研究电功率与电压的关系实验方法

（1）灯的亮度（2）当通过电灯的电流一定时，电灯两端电压越大，灯的实际功率越大。（3）L ₁ 两端实际电压高于灯的额定电压；在干路上串联一只滑动变阻器（串联一电阻）

B. 电功率与电压 电流 电阻等的关系

关系式（电功率等等）
⑴串联电路
P（电功率）U（电压）I（电流）W（电功）R（电阻）T（时间）
电流处处相等
I1=I2=I
总电压等于各用电器两端电压之和
U=U1+U2
总电阻等于各电阻之和
R=R1+R2
U1：U2=R1：R2
总电功等于各电功之和
W=W1+W2
W1：W2=R1：R2=U1：U2
P1：P2=R1：R2=U1：U2
总功率等于各功率之和
P=P1+P2
⑵并联电路
总电流等于各处电流之和
I=I1+I2
各处电压相等
U1=U2=U
总电阻等于各电阻之积除以各电阻之和
R=（R1R2）/（R1+R2）
总电功等于各电功之和
W=W1+W2
I1：I2=R2：R1
W1：W2=I1：I2=R2：R1
P1：P2=R2：R1=I1：I2
总功率等于各功率之和
P=P1+P2
⑶同一用电器的电功率
①额定功率比实际功率等于额定电压比实际电压的平方
Pe/Ps=(Ue/Us)的平方
2．有关电路的公式
⑴电阻
R
①电阻等于材料密度乘以（长度除以横截面积）
R=ρ×（L/S）
②电阻等于电压除以电流
R=U/I
③电阻等于电压平方除以电功率
R=U²/P
⑵电功
W
电功等于电流乘电压乘时间
W=UIT（普式公式）
电功等于电功率乘以时间
W=PT
电功等于电荷乘电压
W=QU
电功等于电流平方乘电阻乘时间
W=I²RT（纯电阻电路）
电功等于电压平方除以电阻再乘以时间
W=U²T/R（同上）
⑶电功率
P
①电功率等于电压乘以电流
P=UI
②电功率等于电流平方乘以电阻
P=I²R（纯电阻电路）
③电功率等于电压平方除以电阻
P=U²/R(同上)
④电功率等于电功除以时间
P＝W：T
⑷电热
Q
电热等于电流平方成电阻乘时间
Q=I²Rt（普式公式）
电热等于电流乘以电压乘时间
Q=UIT=W（纯电阻电路）

C. 同学们通过实验来探究“电功率跟电流、电压的关系”．（1）实验中小灯泡电功率的大小可通过观察什么现象

：（1）实验中小灯泡电功率的大小可通过观察小灯泡的亮度来判断． （2）结论：由于L 1 与L 2 的电阻不同，串联在电路中后得到的实际电压不同，电压高的功率大，功率大的灯泡亮． （3）从甲图知道，电源电压是4.5V，而乙图中L 1 是并联在电源上的，因其额定电压（2.5V）低于电源电压所以烧坏． 改进办法是在干路上串联一分压电阻． D. 测量电功率的实验方法原理 实验原理：P=UI（功率=电流乘以电压）。 实验目的：用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率。 实验方法：“伏安法”—根据电功率的计算公式P=UI，用电压表测量小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的实际功率。 实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5V）、导线。 (4)研究电功率与电压的关系实验方法扩展阅读 实验结论： 当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光； 当U实<U额时，P实<P额，小灯泡发光较暗； 当U实>U额时，P实>P额，小灯泡发光较亮； 当小灯泡两端的实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，亮度越亮。 E. 探究灯泡的电功率与哪些因素有关实验教案 1）灯泡的 电功率 跟灯泡的电压和电流都有关系，在研究影响电功率的因素时要采用 控制变量法 的思想； （2）验证电功率跟电压是否有关，必须控制两个灯泡中通过的电流相等，也就是让灯泡串联； （3）这两组实验都是采用了控制变量法，表一电流不变，研究电功率和电阻的关系；表二控制了电压不变，研究电功率和电阻的关系． （1）研究的是电功率和电流的关系，在研究这个问题时要采用控制变量法，即控制 小灯泡 两端的电压不变；有两种方法： ①换用不同规格灯泡时，通过移动 滑片 保持 电压表 示数相同； ②不同规格的小灯泡并联． （2）验证电功率和电压的关系，必须控制通过两个小灯泡的电流相等，采取串联的方式如下图． （3）分析表中的数据，结合控制变量法的思想，表一中电流一定，电阻越大，功率越大；表二中电压一定，电阻越大，功率越小． 故答案为：（1）不合理之处：未控制灯泡两端电压不变、改进方法：在灯泡两端接一个电压表，通过调节 滑动变阻器 ，使换灯前后灯泡两端电压保持不变（或用不同规格的灯泡并联，用 电流表 测出各灯电流，比较电流与亮度的关系）． （2）电路图如下图（也可以让一只电压表测某一个灯的电压，而另一只电压表测总电压）． F. 为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系，小明测量小灯泡的电压U和电流I，利用P=UI得到电功率．实验所使用的 （1）测定小灯泡电功率实验要求电流从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法． （2）滑动变阻器应采用分压接法，实物电路图如图所示：

