《2025年智慧学习明天出版社九年级物理全一册沪科版》

三、测量小灯泡的电功率
活动 5：测量小灯泡的电功率
(一)提出问题
运用学过的知识,你能想办法测出用电器的电功率吗？
(二)设计实验
阅读课本 125 页“测量电功率”部分,回答下列问题：
1. 实验目的：测量小灯泡的电功率.
2. 实验原理：$P=$$UI$.
3. 需要测量的物理量：小灯泡两端的电压$U$和通过小灯泡的电流$I$.
4. 应选取哪些实验器材？各器材有什么作用？请画出电路图.
实验器材：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电压表、导线。作用：电源提供电能；开关控制电路通断；滑动变阻器保护电路及调节小灯泡两端电压；小灯泡用电器；电流表测电流；电压表测电压；导线连接电路。电路图：画一个串联电路，依次为电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表，电压表并联在小灯泡两端。
(三)进行实验与收集数据
1. 想一想,连接电路时要注意什么？
连接电路时开关应断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大处。
2. 请将实验观测的数据和灯泡发光情况记录在课本下面的表格中.
|测量值 物理量 小灯泡规格|小灯泡两端的电压$U/V$|通过灯丝的电流$I/A$|小灯泡的电功率$P/W$|小灯泡的发光情况|
| $2.5V$| $2.5$| 假设电流为$I_1$（未给值无法准确计算，按后续要求填表逻辑，此处先留空计算，实际应根据测量值填写，假设测量电流为$0.25A$）| $0.625$| 正常发光|
| | 假设测量其他电压值（题目未要求，可不填）| | | |
| $3.8V$| $3.8$| 假设电流为$I_2$（假设测量电流为$0.3A$）| $1.14$| 比正常发光更亮|
| | | | | |

(四)分析与论证
根据实验数据计算出小灯泡在不同电压时的电功率,然后思考讨论下列问题.
1. 灯泡的额定功率是多少？
对于$2.5V$小灯泡，额定电压$U_{额}=2.5V$，对应额定功率$P_{额}$为在额定电压下测量的功率（如上面假设$0.625W$）；对于$3.8V$小灯泡，$U_{额}=3.8V$，$P_{额}$为在$3.8V$下测量的功率（如上面假设$1.14W$）。
2. 通过实验,你有什么发现？
小灯泡在不同电压下发光情况不同，实际功率不同，电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。
3. 这个实验与“伏安法”测电阻的实验有哪些相同之处？有哪些不同之处？
相同之处：电路连接方式相似，都用到了电源、开关、滑动变阻器、用电器、电流表、电压表；都应用了伏安法。不同之处：测电功率实验目的是测不同电压下的电功率，测电阻实验目的是测电阻；测电功率不需要求平均值，测电阻一般要求平均值减小误差。
|用电器两端的电压|电功率|用电器工作情况|
| $U_{实}= U_{额}$时| $P_{实}= P_{额}$| 正常发光|
| $U_{实}＞U_{额}$时| $P_{实}$＞$P_{额}$| 容易损坏|
| $U_{实}＜U_{额}$时| $P_{实}$＜$P_{额}$| 发光较暗|
(五)交流与合作
根据实验的过程、现象及相关数据,请交流讨论下列问题.
1. 实验中滑动变阻器的作用是什么？
保护电路；调节小灯泡两端的电压。
2. 实验中是否需要求小灯泡电功率的平均值？为什么？
不需要求小灯泡电功率的平均值，因为小灯泡在不同电压下实际功率不同，求平均值无意义。
3. 实验中小灯泡的电阻是否会发生变化,为什么？
实验中小灯泡的电阻会发生变化，因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化，实验中电压变化导致电流变化，灯丝温度变化，电阻变化。

答案： (二)
1. 实验目的：测量小灯泡的电功率。
2. 实验原理：$P = UI$。
3. 需要测量的物理量：小灯泡两端的电压$U$和通过小灯泡的电流$I$。
4. 实验器材：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表、电压表、导线。
作用：电源提供电能；开关控制电路通断；滑动变阻器保护电路及调节小灯泡两端电压；小灯泡用电器；电流表测电流；电压表测电压；导线连接电路。
电路图：画一个串联电路，依次为电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表，电压表并联在小灯泡两端。
(三)
1. 连接电路时开关应断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大处。
2.
|测量值 物理量 小灯泡规格|小灯泡两端的电压$U/V$|通过灯丝的电流$I/A$|小灯泡的电功率$P/W$|小灯泡的发光情况|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| $2.5V$| $2.5$|假设电流为$I_1$（未给值无法准确计算，按后续要求填表逻辑，此处先留空计算，实际应根据测量值填写，假设测量电流为$0.25A$，则$P = 2.5×0.25 = 0.625W$ ，正常发光）| $0.625$|正常发光|
| |假设测量其他电压值（题目未要求，可不填）| | | |
| $3.8V$| $3.8$|假设电流为$I_2$（假设测量电流为$0.3A$，则$P = 3.8×0.3 = 1.14W$ ，比正常发光更亮）| $1.14$|比正常发光更亮|
(四)
1. 灯泡额定功率：对于$2.5V$小灯泡，额定电压$U_{额}=2.5V$，对应额定功率$P_{额}$为在额定电压下测量的功率（如上面假设$0.625W$）；对于$3.8V$小灯泡，$U_{额}=3.8V$，$P_{额}$为在$3.8V$下测量的功率（如上面假设$1.14W$）。
2. 发现：小灯泡在不同电压下发光情况不同，实际功率不同，电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。
3. 相同之处：电路连接方式相似，都用到了电源、开关、滑动变阻器、用电器、电流表、电压表；都应用了伏安法。
不同之处：测电功率实验目的是测不同电压下的电功率，测电阻实验目的是测电阻；测电功率不需要求平均值，测电阻一般要求平均值减小误差。
|用电器两端的电压|电功率|用电器工作情况|
| ---- | ---- | ---- |
| $U_{实}= U_{额}$时| $P_{实}= P_{额}$|正常发光|
| $U_{实}＞U_{额}$时| $P_{实}＞P_{额}$| 容易损坏|
| $U_{实}＜U_{额}$时| $P_{实}＜P_{额}$|发光较暗|
(五)
1. 滑动变阻器作用：保护电路；调节小灯泡两端的电压。
2. 不需要求小灯泡电功率的平均值，因为小灯泡在不同电压下实际功率不同，求平均值无意义。
3. 实验中小灯泡的电阻会发生变化，因为小灯泡的电阻随温度的变化而变化，实验中电压变化导致电流变化，灯丝温度变化，电阻变化。