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第3节 测量小灯泡的电功率
第十八章 电功率
人
教
版
学
习
目
标
1.会测量小灯泡的实际功率和额定功率,进一步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器;
2.通过实验体验小灯泡的功率随它两端电压的变化而变化的规律;
3.通过实验认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响。
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你知道怎样测量我工作时的电功率吗？
测量小灯泡的电功率
在这个实验中，我们将用滑动变阻器控制电路，分别测量以下三种情况下小灯泡的实际功率。
（1）使小灯泡两端的电压等于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它的电功率，这是它的额定功率。
（2）使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的亮度，测量它实际的电功率。
滑动变阻器的作用：
1.保护电路；
2.改变小灯泡两端电压。
测量小灯泡的电功率
（3）使小灯泡两端的电压约为额定电压（标在灯口上）的1.2 倍，观察小灯泡的亮度，测量它实际的电功率。
测量小灯泡的电功率
实验 （伏安法）测量小灯泡的电功率
[实验目的]
测量小灯泡在额定电压下的额定功率及高于和低于额定电压时的实际功率,观察小灯泡的亮度与其功率之间的关系,并分析功率与电压、电流的关系。
[实验原理]
P=UI
只能用P=UI,不能利用欧姆定律推导出的公式P=R和P=,因为小灯泡电阻会随温度的升高而增大。
[实验器材]
测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率
根据实验的要求，请你自己设计电路，并画出实验电路图。
为了控制小灯泡的电功率，可以用滑动变阻器与小灯泡串联，从而控制小灯泡两端的电压。电流表和电压表应该分别连在什么位置？
测量小灯泡的电功率
所用小灯泡的额定电压是多少？为了不使电压过多地超过额定电压，实验中电源两端电压应该是多少？用几节干电池串联供电？
测量小灯泡的电功率
①所用小灯泡的额定电压是2.5V；
②实验中电源两端电压应该是3V；
③用2节新干电池串联供电。（学生电源）
实验中要测量哪些物理量？画出实验记录表。
测量小灯泡的电功率
项目 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度
=
[实验步骤]
测量小灯泡的电功率
①按照电路图连接实物图；
在连接电路时，应该把滑动变阻器的哪两个接线柱连入电路？闭合开关前，滑动变阻器的滑片要放在什么位置？
连接电路时，开关要处于断开状态
[实验步骤]
测量小灯泡的电功率
电流表和电压表正、负接线柱（或红、黑接线柱）的连接是否正确？估计电路中电流和电压的大小，选择合适的量程。
[实验步骤]
测量小灯泡的电功率
②检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的示数，当它与小灯泡的额定电压相等时,停止调节。观察小灯泡的发光情况,并将电压表和电流表的示数分别记录在表格中。
③调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为小灯泡额定电压的1.2倍,重复②的步骤。
④调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数低于小灯泡的额定电压,重复②的步骤。
要缓慢移动滑片，眼睛要观察电压表的示数，以免电压过高烧坏灯泡。
⑤断开开关,利用P=UI分别计算出三种情况下小灯泡的电功率,记录在表格中,并比较三次小灯泡的发光情况与小灯泡功率的关系。
⑥整理实验器材。
[实验步骤]
测量小灯泡的电功率
测量小灯泡的电功率
项目 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度
=
[实验数据]
2.5
0.7
2
0.26
2.8
0.3
0.28
0.52
0.84
正常
较暗
较亮
1.小灯泡的实际功率可以等于额定功率，也可以不等于额定功率。
2.小灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变，电压越大，电功率越大。
3.小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
测量小灯泡的电功率
[实验结论]
1．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为的电源、额定电压为的小灯泡（灯丝电阻约为），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器、、可供选择。
例题1
例题1
