教科版九年物理6.8 測(cè)量小燈泡的電功率（學(xué)案含答案）

1、.初中物理測(cè)量小燈泡的電功率【考點(diǎn)精講】1. 原理與電路圖的設(shè)計(jì)生活中我們常見(jiàn)的小燈泡上往往只標(biāo)額定電壓，而不標(biāo)額定功率。所以，有時(shí)需要知道小燈泡的額定功率是多大，或者探究小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的功率大小、發(fā)光情況等，就需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量燈泡的功率，其測(cè)量的原理是：PUI。因此，我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是要測(cè)量燈泡兩端的電壓和通過(guò)燈泡的電流。這種設(shè)計(jì)方法也可以稱(chēng)作“伏安法。常見(jiàn)的電路圖如下：其中電路中的滑動(dòng)變阻器是用來(lái)改變燈泡兩端電壓的，它可以使燈泡正常發(fā)光或變亮、變暗，除此之外還可以改變電路中的電流，對(duì)電路起保護(hù)作用。2. 電源電壓、電流表和電壓表量程的選擇及滑動(dòng)變阻器的接線(xiàn)方法在實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)我們

2、需要選擇適宜的器材來(lái)測(cè)量燈泡的功率，選擇的主要根據(jù)是小燈泡的額定電壓，即小燈泡上所標(biāo)的電壓。如某個(gè)小燈泡上標(biāo)著“3.8V字樣，這說(shuō)明該燈泡的額定電壓是3.8V，我們應(yīng)該選大于3.8V的電源，否那么，燈泡就無(wú)法正常工作，相應(yīng)的電壓表的量程要用015V；常見(jiàn)的小燈泡在工作時(shí)，電流一般都不會(huì)超過(guò)0.6A，所以，中考時(shí)在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電流表的量程往往都是選00.6A的，很少出現(xiàn)例外的情況；至于滑動(dòng)變阻器的接線(xiàn)問(wèn)題，我們要采用“一上一下的接法，在滑動(dòng)變阻器的四個(gè)接線(xiàn)柱中，上面的兩個(gè)相當(dāng)于一個(gè)，選哪個(gè)都可以，但下面兩個(gè)接線(xiàn)柱選擇的不同，滑片挪動(dòng)時(shí)電阻大小的變化是不同的，所以有些中考題在這方面有

3、專(zhuān)門(mén)要求，同學(xué)們?cè)谧鲱}時(shí)要慎重。3. 實(shí)物電路的連接、本卷須知、找尋錯(cuò)誤電路在連接電路時(shí)最好先把串聯(lián)電路連好后，再把電壓表接在小燈泡的兩端，這樣可以防止連接時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤；還要注意連接時(shí)開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大的位置；要正確選擇電流表和電壓表的量程，注意正、負(fù)接線(xiàn)柱的接法是否正確，這也是電路連接過(guò)程中常出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方。4. 實(shí)驗(yàn)步驟1閉合開(kāi)關(guān)，挪動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡在額定電壓下發(fā)光，觀察其亮度，把對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值填入設(shè)計(jì)好的表格中。次數(shù)電壓U / V電流I / A功率P / W發(fā)光情況1232挪動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡在高于額定電壓1.2倍的電壓下發(fā)光，觀察其亮度，

4、把對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值填入表格中。3再次挪動(dòng)滑片，使小燈泡在低于額定電壓下發(fā)光，觀察其亮度，把對(duì)應(yīng)的電壓值和電流值填入表格。4根據(jù)公式PUI，計(jì)算出小燈泡的額定電功率和實(shí)際電功率并填入表格中。5. 電路故障的判斷在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)諸多故障，正確地判斷和快速地排除故障，這也是實(shí)驗(yàn)技能強(qiáng)弱的重要表現(xiàn)之一。 電路故障的判斷是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，總的說(shuō)有兩種：開(kāi)路和短路。假如開(kāi)關(guān)閉合，電流表有示數(shù)，小燈泡不亮往往是短路，也可能是滑動(dòng)變阻器的阻值過(guò)大；假如開(kāi)關(guān)閉合，電路中無(wú)電流時(shí)，常常是開(kāi)路，出現(xiàn)開(kāi)路時(shí)，哪部分電路兩端有電壓，那么開(kāi)路往往就發(fā)生在那部分電路中。終究是哪部分電路出現(xiàn)故障，還要根據(jù)詳細(xì)的情況來(lái)

