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15.3　用电器的正确使用
学习目标 1. 认识额定电压和额定功率。 2. 正确理解额定功率与实际功率的关系。 3. 知道决定灯泡亮度的因素。 4. 会用伏安法测量小灯泡的电功率。
任务一　额定电压与额定功率
按如图所示电路图连接电路，并按要求进行实验，将标有2.5 V的灯泡、电压表、滑动变阻器、开关接在3 V的电源上。一要观察电压表的示数；二要观察灯泡亮度的变化。
问题1：当加在灯泡上的电压　等于　灯泡上标示的电压时，灯泡能正常发光。
问题2：若加在灯泡上的电压略　大于　标示的电压时，灯泡发光很强，甚至被烧毁。
问题3：若加在灯泡上的电压　小于　标示的电压时，灯泡发光很弱，甚至看不出发光。
点拨：用电器上标明的电压值，指用电器正常工作时的电压；用电器上标明的电功率值，指用电器正常工作时的电功率。
额定电压和额定功率
项目 定义 说明
额定电压 用电器正常工作时的电压值 用电器铭牌上标定的电压值就是额定电压，常用U额表示
额定电流 用电器正常工作时的电流值 用电器铭牌上标定的电流值就是额定电流，常用I额表示
额定功率 在额定电压下工作时的电功率 用电器铭牌上标定的电功率就是额定功率，常用P额表示
实际电压 用电器实际工作环境下的电压 可能与额定电压相等，也可能不相等，常用U实表示
实际功率 用电器实际工作中的电功率 可能与额定功率相等，也可能不相等，常用P实表示
结论 U实＝U额，P实＝P额，用电器正常工作 U实>U额，P实>P额，用电器不能正常工作，有可能烧坏用电器 U实【应用1】(2025·清远模拟)现有一个“220 V　100 W”字样的灯泡，若将它接在家庭电路中，通过该灯泡的电流为　0.45　A(结果保留两位小数)；若将它接在电压为110 V的电路中，该灯泡的电阻为　484　Ω(不考虑温度对电阻的影响)，实际功率为　25　W。
特别提醒：已知灯泡的额定电压和额定电功率，根据I＝可求额定电流，根据欧姆定律可求灯泡的电阻；灯泡的电阻与两端的电压和通过的电流无关，根据P＝求出接在电压为110 V的电路中时的实际功率。
任务二　测量小灯泡的电功率
活动1：实验原理
要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式P＝UI可知，可以用　电压表　测出小灯泡两端的电压，用　电流表　测出通过小灯泡的电流，即可算出小灯泡的电功率。
活动2：电路图设计
活动3：进行实验
(1)检查电路连接无误后，将电压表的示数调整到等于小灯泡的　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亮度情况；
(2)调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数　低于　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亮度情况；
(3)调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压略　高于　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亮度情况。
用公式P＝UI计算小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度
1 2.5
2 2.0
3 3.0
【应用2】(2025·江门期中)在“测量小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V。他们所设计的实验电路如图甲所示。
　　
(1)正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数(如图乙所示)为　1.5　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向　左　(选填“左”或“右”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(2)小丽同学移动滑片P，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　0.5　W。
(3)该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为　10　Ω。
(4)小组的同学完成上述实验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是　见解析　。
解析：(1)如题图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1 V，电压表示数为1.5 V，小于小灯泡的额定电压2.5 V，应增大小灯泡两端的电压，根据串联电路电压的规律，应减小滑动变阻器两端的电压，由串联分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左端移动，直到电压表示数为额定电压2.5 V。(2)根据题图丙所示的I-U图像知，小灯泡在额定电压下的电流为0.2 A，小灯泡的额定功率是PL＝ULIL＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W。(3)根据串联电路电压的规律，变阻器分得电压为U滑＝U－UL＝4.5 V－2.5 V＝2 V，由串联电路电流的规律和欧姆定律得到变阻器的最小阻值R滑＝＝＝＝10 Ω。(4)探究电流与电压的关系，要控制电阻大小不变，而灯丝的电阻不是定值，随温度的变化而变化，不能完成此实验探究。
