资源简介

18.3测量小灯泡的电功率
知识讲解
知识点一：测量小灯泡的电功率
【实验目的】测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率，并加以比较。
【实验原理】P=UI
【实验方法】用电压表测出小灯泡的电压U，用电流表测出通过小灯泡的电流 I，代入P=UI中，就可以计算出小灯泡的电功率（间接测量法）。
【实验电路图】
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、小灯座、导线
【实验数据记录表格】
实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W）
小灯泡在额定电压下工作
小灯泡两端电压低于额定电压
小灯泡两端电压高于额定电压
当堂测试
一、单选题
1．以下用电器正常工作时的电功率最接近1瓦的是 ( )
A．白炽灯 B．手电筒 C．电冰箱 D．电饭锅
2．下列几种家用电器正常工作时的电流最接近5A的是
A．白炽灯 B．电饭锅 C．电风扇 D．电脑
3．把两个灯泡并联接到电源上，闭合开关后，发现灯L1比灯L2亮，下列分析正确的是
A．灯L1的电阻小 B．通过灯L1的电流小
C．灯L1两端的电压小 D．灯L1的实际功率小
4．如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的橡胶塞密封(橡胶塞上分别装有相同的气球)，用三段阻值不同的电阻丝(R1A．a B．b C．c D．三个相同
5．下列说法中正确的是（　　）
A．标有“220V40W”字样的电烙铁，正常工作25h，耗电1kW
B．标有“36V60W”字样的灯泡，只有接在60V的电压下，灯泡才能正常发光
C．两盏25W的电灯正常工作10h，耗电0.5kW h
D．1000W的电炉累计工作50h，一定耗电50度
6．用如图所示的电路测量小灯泡的功率，当滑动变阻器滑片从a向b滑动时，小灯泡消耗的功率和其亮度将分别：
A．变大变暗 B．变小变亮
C．变大变亮 D．变小变暗
7．一个电热器电阻为，当它两端电压为，通电时间为时，消耗的电能为；若要使它消耗的电能为，下列方法正确的是（ ）
A．电阻不变，电压不变，通电时间变为原来的2倍
B．电阻减半，电压不变，通电时间不变
C．电阻不变，电压增大1倍，通电时间不变
D．电阻减半，电压增大1倍，通电时间不变
二、填空题
8．在“探究物质质量与体积的关系”的实验中，用量筒测物体的_____，在“用弹簧测力计测力”的实验中，测量物体重力前，应先将弹簧测力计自然悬挂，观察指针是否指在_____刻度线上。“测定小灯泡的电功率”的实验原理是_____。
9．将标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的灯泡串联在某电源上，两灯泡_________都正常发光，将两灯泡并联在某一电源上，两灯泡____________都正常发光(选填“能”或“不能”)。
10．如图甲所示是一种加热器的工作电路，R0是定值电阻，RT阻值与温度的关系如图乙所示。RT是一种半导体陶瓷材料（简称PTC材料），PTC材料有一温度叫“居里点温度t0”，当材料温度低于t0时，其阻值随温度升高而变小。当材料温度高于t0时，其阻值随温度升高而变大。
(1)该PTC材料的“居里点温度t0”是________℃，当PTC材料温度高于t0时，电加热器发热功率变________，使其温度升高变慢，反之也能自动调节。因此用PTC材料制成的电加热器具有自动调节功能。
(2)若该电加热器在“居里点温度”工作时，电路总功率为1 100 W，则R0＝________Ω。
(3)当RT的温度为130 ℃时，电路中RT的实际功率为________W。
三、实验题
11．南南同学用两节干电池串联作电源来测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，电路图如图所示，拟分别测量小灯泡两端电压为2V、2.5V、3V时的实际功率。
（1）按要求连接好电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端；（选填“A”或“B”）
（2）南南闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是__________；排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，则小灯泡额定功率为________W；
（3）南南同学分析三次试验数据，发现三次小灯泡的电阻逐渐增大，你认为造成小灯泡电阻增大的原因是灯丝________发生了变化。
四、作图题
12．连接实物图，要求灯泡L1和灯泡L2并联，电流表测灯泡L1电流。
五、综合题
