例析电功率实验题，本文主要内容关键词为：电功率论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、电表连接与读表相联
例1 （2002年福建三明市中考）实验：测小灯泡的功率时，小灯泡上标有“3.8V”字样。
（1）把图1中的电压表连人电路中。
（2）某同学的实验记录表格如下表。
实验中，他三次调节变阻器，读取的电压表三次示数已填入表中，相应的电流表三次指针指示位置如图所示。请正确读取三次电流值并填入表中相应位置。
（3）小灯泡的额定功率是_________________瓦。
解析 根据小灯泡上标的电压值及表格中的电压值，很容易知道电压表应选用大量程。应将“+”和“15”分别接在电源正极与灯泡相连的任一接线柱上及灯泡与电流表相连的任一接线柱上。关于填写表格中电流值，根据电阻保持不变，电流与电压成正比，纵观三次电压值由小到大排列，所以电流值应由小到大读取。应分别填0.32、0.40、0.46。额定电压与对应电流的乘积即为额定功率，故额定功率为1.52瓦。
说明 本题属电表电路的连接，近年来中考电功率实验题与电路连接相结合属一种常规类型，与电表读数相联也是常规型。但本题是将电表的三次指针位置放在同一个表盘上，关键是读数时是从左向右读还是从右向左读。必须找出因果关系，如果盲目地从左向右读，对于本题来说是一种巧合，如果命题时将三次电压值从大到小排列，更利于考查学生的解题能力。
二、电路识别与过程分析相联
例2 （2002年广东佛山中考）现有恒定电源、电流表、滑动变阻器（10Ω、1A）、一个定值电阻R[，0]、开关、导线若干和额定电压为U的小灯泡，如图2所示，小莹同学利用这些器材设计了四个测定小灯泡额定功率的电路图。
（1）在图2四个电路图中，只有两个是正确的，这两个电路图是______________。
（2）从你选出的电路图中任意选择一个，简要写出利用该电路测额定功率的实验步骤。
①简要实验步骤（你选择作答的电路图是_____________）：________________。
②小灯泡的额定功率表达式P[，额]=_________。
解析 电功率的测定与电阻的测定有相似之处，它们的电路图与所测物理量都相同，所以首先要知道如何测电阻。由于本题是测灯泡的额定功率，必须使灯泡两端电压等于额定电压，才能解决本题。对于（A）图来说只要电压表示数与灯泡的额定电压U相等。电流表的示数便等于额定电流；而（B）图无法确定额定电流，如果不考虑温度对电阻的影响，可以测出灯泡的电阻，结合额定电压可算出额定功率；而（C）图电流表示数与R[，0]乘积等于灯泡的额定电压U，此时通过灯泡的电流便等于额定电流。（D）图开关闭合将出现短路现象。所以本题（1）最佳答案只能选（A）（C）。
（2）实验步骤：选（A）图：①（a）按图连接好电路；（b）闭合开关S，调节变阻器阻值，使电压表读数为u，读出电流表的示数I；②P[，额]=UI。
选（B）图：方法1：①（a）按图连接好电路；（b）闭合开关S，调节变阻器器阻值，使电流表的
方法2：将方法1中的（c）步后部分测T[，2]电流改为测干路电流I。②P[，额]=U（I-I[，1]）。
说明 本题是电阻的测量方法改变而来的，解题时要知道伏安法、伏阻法、安阻法等测电阻的原理，结合测小灯泡额定功率的要求求解。本题选不同的图有不同的解题方法，在选择求解上具有开放性。（另外：原答案有误）
三、接线与现象分析相联
例3 （2002广东省中考）在做“测小灯泡的额定功率”实验时，（1）已知小灯泡的额定电压是3.8伏，额定功率小于2瓦，某同学在连接电路时有几根导线还没有接上，如实物图3所示，请你在实物图上用笔画线代导线替他连接好（要求正确选择电压表和电流表的量程）。（2）某同学在连接滑动变阻器时，由于接线错误使得滑动变阻器滑片P移动时不能改变小灯泡的亮暗程度。现就下面两种情况，请你判断该同学是如何连接的？
第一种情况：小灯泡较亮时，他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的____________________连接。
第二种情况：小灯泡较暗时，他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的__________________连接。
（3）在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，电流表示数如图3所示，其示数为__________________安，则小灯泡的额定功率是___________________瓦。
