中考物理电功率突破三电功率实验.docx

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中考物理电功率突破三电功率实验

思路导航

测量小灯泡额定电功率的几种方法

1.电压表、电流表齐全:

（电路与伏安法测电阻的电路很相似）

①先调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压达到额定电压;

②再读出此时的额定电流,

☆说明:

不能先用伏安法多次测量取平均测出小灯泡的电阻,再用

因为R不是小灯泡正常发光时的电阻.

2.缺少电流表:

用一个已知阻值的定值电阻和一个电流表串联后替代缺少的电压表（图甲）.

3.缺少电压表:

用一个已知阻值的定值电阻和一个电压表并联后替代缺少的电流表（图乙）.

图甲

图乙

☆电路中也可以用过设计开关的控制变为单表测量.

模块一测量小灯泡额定电功率

夯实基础

【例1】在“测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率”的实验中,小阳同学已连接好如下图甲所示的部分电路.

（1）在小阳所连接的电路中,有两根导线还没连好,请你帮他完成电路的连接（其他的导线不要变动）;

次数

U/V

2.5

I/A

0.4

0.42

亮度

暗亮

（2）开关试触时,若发现电流表无示数,电压表示数较大,其故障原因可能

是;

（3）实验中小阳测出了三组数据,记录在右表中.若

第一次实验时电流表的示数如图乙所示,

请将此示数读出并填入右表中;

（4）他测出小灯泡的额定功率是W.

【例2】小军要测量小灯泡的额定功率.实验桌上备有如下器材:

电源、额定电压U0=3.5V的小灯泡L、滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关,导线若干.他设计了如图甲所示的电路进行实验.

（1）请将实物电路图补充完整.

（2）连接好电路后,请补充操作步骤:

闭合开关S,调节滑动变阻器,使;此时电流表的示数如图乙所示,电流为A.

（3）小灯泡的额定功率P＝W.

之后小军调节滑动

变阻器测出多组数据,绘出了小灯泡的电流与电压关系的U-I图像如图丙所示,则图丙中有关此小灯泡功率P的图像可能正确的是.

图丁

ABCD

图丙

【例3】小明利用电流表和已知阻值为R0的定值电阻,测量额定电压为U0的小灯泡L正常发光时的电功率.他选择了满足实验要求的实验器材,连接了部分实验电路,如图所示.

（1）请添加两

根导线完成如图所示的实验电路的连接;

（2）请把小明的实验步骤补充完整:

①闭合开关_______,断开开关_______,;

断开开关_______,闭合开关_______,保持滑动变阻器滑片位置不变,记录此时电流表的示数为I;

③则灯泡L的额定功率P＝_______.（用已知量和实验中所测物理量的字母表示）

【例4】小明想利用一块已经调好的电压表和阻值已知的电阻R0,测量未知电阻Rx的阻值.他选择了满足实验要求的实验器材,并连接部分实验电路,如图所示.

（1）为了测出电阻Rx的阻值,请你只添加两根导线完成实验电路连接.

（2）开关S1、S3闭合,S2断开时,电压表的示数为U1;

（3）开关S1、S2闭合,S3断开时,电压表的示数为U2.

指示灯

开

关

输出

051015

0123

|||||||||||||||||||||||||||||||

请你利用U1、U2和R0表示Rx.

Rx＝.

【例5】如图所示是小林在测量标有“2.5V”的小灯泡的额定功率时所设计的实验电路,其中滑动变阻器R2上标有“20Ω1.5A”的字样.以下是他所设计的部分实验步骤,请你帮他补充完整:

学生电源

051015

0123

|||||||||||||||||||||||||||||||

（1）将电压表调零,断开开关;

（2）将R1的阻值调为最大,,闭合开关S,调节R1使电压表的示数为U1=2.5V,记录数据;

（3）保持R1的滑片位置不变,,读出并记录电压表的示数U2,断开开关S.根据上述过程进行测量得到的数据,可以计算出小灯泡的额定功率为:

P额=.

