“特殊方法”测小灯泡的电功率
湖北王伦宇
只用电流表或只用电压表测量小灯泡额定功率，即可考查同学们基本实验技能，又可考查同学们创新思维能力，因此备受中考命题者青睐，我们要特别关注。
一、用电流表测小灯泡的功率。
例1 （2015 葫芦岛）包博同学设计了如图1所示的电路，测量某个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为i1。请完成实验步骤（已知电源电压为u）。
只闭合开关s1，移动滑动变阻器r2的滑片，使电流表的示数为。
只闭合开关s2，保持滑动变阻器r2的滑片位置不变使电流表的示数为i1；再将滑动变阻器r2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为i2；
则小灯泡的额定功率表达式为p额。
解析只闭合开关s1时，小灯泡和变阻器r2串联，为使小灯泡正常发光，应使电流表的示数为i1。只闭合开关s2时，变阻器r1和r2串联，保持滑动变阻器r2的滑片位置不变，r2阻值不变，为使变阻器r1连入电路的电阻与小灯泡的电阻相等，应调节滑动变阻器r1的滑片使电流表的示数仍为i1。若再将滑动变阻器r2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为i2，则可求得变阻器r1连入电路的电阻为u/ i2即灯泡正常发光的电阻为u/ i2，进而可得小灯泡的额定功率：
p额=i额2r额= i21×u/ i2= u i21/ i2。
答案 i1 调节滑动变阻器r1的滑片 u i21/ i2
例2 （2016揭阳）“测量小灯泡电功率”的实验电路如图2甲所示。电源电压为3v，小灯泡的额定电压为2.5v。
1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片p应置于选填“a”或“b”） 端，目的是。
2）实验中，闭合开关，移动滑片p到某个位置时，电压表的示数为2.2v，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片p向 （选填“a”或“b”）端移动，使电压表的示数为。
v，这时电流表的示数如图2乙所示，读数为 a，则小灯泡的额定功率为 w。
3）此实验还可以只用电流表而不用电压表也能测灯泡额定功率，其电路如图2丙所示，r0=10ω，其中关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表a2的示数为 a时，再读出电流表a1的示数，才能计算出小灯泡的额定功率。
解析 （1）滑动变阻器接入右半段，滑片处于左端，滑动变阻器连入电路的电阻最大，对电路起到保护作用，因此，闭合开关前，滑片应调到最左端；
2）若要测量小灯泡的额定功率，应该使灯泡两端的电压由2.2v增大到2.5v，则电路中的电流也要相应地增大，此时滑动变阻器接入的电阻应减小，因此滑片应向b端移动；由图乙知，电流表的量程是0.
6a，最小分度值是0.02a，电流表示数是0.32a，则灯泡的额定功率p额=u额i额=2.
5v×0.32a=0.8w；
3）要测量小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压为额定电压2.5v，根据并联电路两端电压相等，则定值电阻两端电压也等于2.5v，又知r0=10ω，故电流表a2的示数为i2=u/r0=2.
5v/10ω=0.25a。
答案（1）a 保护电路 （2）b 2.5 0.32 0.8 （3）0.25
二、用电压表测小灯泡的电功率。
例3（2015 南京）现有两只小灯泡l1、l2，它们的额定电压分别为2.5v和3.8v。
小华利用图3所示的电路测出了灯泡l2的额定功率。图中r0为阻值已知的定值电阻，还缺两个开关和一只电表（电流表或电压表），请在虚线框内补上这三个元件的符号，使电路完整，实验操作简单。
解析实验过程中需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流，而由图知，r0与l2串联，若通过开关转换设法让电压表即可测出灯泡两端电压，又可测出定值电阻两端电压，这样便可利用欧姆定律间接测出通过定值电阻的电流，进而求得通过灯泡的电流，然后由p=ui求出灯泡额定功率。为了测量灯泡l2的额定功率，电压表应与灯泡l2并联。
答案如图4所示。
例4 （2015 长春）要测量标有“2.5v”字样的小灯泡的额定功率，现有器材：电压恒为6v的电源，一个电压表，标有“50ω 1a”的滑动变阻器a和标有“×ω1a”的滑动变阻器b（阻值不变），实验过程如下：
1）选用滑动变阻器a，设计电路如图5甲所示，正确连接电路，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5v时，小灯泡正常发光；
2）断开开关，保持滑动变阻器a的滑片位置不变，用滑动变阻器b替换小灯泡，试触后电压表的示数未超过3v，再闭合开关，调节滑动变阻器 ，使电压表示数为2.5v；
3）保持滑动变阻器的滑片位置不变，把另一只滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，此时电压表示数如图5乙所示，则小灯泡的额定电功率为 w。
解析要测量标有“2.5v”字样的小灯泡的额定功率，在提供器材中虽缺少电流表的情况下，但提供了标有“50ω 1a”的滑动变阻器a和标有“×ω1a”的滑动变阻器b（阻值不变），若利用等效替代的方法测出了小灯泡正常发光的电阻，则可根据p=u2/r测得小灯泡的额定功率。
分析步骤（1）、（2）可知调节滑动变阻器b，使电压表示数为2.5v，则小灯泡正常发光的电阻rl等于滑动变阻器b连入电路的电阻rb；而电源电压已知，若保持滑动变阻器b的滑片位置不变且把滑动变阻器a的滑片移到阻值最大端，根据此时电压表示数就可测得rb大小：由图5乙知，电压表读数为1.
2v，易得变阻器a两端电压为：ua=
u源－ub=6v－1.2v=4.8v，通过变阻器a的电流为：
ia=ua/ra=4.8v/50ω=0.096a，故有rb=ub/ib= ub/ia=1.
2v /0.096a=12.5ω。
因此，小灯泡的额定电功率为：p=u2/r=（2.5v）2/12.
5ω=0.5w。
答案 （2）b（3）b 0.5
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