题目
实验小组在做“测定小灯泡正常发光时的电阻及电功率”实验时：
（1）请在虚线方框中画出实验电路图。
（2）小琳同学实验时，电压表用的量程是（0~3V），但刻度线模糊不清，在 （0~15V）中可读得为10V，则实际电压为_________V。
（3）小平同学正确连好电路后，闭合开关，发现电流表没有示数，但电压表示数约为电源电压，故障原因可能是___________
A、灯座接线处短路
B、电源接线处开路
C、灯泡灯丝断了
D、开关短路了
（4）小华正确连好电路后，闭合开关后使小灯泡正常发光电流表示数及电压表示数如图，可知灯泡的电阻为__________Ω；电功率为：_____________W。 |
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题型：实验题难度：中档来源：月考题
所属题型：实验题
试题难度系数：中档
答案
考点梳理
初中三年级物理试题“实验小组在做“测定小灯泡正常发光时的电阻及电功率”实验时：（1）请”旨在考查同学们对
测量电功率的实验、
伏安法测电阻、
电路图及元件符号、
电路故障分析、
电压的测量，电压表的使用、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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- 测量电功率的实验
- 伏安法测电阻
- 电路图及元件符号
- 电路故障分析
- 电压的测量，电压表的使用
考点名称：测量电功率的实验
测量电功率实验的目的和原理：
1. 实验目的：
1）测定小灯泡额定电压下的电功率；
2）测定小灯泡略高于额定电压下的电功率；
3）测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。
2. 实验原理：P=UI
根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式P＝UI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法，这种方法又被称为“伏安法”。
3. 实验方法：伏安法
伏安法测小灯泡的电功率：
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实验电路图 |
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实验器材 |
电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干 |
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实验步骤 |
（1）按电路图连接好电路；
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V，观察小灯泡的亮度，并记录电流表和电压表的示数。
（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数（注意：小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多）。
（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。观察小灯泡的亮度变化，并记录此时电流表和电压表的示数。
（5）计算出三种情况下小灯泡的电功率
（6）断开电路，整理器材。 |
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实验表格 |
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次数 |
电压U（V） |
电流I（A） |
电功率P（W） |
灯泡亮度 |
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实验结论 |
U实=U额，P实=P额，正常发光；
U实>U额，P实>P额，比正常发光更亮；
U实<U额，P实<P额，比正常发光更暗。 |
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注意事项 |
(1)选择的器材规格要合适，例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流；
(2)连接电路时开关断开，滑动变阻器滑到阻值最大处；
(3)使小灯泡的电压高于额定电压时，要注意观察电压表示数的变化，以免电压过高，烧坏小灯泡 |
伏安法测电阻与测功率的异同点：
补充：