12

0.6

Ω=20Ω，
所以定值电阻应为：R=R_min-R_灯=20-5=15Ω，所以电路中的电阻应选10Ω．
（4）图象中不恰当的地方有①图线不应画直线，应用平滑的曲线连接；②横坐标标度太大．
故答案为：（1）分压式；
（2）见图；
（3）10；
（4）①图线不应画直线，应用平滑的曲线连接；②横坐标标度太大．

G. 研究电功率与电压、电流的关系时

A、从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；
B、根据本实验的现象和数据，可以得出“电流相同时，电压越大，用电器的电功率越大”；由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以无法得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论，故B错误；
C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大．故C正确；
D、两灯泡串联，流过它们的电流相同，L _I 、L ₂ 规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确．
故选B．

H. 同学们通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”．（1）小灯泡电功率的大小可通过______判断；（2）一位

（1）灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮，小灯泡电功率大小可通过比较小灯光亮度判断．
（2）由图1可知，两灯泡串联，通过灯泡的电流相等，由表中数据可知，
灯L₂的电压大于灯L₁的电压，灯L₂比灯L₁亮，灯L₂的实际功率比灯L₁的实际功率大，由此可知：当电流相等时，电压越大电功率越大．
（3）由题意知，电源电压为1.8V+2.7V=4.5V，由电路图2可知，两灯泡并联在电源两端，
由于电源电压4.5V太高，远大于灯泡L₁额定电压2.5V，所以灯泡L₁烧坏；为避免灯泡L₁烧坏，
可在干路中串联一个滑动变阻器保护保护电路或减小电源电压．
故答案为：（1）小灯泡亮度；（2）当电流相等时，电压越大电功率越大；（3）电压超过灯泡额定电压；在干路上串联一个滑动变阻器．

I. 在“探究电功率跟电压、电流的关系”时，利用电源电压约6V、L1：“2.5V 0.3A”、L2：“3.8V 0.3A”两个小

（1）由图可知：灯泡L₁、L₂串联，一个灯泡发光，说明串联电路中是通路，一个灯泡不发光，说明不发光的灯泡可能发生短路．
（2）①知道灯泡的亮度与灯泡的实际功率有关，由表格数据可知：灯泡两端的电压越大，亮度越亮，功率越大，所以可得结论是：通过灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压越大，功率越大；
②由于实验时连接电路应断开开关，知道电压表在使用时应该与被测电路并联，同时由表格可知L₂两端的电压大于3V，所以测量L₂两端的电压，应换用0～15V的量程，同时还应当使电流从其“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出；
所以注意的是：
1、断开开关，
2、换用0～15V的量程，
3、并联在L₂两端，使电流从其“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出．
（3）探究“电功率跟电流的关系”．应保持电压相同，利用电流表测量不同灯泡的电流值，由此可知：将两个不同的灯泡并联，利用电流表先后与灯泡串联，分别测量灯泡的电流；如图：

答：（1）发生短路．
（2）①通过灯泡的电流相同时，灯泡两端的电压越大，功率越大；
②1、应断开开关，
2、换用0～15V的量程，
3、并联在L₂两端，使电流从其“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出．
（3）图略．

J. 电功率的大小创新实验

由于影响电功率的因素有：电流、电压，为了探究电功率的大小与哪些因素有关时应用控制变量法设计实验：
（1）控制电压不变，改变电流，探究电功率与电流之间的关系；
（2）控制电流不变，改变电压，探究电功率与电压的关系．
实验（1）中需要控制电压相同，则利用并联电路来实验即可，具体电路图如下：

故答案为：控制变量；电压；电流；电功率与电流；电流；电压；图略．