测量小灯泡的电功率(原理及习题练习含答案).doc
《测量小灯泡的电功率(原理及习题练习含答案).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测量小灯泡的电功率(原理及习题练习含答案).doc（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
测量小灯泡的电功率
学习目标
1．加深对电功率的理解；
2．巩固电流表和电压表的操作技能；
3．通过测量，体验额定功率和实际功率的区别；
4．锻炼根据测量公式P=IU设计实验方法的能力；
5．通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度。
学习重点：
通过测量，体验额定功率和实际功率的区别。
学习难点：
锻炼根据测量公式（P=IU）设计实验方法的能力。
知识要点精析
知识点一 测量小灯泡的电功率
实验目的
①学会用电压表、电流表测定小灯泡的功率；
②会测量小灯泡额定功率和实际功率。
实验原理：
P=UI 测出小灯泡的电压U和电流I，利用公式P=UI计算求得电功率。
实验器材：
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。
实验电路图及表格
次数
电压U/V
电流I/A
功率P/W
发光情况
1
2
3
实验步骤：
1．实验前准备：
检查仪器是否齐全，规格是否合乎要求，查看小灯泡的额定电压；
2．按电路图连电路，查无误，闭合开关，进行实验；
3．调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为，记录电流表示数；
4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压等于1.2，记下电压表、电流表的示数，并观察小灯泡发光情况；
5．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压小于，记下电压表，电流表的示数，并观察小灯泡发光情况；
6．断开开关，计算电功率值填入表格。
数据分析，总结结论
（1）分析数据知，实际功率随实际电压改变而改变；
（2）灯泡的亮度了取决于灯泡的实际功率，实际功率越大灯泡越亮。
注意事项
1．仪器选择：
①电源：
电源电压应高于小灯泡的额定电压。
例如：
，至少要选择2节干电池串联作电源，学生电源选择3V的电源。
②电压表的量程应大于，电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流；在被测电压、电流不超电压表、电流表量程的情况下，应尽可能选用小量程；例如的小灯泡电压表量程选0—3V，电流表选0—0.6A的量程。
③滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多，以便调节效果明显。
2．连电路时注意事项：
同伏安法测电阻。
知识点二利用电能表和钟表测量家用电器的功率
1．原理：
2．仪器：
电能表、钟表、家用电器。
3．测量的物理量：
电能表表盘的转数，时间。
4．实验步骤：
要测某家用电器的功率，可只让其工作，其他用电器关闭，观察记录电能表表盘转数，同时记下钟表的时间值，再计算出功率。
5．计算方法：
例如：
电能表的参数3000R/kW·h，记录的转数为n转，时间为t（s），则
t秒消耗的电能：
电功率：
注意事项：
①明确电能表参数的物理意义;
②被测的电器一定要单独工作;
③单位的对应关系。
例如：
家用电能表的盘面上，标有3000R/KW·h字样，当接入一个用电器正常工作时，1min内电能表的转盘转了15转，则该电器消耗的实际功率是（ ）
A．5W B．500W C．300W D．3KW
解析：
用电器消耗的电能。
答案：
C
规律方法指导
1．测量电功率的方法：
①测量电功率可以使用专用的功率表
②用电能表测量出电流通过小灯泡做的功（消耗的电能）用钟表测出所用的时间，根据公式计算出要用电器的电功率。
③用电压表测得小灯泡两端的电压，用电流表测得通过小灯炮的电流（用伏安法），然后通过公式P=UI，计算出小灯泡的功率。
2．本实验关于使用滑动变阻器的规律方法。
①本实验测量小灯泡在不同电压下电功率，使用调节电源电压的方法不方便，例如小灯泡的额定电压是3.8V，直接调电源电压调不出来，所以通过串联滑动变阻器，调节灯炮两端电压来完成实验目的。
②本实验滑动变阻器的作用一是保护电路，二是调节灯泡两端的电压。
③注意事项：
连电路时，滑片要滑到阻值最大端。
通过的最大电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流。
3．伏安法测小灯泡电阻和测小灯泡电功率的异同点。
①原理不同：
，
②仪器相同；电路图相同
③分析的方法与结论不同
测小灯泡电阻：
分析方法是电阻的不同，不是由于电流、电压引起的而是温度引起的，结论是温度越高，电阻越大。
测小灯泡功率：
分析方法是电压不同功率不同，功率的变化是由于电压的变化引起的。
经典例题透析
基础类型
1．为了测量小灯泡的电功率，在具体实验操作中，手和眼的分工应该是（ ）
A．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数变化
B．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数变化
C．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察灯泡是否发光
D．手按开关，眼睛观察小灯泡
解析：
在测量小灯泡的电功率时，闭合开关进行实验前，滑动变阻器滑片在阻值最大端，闭合开关后，灯泡两端电压比较小，要提高电压使灯泡的两端电压等于额定电压，必须移动滑片使之电阻变小，因此操作过程中，手移动滑动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数，让电压表示数等于额定电压。