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率，不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压，因电阻阻值不变，这是为了多测几组对应的电压、电流值，多测几次电阻值，用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时，由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下，小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流，不是为了多次测量求平均值。
随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变，小灯泡的功率也在改变，不同的电压下，小灯泡的电功率不同，小灯泡的实际功率是不断变化的，因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况，所以电功率不能求平均值。
考点名称：伏安法测电阻
伏安法测电阻实验原理：
根据欧姆定律I=U/R，我们知道：只要用电压表测量出小灯泡两端的电压，用电流表测量出通过小灯泡的电流，就可以求出小灯泡的电阻，这就是测量电阻的伏安法。伏安法测量小灯泡的电阻在原理上非常简单，但由于电压表和电流表本身都有电阻，电路连入了电流表和电压表之后，不可避免地改变了电路本身，这就给测量结果带来了误差。通常我们采用把电压表和电流表连入电路的方法，这时由于电压表的分流，电流表测出的电流比通过小灯泡的电流要大些，这样计算出的电阻值就要比真实值小些。
伏安法测电阻电路图
伏安法测导体电阻实验步骤：
(1)实验器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、若干导线;
(2)实验电路图如图所示
(3)实验步骤：
①按电路图正确连接实物图;
②闭合开关，移动滑动变阻器的滑片位置，记下导体两端的电压和通过导体的电流，连续测三组对应的电压值U1、U2、U3和电流值I1、I2、I3;
③根据记录的数据正确计算导体的电阻值R1、R2、R3和平均值R
。
(4)滑动变阻器在本实验中的作用：
①保护电路; ②改变导体两端的电压，使其成倍数地增加;③多次测量求平均值。
“伏安法”测电阻实验中常见故障的排除法：
故障一：闭合开关，灯泡不亮，A示数是零，电压表示数很大。
分析原因：电压表直接接在了电源两极上，小灯泡开路。
排除方法：更换好的小灯泡或检查灯泡与底座是否接触良好。
故障二：闭合开关后发现小灯泡不亮，A、U都没有示数。
分析原因：电路中除小灯泡外的某处接触不良或同时小灯泡的灯丝断了。
排除方法：将连接各个电路元件的接线处重新连接，若同时小灯泡的灯丝断了则更换好的小灯泡。
故障三：闭合开关S，发现小灯泡不亮，同时电流表和电压表有示数，但非常小。
分析原因：电流表和电压表有示数说明电路是通路，小灯泡不亮，是因为加在小灯泡两端的电压太小，导致通过小灯泡的电流太小而不亮，可能是电源电压太低或滑动变阻器接入电路中的阻值过大。
排除方法：可以适当提高电源电压或将滑动变阻器接入电路中的阻值调小。
故障四：闭合开关s后，小灯泡亮，发现电流表和电压表的指针向左偏转。
分析原因：指针向左偏转说明电流表和电压表的正负接线柱接反了。
排除方法：将电流表和电压表的正负接线柱对调即可
故障五：连接好实验电路后，闭合开关并移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小;小灯泡变暗，电流表示数变小时，电压表示数反而变大。
分析原因：电路是通路，但是小灯泡变亮，电流表示数变大时，电压表示数反而变小，是由于电压表并联在滑动变阻器两端。
排除方法：只要将电压表改接到小灯泡的两端即可。
故障六：将实验电路连接好后，闭合开关s，发现小灯泡特别亮，并且无论怎样移动变阻器滑片，灯泡亮度不变。
分析原因：滑动变阻器接线有误。
排除方法：将滑动变阻器一个接线柱接法纠正即可。
考点名称：电路图及元件符号
电路图：电路图主要由元件符号、连线、结点、注释四大部分组成，用规定的符号表示电路连接情况的图叫做电路图;
元件符号：表示实际电路中的元件，它的形状与实际的元件不一定相似，甚至完全不一样。但是它一般都表示出了元件的特点，而且引脚的数目都和实际元件保持一致。
几种常见的元件符号如下：
常见元器件作用：
电路图的功能及作用：
①电路图主要用来讲述电路的工作原理。
②它能够完整地表达某一级电路的结构和工作原理，有时还全部标出电路中各元器件的参数，如标称阻值、标称容量和三极管型号等。
③它对深入理解电路的工作原理和记忆电路的结构、组成很有帮助。
考点名称：电路故障分析
电路常见故障分析
故障1：闭合开关后，灯泡忽明忽暗，两表指针来回摆动;
原因：电路某处接触不良;
排除方法：把松动的地方拧紧。
故障2：闭合开关前灯泡发光闭合开关后灯泡不亮了两表也无示数
原因：开关与电源并联导致所有东西都被短路
后果：极容易烧坏电源
故障3(也就是做题最常见的故障)：闭合开关后灯泡不亮电流表几乎无示数电压表所呈示数几乎为电源电压
原因1：灯泡断路故电压表串联到了电路中
