九年级物理/电功率/测量小灯泡的电功率 一、实验目标 理解电功率的计算公式 P=UI ，并能用该公式测量小灯泡的实际功率； 探究小灯泡在额定电压、高于额定电压（不超过 1.2 倍）、低于额定电压三种情况下的实际功率，对比实际功率与额定功率的关系； 观察小灯泡亮度与实际功率的对应关系，得出 “灯泡亮度由实际功率决定” 的结论； 熟练掌握电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用方法。 二、实验原理 核心公式： P=UI ​ （电功率等于电压与电流的乘积） 用电压表测量小灯泡两端的实际电压 U （单位：V）； 用电流表测量通过小灯泡的实际电流 I （单位：A）； 代入公式计算实际功率 P （单位：W）。 ⚠️ 注意：此实验与 “测量小灯泡的电阻” 原理不同（后者是 R=U/I ），且不能用多次测量求平均值的方法求电功率（因为不同电压下实际功率不同，平均值无物理意义）。 三、实验器材 器材名称 作用 电源 提供电能（电压需大于小灯泡额定电压，如小灯泡额定电压 2.5V，电源选 3V） 小灯泡 实验研究对象（需标注额定电压，如 “2.5V 0.3A”） 电流表 测量通过小灯泡的电流（量程选择：略大于灯泡额定电流，如 0~0.6A） 电压表 测量小灯泡两端的电压（量程选择：略大于灯泡额定电压，如 0~3V） 滑动变阻器 1. 保护电路；2. 改变小灯泡两端的电压，获得不同电压下的实际功率 开关 控制电路通断（实验时需 “先断开开关”） 导线若干 连接电路（至少 6 根，注意接线牢固） 四、实验电路（重点！） 电路连接原则： 串联电路：电源正极→开关→电流表→小灯泡→滑动变阻器→电源负极（电流表与灯泡串联，测总电流）； 电压表并联：电压表的两个接线柱分别接在小灯泡的两端（“正接线柱” 接靠近电源正极一侧，“负接线柱” 接靠近电源负极一侧）； 滑动变阻器 “一上一下” 接线：必须接一个上接线柱和一个下接线柱（不能接两个上接线柱，否则相当于导线；不能接两个下接线柱，否则相当于定值电阻，无法改变电压）。 简化电路图： plaintext 电源正极 → 开关 → 电流表 → 小灯泡 → 滑动变阻器（一上一下） → 电源负极 ↓ 电压表（并联） 五、实验步骤（分 4 步，规范操作是关键） 1. 组装电路 断开开关（绝对不能带电接线！）； 将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处（保护电路，使初始电流最小）； 按电路图连接所有器材，检查电流表、电压表的量程和正负接线柱是否接错（避免指针反偏或超过量程损坏仪表）。 2. 试触检查 闭合开关后，快速断开（试触），观察仪表指针： 若指针正向偏转且不超过量程，说明接线正确； 若指针反向偏转，说明正负接线柱接反； 若指针超过量程，说明量程选小了，需更换大量程。 3. 测量不同电压下的功率 （1）测量额定功率（核心数据） 缓慢移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的示数，直到示数等于小灯泡的额定电压（如 2.5V）； 记录此时电压表的示数（ U 额 ​ ）和电流表的示数（ I 额 ​ ）； 观察并记录小灯泡的亮度（正常发光）。 （2）测量高于额定电压的实际功率 继续移动滑片，使电压表的示数略高于额定电压（不超过 1.2 倍，如 2.5V×1.2=3V，避免烧坏灯泡）； 快速记录此时的电压（ U 实1 ​ ）、电流（ I 实1 ​ ）和灯泡亮度（比正常发光更亮）； 测量时间要短，防止灯泡因过热损坏。 （3）测量低于额定电压的实际功率 移动滑片，使电压表的示数低于额定电压（如 1.5V）； 记录此时的电压（ U 实2 ​ ）、电流（ I 实2 ​ ）和灯泡亮度（比正常发光更暗）。 4. 整理器材 断开开关，拆除导线，将器材归位。 六、数据记录与处理 设计实验表格（示例：小灯泡额定电压 U 额 ​ =2.5V ） 实验次数 小灯泡两端电压 U/V 通过小灯泡的电流 I/A 小灯泡的实际功率 P/W 小灯泡的亮度 1 2.5（额定电压） 0.30 2.5×0.30=0.75 正常发光 2 3.0（高于额定电压） 0.34 3.0×0.34=1.02 很亮（易烧坏） 3 1.5（低于额定电压） 0.22 1.5×0.22=0.33 较暗 计算方法： 每一组数据都用 P=UI 直接计算，无需求平均值（因为不同电压下实际功率不同，平均值无意义）。 七、实验结论（核心考点！） 小灯泡的实际功率随两端电压的变化而变化： 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 ​ ，小灯泡发光过亮（长期使用易烧坏）； 当 U 实 ​ <U 额 ​ 时， P 实 ​ <P 额 ​ ，小灯泡发光较暗。 小灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，亮度越亮（与额定功率无关）。 八、注意事项（高频易错点） 电路连接时，开关必须断开，滑动变阻器滑片移到最大阻值处（双重保护电路）； 电流表、电压表的正负接线柱不能接反（否则指针反向偏转，损坏仪表）； 量程选择要合适：不能选太小（指针超量程），也不能选太大（测量误差大），优先选 “略大于额定值” 的量程； 测量高于额定电压的功率时，电压不能超过额定电压的 1.2 倍，且测量时间要短（灯丝温度过高会熔断）； 实验中多次测量的目的是探究实际功率与电压的关系，而非求平均值（与 “测电阻” 的多次测量目的不同）； 若闭合开关后灯泡不亮、电流表无示数、电压表示数接近电源电压，大概率是小灯泡断路（电压表串联在电路中，测电源电压）； 若闭合开关后灯泡很亮、电流表示数很大，大概率是滑动变阻器接成了定值电阻（接两个下接线柱）或短路（接两个上接线柱） 。 九、误差分析 系统误差：电流表有分压作用（导致电压表示数偏小），电压表有分流作用（导致电流表示数偏小），最终测量的实际功率略小于真实值； 偶然误差：滑片移动时电压、电流读数有偏差，或导线接触不良导致数据波动。 十、核心考点总结 实验原理： P=UI （必考）； 滑动变阻器的作用：① 保护电路；② 改变小灯泡两端的电压（必考）； 多次测量的目的：探究实际功率与电压的关系（而非求平均值，易错点）； 灯泡亮度的决定因素：实际功率（而非额定功率，易错点）； 额定功率与实际功率的关系： U 实 ​ 决定 P 实 ​ ，只有 U 实 ​ =U 额 ​ 时， P 实 ​ =P 额 ​ ； 电路故障分析：灯泡不亮、电表无示数 / 示数异常的原因（常考选择题或填空题）。