测量小灯泡电功率的实验是电学最重要的实验之一，这个电学实验既涉及到电流表、电压表和滑动变阻器的使用，也涉及到欧姆定律、电功率、实验数据的处理等，知识的密度大、综合性强，是历年中考的热点。
例题 某班同学利用图1的电路图做“测定小灯泡额定功率”的实验。被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω。实验室有如下器材：电源（电压恒为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器三只：R1（5Ω 0.5A）、R2（10Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A）。
考点1：根据电路原理图连接导线，主要是将电流表、电压表、滑动变阻器等连接到电路中。
（1）a．用笔划线代替导线，将电路图2连接完整。
解析 电表连入电路中时要注意选择合适的量程，电流要“＋”进“－”出。被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω，灯泡的额定电流约0.38A，电压表要选用15V的量程；电流表要选用0.6A的量程；滑动变阻器连接到电路中时要“一上一下”。这是连接导线的最重要考点。答案如图3所示。
b．滑动变阻器应选用 （选填“R1”、“R2”、“R3”）；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至______（选填“A”或“B”）端。这个实验滑动变阻器有两个作用，其一是 ，其二是 。
c．某同学在测小灯泡额定电功率的实验中连接了如下左图所示的实物电路,其中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上画“×”，并连接出正确的导线。
解析 当灯泡正常发光时，滑动变阻器上分得的电压是：6V－3.8V＝2.2V，通过变阻器的电流越为0.38A，滑动变阻器接入电路中的电阻约为2.2V/0.38A=5.8Ω。显然R1的电阻太小，R3的电阻太大，应选用R2。在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在阻值最大的位置。
答案 R2 B 保护电路 改变电路中的电流（或灯泡两端电压）
考点2：判断电路故障。
（2）常见的故障及故障原因分析如下表。
故障
原因
①闭合开关，电流表、电压表没有示数，小灯泡不发光
电路出现断路（或接触不良）
②闭合开关，电流表没有示数，电压表有示数，但小灯泡不发光
灯丝断了或灯泡接触不良
③移动滑动变阻器，电流表的示数增大，而电压表的示数减小
电压表并联接在滑动变阻器两端，而不是灯泡的两端
④闭合开关，电流表有示数，电压表没有示数，小灯泡不发光
灯泡短路
⑤闭合开关，电流表示数很小，或几乎为0。灯泡不发光（或发光较暗），调节滑动变阻器小灯泡亮度不变
滑动变阻器接线错误，接线时接到滑动变阻器下面两个接线柱，不能改变电路中的电阻
⑥闭合开关，电流表，电压表有示数，灯泡较亮，调节滑动变阻器小灯泡亮度不变
滑动变阻器接线错误，接线时接到滑动变阻器上面两个接线柱，不能改变电路中的电阻
考点3：移动滑动变阻器，当灯泡两端的电压等于额定电压时，读出电流表的示数，计算额定功率。
（3）排除电路故障后，为了测出小灯泡的额定功率，应移动滑动变阻器，直至电压表的示数等于_________V，此时电流表的示数如图4所示，则小灯泡的额定功率是________W。如果某次在做测量小灯泡的额定功率实验时，电压表示数为3V，应该向______（选填“A”或“B”）移动滑片。
解析 电压表的示数是额定电压3.8V时，通过灯泡的电流就是额定电流0.4A，则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。根据串联分压规律可知，要使灯泡两端电压增大，滑变接入电路中的电阻需要减小，即滑片应该向阻值小的方向移动。
答案 3.8 1.52 A
考点4：处理实验数据
（4）某同学所在的小组对小灯泡进行了三次测量，实验数据如下表所示，他们取三次功率的平均值作为额定功率，这样做对吗？__________。如果不对，那么进行三次测量的目的是什么？ 。
实验序号
电压表示数/V
电流表示数/A
功率/W
额定功率/W
1
3.0
0.36
1.08
P额=
2
3.8
0.4
1.52
3
4.5
0.42
1.89
解析 不对。用电器的功率反映用电器在特定电压下的工作状态，一个电压值对应一个工作状态，即一个功率，取功率的平均值无意义。在测量小灯泡的额定功率实验中，通常测量三次不同电压下的电功率，进行三次测量的目的不是为了减小误差，而是通过多组实验数据归纳出灯泡两端的实际电压与实际功率（或亮度）的关系。如果实验现象中有对灯泡亮度的描述，还可以得出“灯泡的实际功率越大，灯泡的亮度越大”的结论。
考点5：电压表的量程太小不能直接测量灯泡的额定电压时，提出解决的办法。
（5）实验时若发现电压表0~15V的量程已经损坏，但3V的量程完好。为了使实验在不更换器材的情况下能继续完成，请你提出一个可行的办法及具体的操作细节：_______________________________。
