實驗原理：依照公式P=UI，用電流表測小燈泡兩端的電流，用電壓表測小燈泡中的電壓，借助公式P＝UI估算電功率，在額定電流下測出的電功率就是額定功率。這是數(shù)學學中常用的一種間接檢測方式，這些方式又被稱為“伏安法”。
實驗電路：按照實驗的目的和原理設(shè)計如下電路。
實驗器材：小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、電源、開關(guān)、導線。
器材說明：用電壓表和電流表分別測出通過小燈泡的電壓和其兩端電流，由于要檢測不同電流下的功率，所以電路中要接入滑動變阻器，拿來改變小燈泡兩端電流。
實驗步驟：
（1）按電路圖聯(lián)接好電路；
（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電流剛好等于小燈泡的額定電流2.5V，觀察小燈泡的照度，并記錄電壓表和電流表的示數(shù)。
（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電流約等于小燈泡額定電流的1.2倍。觀察小燈泡的色溫變化，并記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)（注意：小燈泡兩端的電流不能超過它的額定電流太多）。
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電流約等于小燈泡額定電流的0.8倍。觀察小燈泡的色溫變化，并記錄此時電壓表和電流表的示數(shù)。
（5）估算出三種情況下小燈泡的電功率
（6）斷掉電路，整理器材。
實驗數(shù)據(jù)（記錄）表格：
實驗要求
發(fā)光情況
電壓（A）
電流（V）
電功率（W）
小燈泡在額定電流下工作
正常
0.3
2.5
0.75
小燈泡兩端電流是額定電流的1.2倍
很亮
0.4
1.2
小燈泡兩端電流高于額定電流
暗
0.2
0.4
注意：在進行實驗時應(yīng)注意以下幾點：
（1）電源電流應(yīng)低于小燈泡的額定電流，比如，測定額定電流為2.5V的小燈泡的電功率時起碼要選兩節(jié)干電瓶串聯(lián)作電源。
（2）電流表的阻值應(yīng)小于小燈泡的額定電流，電壓表的阻值要小于小燈泡正常工作電壓。
（3）滑動變阻器容許通過的最大電壓要小于燈泡的正常工作電壓，而滑動變阻器的最大內(nèi)阻值應(yīng)與小燈泡的內(nèi)阻差不多，以使調(diào)節(jié)療效顯著。
（4）按照串聯(lián)分壓原理進行判別，確切熟練地調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡在等于額定電流、略低于額定電流的和高于額定電流三種條件下發(fā)光。尤其在做第二次實驗時，需當心調(diào)節(jié)滑動變阻器，以免因?qū)嶒炿娏鞒^額定電流太多而燒毀燈泡。
（5）開始聯(lián)接電路時，要使開關(guān)斷掉，閉合開關(guān)前，要把滑動變阻器滑片放在最大電阻處。
（6）開始實驗前，要檢測電路并試觸，實驗結(jié)束，要先斷掉開關(guān)，再整理電路。
剖析論證：由公式P=IU估算小燈泡的功率。（將估算結(jié)果填入表中，通過剖析和比較得出）剖析比較額定電功率和實際電功率大小問題，比較燈泡的亮暗程度與電功率間的關(guān)系。
（1）當U實=U額時，P實=P額，正常發(fā)光
（2）當U實額時，P實
（3）當U實>U額時，P實>P額，較亮
實驗推論：
（1）不同電流下，小燈泡的功率不同。實際電流越大，小燈泡功率越大。
