资源简介

　测量小灯泡的电功率
【自主预习探新知】
【新知初探】
一、测量小灯泡的电功率
1．实验原理与方法
根据电功率的计算公式________，用________和________测出小灯泡两端的电压和通过的电流，就可以求出小灯泡的实际功率，这种测量小灯泡电功率的方法也可简称为“____________”。
2．实验电路图
3．实验设计：通过调节____________，使小灯泡两端的电压分别______额定电压时，观察小灯泡的亮度和测量____________。
【预习自测】
1．为了测定小灯泡的额定功率，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，眼观电流表
B．手移动滑动变阻器的滑片，眼观电压表
C．手移动滑动变阻器的滑片，眼看小灯泡是否发光
D．手按开关，眼观电流表
2．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，已知小灯泡上标有“0.3
A”的字样。
(1)请在图18－3－1甲电路的“○”中填上电压表和电流表的符号。
(2)正确连接电路后，进行实验。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使电流表的示数为________A时，小灯泡正常发光，此时电压表的示数如图乙所示，为________V，则小灯泡的额定功率为________W。
甲　　　　　　　乙
【合作探究破疑难】
【要点突破】
知识点1　
测量小灯泡的电功率
根据课本第96～97页的内容，完成“测量小灯泡的电功率”实验，并思考下列问题：
1．器材的选择
(1)如何选用电源电压？
(2)如何选择电压表和电流表的量程？
2．连接电路前，开关要怎样？闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片移动到什么位置？
3．滑动变阻器的作用是什么？
4．在此实验中，能否多次测量求电功率的平均值，为什么？
5．在实验中，一位同学连接好电路，闭合开关时，发现小灯泡特别亮，这说明什么？
【归纳总结】
(1)小灯泡的实际功率不一定等于其额定功率，只有当小灯泡的实际电压等于其额定电压时，根据P＝UI计算得到的实际功率才是小灯泡的额定功率。
(2)当U实＜U额时，P实＜P额，灯泡发光较暗；当U实＝U额时，P实＝P额，灯泡发光正常；当U实＞U额时，P实＞P额，灯泡发光较亮。
(3)小灯泡的亮度由其实际功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
【典例1】小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用的电源电压恒为3
V，小灯泡上标有“2.5
V”字样。
(1)请用笔画线代替导线，将图18－3－2中的实物电路连接完整。
图18－3－2
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端。闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数。若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：______________________。
(3)排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。在第1次实验中小灯泡不亮的原因是：__________________________。
电压U/V
电流I/A
实际电功
率P/W
小灯泡
亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
(4)分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为________W。实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率________，灯泡越亮。
想一想：测量小灯泡电功率的过程中如何处理常见的实验故障？
【针对训练】
1．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明选取了一个标有“2.5
V”的小灯泡和必要的实验器材，连接的实物电路如图18－3－3甲所示。
甲
乙
图18－3－3
(1)闭合开关前，老师发现图甲中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将实物电路连接正确(只改动一根导线)；
(2)闭合开关S后，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障原因可能是___________________________________；
(3)排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，使电压表的示数为2.5
V，此时电流表的示数如图乙所示，为________A，则小灯泡的额定功率为________W。
【达标检测】
(10分钟)
1．测额定电压为2.5
V的小灯泡的电功率的实验中，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图18－3－4所示，则小灯泡的额定功率为
(　　)
图18－3－4
A．0.8
W
B．1
W
C．5
W
D．0.1
W
2．图18－3－5是测定小灯泡电功率的实验电路。电路连接正确后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是
(　　)
图18－3－5
A．灯泡断路
B．滑动变阻器被短接
C．灯丝电阻值过大
D．滑动变阻器连入电路阻值过大
3．某同学做“测量小灯泡电功率”的实验时，连接了如图18－3－6甲所示的电路，实验前观察小灯泡的螺旋套上标有“2.5
V”字样。
(1)要完成甲图的电路连接，电压表应选择________(选填“0～3
V”或“0～15
V”)的量程。
(2)根据你选择的量程，请将电压表连接到电路中。
甲
　乙
图18－3－6
(3)在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在________(选填“左”或“右”)端。
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________V时，小灯泡正常发光，此时电流表表盘如图乙所示，电流表的示数是________A，则小灯泡的额定功率是________W。
4．在“测定小灯泡的电功率”实验中，请填写空格处的内容。
(1)实验原理：________________。
