研究電功率與電壓的關系實驗方法

（1）燈的亮度（2）當通過電燈的電流一定時，電燈兩端電壓越大，燈的實際功率越大。（3）L ₁ 兩端實際電壓高於燈的額定電壓；在幹路上串聯一隻滑動變阻器（串聯一電阻）

B. 電功率與電壓 電流 電阻等的關系

關系式（電功率等等）
⑴串聯電路
P（電功率）U（電壓）I（電流）W（電功）R（電阻）T（時間）
電流處處相等
I1=I2=I
總電壓等於各用電器兩端電壓之和
U=U1+U2
總電阻等於各電阻之和
R=R1+R2
U1：U2=R1：R2
總電功等於各電功之和
W=W1+W2
W1：W2=R1：R2=U1：U2
P1：P2=R1：R2=U1：U2
總功率等於各功率之和
P=P1+P2
⑵並聯電路
總電流等於各處電流之和
I=I1+I2
各處電壓相等
U1=U2=U
總電阻等於各電阻之積除以各電阻之和
R=（R1R2）/（R1+R2）
總電功等於各電功之和
W=W1+W2
I1：I2=R2：R1
W1：W2=I1：I2=R2：R1
P1：P2=R2：R1=I1：I2
總功率等於各功率之和
P=P1+P2
⑶同一用電器的電功率
①額定功率比實際功率等於額定電壓比實際電壓的平方
Pe/Ps=(Ue/Us)的平方
2．有關電路的公式
⑴電阻
R
①電阻等於材料密度乘以（長度除以橫截面積）
R=ρ×（L/S）
②電阻等於電壓除以電流
R=U/I
③電阻等於電壓平方除以電功率
R=U²/P
⑵電功
W
電功等於電流乘電壓乘時間
W=UIT（普式公式）
電功等於電功率乘以時間
W=PT
電功等於電荷乘電壓
W=QU
電功等於電流平方乘電阻乘時間
W=I²RT（純電阻電路）
電功等於電壓平方除以電阻再乘以時間
W=U²T/R（同上）
⑶電功率
P
①電功率等於電壓乘以電流
P=UI
②電功率等於電流平方乘以電阻
P=I²R（純電阻電路）
③電功率等於電壓平方除以電阻
P=U²/R(同上)
④電功率等於電功除以時間
P＝W：T
⑷電熱
Q
電熱等於電流平方成電阻乘時間
Q=I²Rt（普式公式）
電熱等於電流乘以電壓乘時間
Q=UIT=W（純電阻電路）

C. 同學們通過實驗來探究「電功率跟電流、電壓的關系」．（1）實驗中小燈泡電功率的大小可通過觀察什麼現象

：（1）實驗中小燈泡電功率的大小可通過觀察小燈泡的亮度來判斷． （2）結論：由於L 1 與L 2 的電阻不同，串聯在電路中後得到的實際電壓不同，電壓高的功率大，功率大的燈泡亮． （3）從甲圖知道，電源電壓是4.5V，而乙圖中L 1 是並聯在電源上的，因其額定電壓（2.5V）低於電源電壓所以燒壞． 改進辦法是在幹路上串聯一分壓電阻． D. 測量電功率的實驗方法原理 實驗原理：P=UI（功率=電流乘以電壓）。 實驗目的：用電流表和電壓表測量小燈泡的額定功率和實際功率。 實驗方法：「伏安法」—根據電功率的計算公式P=UI，用電壓表測量小燈泡兩端的電壓，用電流表測量通過小燈泡的電流，就可以求出小燈泡的實際功率。 實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡（額定電壓2.5V）、導線。 (4)研究電功率與電壓的關系實驗方法擴展閱讀 實驗結論： 當U實=U額時，P實=P額，小燈泡正常發光； 當U實<U額時，P實<P額，小燈泡發光較暗； 當U實>U額時，P實>P額，小燈泡發光較亮； 當小燈泡兩端的實際電壓等於額定電壓時，小燈泡正常發光；小燈泡的亮度取決於小燈泡的實際功率，實際功率越大，亮度越亮。 E. 探究燈泡的電功率與哪些因素有關實驗教案 1）燈泡的 電功率 跟燈泡的電壓和電流都有關系，在研究影響電功率的因素時要採用 控制變數法 的思想； （2）驗證電功率跟電壓是否有關，必須控制兩個燈泡中通過的電流相等，也就是讓燈泡串聯； （3）這兩組實驗都是採用了控制變數法，表一電流不變，研究電功率和電阻的關系；表二控制了電壓不變，研究電功率和電阻的關系． （1）研究的是電功率和電流的關系，在研究這個問題時要採用控制變數法，即控制 小燈泡 兩端的電壓不變；有兩種方法： ①換用不同規格燈泡時，通過移動 滑片 保持 電壓表 示數相同； ②不同規格的小燈泡並聯． （2）驗證電功率和電壓的關系，必須控制通過兩個小燈泡的電流相等，採取串聯的方式如下圖． （3）分析表中的數據，結合控制變數法的思想，表一中電流一定，電阻越大，功率越大；表二中電壓一定，電阻越大，功率越小． 故答案為：（1）不合理之處：未控制燈泡兩端電壓不變、改進方法：在燈泡兩端接一個電壓表，通過調節 滑動變阻器 ，使換燈前後燈泡兩端電壓保持不變（或用不同規格的燈泡並聯，用 電流表 測出各燈電流，比較電流與亮度的關系）． （2）電路圖如下圖（也可以讓一隻電壓表測某一個燈的電壓，而另一隻電壓表測總電壓）． F. 為探究小燈泡的電功率P和電壓U的關系，小明測量小燈泡的電壓U和電流I，利用P=UI得到電功率．實驗所使用的 （1）測定小燈泡電功率實驗要求電流從零調，所以滑動變阻器應用分壓式接法． （2）滑動變阻器應採用分壓接法，實物電路圖如圖所示：

