第18章第3节测量小灯泡电功率（讲义） 人教版九年级物理全一册.doc

第十八章 电功率第3节 测量小灯泡的电功率【目标】1.知道测电功率的原理、电路图。2.会用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。3.通过实验认识到电灯的亮度取决于灯的实际电功率。4.知道小灯泡的电功率随它两端电压的变化规律。【重点】1. 会用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。2. 知道小灯泡的电功率随它两端电压的变化规律。【难点】1.电路的设计、连接，作出电路图。2.分析实际功率和额定功率的区别。【自学反馈】1.物理中用 表示电流做功快慢（或说消耗电能快慢），用电器正常工作时的电压叫 ，此电压时的功率叫 ，一个用电器一般只有一个 和一个 ，它们都不会变化。2.伏安法测电功率的实验原理 。3.实验电路图： 。4.实验器材的作用：电压表 ； 电流表 ；滑动变阻器 。 5.实验时的注意事项： 连接电路过程中，开关应 。 闭合开关前，滑片应移至 处。电压表与电流表连入电路时要让电流从 接线柱进，从 接线柱出。 连接电路时，器材布置应注意让电压表和电流表的表盘正对自己，便于读数。6. “测量小灯泡的电功率”的实验电路图与 的实验电路图相似，实验过程也很相似。7.当小灯泡两端的电压改变时，小灯泡的 、 和亮度也发生了改变，所以小灯泡的亮度不是由 决定而是由它的 决定（选填“额定功率”或“实际功率”）。知识点一、伏安法测量灯泡电功率1.实验原理：2.设计并进行实验：（1）按照图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。（2）检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（4）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。（5）整理好实验器材。（6）用公式计算出小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。3.分析与论证（1）小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的实际电功率越大，灯泡发光越亮。（2）小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。（3）小灯泡两端的实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。（4）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。4.实验结论（1）当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。5.注意事项（1）电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。（2）连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压未知，则要采用试触的方法判断。（3）连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。（4）闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。（5）调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。注意：伏安法测小灯泡电功率与伏安法测电阻阻值的异同相同点：实验电路基本相同，可采用同一电路；实验方法相同，都是伏安法；测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。不同点：实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理，测电阻阻值的实验原理是；数据处理方式不同，测电阻阻值时需要多次测量，最后求平均值以减小实验误差，而测小灯泡电功率时也需要多次测量，但不能用来求平均值，而是寻找不同电压下的电功率有什么规律。总结：常见电路故障分析故障现象故障原因灯泡不亮闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数滑动变阻器接成定值电阻 电源电压太低闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏接线柱接触不良 连接导线断裂闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良电流表和电压表的位置互换了电表问题电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转电流表和电压表的“”“”接线柱接反了电流表与电压表的指针偏转角度很小电表的量程都选择过大 电源电压过低电表的指针超过最大刻度量程选择过小 电路中出现短路滑动变阻器问题滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压电源电压过低闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置【典例】在测定“小灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10，滑动变阻器上标有“20 1A”字样。如图是小明同学没有连接完的实物电路。（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；（2）实验中，小王同学连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，且电压表无示数，电流表有示数，则故障的原因可能是_； （3）故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_端滑动（选填“左”或“右”）；直到使电压表示数等于2.5V时，电流表示数如图所示，灯泡的额定功率是_。（4）某同学在实验中，不小心将滑动变阻器损坏（不能使用）了，一时又找不到其他变阻器。你能否利用身边的物品替代滑动变阻器完成该实验，说出你的做法：_ 。 （5）小红同学在实验结束与同学讨论时说：“该实验电路也可以用来研究电流与电压的关系”。小红的说法是否正确，为什么？ 。【变式1】在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源电压6 V，小灯泡L的额定电压是2 .5，电阻大约10左右，可供选用的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为14、50，实验电路如图所示。（1）应该选用的滑动变阻器是 (选填“R1”或“R2”)；（2）电路正确连接后闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数， 接下来应进行的操作是 (填序号)；A更换小灯泡 B检查电路是否断路C向左移动滑动变阻器滑片 D向右移动滑动变阻器滑片（3）如图是根据实验数据绘成的UI图象。根据图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是 （4）实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测量，这样做是为了 。【变式2】小灯泡额定电压为6V，额定功率估计在7Wl2W之间，小佳按如图所示甲的电路测定灯的功率，所用电流表有0.6A、3A两档，电压表有3V、l5V两档，将它们连入电路时，小佳作了正确选择与操作，变阻器滑到某处时两电表示数如图的乙、丙所示，则( )图16-11A小灯泡额定功率为7.5W B在5V时小灯泡的功率为7.5WC在1V电压下小灯泡功率7.5W D在5V时小灯泡功率为1.5W【变式3】如图所示的电路，闭合开关S，当滑片P向右移动过程中（ ）A小灯泡变亮 B电流表示数变大C电压表示数变小 D电路的总功率变大【变式4】图甲是某同学做“测量小灯泡的电功率”实验的电路图，所用的小灯泡标有“2.5V”字样（1）此实验中电压表的量程应选 （选填“03V”或“015V”）；（2）一位同学连接好电路，在闭合开关后调节滑动变阻器的过程中，发现小灯泡逐渐变亮，而电压表示数逐渐变小，这说明他在连接线路时 ；（3）改正电路后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数为1V，电流表示数为0.2A，则此时灯泡的实际功率为 W；若要测定小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“a”或“b”）移动，直到电压表的示数为 V，若此时电流表指针的位置如图乙所示，其示数为 A，则小灯泡的额定功率为 W.知识点二、用电能表测量用电器的电功率1.测量原理： 。2.测量方法（1）记下电能表每消耗1kW·h电能时，电能表转盘转过的转数N。（2）关闭其他用电器，只让待测用电器工作。（3）用手表或停表测量待测用电器工作时电能表转盘转过n转所用的时间t。（4）计算待测用电器的实际功率。电能表的转盘转n转所消耗电能为。则用电器的实际功率为。【典例】小丽同学家电饭煲上的铭牌模糊不清，她想利用标有“3000revs/（KW·h）”字样的电能表测量电饭煲的功率。她断开家中的其它电器，只将电饭煲接入电路，测得电能表在1min内转了50圈，则电饭煲的功率是_W。【变式1】一天晚上，小华在爷爷家发现爷爷家的电度表在10min内转了60转如图所示，小华利用物理课上学到的知识，计算出了此时爷爷家用电器的总功率为 kW如果当地家庭用电的收费标准是0.5元/kWh假设爷爷家平时用电时，用电器的总功率和此时总功率相同，平均每天用电4h，一个月按30天计算，爷爷家一个月的电费是 元【变式2】李芳家的电能表上标着“600r/(kW·h)”字样,她用这个电能表来测量电热水壶的功率：她断开了家中其它用电器，仅让电热水壶工作，2min内电能表转了18r，则电热水壶消耗的电能是 kW·h，电功率是 W。【变式3】图2是某品牌家用电饭锅的工作原理图，已知R2的阻值为44；单独闭合开关S1时，电饭锅处于保温状态，此时的保温功率为40W求：（1）R1阻值是多少？（2）同时闭合开关S1、S2，电饭锅工作1min消耗多少电能？8