第14講實(shí)驗(yàn)：電功率的測(cè)量(原卷版)

1、初中物理電學(xué)滿分訓(xùn)練營(yíng)15講 第十四講實(shí)驗(yàn)：電功率的測(cè)量 教學(xué)目標(biāo) 1掌握電功率測(cè)量的實(shí)驗(yàn)過程 【經(jīng)典例題一】 一只、額定電壓為2.5V的燈泡、滑動(dòng)變阻器（20Q、1A）、導(dǎo)線若干。 (1) (2) 閉合開關(guān)前，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖乙所示，其原因是 1.在“測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，器材有：電源（電壓恒為3V、開關(guān)、電壓表和電流表各 以畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物圖連接完整。（要求：滑片向左務(wù)動(dòng)時(shí)小燈泡變亮） (3) 電壓變化的圖象，如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為 W； 問題解決后，第一小組的同學(xué)通過改變滑動(dòng)變阻器的阻值，得到了小燈泡的電流隨實(shí)兩端 （4）第一小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，電斥

2、表與電流表示數(shù)的比值變大，原因是 （5）第二小組的同學(xué)在準(zhǔn)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表壞了，他們找到了一個(gè)阻值為ion的崔值 A： 電阻Ro,設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，也順利的完成了實(shí)驗(yàn): 先閉合開關(guān)S、S,斷開S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為h，則1| = 保持滑片P的位置不變，閉合開關(guān)S、S2,斷開S|,讀出電流表的示數(shù)為b，則小燈泡的額定 功率p= O (用 USH II. b 表示) 1 Si/ 一 Si / T 【變式練習(xí)】 2,小宇在“測(cè)世小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額世電壓為2.5V,電阻約為10ft。 （1）電路連接如圖1,閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎

3、不動(dòng)產(chǎn)生 這個(gè)現(xiàn)象的原因可能是 （2）排除故障后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖2所示的U - I圖象.小燈泡額泄電流為 算出小燈泡的額定功率是 ite （3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小宇設(shè)il了如圖3所示的電路在不使用電壓表的情況下測(cè)出了額定電 流為1的小燈泡的額定功率0實(shí)驗(yàn)方案如下：（電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器Ri的最大阻值為Ro 按圖2電路圖連接電路; 只閉合開關(guān). ,移動(dòng)R滑片，使電流表的示數(shù)為I紛 小燈泡正常發(fā)光; 只閉合開關(guān) ,保持Ri滑片位置不動(dòng)，移動(dòng)R2滑片使電流表的示數(shù)為Iu 保持. （選填R1或“R*滑片位置不動(dòng)，將列一個(gè)滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端，電 流表的示數(shù)為1|再將此滑動(dòng)變阻器的滑片務(wù)到

4、最右端，電流表的示數(shù)為4 小燈泡額定功率的表達(dá)式為P = O （用 I 徹、1|、12、Ro 表示） 甲 連接了如圖甲所示的電路: 3. 小明在測(cè)量額泄電壓為3.8V的小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中, -0 J - -k ItP, （1）小明在未檢査電路連接是否正確的情況下，閉合開關(guān)，向左逐漸調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片, 電壓表的示數(shù) （選填“變大X “變小或“不變 （2）小明分析電路后發(fā)現(xiàn)，一根導(dǎo)線連接有誤，請(qǐng)你在圖甲中連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“XS只改 動(dòng)一根導(dǎo)線，使電路連接正確: （3）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，分別記下了多組電壓表和電流表示數(shù)，并繪制了如圖乙所示的I -U圖象0某次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表示數(shù)如丙所示，此時(shí)小

5、燈泡的電阻是 m此時(shí)它的額定功率 W： （4）測(cè)出小燈泡的定功率后，某同學(xué)又把小燈泡兩端電壓調(diào)為額運(yùn)電壓的一半，發(fā)現(xiàn)測(cè)得的功 率并不等于貝額定功率的四分之一，貝原因是 （5）小明重新選擇實(shí)驗(yàn)器材，不用電流表就測(cè)出了列一個(gè)額定電流為I=03A的小燈泡的額定功 率，設(shè)il的電路圖如圖丁所示。請(qǐng)你將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整并計(jì)算出小燈泡的額；4功率（電 源電壓恒為U,值電阻R的阻值為80）： 開關(guān)S閉合，開關(guān)Si連接觸點(diǎn)“2時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為. 時(shí), 小燈泡正常發(fā)光; 保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，使開關(guān)Si連接觸點(diǎn)1,這時(shí)電壓表的示教為Ui： 小燈泡額；4 功率的表達(dá)式為P= （