（1）通过估算，滑动变阻器应选择 （选填“R1”“ R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整 。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗；
（2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 ；
（3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为 ；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 。
R2
灯泡断路
2.2
A
0.5
解析：（1）[1]灯泡正常发光时的电压UL=2.5V，正常发光时灯丝电阻约为10Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为
电源电压恒为6V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯正常发光时，滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=6V-2.5V=3.5V
由欧姆定律知道，灯正常发光时，变阻器连入电路的电阻为
例题1
考虑到电流因素，则滑动变阻器选R2。
[2]滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，滑片向右移动，灯泡变暗，表明电路中的电流减小，电路的总电阻变大，滑动变阻器电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图
例题1
测量小灯泡的电功率
答：发光二极管与小灯泡相比,在亮度相当的情况下,发光二极管的电光转化效率较高,所以发光二极管的电功率小。
测量小灯泡的电功率
电路图 实验步骤 表达式
测量小灯泡的电功率
特殊方法测量小灯泡的额定电功率：
1.伏阻法:
V
S
S2
S1
R0
P
①闭合S、S1,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为U额;
②断开S1,闭合S2,保持滑片P位置不变,读出电压表的示数为U1。
=
电路图 实验步骤 表达式
测量小灯泡的电功率
特殊方法测量小灯泡的额定电功率：
2.安阻法:
①闭合S、S2,移动滑动变阻器的滑片P,使电流表的读数为I额;
②断开S2、闭合S1,保持滑片P位置不变,读出电流表的示数为Ⅰ1
=(- ）
· ·
A
S
S2
S1
R0
P
R
2.“测小灯泡额定功率”的实验；
小明想测量额定电压为的小灯泡的额定功率，却发现电流表损坏了，他又找来一个滑动变阻器（最大阻值为），设计了如图丁所示的电路，连接电路进行实验。
①小明移动滑片到端，闭合开关S，接下来操作步骤的合理顺序是 ；
A．移动滑片P到a端 B．保持滑片位置不动
C．调节滑片使电压表的示数为
D．移动滑片P到b端，记录此时电压表的示数为U
例题2
ACBD
②小灯泡的额定功率 （请用题中符号、U、表示）。
例题2
解析：[1]①额定电压为的小灯泡的额定功率，应使小灯泡正常发光，所以应先移动的滑片到最左端，此时电压表测量的是灯泡两端的电压，然后移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为；然后将的滑片到最右端，读出电压表的示数U，根据串联电路的电压规律可知，两端的电压为
则通过滑动变阻器的电流即灯泡的额定电流为
所以实验的合理顺序是ACBD。
例题2
[2]②小灯泡的额定功率
例题2
用电能表测家用电器的电功率
P=
1.原理：
2.器材：
电能表、停表（秒表）
3.测量步骤：
观察电能表，记下电能表每千瓦时的转数N；
关闭家里其他用电器，只让待测用电器工作；
利用停表（秒表）测量待测用电器工作时电能表转盘转n转所用的时间t秒。
时间不宜太长，节约能源
4.计算方法：
P== =(W)
用电能表测家用电器的电功率
3．电能表是用来测量的仪表 （选填“电功”或“电功率”）。小明家4月底电能表读数如图所示，5月底电能表的读数为，若当地电价为0.6元/（），则5月份他家应交电费 元；小明将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转了320转，则这个家用电器可能是 （选填“空调”、“台灯”或“电视机”）。
例题3
244.2
电功
空调
解析：[1] 电能表是用来测量接在此电能表上的用电器消耗的电能或者电功多少的仪表。
[2]由图知4月底电能表读数为，则五月份消耗电能为
所以电费为
0.6元/元
[3] 将某家用电器单独接在该电能表上正常工作6min，电能表转盘转了320转，则这个家用电器消耗电能为
例题3
则这个家用电器功率为
空调的功率更接近，故这个家用电器可能是空调。
例题3
18.3测量小灯泡的电功率
实验原理
其他方法测小灯泡的电功率
伏安法测量小灯泡的电功率
课堂小结
待测功率表达式
伏阻法、安阻法
电路图
实验结论
用电能表测用电器的电功率
P=UI
方法：P== =(W)

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