格、图象、结论、计算电功率）等，而用特殊测量方法设计实验是中考命题的热点。
其测量方法及解题思路如下：一、伏安法测电功率依据实验原理P=UI，利用电压表、电流表等相关器材，通过测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，计算出灯泡的电功率。
“伏安法”是常规测量方法，考题多为教材实验的再现与延伸，注重考查实验操作技能、方法和实验细节。
例1.在“测量小灯泡额定功率”的实验中，提供的器材有：“3.8 V？A”的小灯泡、“10 Ω1 A”的滑动变阻器、四节新干电池等。
（1）连接电路时开关应；如甲所示的实物图连接中，连接不妥之处为。
（2）闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数。
为了查找故障，小明将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是。
（3）排除故障后开始实验，在移动滑片P的过程中，眼睛应注视的示数；当滑片P移到某一位置时，电压表示数如乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向（填“左”或“右”）移动，直至电压表的示数为3.8 V，此时电流表示数如丙所示，则小灯泡的额定功率是W。
（4）若实验器材中电压表0～15 V量程被损坏，利用上图器材怎样测定灯泡的额定功率？简要步骤：。
（5）若用该电路测量规格是“2.5 V0.3 A”灯泡的额定功率，须对实验进行适当调整，写出你的做法。
方法一：；方法二：。
解析：测量电功率的实验原理是P=UI。
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测量电功率特殊方法
同学们都熟悉用如图1的方法测量小灯泡的电功率，这是测量电功率
的标准方法，除过这种方法外，还有几种测量电功率得特殊方法，这里就
结合几道考题予以介绍。
例1、要测出一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，器材有：电
源（电压恒为6V）、阻值合适的滑动变阻器一个、开关一个、导线若干、电流表一块、电压表一块，其中电流表的量程完好，电压表的量程只有0～3V档可用。
请设计电路，并回答：闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数达到＿＿＿V时，小灯泡恰好正常发光。
若此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为＿＿＿W。
解析：显然，小灯泡的额定电压3.8V大于电压表的最大量程3V，所以我们不能用电压表直接测量小灯泡两端的电压；但是，由于电源电压已知，我们可考虑通过测量滑动变阻器两端的电压间接测量出小灯泡两端的电压。
因为电源电压为6V，小灯
泡的额定电压为3.8V，这时滑动变阻器两端的电压为2.2V，而2.2V正
好小于3V，所以可以这样来测量。
因此可得如图2的电路图。
然而，
由于电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，所以，要测量小灯泡的额
定功率，电压表的示数应为2.2V。
而小灯泡的额定功率应为其额定电压
（一定要注意是 3.8V而不是 2.2V）和此时电流的乘积，所以有：
3.0
.1
⨯
=
=。
8.3=
W
A
V
P14
UI
可以看出，用这样的电路测量电功率时，当电流表示数变大时电压表示数变小；而当电流表示数变小时电压表示数变大。
有时命题者也依此命题，请同学们注意。
例2、在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了如下器材：额定电压为U0的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一只电压表、一个单刀双掷开关和若干导线。
实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化。
⑴小张同学设计的实验电路图如图3，请你根据这个电路图写出测量小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量（物理量用字母表示）。
⑵本实验中，小灯泡额定功率的表达式P=＿＿＿＿＿＿＿。
⑶若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表，请
你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率（只画出电路图，
不需要说明测量步骤）。
解析：⑴由于题目中只给了电流表，所以设法使小灯泡两端的电
压等于其额定电压是解决问题的关键。
从电路图可以看出，小灯泡与定值电阻并联，它们两端的电压相等，而定值电阻两端的电压为U=I R R，这样，如果将S掷向1时，当电流表的示数为U0/R时，它们两端的电压就为小灯泡的额定电压U0。
因此，我们可以这样测量小灯泡的额定功率：a、计算当R两端的电压为U0时，通过它的电流为U0/R；b、S掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为U0/R；c、保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表示数I。
⑵这一步我们来推导P的表达式：显然，L和R是并联的，当S
接1时，电流表测量的是R的电流，大小为U0/R；当S接2时，电流
表测量的是R和L的总电流I所以，通过L的电流为I-U0/R。
而我们
前面已经看到这时L两端的正好是小灯泡的额定电压U0，所以小灯泡
的额定功率为：)(00R
U I U P -=。
⑶由于题目中只给出了电压表，所以应设法测量出小灯泡正常工作时的电流，而定值电阻的阻值已知，若能测量出它两端的电压，就能求出它的电流，这时如果小灯泡和定值电阻串联，则小灯泡的电流就是定值电阻的电流。
因此我们可设计出如图4的电路来测量小灯泡的额定功率。
例3、某家用电能表上标有“220V 5A 3000r/kWh ”的字样，当家中某用电器单独工作时，电能表1min 转了45转。
由此可估算出该家用电器的总功率为＿＿＿＿W 。
解析：这道题可根据t
W P =来计算。
首先，我们要明白“3000r/kW •h ”的意义，它的意义是表盘每转动3000转用电器消耗的电能是1 kW •h 。
因为电能表1min 转了45转，所以它1h 应转动2700转，消耗0.9 kW •h 的电能。
所以有：kW t W P 9.01h
h kW 0.9=⋅==。
因此，该家用电器的功率为900W 。
需要说明的是，这本是一道简单的题目，但是由于学生不注意教材中的小实验，使得本题在某市的中考中得分仅为5%。
这就说明对于教材的细节，尤其是应用性强的小实验、阅读材料一定要特别重视。