《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

1. 在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。
甲 乙 丙

【实验目的】测量小灯泡的电功率。
【实验器材】电源、导线、开关、电流表、电压表、小灯泡、滑动变阻器。
【实验步骤】
(1)在图甲所示电路图中补全电压表、电流表,并按照电路图将图乙中的实物连接完整。
(2)闭合开关,调节滑片P,使电压表的示数为$U_{额}= 2.5\ V$,记录电流表的示数；观察小灯泡的亮度,并根据公式$P=UI$计算小灯泡的额定功率。
(3)调节滑片的位置,使电压表的示数分别为2 V、3 V,重复前面的实验步骤。
【实验表格】
| 实验序号 | 电压 U/V | 电流 I/A | 电阻 R/Ω | 电功率 P/W | 灯泡的亮度 |
| 1 | 2.5 | 0.28 | 8.9 | | 正常 |
| 2 | 2 | 0.24 | 8.3 | 0.48 | 较暗 |
| 3 | 3 | 0.30 | 10.0 | 0.9 | 很亮 |

【实验结论】
(4)小灯泡的额定电功率为0.7W；小灯泡工作时,消耗的电功率随电压的增大而增大(选填“增大”“减小”或“不变”),小灯泡的实际功率由实际电压(选填“额定功率”“额定电压”或“实际电压”)决定。
【评价与交流】
(5)在实验中连接好电路,闭合开关,移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是小灯泡断路(写出一种即可)。
(6)实验中滑动变阻器的作用是保护电路、改变小灯泡两端的电压。
(7)在测量小灯泡额定功率时不能(选填“能”或“不能”)将所测得的几组数据求平均值。
(8)经多次测量和计算比较,小刚发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,而是变化的,其可能的原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
【实验拓展】
(9)实验完成后,小明还想测量另一个额定电压为$U_{额}$的小灯泡正常工作时的电功率,但电压表出现故障不能使用,于是他设计了如图丙所示的电路,已知定值电阻的阻值为$R_{0}$,请你将下列实验步骤补充完整。
①闭合S、$S_{1}$,断开$S_{2}$,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为$\frac{U_{额}}{R_{0}}$；
②闭合S、$S_{2}$,断开$S_{1}$,保持滑动变阻器的滑片位置不动,记录电流表的示数为I；
③小灯泡正常工作时的电功率的表达式为$P= $$U_{额}(I-\frac{U_{额}}{R_{0}})$(用$U_{额}$、I和$R_{0}$表示)。

答案： 【解析】：
本题主要考查测定小灯泡电功率的实验，涉及电路连接、电功率计算、实验故障分析、滑动变阻器作用、数据处理以及实验拓展等方面。
（1）根据小灯泡额定电压为2.5V，可知电压表应选用小量程与灯泡并联；根据欧姆定律可得，灯泡正常发光时的电流约为$I=\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10\Omega}=0.25A$，所以电流表应选用小量程与灯泡串联。
（2）根据$P=UI$计算小灯泡的额定功率。
（4）由表格数据可知，小灯泡的额定电压$U_{额}=2.5V$，对应的额定电流$I_{额}=0.28A$，则小灯泡的额定电功率$P_{额}=U_{额}I_{额}=2.5V×0.28A=0.7W$；从表格数据可以看出，随着电压的增大，电流也增大，根据$P=UI$可知，小灯泡工作时消耗的电功率随电压的增大而增大；小灯泡的实际功率由实际电压决定，实际电压越大，实际功率越大。
（5）闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，所以原因可能是小灯泡断路。
（6）滑动变阻器在实验中的作用一是保护电路，防止电路中电流过大损坏元件；二是通过改变自身电阻，从而改变电路中的电流和小灯泡两端的电压，进行多次测量。
（7）小灯泡的实际功率会随实际电压的变化而变化，不是一个定值，所以在测量小灯泡额定功率时不能将所测得的几组数据求平均值。
（8）小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值，而是变化的，其可能的原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化，温度越高，电阻越大。
（9）①闭合S、$S_1$，断开$S_2$，此时$R_0$与滑动变阻器串联，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为$I_0=\frac{U_{额}}{R_{0}}$，此时$R_0$两端的电压为$U_{额}$，根据串联电路电流处处相等，当小灯泡正常发光。②闭合S、$S_2$，断开$S_1$，保持滑动变阻器的滑片位置不动，此时小灯泡与滑动变阻器串联，记录电流表的示数为I，即此时电路中的电流为I。③根据串联电路电流处处相等，通过小灯泡的电流为$I_L=I - \frac{U_{额}}{R_{0}}$，小灯泡正常工作时的电功率的表达式为$P=U_{额}I_L=U_{额}(I - \frac{U_{额}}{R_{0}})$。
【答案】：
（2）$P = UI$。
（4）0.7；增大；实际电压。
（5）小灯泡断路。
（6）保护电路；改变小灯泡两端的电压。
（7）不能。
（8）小灯泡的电阻随温度的变化而变化。
（9）①$\frac{U_{额}}{R_{0}}$；③$U_{额}(I - \frac{U_{额}}{R_{0}})$。