模块二六次探究实验及数据处理

夯实基础

【例6】实验桌上有如下器材:

符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个、开关一个、导线若干.请你选用上述器材,设计一个实验证明“当通过导体的电流保持不变时,导体消耗的电功率与电阻的关系为P=kR（k为常量）”.要求:

（1）画出实验电路图;

（2）写出实验步骤;（3）画出实验数据记录表.

【例7】实验桌上提供了如下器材:

符合实验要求的电源一个、定值电阻R0一只、滑动变阻器一个、量程满足实验要求的电压表、电流表各一只;开关一个.小刚想利用实验桌上的器材,设计一个实验证明:

“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”.

（1）在答题卡中的虚线框内画出实验电路图.

（2）写出实验步骤.

（3）根据实验要求,设计一个记录实验数据的表格.

【例8】实验桌上有如下实验器材:

一个满足实验要求的电源（两端电压值符合实验要求且保持不变）、阻值已知的定值电阻一个,电阻箱（电路图符号

）一个,滑动变阻器一个,已调零的电流表一块、电压表两块,开关一个,导线若干.请选用上述实验器材,设计一个实验证明“在R1与R2串联的电路中,如果R1的电阻值和通过它的电流保持不变,则电阻R1与R2消耗的总功率P与电阻R2消耗的功率P2的关系为P=P2+b（b为一个不变量）”.请画出实验电路图;写出实验步骤;画出实验数据记录表.

【例9】小航用实验探究电阻一定时,电阻消耗的电功率与通过该电阻电流之间的关系.实验所记录的数据如下表所示.请你对表格中的数据进行分析,归纳出本次实验中电功率与电流之间的关系式:

R/Ω

I/A

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

U/V

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

P/W

0.2

0.8

1.8

3.2

5.0

7.2

【例10】小林利用定值电阻R进行实验,记录的实验数据如下表所示.表中U为电阻R两端的电压,P为电阻R的电功率.请根据表中数据归纳电功率P与电压U的关系:

在的条件下,P=.

U/A

P/W

1.2

2.7

4.8

7.5

10.8

14.7

【例11】小华在研究“电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时,记录的实验数据如下表所示.请你对表格中的数据进行分析,归纳出电功率与电阻阻值之间的关系式为:

R/Ω

I/A

0.4

U/V

P/W

1.6

3.2

4.8

6.4

8.0

9.6

【例12】定值电阻R消耗的电功率P随电阻两端电压U变化的图像如图所示.请根据图像判断:

当R两端的电压U为2V时,电阻R消耗的电功率P为______W.

模块三利用函数图像计算问题

【例13】

如图所示是一个小灯泡的电流和电压变化规律图像,物理学中叫做伏安特性图像.由图像可知,当通过小灯泡的电流为0.3A时,灯泡消耗的功率为;当小灯泡两端的电压为4V时,灯泡灯丝的电阻为　　.

【例14】

标有“6V1.5W”的小灯泡,通过它的电流随电压变化的关系如图所示.若把这样的两只灯泡串连接在8V的电源上,则此时每只灯泡的电阻及功率为（　　）

A.24Ω0.67W

B.24Ω0.8W

C.20Ω0.96W

D.20Ω0.8W

【例15】

如图所示,电源电压保持不变,小灯泡的额定电压为12V.闭合开关S后,当滑片P从最右端滑到最左端的过程中,小灯泡的I﹣U关系图像如图2所示.则小灯泡的额定功率为　　W,电源电压为　　V,滑动变阻器的最大阻值为　　Ω.

【例16】

如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图像.若将甲、乙串联在某一电路中,当电流为0.1A时,电源电压为　　V;若将甲、乙并联在电源电压为1.5V电路中,电路消耗的总功率为　　W.

【例17】额定电压均为6V的甲乙两灯泡,通过甲乙灯泡的电流随两端电压变化关系如图所示,由此可知甲灯泡的额定功率为W.若将甲乙两灯泡串联接在电压为6V的电源上时,甲乙两灯泡消耗的功率之比为.