13．小王同学进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中使用的小灯均标有“”字样，额定功率在1W~1.5W之间，电源为若干节新的干电池串联而成。小王连接电路，闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表示数变化范围为0.06A~0.2A、电压表示数变化范围为0~1.2V，小灯始终无法正常发光。小王仅调整了实验器材，闭合电开关后，移动滑片，发现当变阻器的滑片恰好在中点上，小灯正常发光。
(1)小王第一次实验中存在的问题有_____。（写出一个就可以）
(2)滑动变阻器的最大阻值是_____Ω。
(3)求出小王第二次实验的电源电压和小灯的额定功率。_____（此题要求写出计算过程）
14．标有220V 100W和220V 25W两灯泡L1、L2（不考虑灯丝电阻的变化）串联接在家庭电路中_____灯亮．220V 100W的灯泡正常工作10h消耗电能是_____J．将220V 40W的灯泡接在110V的电路中，灯泡实际功率是_____W．
六、计算题
15．某灯泡上标有“220 V 40 W”的字样，若该灯泡正常发光，则：
(1)通过灯丝的电流是多大？(结果保留两位小数)
(2)灯丝的电阻是多少？
(3)工作10 min，灯泡消耗多少电能？
(4)1 kW·h的电能可供该灯泡正常发光多少小时？18.3测量小灯泡的电功率
知识讲解
知识点一：测量小灯泡的电功率
【实验目的】测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率，并加以比较。
【实验原理】P=UI
【实验方法】用电压表测出小灯泡的电压U，用电流表测出通过小灯泡的电流 I，代入P=UI中，就可以计算出小灯泡的电功率（间接测量法）。
【实验电路图】
【实验器材】电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、小灯座、导线
【实验数据记录表格】
实验要求 发光情况 电流（A） 电压（V） 电功率（W）
小灯泡在额定电压下工作
小灯泡两端电压低于额定电压
小灯泡两端电压高于额定电压
当堂测试
一、单选题
1．以下用电器正常工作时的电功率最接近1瓦的是 ( )
A．白炽灯 B．手电筒 C．电冰箱 D．电饭锅
【答案】B
【解析】
家用白炽灯的功率约为40W，手电筒的功率约为1W，家用电冰箱的功率约200W，电饭锅的功率约为800W．
故选B．
2．下列几种家用电器正常工作时的电流最接近5A的是
A．白炽灯 B．电饭锅 C．电风扇 D．电脑
【答案】B
【解析】
家用电器的额定电压都是220V，根据我们对用电器电功率的了解和电功率公式的变形式I="P/U" 分别算出这四个用电器的电流
A、白炽灯的功率约为60W，由I="P/" U 得，电流约为0.3A，故选项A错；
B、电饭锅的功率约为1000W，由I="P" /U 得，电流约为5A，故选项B正确；
C、电风扇的功率约为100W，由I="P" /U 得，电流约为0.5A，故选项C错；
D、电脑的功率约为300W，由I="P/" U 得，电流约为1.5A，故选项D错．
故选 B．
3．把两个灯泡并联接到电源上，闭合开关后，发现灯L1比灯L2亮，下列分析正确的是
A．灯L1的电阻小 B．通过灯L1的电流小
C．灯L1两端的电压小 D．灯L1的实际功率小
【答案】A
【解析】灯泡的亮度由实际功率决定，把两个灯泡并联接到电源上时，灯泡两端的电压相等，根据公式可知，功率越大（灯泡越亮）的灯泡电阻越小，所以灯L1的电阻小于灯L2.
故选A.
4．如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的橡胶塞密封(橡胶塞上分别装有相同的气球)，用三段阻值不同的电阻丝(R1A．a B．b C．c D．三个相同
【答案】C
【详解】
由图示电路可知，三电阻丝串联接入电路，则通过三个电阻的电流I与通电时间t都相等，因R1＜R2＜R3，由焦耳定律 Q＝I2Rt可知：Q1＜Q2＜Q3，c瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大。
故选C。
5．下列说法中正确的是（　　）
A．标有“220V40W”字样的电烙铁，正常工作25h，耗电1kW
B．标有“36V60W”字样的灯泡，只有接在60V的电压下，灯泡才能正常发光
C．两盏25W的电灯正常工作10h，耗电0.5kW h
D．1000W的电炉累计工作50h，一定耗电50度
【答案】C
【解析】
A. 电烙铁的功率为40W，则25h消耗的电能W＝Pt＝0.04kW×25h＝1kW h，故A错误；
B. 灯泡的额定电压为36V，说明灯泡在36V的电压下能达到额定功率，灯泡才能正常发光，故B错误；
C. 两盏灯消耗的电能,W＝2Pt＝2×0.025kW×10h＝0.5kW h，故C正确；
D. 1000W的电炉若在额定电压下使用时，电炉消耗的电能W＝Pt＝1kW×50h＝50kW h，但题目中电炉累计工作50h，不一定是在额定电压下工作50h，因此不一定耗电50度，故D错误；
故选C.