一般判断电路时把电压表当做断路是因为它的电阻很大很大，所以，如果电压表与一灯泡并联而这个灯泡断路了就相当于直接把这个电压表串联在电路中I=U/R，因为电压是恒定的电阻巨大，所以电流表的示数就很小了，而串联式靠电阻分压的。由于电压表的电阻巨大，在这么大的电阻前灯泡的电阻就显得微不足道，所以电压表显示的几乎是电源电压;
原因2：电流表与电压表位置互换
这样灯泡就被几乎没有电阻的电流表(它接到了电压表的位置上)短路故不亮电路中只串联了一个电流表和一个电压表因为电压表的电阻很大所以几乎分到了全部电压而由于电压表的电阻大所以电流表几乎无示数;
补充一下啊：有时做题会问你如果在测小灯泡电阻的实验中(或是电路图中只有一个灯泡两表)如果电流表与电压表位置互换会有什么后果就答：灯泡不亮电流表几乎无示数(其实就是没示数)电压表所示几乎为电源电压(其实就是电源电压)
故障4：闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片灯泡亮度与两表示数均无改变;
原因：变阻器没有按照一上一下的方法来接
补充一下：变阻器全接上接线柱时：相当于导线(这是极不安全的容易造成电路电流过大)变阻器全接下接线柱是：相当于一个定值电阻。
故障5：闭合开关后，无论怎样移动滑片灯泡都不亮
原因1：电路某一处断路
原因2：灯泡被导线或电流表短路
故障6：灯泡亮两表指针反向偏转;
原因：两表的正负接线柱接反了
“症状”1：用电器不工作。诊断：
(1)若题中电路是串联电路，看其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说明可能某处发生了断路;如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短路了。
(2)若题中电路是并联电路，如果所有用电器均不工作，说明干路发生了断路;如果其它用电器仍在工作，说明该用电器所在的支路断路。
“症状”2：电压表示数为零。诊断：
(1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;
(2)电压表的两接线柱间被短路。
“症状”3：电流表示数为零。诊断：
(1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。
(2)电流表所在电路电阻非常大，导致电流过小，电流表的指针几乎不动(如有电压表串联在电路中)。
(3)电流表被短路。
“症状”4：电流表被烧坏。诊断：
(1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路，即发生了短路。
(2)电流表选用的量程不当。
电路故障检查的一般方法
对于新设计组装的电路来说，常见的故障原因有：
(1)实验电路与设计的原理图不符;元件使用不当或损坏;
(2)设计的电路本身就存在某些严重缺点，不能满足技术要求，连线发生短路和开路;
(3)焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器等接触不良;
(4)电源电压不合要求，性能差;
(5)仪器作用不当;
(6)接地处理不当;
(7)相互干扰引起的故障等。
检查故障的一般方法有：直接观察法、静态检查法、信号寻迹法、对比法、部件替换法旁路法、短路法、断路法、暴露法等，下面主要介绍以下几种：
1. 直接观察法和信号检查法：与前面介绍的调试前的直观检查和静态检查相似，只是更有目标针对性。
2. 信号寻迹法：在输入端直接输入一定幅值、频率的信号，用示波器由前级到后级逐级观察波形及幅值，如哪一级异常，则故障就在该级;对于各种复杂的电路，也可将各单元电路前后级断开，分别在各单元输入端加入适当信号，检查输出端的输出是否满足设计要求。
3. 对比法：将存在问题的电路参数与工作状态和相同的正常电路中的参数(或理论分析和仿真分析的电流、电压、波形等参数)进行比对，判断故障点，找出原因。
4. 部件替换法：用同型号的好器件替换可能存在故障的部件。
5. 加速暴露法：有时故障不明显，或时有时无，或要较长时间才能出现，可采用加速暴露法，如敲击元件或电路板检查接触不良、虚焊等，用加热的方法检查热稳定性差等等。
考点名称：电压的测量，电压表的使用
电压(交流电压)的测量方法:
1、选档：交流电压档用V表示("V"表示电压，"-"表示交流)，也有的万用表用AC表示。在V框内有10、50、250、500、1000五档。选档方法同直流电压档。
2、表笔接法：测量交流电压时，表笔并联在被测电压两端，表笔不分正、负。
3、读数方法：交流的五档和测直流电压时一样都看从上向下数的第二行刻度线，标有V的那行，读数方法也和测直流电压相同。
电压表的特点:
电压表内阻很大，接入电路后相当于开路。由于这个特点，电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联，电路就相当于开路了。
电压表的使用方法，读数方法
