“测量小灯泡的电功率”是初中电学实验中较复杂的一个实验.本实验要求同时使用“电流表、电压表和滑动变阻器”这三大基本仪器，对同学们的要求较高，是电学中第二个同时使用三大仪器进行定量测量的综合实验，在中考中占有非常重要的地位.学好本节内容对培养我们良好的科学探究能力、加深对电功率的理解具有重要的意义.
一、实验原理
用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测量通过小灯泡的电流，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”.
二、电路选取
使用图1、图2所示的电路测小灯泡的功率都可以，若用图1所示电路，因为小灯泡的电阻较小，电流表的内阻与小灯泡相比已不可忽略，这样将给电压的测量带来较大的误差（比灯泡两端的实际电压高）.而图2电路，由于电压表的内阻很大，与小灯泡并联时，其分流作用可以忽略，流过电流表的电流可认为就是流过小灯泡的电流.所以，我们通常选择图2电路进行测量.
三、实验器材
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座以及导线若干.
四、实验步骤
1.按电路图2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.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P的位置，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.再调节滑动变阻器P的位置，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.
实验数据记录表
五、实验时应注意的问题
1.选择以及按电路图连接实物时需注意：
（1）电源：实验时，电源电压要高于小灯泡的额定电压.
（2）滑动变阻器：接入电路时要将滑动变阻器的滑片调到最大值处.要根据能否调到小灯泡的额定电压来选择滑动变阻器.
（3）电压表：并联在灯泡的两端，电流自“+”接线柱流入，“-”接线柱流出.根据额定电压来选择电压表量程.
（4）电流表：串联在电路里，电流自“+”接线柱流入，“-”接线柱流出.根据I额=■或I额=■选择量程.
2.连接过程中开关应始终处于断开状态.
3.电路连接好后，仔细检查，保证电路连接正确.
4.合上开关前，应检查滑动变阻器滑片P是否在最大值的位置上；若不是，要调整到最大位置处.
5.调节滑动变阻器P的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小.
六、实验问题与分析
1.某同学连接完最后一根导线后，小灯泡发光了，简述产生所示现象的原因.
原因：连接电路时，开关处于闭合状态.
提问：如果开关闭合，可能会出现哪些情况？
答：合开开关后，小灯泡可能很亮，然后熄灭，造成断路；也有可能小灯泡不亮，电路连接出现断路现象.
解决方法：连线时必须断开开关；检查电路连接是否正确.
2.该同学继续实验时，他闭合开关，观察到电流表和电压表的示数如图3、图4所示，简述产生图示现象的原因.
原因：如图3所示，电流表指针反转，电流表正负接线柱接反了；如图4所示，电压表指针超满偏，电压表量程偏小.
解决方法：使电流从正接线柱流进，负接线柱流出；改换成0～15V量程.
3.继续实验时，他闭合开关，调节滑动变阻器滑片P的位置，发现小灯泡的亮度比较暗而且没有发生变化.
原因：滑动变阻器无论怎么移动，都不能改变电压表和电流表的示数，滑动变阻器没起到滑动变阻的作用，导线接在了滑动变阻器的下面两个接线柱.
解决方法：一端连金属杆，一端连滑动变阻器下端的接线柱.
4.“用伏安法测小灯泡的电功率”和“用伏安法测电阻”两个实验的联系与区别.（见下表）
七、典型例题
例1 根据“测量小灯泡的电功率”实验，完成下列要求.
（1）实验器材除了电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线、小灯泡外，还必须有 .
（2）实验时要按照电路图把实验器材连接好.在闭合开关前，要调节滑动变阻器，使电路中的电阻 （选填“最大”或“最小”）.
（3）若小灯泡额定电压是2.5V，为了使小灯泡正常发光，闭合开关后，应调节滑动变阻器，在调节时要注意观察 .
实验时电流表选用“+”和“0.6”接线柱，当小灯泡正常发光时，电流表刻度盘上指针的位置如图5所示.通过小灯泡的电流为 A，小灯泡的额定功率为
W.
解析 （1）对照“测定小灯泡的电功率”实验电路图2可以看出，除了题中所给的器材外，还应有电源.
（2）滑动变阻器接在电路中除了可以调节小灯泡两端的电压外，还可以保护电路，这要求在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处.
（3）要使小灯泡正常发光，它两端电压应该等于其额定电压.这要求在实验中调节滑动变阻器时要观察电压表的示数，使它的指针指在2.5V处，读出此时对应的电流表示数，由P=UI计算出电功率.
答案 （1）电源 （2）最大 （3）电压表的示数 0.24 0.6
说明 “测定小灯泡的电功率”实验与“测电阻”实验的电路及器材极为相似，两个实验的方法都称为“伏安法”.在开始连接电路时，要使开关断开，闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，起到保护电路的作用.
例2 如图6电路中，电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 3W”，定值电阻R0的阻值为8Ω，滑动变阻器R的最大阻值为120Ω，电压表的量程为0～15V.当电压表的示数为8V时，灯泡恰好正常发光，忽略温度变化对灯泡电阻的影响.求：
（1）电源电压U；
（2）滑动变阻器连入电路的电阻值为25Ω时，灯泡消耗的实际功率；
（3）在不超过灯泡额定电压和电压表量程的情况下，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围.
解析 （1）RL=■=■=12Ω，
IL=■=■=0.5A，U=I（RL+R0）+U1
=0.5A×（12Ω+8Ω）+8V=18V.
（2）P′=I12RL=（■）2RL
=（0.4A）2×12Ω=1.92W.
（3）灯泡正常发光时，变阻器电阻R1
=■=16Ω，不超过电压表量程时，变阻器分压U3=15V，灯泡L和R0两端电压为U
-U3=3V，电路中的电流I=■=0.15A，
此时，R1′=■=100Ω，因此变阻器的阻值变化范围为16～100Ω.
说明 本题考查滑动变阻器连入电路的阻值变化引起电路中的电流变化及各用电器两端的电压变化.