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第三节 测量电功率
第十六章 电流做功与电功率
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
“伏安法”测电功率
用电能表与停表测电功率
知识点
“伏安法”测电功率
知1－讲
感悟新知
1
1. 实验目的 测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
2. 实验原理 P=IU(“伏安法”)。
3. 测量工具 电压表和电流表。
4. 电路图(图1)
知1－讲
感悟新知
5. 实验操作基本要求
(1)接线过程中，开关处于断开状态。
(2) 闭合开关前，应该将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大，是为了保护电路。
知1－讲
感悟新知
6. 实验操作过程
(1) 调节滑动变阻器，使得电压表示数为小灯泡额定电压的80%，读出电流表的示数I1，并将示数填入表格中。
(2) 调节滑动变阻器，使得电压表示数为小灯泡额定电压，读出电流表的示数I2，并将示数填入表格中。
(3) 调节滑动变阻器，使得电压表示数为小灯泡额定电压的120%，读出电流表的示数I3，并将示数填入表格中。
知1－讲
感悟新知
7. 记录表格
次数 电压/V 电流/A 电功率/W
1
2
3
知1－讲
感悟新知
8. 实验分析
我们发现当增加灯泡两端的电压时，灯泡的电功率也随之增大，直接的表现就是该灯泡的亮度增加。进一步思考：
知1－讲
感悟新知
(1)具体结论:
①实际电压小于额定电压，实际功率小于额定功率。
②实际电压等于额定电压，实际功率等于额定功率。
③实际电压大于额定电压，实际功率大于额定功率。
(2)在这个实验中，我们不断改变电压的目的是在测量中发现规律，区别于“伏安法”测电阻的多次测量减小误差。
感悟新知
知1－练
[中考·丹东]“测量小灯泡的电功率”实验，小丹同
学设计了如图2 甲所示的电路图。
例 1
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知1－练
所用电学器材如下：电源(6 V)、额定电压为2.5 V 的小灯泡(正常发光时电阻约为11 Ω)、电流表(0~0.6 A，0~3 A)、电压表(0~3 V，0~15 V)、滑动变阻器R1(标有“10 Ω 1 A”)、滑动变阻器R2(标有“20 Ω 1.5 A”)、开关、导线若干。
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解题秘方：串联电路的分压原理是解决串联电路问题的关键。
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(1)进行实验
①连接电路时，应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)进行实验，电流表量程应选 ________ (填“0~0.6 A”或“0~3 A”)更合理；
R2
0~0.6 A
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解析：连接电路时，应选用滑动变阻器R2 进行实验，因为=，即=，得出R变=15.4 Ω，所以应选R2。
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②闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡
两端的电压分别低于、等于、高于额定电压，记下电压值和电流值，并观察小灯泡的亮度，把实验数据和观察到的现象记录在表格里。
次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮暗情况
1 2 0.2 较暗
2 2.5 0.22 正常
3 3 0.24 较亮
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解析：电流表量程应选0~0.6 A 更合理，因为
I额==≈0.23 A，所以电流表应该选择0~0.6 A 的量程。
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(2)分析与归纳，由表格中数据可得：
①小灯泡额定功率为 ________W。
②小灯泡亮度由________功率决定。
0.55
实际
解析：小灯泡额定功率为P 额=I 灯U 额=0.22 A×2.5 V=0.55 W。
解析：由表中的数据可得出：小灯泡亮度由实际功率决定。
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(3)完成上述实验后，小丹同学在缺少电压表的情况下，为了测量另一个额定电流为0.25 A 的小灯泡的额定功率，设计了如图2 乙所示的电路。电源电压(未知)保持不变。请完成实验步骤：
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①闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.25 A。
②断开开关，用5 Ω 的定值电阻替换灯泡，滑动变阻器滑片P________ (填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”)。闭合开关，电流表的示数为0.3 A。