5、判斷。6. 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，小燈泡的發(fā)光亮度與其實(shí)際功率有關(guān)，實(shí)際電功率越大，燈泡越亮；燈泡越亮，其燈絲溫度越高，燈絲的電阻值也越大，因?yàn)榻饘賹?dǎo)體的電阻會(huì)隨著溫度的升高而增大?！镜淅觥坷}1 某同學(xué)利用如下圖電路，測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A. 閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)移到B端B. 閉合開(kāi)關(guān)后，小燈泡不發(fā)光，一定是小燈泡燈絲斷了C. 當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，可算出小燈泡的額定功率D. 實(shí)驗(yàn)還可得知，小燈泡的實(shí)際功率越大，小燈泡越亮思路導(dǎo)航：閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)移到B端，使其阻值取最大值；閉合開(kāi)關(guān)后，小燈泡不發(fā)光的原因有很

6、多，并不一定是小燈泡燈絲斷了；當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，可算出小燈泡的額定功率；小燈泡的亮度要看小燈泡的實(shí)際功率，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。答案：B例題2 哈爾濱小明按如圖所示電路測(cè)量小燈泡功率，備有器材規(guī)格如下：電源電壓恒為6V，小燈泡額定電壓為2.5V，燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為10，變阻器甲的規(guī)格“10 1A、乙的規(guī)格“50 0.5A，電流表量程有“00.6A、“03A，電壓表量程有“03V、“015V，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是 A. 當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，燈泡消耗的功率等于額定功率B. 為減小誤差，電壓表量程選“03V，電流表量程選“00.6AC. 變阻器應(yīng)選擇

7、甲“10 1AD. 由本實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)，燈泡在不同電壓下，實(shí)際功率不同，亮度不同思路導(dǎo)航：當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V即燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，燈泡消耗的功率等于額定功率，故A正確；燈泡的額定電流為I0.25A，所以電流表的量程選00.6A，故B正確；燈泡正常發(fā)光時(shí)，變阻器兩端的電壓URUUL6V2.5V3.5V，變阻器接入電路中的電阻R1410，所以變阻器選“50 0.5A，故C不正確；由本實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn)，燈泡在不同電壓下，實(shí)際功率不同，亮度不同，故D正確。答案：C例題3 小紅用如圖甲所示的電路測(cè)定小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為6。除小燈泡外，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電壓為6V

8、的電源，電流表00.6A、03A，電壓表03V、015V，滑動(dòng)變阻器R120 1.5A，滑動(dòng)變阻器R25 1A，開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干。實(shí)驗(yàn)中，小紅經(jīng)過(guò)分析將電流表選用了00.6A量程。為保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)展，進(jìn)步實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，電壓表量程應(yīng)該選 ，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選 。請(qǐng)按照小紅設(shè)計(jì)的電路圖，幫助她用鉛筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，把乙圖中實(shí)物連接圖補(bǔ)充完好。閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到 端選填“左或“右；實(shí)驗(yàn)中，由于某種原因，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)變?yōu)榱?，電流表的示?shù)增大，那么電路可能出現(xiàn)的故障是。思路導(dǎo)航：小燈泡的額定電壓是2.5V，因此電壓表量程選擇03V；電源電壓是6V，要想使小燈泡正常發(fā)光，必須串聯(lián)一個(gè)

9、滑動(dòng)變阻器起分壓作用：分擔(dān)的電壓U6V2.5V3.5V，電路中的電流等于燈泡的額定電流，即II燈0.4A，那么此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R8.75，因此選擇R120 1.5A。電壓表量程選擇03V，滑動(dòng)變阻器按照“一上一下的方式接入電路，如下圖所示：做任何電學(xué)實(shí)驗(yàn)，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)都要斷開(kāi)，滑片移到最大阻值處，滑動(dòng)變阻器下端選擇的是左端的接線(xiàn)柱，因此滑片要移到右端；電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電壓表被短路或者與電源連接部分有斷路，因?yàn)殡娏鞅碛惺緮?shù)，所以電路無(wú)斷路，因此電路故障是電壓表部分短路或小燈泡L部分短路。答案：03V量程；R120 1.5A實(shí)物連接圖如下：右；電壓表部分短路或小燈泡L部分短路。