答案：
B
总结升华：
这道题考查同学们对实验操作技能的掌握程度。
学习时一定要自己亲自动手体验一下实验过程。
举一反三
在测量小灯泡的功率的探究实验中，如果所用小灯泡上标有“6.3V”字样，那么实验时电源电压应怎样选择？
说出你的理由，相应的电流表和电压表的量程如何选择？
解析：
电源电压应略高于小灯泡的额定电压，小灯泡的额定电压是6.3V，电源电压应选8V；电压表的量程选0—15V的大量程，电流表的量程通过试触来选择。
2．小灯泡标有“3.8V”字样，李镇同学用如图所示的电路来测定小灯泡的额定功率：
（1）至少要用_________节干电池串联起来做电源，
（2）闭合开关后，测小灯泡的额定功率发现电压表的读数为2.5V，则应使滑动变阻器的滑片P向_______滑动，
（3）闭合开关后，调节滑动变阻器，测得三组数据如下表，请将所缺数据填入表中：
实验次数
电压表读数V
电流表读数A
1
3.0
0.20
2
0.21
3
3.8
0.25
（4）小灯泡的额定功率P=_________。
解析：
①小灯泡上标的值是额定电压值，每一节干电池的电压为1.5V，所以需要3节干电池串联使用才能提供给灯泡3.8V的额定电压。
②测小灯泡的额定功率，应使灯泡两端电压等于3.8V，而此时的电压为2.5V<3.8V，应使灯泡电压变大，滑动变阻器的电压应减小，所以滑动变阻器阻值变小，即滑片向左滑。
③，，。
④灯泡的额定功率为它在额定电压下的功率，应选第三组数据的计算
。
答案：
（1）3
（2）左 （3）3.2 （4）0.95
总结升华：
测小灯泡的功率时，器材的选择均应根据小灯泡的额定值来选择。
如电源电压应略高于小灯泡的额定电压，电压表量程应大于灯泡的额定电压，电流表的量程可根据题中的已知条件估算。
3．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10Ω，滑动变阻器上标有“20Ω 1A”字样，下图是小向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，小向同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，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P到某一点，电压表的示数如下图甲所示，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端移动。
（填“左”或“右”）
④当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是_____W。
解析：
①连线时可依据电流的路径进行，从电源的正极开始连入电流表的0.6接线柱，依据是。
根据题意滑动变阻器只要上、下各接一个接线柱就可以，因此可从下面的接线柱连入开关。
②故障是灯泡两端有断路处（可能是灯座与灯泡接触不良或灯丝断了）；
③电压表示数为2.2V（V的量程是0—3V），要使灯泡的电压变为额定电压U=2.5V，就要调节滑片使电阻变小，电流变大，向左滑；④电流，，电路连接如下：
总结升华：
1．此题主要考查实物连接：
①电流表的量程选择；②是滑动变阻器接法。
2．会读数：
电流表、电压表读数。
3．故障分析。
4．计算额定功率的方法。
举一反三
用电压表和电流表测定小灯泡的功率：
（1）该实验所需器材除电源、导线、电压表、电流表、小灯泡外还有_____和_____。
（2）画出该实物的电路图。
（3）根据这个电路，还可以完成的实验是_____。
答案：
（1）开关，滑动变阻器
（2）如图
（3）伏安法测定电阻。
提高型
4．要测量一个额定电压3.8V的小灯泡的额定功率估计小灯泡工作时的电阻约为10Ω，现有电流表、电压表，开关各一个，三个规格分别为“10Ω、1A”“50Ω、0.5A”和“1kΩ、0.1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（8V）一个
（1）小明设计了如图所示的电路图，通过分析你认为小明应选用规格为_____的滑动变阻器；
（2）请你根据电路图，用笔画线代替导线，将下图中的实物连成实验电路；（要求减小误差，导线不要交叉，并且滑动变阻器的滑片向左滑动时灯泡变亮）
（3）连接电路前，开关应_____，当确认电路连接正确准备合上开关时，应将变阻器的滑片P移到_____端。
（填A或B）
解析：
（1）小灯泡的额定电压，电阻约为10Ω，在灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为
，通过滑动变阻器的电流等于灯泡的正常发光的电流：
，可以选“50Ω、0.5A”的滑动变阻器。
（2）根据灯泡的额定电压，选择电压表的量程为0—15V，依据，电流表的量程选0—0.6A。
（3）连电路前，开关应该是断开的，闭合开关前滑动变阻器的滑片应调至阻值最大。
答案：
（1）“50Ω、0.5A
（2）如图所示 （3）断开 B
总结升华：
本题考查实物连接及注意事项和按要求选择合适的仪器。
举一反三
在测2.5V小灯泡（电阻约为10Ω）额定功率的实验时，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为6V，
（1）请用笔画线将甲图中的电路连接完整，然后在图乙中画出相应的电路图；
（2）在连接电路时，有“10Ω、1A”和“20Ω、1A”两个滑动变阻器可供选择，则应该选择_______的变阻器连入电路，才能保证实验顺利进行；
（3）在连接电路时，必须注意两点，即：
___________；_____________。
解析：
（1）如图：
升级会员 