解析 灯泡的额定电压为3.8V，而电压表0~15V的量程已经损坏，只有0~3V的量程可用，电源电压为6V，根据串联电路电压规律可知，灯泡两端的电压与滑动变阻器两端的电压之和等于电源电压6V，我们可以把电压表并联在滑动变阻器两端，用手移动滑片，眼睛观察电压表，当电压表示数为6V-3.8V=2.2V时，说明灯泡两端的电压就是额定电压3.8V，此时灯泡正常发光，读出此时电流表的示数（假设为0.4A），根据P=UI=3.8V×0.4A=1.52W可求出灯泡的额定功率。
考点6：缺仪器变通测电功率，要求写出步骤和表达式。
（6）小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率，他设计了下列四个电路图。图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，已知定值电阻的阻值为R。在不改变电路连接的情况下，下列四幅图中能测出小灯泡额定功率的是（ ）
解析 小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积，小灯泡的额定电压U0已知，可以通过调节滑动变阻器使灯泡两端电压达到额定电压，关键是看能否测出灯泡的额定电流。下面逐项解析：
A．S1、S2闭合，S3断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S2断开，S1、S3闭合时，电流表把电阻R短路；S1、S2、S3都闭合或都断开时，电流表均无示数，测不出灯泡的额定电流，不符合题意；
B．S1、S2闭合，S3断开，灯泡和定值电阻R串联，电压表测电灯两端的电压，其上端为正接线柱、下端为负接线柱；S1、S3闭合，S2断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负接线柱，下端为正接线柱；电压表的两次接线方法相反，在不改变电路连接方式的情况下，电压表有一次指针会反偏，无法进行测量，故不合题意。
C．开关处于1的位置，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；开关处于2的位置，电压表测量的是灯泡的两端电压，通过调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为U0，灯泡正常发光，此时通过小灯泡的电流I=（U-U0）/R，小灯泡额定功率的表达式是P=U0I=U0（U-U0）/R，故符合题意。
D．开关处于1的位置，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动变阻器的电流；开关处于2的位置，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻R的电流．测不出灯泡的额定电流，故不符合题意。
答案 C。
（7）在某次实验过程中，某小组在测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率时，不慎损坏电压表，而无法修备用电压表已经用完，老师给了他们他们一只10Ω的定值电阻和一只电流表，请你帮助他们设计电路，画出实验电路图，写出实验步骤和小灯泡额定电功率的表达式。
解析 实验电路如图所示。
实验步骤：①闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使R0所在支路的电流表示数为0.38A；②读出灯泡所在支路电流表的示数I2；
小灯泡功率的表达式为P额=3.8V×I2（用字母表示）。
缺电压表或电流表的实验电路、步骤及表达式归纳如下：
一、缺电流表
已知U额
已知I额
实验步骤：
1．闭合S、S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为U额；
2．断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电压表示数为U1；
灯泡额定电功率表达式：
P额=U额（U1-U额）/R0。
实验步骤：
1．闭合S、S1，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为I额R0；
2．断开S1，闭合S2，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电压表示数为U1；
灯泡额定电功率表达式：
P额= I额（U1- I额R0）。
二、缺电压表
已知U额
已知I额
实验步骤：
1．闭合S、S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为U额/R0；
2．断开S2，闭合S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I1；
灯泡额定电功率表达式：
P额=U额（I1-U额/R0）。
实验步骤：
1．闭合S、S2，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为I额；
2．断开S2，闭合S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为I1；
灯泡额定电功率表达式：
P额=（I1-I额）R0I额。
测量小灯泡电功率、测量电阻是两个重要的电学实验，都有很多重要的考点。它们的电路图完全一样，但实验的原理与要求不同，我们要注意区分。
该专题练习（略）。