6、用題中己知或所測(cè)物理量的字碌表示）。 4. 實(shí)驗(yàn)老師為“測(cè)量小燈泡額定功率”準(zhǔn)備了如下器材：電源（電壓恒為6V）開關(guān)、 電壓表和電 流表各一只、額泄電壓為2.5V的待測(cè)小燈泡（電阻約為ion）.滑動(dòng)變阻器（20n 1A).導(dǎo)線 （1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物圖連接完整（要求：滑片向右移動(dòng)燈泡變亮）。 （2）閉合開關(guān)前電流表的指針如圖乙所示，其原因是 （3）故障排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，并繪制了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系如 圖丙所示，則小燈泡的額定功率為 W。 （4）小陳同學(xué)為了驗(yàn)證電流跟電阻的關(guān)系，他又借到了一個(gè)滑動(dòng)變阻器（500 0.5A） 和五個(gè)定 值電阻（5Q、io

7、n. 15Q、20Q、25Q）,瓦余器材不變。用定值電阻更換甲圖中的燈泡, 小陳同學(xué) 得到如圖丁所示的電流隨世值電阻變化的圖象，則實(shí)驗(yàn)中他所用的滑動(dòng)變阻器是 （選填 字母：A.20Q lAB50ft 05A）,若某次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器連入的阻值為14Q,則所用宦值電阻的 阻值為 （5）下課前老師布宜了一逍課后作業(yè)。要求：在只有下列實(shí)驗(yàn)器材的前提下測(cè)出未知崔值電阻 Rx的阻值0實(shí)驗(yàn)器材：電阻Rx、電源（電壓恒定但未知）、滑動(dòng)變阻器（已知最大阻值為Ro、 電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干。 小張同學(xué)設(shè)il了如圖戊所示的電路圖，用以下步驟測(cè)Rx的阻值。 閉合開關(guān)S.移動(dòng)滑片P至B端，記下電流表示數(shù)h 移動(dòng)滑片P

8、至A端，記下電流表示數(shù)b （b未超過電流表的量程九 （用字碌Ro、g 12表示九 請(qǐng)幫他寫出Rx的表達(dá)式：Rx= 乙 丙 功率小于1FW）, 個(gè)阻值已知的值電阻只。，開關(guān)及導(dǎo)線若干。 （1）請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖, 5, 小明在“探究小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：電源（電 圧恒為8V）, 個(gè)電流表，一個(gè)電壓表，滑動(dòng)變阻器“20Q2AX小燈泡（額泄電壓2.5V,額；4 用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)驗(yàn)電路圖乙的連接（要求：滑動(dòng)變 阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈變亮：連線不能交叉）0 （2）正確連接電路后，閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示.當(dāng)電斥表示數(shù)為2.5V時(shí).

9、電流表示數(shù)如圖丙所示, 小燈泡的額定功率為 W. 電JK/V 實(shí)驗(yàn):次數(shù) 物理量 L0 L5 20 3.0 電流/A 0,24 032 038 044 電功率/W （選填“增 大S “不變或“減小小燈泡的實(shí)際功率由 （選填“額定功率S “額企電壓”或“實(shí) （3）分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：小燈泡工作時(shí)，消耗的電功率隨電壓的增大而 際電壓”）決世。 （4）完成實(shí)驗(yàn)后，利用上述器材，小明又想出一種測(cè)量小燈泡額定功率的方法，設(shè)計(jì)了如圖所 示的電路，所用電斥表量程為“015VS請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。 檢查電路無(wú)誤后，閉合開關(guān)S,將開關(guān)S|撥至“1S調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為 V； 滑動(dòng)變阻器滑