保持不动
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③将滑动变阻器滑片P 移到最左端，电流表示数为0.9 A，可得电源电压为________ V。
④小灯泡的额定功率为________ W。
4.5
0.5
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解析：将滑动变阻器滑片P 移到最左端，电流表示数为
0.9 A，可得电源电压为U=I3R=0.9 A×5 Ω=4.5 V。
在灯泡与滑动变阻器串联使用的过程中要把滑动变阻器
当定值电阻来使用，所以用5 Ω 的定值电阻替换灯泡，必须让滑动变阻器滑片P 保持不动，闭合开关，电流表的示数为0.3 A。此时总电阻为R 总===15 Ω，滑动变阻器接入电路的电阻为R 变=R 总－R=15 Ω－5 Ω=10 Ω。
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知1－练
闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为
0.25 A。此时总电阻为R 总′== =18 Ω，小灯泡的电阻R 灯′=R 总′－R 变=18 Ω－10 Ω= 8 Ω。
灯泡的额定功率为P额′=I′2R灯′=(0.25 A)2×8 Ω=0.5 W。
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技巧点拨
测量小灯泡的电功率时，小灯泡两端的电压按照低于额定电压、等于额定电压、高于额定电压的顺序调节滑动变阻器的滑片，调节时注意观察电压表的示数，可使操作简便，读数、记录都有序。
感悟新知
知1－练
技巧点拨
仪器的选择
(1) 电源电压应高于小灯泡的额定电压。
(2) 电压表量程的选择要参照小灯泡的额定电压。
(3) 电流表量程的选择要根据所给小灯泡的电阻进行估算。如果小灯泡的电阻未知，电流表要先选0~3 A 的量程，利用“试触法”进行试触再选择。一般小灯泡(1.2~3.8 V) 的额定电流小于 0.6 A。
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(4) 滑动变阻器的选择要综合考虑电路中的电流和它分得的电压。滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流。而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻值差不多，以便使调节效果明显。
知识点
用电能表与停表测电功率
知2－讲
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2
1. 实验原理 P= 。
2. 测量工具 电能表和停表。
知2－讲
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3. 实验步骤
(1) 观察并记录电能表每千瓦·时的转数N(或指示灯闪烁次数N)；
(2)关闭其他用电器，只让被测用电器工作；
(3) 用停表测出被测用电器工作时，电能表转n 转(或指示灯闪烁n 次)所用时间t；
(4)计算被测用电器的功率。
知2－讲
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技巧点拨
1. 注意实验时，工作电压为220 V，应当有家长或者老师指导。
2. 注意只让被测用电器工作。
3.计算方法P=。
4. 本实验中，测量较大的电能时，利用电能表表盘示数测量，测量较小的电能时，利用电能表的参数测量。
感悟新知
知2－练
[中考·南通] 如图3 所示是小明家的电能表，
例2
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知2－练
该电能表的示数表示家中已经消耗 ________kW·h 的电能；若小明家所有用电器同时工作，则总功率不得超过________ kW；将一个“220 V 1 210 W”的用电器单独接入家庭电路中工作12 min，电能表的转盘转了500 转。在此工作过程中，该用电器的实际功率为________ W，该用电器12 min 内消耗电能为________ kW·h。
1 123.4
4.4
1 000
0.2
感悟新知
解题秘方：实验原理为P=。
知2－练
解析：由图3 可知，电能表的示数为1 123.4 kW·h，即
家中用电器已消耗1 123.4 kW·h 的电能。
电能表的工作电压是220 V，额定最大电流是20 A，则
总功率不能超过P=IU=20 A×220 V=4 400 W=4.4 kW，
感悟新知
电能表的转盘转了500 转，消耗的电能为
W==0.2 kW·h，
用电器的实际功率为P实===1 kW=1 000 W。
知2－练
感悟新知
知2－练
技巧点拨
使用电能表和停表测量用电器的电功率，只能让一个用电器工作，根据原理P=可知，应该测量该用电器工作一段时间后，电能表示数的变化或者转盘转过的圈数。
感悟新知
知2－练
使用公式P=时的两套单位
(1) 电能的单位用kW · h，t 的单位是h，则功率的单位是kW。
(2) 电能的单位用J，t 的单位是s，则功率的单位是W。
课堂小结
测量电功率
测量
电功率
电能表
与停表
“伏安法”
器材
原理P=
停表
电能表
测量工具
原理P=IU
电压表
电流表

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