（2）小燈泡的色溫由小燈泡的實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。
實驗拓展：測小燈泡的電功率和用伏安法測內(nèi)阻兩實驗有相像之處，也有顯著區(qū)別，列表對比剖析如下：
實驗
名稱
測小燈泡內(nèi)阻
測小燈泡的功率
原理
R＝U/I
P＝UI
器材
電流表、電流表、電源、滑動變阻器、開關(guān)、導線、被測的內(nèi)阻或小燈泡
電路圖
同上
同上
剖析
對比剖析檢測結(jié)果。
推論
測內(nèi)阻采取多次檢測求平均值的方式導數(shù)體的內(nèi)阻，而測電功率不能求平均值
伏安法測小燈泡的內(nèi)阻要多次檢測求平均值降低偏差，而測小燈泡的電功率為什么不能也求平均值呢？
隨著小燈泡兩端的電流和通過小燈泡的電壓的改變，小燈泡的功率也在改變，不同的電流下，小燈泡的電功率不同，小燈泡的實際功率是不斷變化的，因而求功率的平均值是沒有意義。為了比較在不同電流下小燈泡的功率和發(fā)光情況，所以電功率不能求平均值。
焦耳定理是中學數(shù)學教學的重要內(nèi)容，是描述電壓流過導體形成熱量的基本規(guī)律，做好演示實驗是理解焦耳定理的關(guān)鍵。焦耳定理演示實驗裝置如右圖：
一、該實驗裝置有兩點不足
1、電阻絲內(nèi)阻的大小、電流的強弱不能讓中學生直觀感遭到，只能由班主任告訴中學生，無法使中學生形成信服。
2、實驗過程分兩步進行，首先演示熱量與內(nèi)阻的關(guān)系，之后演示熱量與電壓硬度的關(guān)系，實驗時間長，不利于教學時間的安排。
能不能讓中學生直觀感遭到電壓形成的熱量跟內(nèi)阻的大小成反比、電流的平方成反比、跟通電時間成反比，讓實驗在一次演示過程中完成呢？
筆者通過思索覺得對該實驗可作如下改進，可以一次完成演示過程，且實驗現(xiàn)象十分顯著，可對比性強，也節(jié)約演示時間。
二、改進過程
用三個透明的密閉容器取代原先的兩個容器作為加熱的容器，把三個容器固定在面板上，每位密閉容器密封一定量的二氧化碳作為加熱的介質(zhì)，頂部裝上少量的有色水。
用修長的直玻璃管取代原先的∪型玻璃管，在標尺上把三根細玻璃管固定，將其上端插入有色水底。
用小燈泡取代內(nèi)阻絲作發(fā)熱電阻。在第一個容器內(nèi)串聯(lián)兩個小燈泡，第二個容器內(nèi)接一個相同的燈泡，第三個容器內(nèi)接一個相同的燈泡，外邊再并聯(lián)一個相同的小燈泡。每位小燈泡都用“4V3W”的燈泡。這樣就滿足第一個容器和第二個容器電壓相等，第一個容器的阻值是第二個容器內(nèi)阻的兩倍；第二個容器和第三個容器內(nèi)阻相等，但電壓是第三個容器的兩倍。做好后密封嚴實。
三、實驗過程和實驗現(xiàn)象
實驗時，在每位透明容器內(nèi)放入一定量的有色液體。密封嚴實后，打開止水類，用打氣筒從止水類處向容器內(nèi)攻入一定量二氧化碳，使每位細玻璃管內(nèi)有色水上升相同的高度。在外邊的接線柱上用導線把三個容器里的小燈泡串聯(lián)上去，接在中學生電源上通電，中學生很直觀的看見燈泡的發(fā)光色溫，就很容易曉得第一個容器里的色溫是第二個容器的兩倍，第二個容器里燈泡的照度比第三個容器里燈泡色溫亮得多，也就理解了第一個容器的阻值是第二個容器里內(nèi)阻的兩倍，第二個容器里的燈泡的電壓是第三個容器里燈泡的電壓的兩倍，一段時間后，觀察三個密封容器對應(yīng)的細玻璃管內(nèi)有色液體上升的高度，比較第一和第二兩個容器中細玻璃內(nèi)液體的高度，得出在電壓相同的條件下，電壓形成的熱量跟內(nèi)阻成反比；比較第二和第三兩容器中細玻璃管液體上升的高度，得出在內(nèi)阻相同的條件下，電壓形成的熱量跟電壓的平方成反比。比較同一容器不同時間內(nèi)液柱上升高度，得到電熱與時間成反比。