12

0.6

Ω=20Ω，
所以定值電阻應為：R=R_min-R_燈=20-5=15Ω，所以電路中的電阻應選10Ω．
（4）圖象中不恰當的地方有①圖線不應畫直線，應用平滑的曲線連接；②橫坐標標度太大．
故答案為：（1）分壓式；
（2）見圖；
（3）10；
（4）①圖線不應畫直線，應用平滑的曲線連接；②橫坐標標度太大．

G. 研究電功率與電壓、電流的關系時

A、從圖可知兩燈泡串聯，通過兩燈泡的電流相同，所以該電路所示實驗可以研究電功率與電壓的關系；故A正確；
B、根據本實驗的現象和數據，可以得出「電流相同時，電壓越大，用電器的電功率越大」；由於燈泡的亮暗無法准確反映實際功率的大小，所以無法得出「電流相同時，電功率跟電壓成正比」這個結論，故B錯誤；
C、為了判斷燈泡的功率大小，我們可以通過觀察燈泡的亮度來判斷燈泡功率的大小，燈泡越亮燈泡的功率越大．故C正確；
D、兩燈泡串聯，流過它們的電流相同，L _I 、L ₂ 規格不同，則燈泡兩端的電壓不同，因此設計此實驗可以探究電功率與電壓的關系；故D正確．
故選B．

H. 同學們通過實驗探究「電功率跟電流、電壓的關系」．（1）小燈泡電功率的大小可通過______判斷；（2）一位

（1）燈泡亮度由燈泡的實際功率決定，燈泡實際功率越大，燈泡越亮，小燈泡電功率大小可通過比較小燈光亮度判斷．
（2）由圖1可知，兩燈泡串聯，通過燈泡的電流相等，由表中數據可知，
燈L₂的電壓大於燈L₁的電壓，燈L₂比燈L₁亮，燈L₂的實際功率比燈L₁的實際功率大，由此可知：當電流相等時，電壓越大電功率越大．
（3）由題意知，電源電壓為1.8V+2.7V=4.5V，由電路圖2可知，兩燈泡並聯在電源兩端，
由於電源電壓4.5V太高，遠大於燈泡L₁額定電壓2.5V，所以燈泡L₁燒壞；為避免燈泡L₁燒壞，
可在幹路中串聯一個滑動變阻器保護保護電路或減小電源電壓．
故答案為：（1）小燈泡亮度；（2）當電流相等時，電壓越大電功率越大；（3）電壓超過燈泡額定電壓；在幹路上串聯一個滑動變阻器．

I. 在「探究電功率跟電壓、電流的關系」時，利用電源電壓約6V、L1：「2.5V 0.3A」、L2：「3.8V 0.3A」兩個小

（1）由圖可知：燈泡L₁、L₂串聯，一個燈泡發光，說明串聯電路中是通路，一個燈泡不發光，說明不發光的燈泡可能發生短路．
（2）①知道燈泡的亮度與燈泡的實際功率有關，由表格數據可知：燈泡兩端的電壓越大，亮度越亮，功率越大，所以可得結論是：通過燈泡的電流相同時，燈泡兩端的電壓越大，功率越大；
②由於實驗時連接電路應斷開開關，知道電壓表在使用時應該與被測電路並聯，同時由表格可知L₂兩端的電壓大於3V，所以測量L₂兩端的電壓，應換用0～15V的量程，同時還應當使電流從其「+」接線柱流入，從「-」接線柱流出；
所以注意的是：
1、斷開開關，
2、換用0～15V的量程，
3、並聯在L₂兩端，使電流從其「+」接線柱流入，從「-」接線柱流出．
（3）探究「電功率跟電流的關系」．應保持電壓相同，利用電流表測量不同燈泡的電流值，由此可知：將兩個不同的燈泡並聯，利用電流表先後與燈泡串聯，分別測量燈泡的電流；如圖：

答：（1）發生短路．
（2）①通過燈泡的電流相同時，燈泡兩端的電壓越大，功率越大；
②1、應斷開開關，
2、換用0～15V的量程，
3、並聯在L₂兩端，使電流從其「+」接線柱流入，從「-」接線柱流出．
（3）圖略．

J. 電功率的大小創新實驗

由於影響電功率的因素有：電流、電壓，為了探究電功率的大小與哪些因素有關時應用控制變數法設計實驗：
（1）控制電壓不變，改變電流，探究電功率與電流之間的關系；
（2）控制電流不變，改變電壓，探究電功率與電壓的關系．
實驗（1）中需要控制電壓相同，則利用並聯電路來實驗即可，具體電路圖如下：

故答案為：控制變數；電壓；電流；電功率與電流；電流；電壓；圖略．