6．用如图所示的电路测量小灯泡的功率，当滑动变阻器滑片从a向b滑动时，小灯泡消耗的功率和其亮度将分别：
A．变大变暗 B．变小变亮
C．变大变亮 D．变小变暗
【答案】D
【解析】（1）灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器的滑片从左向右滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总阻值R变大；
（2）电源电压U不变，由I="U" /R 知电路电流I变小；灯泡功率P=I2RL变小，灯泡亮度变暗．
7．一个电热器电阻为，当它两端电压为，通电时间为时，消耗的电能为；若要使它消耗的电能为，下列方法正确的是（ ）
A．电阻不变，电压不变，通电时间变为原来的2倍
B．电阻减半，电压不变，通电时间不变
C．电阻不变，电压增大1倍，通电时间不变
D．电阻减半，电压增大1倍，通电时间不变
【答案】C
【详解】
A．当电阻不变，电压不变，通电时间变为原来的2倍时，根据得消耗电能：
故A项错误；
B．当电阻减半，电压不变，通电时间不变时，根据得消耗电能：
故B项错误；
C．当电阻不变，电压增大1倍，通电时间不变时，根据得消耗电能：
故C项正确；
D．当电阻减半，电压增大1倍，通电时间不变时，根据得消耗电能：
故D项错误；
二、填空题
8．在“探究物质质量与体积的关系”的实验中，用量筒测物体的_____，在“用弹簧测力计测力”的实验中，测量物体重力前，应先将弹簧测力计自然悬挂，观察指针是否指在_____刻度线上。“测定小灯泡的电功率”的实验原理是_____。
【答案】排开水的体积 零
【详解】
[1]在探究物质质量与体积关系的实验中，我们用量筒测量放入物体前后的体积，它们之间的差为物体排开水的体积，即为物体的体积；
[2]根据弹簧测力计的使用规范，在使用弹簧测力计前，应自由悬挂，将指针调到零刻度处；
[3]利用电压表测量灯两端的电压U，利用电流表测量通过的灯的电流I，利用求灯的电功率。
9．将标有“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的灯泡串联在某电源上，两灯泡_________都正常发光，将两灯泡并联在某一电源上，两灯泡____________都正常发光(选填“能”或“不能”)。
【答案】能 不能
【解析】
由题中给出的数据可知，两灯泡额定电压不同，额定电流相同，因为串联电路中电流处处相等，所以当电路中电流正好等于0.3A时，则两灯泡能同时正常发光；并联电路各用电器两端的电压都相同，故两个灯泡两端的电压都一样，不能同时满足两灯泡都是额定电压，所以并联时不能都正常发光。
10．如图甲所示是一种加热器的工作电路，R0是定值电阻，RT阻值与温度的关系如图乙所示。RT是一种半导体陶瓷材料（简称PTC材料），PTC材料有一温度叫“居里点温度t0”，当材料温度低于t0时，其阻值随温度升高而变小。当材料温度高于t0时，其阻值随温度升高而变大。
(1)该PTC材料的“居里点温度t0”是________℃，当PTC材料温度高于t0时，电加热器发热功率变________，使其温度升高变慢，反之也能自动调节。因此用PTC材料制成的电加热器具有自动调节功能。
(2)若该电加热器在“居里点温度”工作时，电路总功率为1 100 W，则R0＝________Ω。
(3)当RT的温度为130 ℃时，电路中RT的实际功率为________W。
【答案】100 小 10 720
【详解】
(1)[1]由图像乙可知，当温度低于100℃时，RT阻值随温度升高而变小，当温度高于100℃时，其阻值随温度升高而变大，故该PTC材料的“居里点温度”是100℃。
[2]当PTC材料温度高于100℃时，RT阻值随温度升高而增大，由欧姆定律可知电路中的电流会减小，而电路总电压不变，根据功率计算公式P=UI可知，电加热器发热功率（即电路总功率）会变小。
(2)[3]R0、RT串联，由图知当t=100℃时RT=34Ω，R0的阻值为
(3)[4]由图乙可知，当 时，此时电路中RT的电流
电路中RT的实际功率
三、实验题
11．南南同学用两节干电池串联作电源来测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率，电路图如图所示，拟分别测量小灯泡两端电压为2V、2.5V、3V时的实际功率。
（1）按要求连接好电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端；（选填“A”或“B”）
（2）南南闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是__________；排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，则小灯泡额定功率为________W；
（3）南南同学分析三次试验数据，发现三次小灯泡的电阻逐渐增大，你认为造成小灯泡电阻增大的原因是灯丝________发生了变化。