四、改進后的優(yōu)點
1、通過燈泡的發(fā)光情況，比較燈泡的亮暗，把不能觀察到的化學量內(nèi)阻和電壓轉(zhuǎn)化為才能看見的光線，通過光線的疏密中學生很直觀地感遭到內(nèi)阻和電壓的大小。
2、整個實驗在一次中全部完成，可對比性強，好控制變量，現(xiàn)象十分顯著，一氣哈成，且節(jié)省課堂教學時間。
活動打算：
示教直流電流表，開關(guān)，用紅、綠透明紙包的小燈泡（2．5V、0．3A）各1個，直流電源（6V），示教電路板，2cm長的小釘子11只，導線若干。
過程和方式：
電流表是熱學實驗中常用儀表之一。本實驗是練習使用電流表，應(yīng)注意把握正確使用電流表的方式。在使用電流表時，首先要認清它是直流的還是交流的；再看它有幾個阻值，各是多少伏特，但是弄清楚各阻值上每小格所表示的伏特數(shù)。再檢測表針是否對準零刻度，若沒對準就要調(diào)零。要注意電流表在電路中的接法是與被測電路并聯(lián)，電流表“＋”端接緊靠電源負極的點，“－”端接緊靠電源正極的點。
1．將電源、紅的和綠的小燈泡、開關(guān)用導線聯(lián)接在釘有小釘?shù)哪景迳希ㄅc使用電壓表測電壓的實驗相像），如圖1所示（注意開關(guān)K斷掉）。
圖1
2．檢測這一串聯(lián)電路中某一部份電路兩端的電流，如紅燈兩端的電流。這時必須把電流表跟紅燈并聯(lián)，且電流表的“＋”接線柱與電源的負極相連的一端聯(lián)接。如在圖1中，電流表的“＋”接線柱接在2（或1）測小燈泡電功率的方法，“－”接線柱接在3（或4），如圖2所示。
圖2
3．選擇電流表的阻值，使電流表的阻值略小于所測電流，以避免燒毀電流表。
4．閉合K，就可從電流表上讀出紅燈兩端的電流值。要正確讀出電流值，首先要按照選的阻值，確認每一大格和每一小格各表示多少電流值，再依照表針所指位置讀出電流值。
5．檢測綠燈兩端的電流，電流表應(yīng)怎樣接？若要檢測紅燈和綠燈一起在內(nèi)的兩端電流又怎樣進行？
交流和評估：
1．使用電流表要注意什么問題？
2．電流表阻值的選擇可依據(jù)所用的電源電流值來決定測小燈泡電功率的方法，通常所選電流表阻值要略小于所測電流，以防燒毀水表。對此你是怎樣理解的？按照本實驗的情況加以說明。
3．本裝置還可用于研究串聯(lián)電路的電流分配關(guān)系。你研究了嗎？能得出哪些推論？
拓展延展：
1．想一想，假如把電流表誤串聯(lián)在電路中，將會對電路形成哪些影響？
2．假若須要檢測的電流在1．40V～1．60V之間，應(yīng)選用0～3V阻值還是選用0～15阻值？為何？
（提示：用0～3V阻值。由于所測電流在3V范圍內(nèi)，0～3V阻值刻度每小格示數(shù)為0．1V，0～15V阻值刻度每小格示數(shù)為0．5V。用每格示數(shù)較小的阻值偏差較小。）
3．并聯(lián)電路兩端的電流與各條大道兩端的電流有哪些關(guān)系？
用電流表測并聯(lián)電路電流：把兩燈泡組成并聯(lián)電路，再與開關(guān)、干電瓶串聯(lián)上去。用電流表先后測出兩燈泡兩端電流U1和U2，再測出并聯(lián)電路兩端的總電流U3。把測得的數(shù)據(jù)記錄出來并加以比較。
參考資料：
電流表的簡易故障檢修。
1．檢測時假如兩個阻值上表針都不動，可能是公共接線柱背后斷掉，或是分壓電阻斷開，或是表頭線圈斷掉，取下底板檢測。
2．擰動某接線柱時，表針時動時不動，則是該接線柱螺母帽松動，應(yīng)將其旋緊。
3．電流表的表針彎曲不正或振膜卡住等故障的檢修方式與電壓表相同，詳見上面介紹。