(2)实验前，小红同学观察小灯泡的额定电压为2.5
V，并画出了如图18－3－7甲所示的电路图，请在电路图中标出电流表、电压表的正、负接线柱和电流方向。
甲
乙
图18－3－7
(3)在连接电路时开关应处于________状态，滑动变阻器的滑片应移至________(选填“a”或“b”)处。
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡的亮度和电压表示数变化的情况，当电压表的示数为额定电压时，电流表的示数为0.3
A，则小灯泡的额定功率为________W。
(5)接着小红同学把滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表的示数会________。
(6)小红在某次移动滑动变阻器的滑片时，电压表和电流表的示数如图乙所示，这时小灯泡的实际功率为________W，小灯泡比正常发光情况下________(选填“亮”或“暗”)。
第3节　测量小灯泡的电功率
【自主预习·探新知】
[新知初探]
一、1.P＝UI　电压表　电流表　伏安法
2．如图所示。
3．滑动变阻器　低于、等于和高于　实际功率
[预习自测]
1．B
2．(1)如图所示。
(2)0.3　2.5　0.75
【合作探究·破疑难】
[要点突破]
知识点1
1．(1)电源电压要适当高于小灯泡的额定电压。
(2)电压表的量程应大于小灯泡额定电压的1.2倍，电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流。
2．开关要断开，滑片移动到阻值最大位置。
3．(1)保护电路；(2)改变小灯泡两端的电压，调节其工作状态。
4．不能，因为在本实验中多次测量，不是为了减小误差，而是为了测量小灯泡在不同电压下的实际功率。
5．滑动变阻器接入电路中的电阻太小或电源电压过高。
[典例1](1)如图所示。
(2)左　小灯泡短路
(3)滑动变阻器接入电路的阻值太大，小灯泡的实际功率太小
(4)0.75　越大
解析：(1)滑动变阻器串联在电路中，接线一上一下；电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入，负接线柱流出。(2)根据实物图可知，闭合开关前，滑片应滑到最左端；闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数，则小灯泡短路了。(3)分析实验数据可知，在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是滑动变阻器接入电路的阻值太大，通过的电流太小，小灯泡的实际功率太小。(4)因为小灯泡的额定电压为2.5
V，对应的电流为0.3
A，则其额定功率为P＝UI＝2.5
V×0.3
A＝0.75
W；根据实验中的实际功率与亮度对应关系可知，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。
[想一想]
现象
原因
排除方法
闭合开关后，电流表、电压表都没有示数，小灯泡不亮
电路中出现断路(或接触不良)
逐次检查电路中每一根接线是否接触良好
闭合开关后，电流表、电压表都有示数，但小灯泡不亮
小灯泡被短接
更换小灯泡
闭合开关后，电流表有示数、电压表无示数
电压表损坏或小灯泡被短接
更换电压表或小灯泡，检查电路
两表指针反向偏转
两表的“＋”“－”接线柱接反了
将连接两表的两导线对调或将电池的正负极对调
电压表、电流表指针偏转角度过小(或超过最大刻度)
电压表、电流表选择的量程过大(或小)或电源电压太小(或高)
重新选择电表量程或调换电源，检查电路
调节滑动变阻器滑片，小灯泡亮度不变
滑动变阻器接线错误，不能改变电路中的电阻
滑动变阻器采用“一上一下”接法
闭合开关瞬间，电灯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
在连接滑动变阻器时，将滑片误滑在最小值，此时滑动变阻器接入电路的有效电阻阻值为零，没有起到分压的作用，所以造成了电灯两端的电压过高而被烧坏
闭合开关之前，将滑动变阻器的滑片置于电阻值最大处
[针对训练]
1．(1)如图所示。
(2)小灯泡处断路　(3)0.32　0.8
解析：(1)由图甲知，滑动变阻器同时接了上面两个接线柱，起不到改变小灯泡两端电压的作用，又因为滑片在最右端，所以应将原接A接线柱时线改接C接线柱，如图所示。(2)小灯泡不亮，电流表无示数，则电路断路，电压表示数接近电源电压，则与电压表并联的灯泡断路。(3)电流表的量程为0～0.6
A，分度值为0.02
A，示数为0.32
A，则P额＝
U额I额＝2.5
V×0.32
A＝0.8
W。
[达标检测]
1．B　解析：从题图中可以看出，电流表选择的量程是
0～0.6
A，示数为0.4
A，故小灯泡的额定功率P＝UI＝2.5
V×0.4
A＝1
W。
2．D　解析：电路中有电流而不大，说明电路不是断路，也不是短路，根据装置图考虑，可能是由于滑动变阻器接入电路中的阻值太大，致使灯泡两端的电压过低，加之电压表量程选择过大，因此灯泡不亮，电压表几乎无示数。
3．(1)0～3
V　(2)如图所示。
(3)左　(4)2.5　0.2　0.5
解析：(1)小灯泡的额定电压为2.5
V，则电压表应选择0～3
V的量程；(2)将电压表与小灯泡并联，如图所示；(3)滑动变阻器接了下面右边的接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最左端；(4)小灯泡的额定电压为2.5
V，所以电压表的示数为2.5
V时，小灯泡正常发光，由图知，电流表的量程为0～0.6
A，示数为0.2
A，则P＝UI＝2.5
V×0.2
A＝0.5
W。
4．(1)P＝UI
(2)如图所示。
(3)断开　b　(4)0.75　(5)变大　(6)0.192　暗
解析：(1)“测定小灯泡的电功率”实验的原理是P＝UI。(2)电流从电流表、电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，如图所示。(3)在连接实物图时，使开关处于断开状态，且闭合开关前滑片应移到最大阻值处，故滑片应移到b端。(4)小灯泡的额定功率是P＝UI＝2.5
V×0.3
A＝0.75
W。(5)由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大。(6)电压表量程为0～3
V，分度值是0.1
V，故读数是1.2
V；电流表量程为0～0.6
A，分度值是0.02
A，故读数是0.16
A；此时的实际功率是P′＝U′I′＝1.2
V×0.16
A＝0.192
W，小灯泡的实际功率小于额定功率，因此小灯泡发光较暗。
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