特别提醒：本题是“测量小灯泡电功率”实验。(1)根据电压表的量程和指针的示数判断电压表的读数；根据等流分压的规律决定滑片的移动；(2)根据图像与电功率公式计算小灯泡的额定功率；(3)根据串联电路的电压特点与欧姆定律计算滑动变阻器的阻值；(4)探究电流与电压的关系，要保证电阻不变。
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学习目标 1. 认识额定电压和额定功率。 2. 正确理解额定功率与实际功率的关系。 3. 知道决定灯泡亮度的因素。 4. 会用伏安法测量小灯泡的电功率。
任务一　额定电压与额定功率
按如图所示电路图连接电路，并按要求进行实验，将标有2.5 V的灯泡、电压表、滑动变阻器、开关接在3 V的电源上。一要观察电压表的示数；二要观察灯泡亮度的变化。
问题1：当加在灯泡上的电压 灯泡上标示的电压时，灯泡能正常发光。
问题2：若加在灯泡上的电压略 标示的电压时，灯泡发光很强，甚至被烧毁。
问题3：若加在灯泡上的电压 标示的电压时，灯泡发光很弱，甚至看不出发光。
点拨：用电器上标明的电压值，指用电器正常工作时的电压；用电器上标明的电功率值，指用电器正常工作时的电功率。
额定电压和额定功率
项目 定义 说明
额定电压 用电器正常工作时的电压值 用电器铭牌上标定的电压值就是额定电压，常用U额表示
额定电流 用电器正常工作时的电流值 用电器铭牌上标定的电流值就是额定电流，常用I额表示
额定功率 在额定电压下工作时的电功率 用电器铭牌上标定的电功率就是额定功率，常用P额表示
实际电压 用电器实际工作环境下的电压 可能与额定电压相等，也可能不相等，常用U实表示
实际功率 用电器实际工作中的电功率 可能与额定功率相等，也可能不相等，常用P实表示
结论 U实＝U额，P实＝P额，用电器正常工作 U实>U额，P实>P额，用电器不能正常工作，有可能烧坏用电器 U实【应用1】(2025·清远模拟)现有一个“220 V　100 W”字样的灯泡，若将它接在家庭电路中，通过该灯泡的电流为 A(结果保留两位小数)；若将它接在电压为110 V的电路中，该灯泡的电阻为 Ω(不考虑温度对电阻的影响)，实际功率为 W。
特别提醒：已知灯泡的额定电压和额定电功率，根据I＝可求额定电流，根据欧姆定律可求灯泡的电阻；灯泡的电阻与两端的电压和通过的电流无关，根据P＝求出接在电压为110 V的电路中时的实际功率。
任务二　测量小灯泡的电功率
活动1：实验原理
要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式P＝UI可知，可以用 测出小灯泡两端的电压，用 测出通过小灯泡的电流，即可算出小灯泡的电功率。
活动2：电路图设计
活动3：进行实验
(1)检查电路连接无误后，将电压表的示数调整到等于小灯泡的 ，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的亮度情况；
(2)调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数 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亮度情况；
(3)调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压略 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亮度情况。
用公式P＝UI计算小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。
实验序号 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度
1 2.5
2 2.0
3 3.0
【应用2】(2025·江门期中)在“测量小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为4.5 V，小灯泡额定电压为2.5 V。他们所设计的实验电路如图甲所示。
　　
(1)正确操作后，小明同学闭合开关，电压表示数(如图乙所示)为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。
(2)小丽同学移动滑片P，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)该实验中滑动变阻器的最大阻值至少为 Ω。
(4)小组的同学完成上述实验后，小华提议用这些器材探究电流与电压的关系，小明立刻说无法完成此实验，小明认为不能完成此实验探究的理由是 。
特别提醒：本题是“测量小灯泡电功率”实验。(1)根据电压表的量程和指针的示数判断电压表的读数；根据等流分压的规律决定滑片的移动；(2)根据图像与电功率公式计算小灯泡的额定功率；(3)根据串联电路的电压特点与欧姆定律计算滑动变阻器的阻值；(4)探究电流与电压的关系，要保证电阻不变。
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