解析 小灯泡额定电压为3.8V，所以选电压表的量程为0～15V，由于小灯泡的功率小于2瓦，又由I=P/U＜2W/3.8V＜0.6A，所以电表量程选0～0.6A，另外变阻器的接线柱取一上一下；将电压表先放在一边，按以上要求将各电器串联起来，最后将电压表的“15”接线柱接在灯泡右端接线柱上，如图4所示。小灯泡较亮，说明电流较大，是变阻器短接现象，也就是C、D两接线柱接入电路。小灯泡较暗时，说明线路电阻较大，是变阻器以最大电阻接入电路，即A、B接入电路。因为电流表量程已知，可读出灯泡的额定电流为0.32A；小灯泡的额定功率为1.2W。
说明 本题属接线类综合题，要知道“两表一器”的正确使用及电功率实验电路的接线方法。同时会根据电路现象分析电路的连接情况。这类题还可以将它与电路故障相联系，这也是近年来电功率实验中的常见类型。
四、分析表格与探究相联
例4 （2001年北京市朝阳区）在物理课外小组活动中，小刚同学用图5所示的电路测滑动变阻器的功率，R[，1]=9Ω，电源电压U不变，调节滑动变阻器的滑片P，测得一组数据如下表所示。经过对实验数据的认真分析，可以知道：
（1）滑动变阻器功率的大小变化情况是_____________________________；
（2）滑动变阻器的滑片是从________________向___________________滑动的；
（3）电源电压约为__________________伏；
（4）通过对实验数据的分析，小刚猜想：“在定值电阻和滑动变阻器串联的电路中，电源电压不变，滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相等时，滑动变阻器的功率最大。”为了验证他的猜想是否正确，还应该做些什么实验？请简要说明实验的设计。
解析 从表格最后一项看出，变阻器的电功率是：先增大，后减小。从电流表的示数逐渐变大可知，电路的总电阻在减小，说明变阻器滑片从a（左）端向b（右）滑动；电源电压U=U[，变]+IR[，1]取表中任一电压和电流代入，便可求出电源电压，这样多取几组代入，最后求电源电压的平均值，可知电源电压为6伏；为了验证这个猜想可以从以下几方面来做：①换用其它阻值的定值电阻；②换用最大阻值不同的滑动变阻器；③所换用的定值电阻的阻值应小于滑动变阻器的最大阻值；④用不同的电阻和滑动变阻器，多次重复上述实验，分析实验数据，计算出滑动变阻器功率最大时的阻值，并与定值电阻阻值相比较，看猜想是否正确。
说明 将电功率实验与科学探究相结合的考题还不多见，但随着新课程标准的实施，科学探究的地位越来越重要；在将来的中考中将有增加的趋势。
五、理由说明与开放性相联
例5 （2001年上海市中考）某同学做“测定小灯泡的功率”实验，电源电压是1.5伏的整数倍（即电源由几节干电池串联组成），滑动变阻器标有“5Ω3A”字样，所用小灯泡是额定电压为“2.2V”、“2.5V”和“3.8V”的小灯泡中的一个，估计小灯泡的额定功率在1.2瓦以内。该同学正确连接电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近某位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图6所示，求：（1）小灯泡正常发光时的电流，并简要说明理由；（2）小灯泡的额定电压，并简要说明理由；（3）小灯泡的额定功率。
解析 （1）从图6中所示电流表的示数分析，小灯泡正常发光时的电流可能是1.5A（选0～3A量程），也可能是0.3A（选0～0.6C量程）。根据“估计小灯泡的额定功率在1.2W以内”和小灯泡的额定电压为“2.2V”“2.5V”“3.8V”中的一个，由电功率公式估算得小灯泡的最大额定电流为：
而电流表的0～3A量程示数为1.5A，这说明应以0～0.6A量程读数；电流表示数应为0.3A，即小灯泡正常发光的电流为0.3A。可以画出图7所示的电路图，由小灯泡正常发光时滑动变阻器的滑片在其中点附近某位置，可知变阻器接入电路的电阻约为2.5Ω，此时，变阻器两端的电压约为
说明 本题通过“测定小灯泡的功率”实验考查学生的电学实验技能以及分析判断能力。因为本题的电源电压值具有开放性，需要通过假设电池的节数，来确定电源电压，再根据串联电压特点及欧姆定律计算小灯泡正常发光时的电压，由于实验误差的存在，可结合题目已知条件，判断出小灯泡的额定电压；进而结合额定电流算出对应的额定功率。本题的关键和难点是对电源电压的估计，具有探究特点和解答上的开放性。