【答案】B 灯泡断路 0.75 温度
【详解】
(1)[1]为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器需要移动到最大阻值处，由图可知，应该移动至B端。
(2)[2]闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，则说明电路断路，但是电压表有示数，说明电压表能与电源接通，则灯泡断路。
[3]由图可知，电流表的示数为0.3A，小灯泡正常发光时的电压为2.5V，则电功率为
(3)[4]灯泡在工作时会发热，且亮度越高时，温度也越高，灯泡的电阻受温度影响，温度越高时，电阻越大。
四、作图题
12．连接实物图，要求灯泡L1和灯泡L2并联，电流表测灯泡L1电流。
【答案】
【解析】
电流表与灯泡L1串联后再与灯泡L2并联，然后与电源和控制电路的开关串联组成电路即可，如下图所示：
【点睛】
由题意可知，两灯泡串联，电流表测灯泡L1电流说明电流表与灯泡L1串联，然后与电源和控制电路的开关串联组成电路．
五、综合题
13．小王同学进行“测定小灯泡电功率”的实验。实验中使用的小灯均标有“”字样，额定功率在1W~1.5W之间，电源为若干节新的干电池串联而成。小王连接电路，闭合开关，移动变阻器的滑片，电流表示数变化范围为0.06A~0.2A、电压表示数变化范围为0~1.2V，小灯始终无法正常发光。小王仅调整了实验器材，闭合电开关后，移动滑片，发现当变阻器的滑片恰好在中点上，小灯正常发光。
(1)小王第一次实验中存在的问题有_____。（写出一个就可以）
(2)滑动变阻器的最大阻值是_____Ω。
(3)求出小王第二次实验的电源电压和小灯的额定功率。_____（此题要求写出计算过程）
【答案】电源电压太小 20 7.5V；13.5W
【详解】
(1)[1]小灯泡能发光，电压表、电流表均有示数，说明电路无故障； 无论怎么移动滑动变阻器，小灯泡均不能正常发光，说明小灯泡两端的电压无法达到额定电压，电源电压太小。
(2)[2]由题可知，电压表示数最小值为0，说明此时电压表并联部分电阻为0，小灯泡电阻不为0，滑动变阻器移动滑片可以使滑动变阻器接入电路的电阻为0，说明电压表并联在滑动变阻器两端，则当电压表示数最大，即为12V时，电流表示数最小，即为0.06A，此时滑动变阻器阻值最大，则最大阻值为
(3)小灯泡额定电压下的电流为0.3A，额定功率在1W~1.5W之间，由可知，小灯泡额定电压的范围为
即
当变阻器的滑片恰好在中点上，小灯正常发光，则此时电路中电流为0.3A，滑动变阻器接入电路的阻值为
滑动变阻器两端的电压为
由串联电路电压规律可知，电源电压取值范围为
解得，因为电源由若干节新干电池组成，每节干电池电压1.5V，所以应该由5节干电池组成，电源电压7.5V，则小灯泡两端的电压为
小灯泡的额定功率为
答：小王第二次实验的电源电压为7.5V，小灯的额定功率13.5W。
14．标有220V 100W和220V 25W两灯泡L1、L2（不考虑灯丝电阻的变化）串联接在家庭电路中_____灯亮．220V 100W的灯泡正常工作10h消耗电能是_____J．将220V 40W的灯泡接在110V的电路中，灯泡实际功率是_____W．
【答案】 L2 3.6×106 10
【解析】解：①L1为“220V 100W”，L2为“220V 25W”，则额定电压的关系为U1＝U2，额定功率的关系为P1＞P2，由P的变形公式R可知，R1＜R2，即“220V 25W”的灯泡L2的电阻较大；当两灯泡L1、L2串联接在家庭电路中I1＝I2，由公式P＝I2R可知，实际功率的关系为P实1＜P实2，因灯泡的亮度由实际功率决定，所以“220V 25W”的灯泡L2较亮；②由P可得，“220V 100W”的灯泡正常工作10h消耗电能：W1＝P1t＝0.1kW×10h＝1kW h＝3.6×106 J；③由P可得，“220V 40W”灯泡的电阻：R＝ ＝1210Ω，当电压为110V时，该灯泡的实际功率：P实＝＝10W.
六、计算题
15．某灯泡上标有“220 V 40 W”的字样，若该灯泡正常发光，则：
(1)通过灯丝的电流是多大？(结果保留两位小数)
(2)灯丝的电阻是多少？
(3)工作10 min，灯泡消耗多少电能？
(4)1 kW·h的电能可供该灯泡正常发光多少小时？
【答案】(1) 0.18 A。(2) 1210 Ω。(3) 2.4×104 J。(4)25 h。
【解析】
(1)由P＝UI，得通过的电流：I＝＝0.18A. (2)灯丝的电阻是R＝；(3)工作10 min，灯泡消耗的电能W＝Pt＝40W＝ 2.4×104 J(4) 1 kW·h的电能可供该灯泡正常发光t＝＝25h
【点睛】
1.通过灯泡上的标识可知：灯泡的额定电压是220V，额定功率是40W；2.由P＝UI的变形式即可求出它正常发光时的电流；3.根据P＝Wt的变形式即可求出1kW·h电能可以供它正常发光的时间，注意单位的统一.

展开更多......

收起↑