巧测电功率

巧测小灯泡的额定电功率

重庆垫江第九中学校：周良成

[关键词]：测量灯泡额定功率

[内容摘要]：初中物理教学中，探究小灯泡的电功率是很重要的实验，学生通过认真学习课本教学内容，利用伏安法，不难测出，但如果只给电压表、电流表其中一只，额定电压、额定电流其中也知道一个，要测它的额定电功率，学生就不知所措；这里介绍几种测量方法，愿对广大同学的创新思维能力的提高有所帮助。

[正文]：

初中物理教学中，电功率的测量是教学的重点，也是初中物理实验探究的一个难点，纵观以往的中考实验探究题，都不乏其身影。通常情况下，如果题目给出小灯泡的额定电压或额定电流中的一个值，另一个值会因为种种原因暂时给丢失了，然后选用电压表和电流表的其中一个，和一个已知阻值的定值电阻，要求同学们设计实验，测出小灯泡的额定功率。这不但可以提高广大同学的实验探究能力,还可以提高同学们的创新思维能力。结合笔者的教学实际，下面介绍此类题的设计过程,仅供大家参考。

一. 伏阻法:

题目:有下列器材：电源（电压未知）一个、一个阻值R0的定值电阻、一个滑动变阻器、电压表，两

个单刀单掷开关和若干导线、额定电压为U0的小灯泡，请利用上述器材测量小灯泡的额定功率，要求：（1）设计实验的电路图，且电路连接好后，在实验中不需拆解；（2）写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。

[分析]本题所给出的已知是额定电压U0，需要测小灯泡正常工作时的电流，但只有电压表，又没有

电流表，如果将小灯泡与定值电阻R0并联，只能测出电压，无法测出小灯泡的正常工作电流，因此就会想到串联，利用串联电路的电流的特点。

（一）实验电路图如下图1：

（二）实验步骤：

①只闭合S 2，移动滑片P ，使电压表的示数为

U 。；

②只闭合S 1，保持滑片不动，记下电压表的示数为

U.

（三）推导出小灯泡的额定功率表达式为： .

不难看出，所测的小灯泡的额定功率表达式是：

P=

R

U 2格式.

（拓展）：如果上题中所给出是小灯泡的正常工作电流（额定电流I 0），其余不变条件和器材均不

便，又将如何测量呢？

经过仔细分析，只要将上电路图中的小灯泡与定值电阻

R 0的位置交换即可。

（一）实验电路图如下图2：

（二）实验步骤：

① S 掷向2，移动滑片P ，使电压表的示数为；

② S 掷向1，保持滑片不动，记下电流表的示数为

U.

（三）推导出小灯泡的额定功率表达式为：

不难看出，该方法所测的小灯泡的额定功率表达式应为：

P=UI 格式。

二、安阻法：

题目:有下列器材：电源（电压未知）一个、一个阻值R0的定值电阻、一个滑动变阻器、电流表，两

个单刀单掷开关和若干导线、额定电流为I0的小灯泡，请利用上述器材测量小灯泡的额定功率，要求：（1）设计实验的电路图，且电路连接好后，在实验中不需拆解；（2）写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。

[分析]本题所给出的已知是额定电流为I0，需要测小灯泡正常工作时的电压，但只有电流表，又没

有电压表，如果将小灯泡与定值电阻R0串联，只能测出电流，无法测出小灯泡的正常工作电压，因此就会想到并联，利用并联电路的电压特点。

（一）、实验电路图如下图3：

（二）实验步骤：

① S掷向1，移动滑片P，使电压表的示数为I0；

② S掷向2，保持滑片不动，记下电流表的示数为.

（三）推导出小灯泡的额定功率表达式为：P=I0（I-I0）R

这时，可以看出小灯泡的额定功率表达式为：P=I2R格式。

[拓展]：如果上题中所给出是小灯泡的正常工作电压（额定电压为U0），其余不变条件和器材均不便，又将如何测量呢？

仍然，这个实验也只需要将电路图中的小灯泡与定值电阻R0的位置交换即可。

（一）、实验电路图如下图4：

（二）实验步骤：

① 只闭合S 1，移动滑片P ，使电流表的示数为：；

②只闭合S 2，保持滑片不动，记下电流表的示数

I 。。

（三） 表达式：推导出小灯泡的额定功率为： 。

可以看出：上述实验的小灯泡的额定功率为：

P=UI 格式。

通过上述的实验分析，我们可以发现：①当题目已知小灯泡的额定电压

U 。的时候，选择电压表

设计实验思路就比较直接。只要保证让小灯泡在额定电压下发光（让电压表读数为额定电压），测出的

功率就是额定功率据P=UI （实际上也可以理解成用“伏阻法”测出小灯泡的电阻，再根据P =R

U 2

求

得额定功率）。如果题目告诉额定电压，给出的器材是电流表。我们需要滑动变阻器使电流表的读数为

,这样也保证了小灯泡是在额定电压下发的光，电流表能测出其额定电流，再算额定功率那就相当

容易了。②如果题目给出额定电流I 0的时候，选择电流表设计实验思路比较直接，只要保证流过小灯泡

的电流为

I 0的时候，这时小灯泡的功率就是额定功率，据P=UI （实际上也可以理解成用“安阻法”

先测出小灯泡电阻，再根据

P= I 2R 求得额定功率）。如果题目给出额定电流I 0，给出的测量器材是

电压表。则我们需要用滑动变阻器使电压表的读数为I 0R ，这样能保证小灯泡在额定电压下发光，测出

来的也应该是额定电功率。

总之，世上无难事，只怕有心人。只要同学们善于观察，善于归纳总结，勤于思考；那么，同学们的分析问题的能力，创新思维能力一定会有所提高。