图23

丙

乙

甲

0.1

0.2

0.3

0.4

I/A

U/V

【例18】如图甲所示电路,电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R1是滑动变阻器.图乙中A为通过电阻R0的电流与其两端电压关系的图线,B为通过小灯泡L的电流与其两端电压关系的图线.闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器到某一位置c（图中未画出）,电压表的示数为4V,电流表的示数为0.4A.再将开关S2闭合,将滑动变阻器调到最左端的a点,则此时电路消耗的总功率为W.

【练1】实验桌上有如下实验器材:

稳压电源（使用时电源电压保持不变）一个、电阻箱一个、滑动变阻器一个,电流表、电压表各一块,开关一个,导线若干.请用上述实验器材设计实验,证明“当电压一定时,电阻消耗的电功率P跟电阻R的关系为:

P=k/R（k为常量）”.画出实验电路图,写出实验步骤,并设计实验数据记录表.

【练2】（2013昌平初三上期末）小林利用定值电阻R进行实验,记录的实验数据如下表所示.表中I为通过电阻R的电流,P为电阻R的电功率.请根据表中数据归纳电功率P与电流I的关系:

在的条件下,P=.

I/A

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

P/W

1.2

2.7

4.8

7.5

10.8

14.7

比例计算复习:

【练3】将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1.将这两个定值电阻并联接在同一电源两端时,下列说法中正确的是（）

A.串联时R1与R2两端的电压之比为3∶1B.并联时R1消耗的功率为16P1

C.并联时通过R1与R2的电流之比为1∶3D.并联时两电阻消耗的总功率为

【练4】某灯泡直接连在电压不变的电源两端,灯泡的电功率为16W,现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上,灯泡的电功率为9W,若灯泡的电阻不变,则长导线消耗的电功率为W.

【练5】两盏额定电压都是U的电灯,它们的额定功率分别为100W和25W,假设灯丝的电阻不随温度变化,如果将它们串联后接到电压为U的电路中,两盏灯的实际功率分别为P1和P2,则P总为W.

【练6】

如图所示,电源两端电压为220V且保持不变,当开关

接通

点时,电热器

正常工作;当开关S接通

点时,电热器

的实际功率是它额定功率的

消耗的功率为

若

的阻值是电阻

的6倍,则电热器

的额定功率是W.

电子节能灯

人类生活除了水、空气、食物必需用品之外,光一直影响人们的作息,一直过着日出而作,日落而息的生活.直到1879年爱迪生发明了电灯炮（白炽灯）,它的原理是：

当灯接入电路中,电流流过灯丝的热效应,使白炽灯发出连续的可见光和红外线,此现象在灯丝温度升到700K即可察觉,由于工作时灯丝温度很高,大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了;同时由于灯丝温度很高,蒸发也很快,所以寿命大大的缩短了,大约在2200小时左右,而光效大约在每瓦12（Lm）左右.以前照明系统只讲究数量,而今天已经逐步走向精致,讲究省能效果.由于照明技术及照明器具的广泛使用,使人们的生活水准普遍提高,对照明设备的需求日益激增,也使得耗电量扩大,于是开始重视高效率、高品质的照明设备的发展.电子节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热,大约在1160K温度时,灯丝就开始发射电子（固在灯丝上涂了一些电子粉）电子碰撞氩原子弹性碰撞,氩原子碰撞后,获得能量又撞击汞原子在吸收能量后,跃迁产生电离;发出253.7nm的紫外线,紫外线激发荧光粉发光,由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右,比白炽灯工作的温度2200K～2700K低,所以它的寿命也大大提高到8000小时以上,又由于它不存在白炽灯那样的电流热效应,荧光粉的能量转换效率也很高,能达到每瓦60（lm）流明.

　　1）结构紧凑、体积小.

　　2）发光效率高60Lm/w、省电80%以上,节省能源.

　　3）可直接取代白炽灯炮.

　　4）寿命较长,是白炽灯的6～10倍.

5）灯管内壁涂有保护膜和采用三重螺旋灯丝可以大大延长使用寿命.

电子节能灯被淘汰的白炽灯

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