考法2 比较电路中电功率的大小
【典例2】将标有“6 V 3 W”和“6 V 12 W”的两只灯泡L₁和L₂串联后接在12 V的电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则两个灯泡发光时，灯泡L₁两端的电压（选填“大于”“小于”或“等于”）灯泡L₂两端的电压，灯泡（选填“L₁”或“L₂”）更亮一些。
[解析]两只灯泡的额定电流分别为$I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A},I_2=\frac{P_2}{U_2}=\frac{12\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=2\ \mathrm{A}$，两只灯泡的电阻分别为$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega,R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{2\ \mathrm{A}}=3\ \Omega$；由于串联电路中电流处处相等，根据$U=IR$可知，灯泡L₁两端的电压大于灯泡L₂两端的电压；由$P=UI$可知，灯泡L₁的实际电功率大于灯泡L₂的实际电功率，因此灯泡L₁更亮一些。
[答案]大于 L₁

大于；$\mathrm{L}_1$

解：
计算两只灯泡的额定电流：
$I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$
$I_2=\frac{P_2}{U_2}=\frac{12\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=2\ \mathrm{A}$
计算两只灯泡的灯丝电阻：
$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$
$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{2\ \mathrm{A}}=3\ \Omega$
两灯泡串联时，串联电路中电流处处相等，根据$U=IR$，因为$R_1＞R_2$，所以灯泡L₁两端的电压大于灯泡L₂两端的电压。
根据$P=UI$，串联电路电流I相同，$U_1＞U_2$，因此灯泡L₁的实际电功率大于灯泡L₂的实际电功率，灯泡亮度由实际功率决定，所以灯泡L₁更亮一些。

【变式2】如图所示的电路，闭合开关S后，发现灯$L_1$比灯$L_2$亮，则(电源电压和灯丝电阻不变) ()


A.$P_1＞P_2$
B.$I_1＜I_2$
C.$U_1＞U_2$
D.$R_1＞R_2$

灯$\mathrm{L}_1$比灯$\mathrm{L}_2$亮,说明灯$\mathrm{L}_1$的实际功率比$\mathrm{L}_2$的大,即$P_1＞P_2$,A正确;由题图可知,两灯泡并联,$U_1=U_2$;根据$P=UI$,$P_1＞P_2$,可得$I_1＞I_2$,B、C错误;$U_1=U_2$,$I_1＞I_2$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$可知,$R_1＜R_2$,D错误。

【典例3】小欢所在的实验小组想探究小灯泡实际功率的变化规律，准备了如下器材：标有“2.5 V”字样的小灯泡、电池组(4.5 V)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。他们所设计的实验电路如图甲所示。

甲 乙 丙
(1)连接电路时应开关。正确连接电路后，小欢同学闭合开关，电压表的示数(如图乙所示)为V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将滑片向(选填“左”或“右”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(2)小欢同学移动滑片，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是W。
(3)实验小组结合数据和实验现象，得出结论：小灯泡两端的电压越高，它的实际功率越，小灯泡越亮。
(4)实验小组完成上述实验后，小华同学提议用这些器材探究电流与电压的关系，你认为(选填“能”或“不能”)完成此实验，理由是灯丝电阻随温度的升高而。
[解析](1)为了保护电路，连接电路时应断开开关；电压表分度值为0.1 V，其示数为1.5 V，小于小灯泡的额定电压2.5 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应增大小灯泡两端的电压，即减小滑动变阻器两端的电压，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片向左端移动。(2)由图丙可知，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，通过小灯泡的电流为0.2 A，则小灯泡的额定功率为$ P_L = U_L I_L = 2.5 \, \mathrm{V} × 0.2 \, \mathrm{A} = 0.5 \, \mathrm{W} $。(3)灯泡的亮度由实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。(4)探究电流与电压的关系时，应控制电阻阻值不变，而灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此不能完成此实验。
[答案](1)断开 1.5 左 (2)0.5 (3)大 (4)不能 增大

(1) 断开；1.5；左
(2) 0.5
(3) 大
(4) 不能；增大

解：
(1) 为保护电路，连接电路时应断开开关。
电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为1.5V。
此时小灯泡两端电压小于额定电压2.5V，需减小滑动变阻器接入电路的阻值，因此将滑片向左端移动，使电压表的示数为2.5V。
(2) 由图丙的I-U图像可知，小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，
小灯泡的额定功率：
$P_{\mathrm{额}} = U_{\mathrm{额}}I_{\mathrm{额}} = 2.5\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} = 0.5\ \mathrm{W}$
(3) 小灯泡两端的电压越高，它的实际功率越大，小灯泡越亮。
(4) 探究电流与电压的关系需要控制电阻阻值不变，灯丝电阻随温度的升高而增大，无法保持电阻恒定，因此不能完成该实验。
最终