10、片不動(dòng)，再將開關(guān)Si，撥至“2”讀出電壓表示數(shù)為Uk 小燈泡的額定功率p= （用U樸Uo、Ro表示九若步驟中，在將開關(guān)S|撥至“2 時(shí)，不小心將滑片向右移動(dòng)了少許，其他操作正確，則測(cè)出的小燈泡額；功率比貞實(shí)值 填“偏大或“偏小4 6. 在“測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中.小丹設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖，己知小燈泡的額定電壓為 2.5V,滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Q1AS電源是由2節(jié)新干電池串聯(lián)組成。 -T 2 （1）用筆畫線代替導(dǎo)線，幫助小丹按電路圖甲將圖乙電路連接完整（要求導(dǎo)線不交叉，且滑片P 向B端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值變大）。 （2）連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示

11、數(shù)，則電路故 障可能是燈泡 （選填“短路”或“斷路5 （3）排除故障后，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V.電流表示數(shù)如圖丙所 示為 A,則小燈泡的額定功率為 W,此時(shí)燈纟幺的電阻為 （4）小丹繼續(xù)測(cè)量小燈泡兩端電壓略奇于額定電壓時(shí)的電功率，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向 端調(diào)節(jié)（選填“A或“ET，觀察到小燈泡變亮。 （5）表是小丹根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)，她通過分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)小燈泡燈絲的電阻是變化的，則 影響小燈泡燈絲電阻變化的主要因素是 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 5 電壓U/V L0 15 2.0 2.5 2.8 電流I/A 02 0J6 08 022 （6）小丹經(jīng)過思考，發(fā)現(xiàn)用兩只電流

12、表和一個(gè)阻值為Ro的定值電阻也可以測(cè)出小燈泡的額世功 率，她設(shè)計(jì)的電路如圖丁所示，具體操作是：閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表A|的示數(shù)為 （用 1|時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表A2的示數(shù)為b則小燈泡額定功率的表達(dá)式為P= h、【2、Ro表不） 7. 某同學(xué)利用圖甲所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率，小燈泡的額；4電壓為250 甲 5 iQ 15 4 A 04 7 03 02 0.1 234 （1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的電路補(bǔ)充完整（導(dǎo)線不得交叉）: （2）連接電路后，閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表和電壓表都有示數(shù)，但是數(shù)值較小，無(wú)論怎樣 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片, 小燈泡都不發(fā)光，兩電表示數(shù)均無(wú)

13、變化，產(chǎn)生這一故障的原因可能 是: （3）該同學(xué)排除故障后, 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí) 小燈泡兩端的電壓為 V.要測(cè)量小燈泡的額定電功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片向 （填“A”或B）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V： （4）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下多組電壓和電流值，并繪制成圖丙所示的U-I圖象根據(jù)圖 象的信息可以計(jì)算出小燈泡的額窪電功率為 W； （5）為了用電流表、電阻箱R和滑動(dòng)變阻器，測(cè)量額泄電流為1的小燈泡的額圧電功率，該同 學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路。操作步驟為: T 閉合開關(guān)S、S,.斷開S2,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為Is,，此時(shí)小燈

14、泡正常 發(fā)光: 保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不動(dòng)閉合開關(guān)S、S2,斷開S|,調(diào)節(jié)電阻箱R.使電流表的示數(shù) 為I紛 讀出此時(shí)電阻箱的電阻值為R（b則小燈泡的額世電功率的表達(dá)式為P = 8. 在“測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材有：兩節(jié)新丁電池、電流表、電壓表、額定電壓 2.5V的小燈泡，滑動(dòng)變阻器、開關(guān)，導(dǎo)線若干，實(shí)物電路如圖甲所示。 甲 L2 r： 5 Ri y 丙 (1)甲圖中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)趯?dǎo)線上畫“X，并在圖上改正(所畫的導(dǎo)線用實(shí)線且不 能交叉九 Wo (2)改正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出的小燈泡的I-U圖象如圖乙所示，則小燈泡額；4 功率是 (3) 僅用該實(shí)驗(yàn)裝置中的器材，以下探究活動(dòng)能夠完成的是 A測(cè)量小燈泡的電阻 B探究串聯(lián)電路電流的特點(diǎn) C探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn) D探究電流與電壓的關(guān)系 (4) 完成上而實(shí)驗(yàn)后，小明又設(shè)訃了如圖丙所示的電路，測(cè)出了額世電流為1小燈泡L2的額