10、例題4 在測(cè)量“小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，小燈泡的額定電流為0.3 A，燈絲阻值在1015 之間。所提供的器材有：電流表、電壓表、電源電壓恒為6 V、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器“5 2A、“20 1A兩個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干。1如下圖是小明沒(méi)有連接完的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將實(shí)物圖補(bǔ)充完好。2小明選用的滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為。3閉合開(kāi)關(guān)，挪動(dòng)滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3 A時(shí)，電壓表的示數(shù)如上圖所示，讀數(shù)為V，小燈泡的額定功率為W。4小紅沒(méi)用電壓表，但多用了一個(gè)開(kāi)關(guān)，其他器材與小明的一樣，也測(cè)出了小燈泡的額定功率。請(qǐng)?jiān)谔摼€(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出她設(shè)計(jì)的電路圖，并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定額定功率的表達(dá)式。實(shí)驗(yàn)步驟： ；表達(dá)式：

11、P額。思路導(dǎo)航：1小燈泡的額定電流為0.3A，燈絲阻值在1015之間，那么其額定電壓約為34.5V，故應(yīng)將電壓表接線(xiàn)柱“15與小燈泡右端相連；2當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的總電阻R總20；燈絲阻值在1015之間，此時(shí)滑動(dòng)變阻器有效阻值約為105，故應(yīng)用選擇“20 1A的滑動(dòng)變阻器；3此時(shí)電壓表選擇的量程是“015V，示數(shù)為4V，故小燈泡的額定功率P額U額I額4V×0.3A1.2W；4沒(méi)有電壓表，不能直接測(cè)出小燈泡的額定電壓，題設(shè)中小燈泡的額定電流，要想求出它的額定功率，只需間接測(cè)量出它的額定電壓即可。詳細(xì)方法是：可調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為小燈泡的額定電流0.3A，保持滑動(dòng)變阻器

12、的阻值不變，設(shè)計(jì)一個(gè)短路開(kāi)關(guān)使小燈泡被短路，再記下電流表的示數(shù)I，那么滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為，它與小燈泡串聯(lián)時(shí)分得的電壓為×0.3A，那么小燈泡的額定電壓為6V×0.3A，小燈泡的額定功率為PUI6V×0.3A×0.3A1×1.8W。答案：1如甲圖所示220 1A 34 1.2 4如乙圖所示 只閉合S1，挪動(dòng)滑片P，使電流表的示數(shù)為0.3A；滑片P位置不變，再閉合S2，電流表的示數(shù)為I；1×1.8W【總結(jié)提升】另類(lèi)測(cè)量小燈泡電功率的方法方法導(dǎo)引：缺少電流表電壓表，也就是無(wú)法測(cè)量出燈泡正常工作情況下的電流電壓，那么我們就必須借助于

13、電路的變化主要運(yùn)用電路中不同開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)到達(dá)目的，通過(guò)另一種途徑得出燈泡正常工作時(shí)的電流電壓，然后再用公式PUI求出其額定功率。一缺少電流表實(shí)驗(yàn)器材：額定電壓的燈泡、電源、電壓表、定值電阻R、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，開(kāi)關(guān)兩個(gè)。實(shí)驗(yàn)電路：如下圖：實(shí)驗(yàn)步驟：1閉合開(kāi)關(guān)S1，挪動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓，讓燈泡正常發(fā)光；2保持滑片的位置不變，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，再閉合開(kāi)關(guān)S2，讀出電壓表的示數(shù)為U；3求出燈泡額定功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式：PU額×。二缺少電壓表實(shí)驗(yàn)器材：額定電壓的燈泡、電源、電流表、定值電阻R、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，開(kāi)關(guān)兩個(gè)。實(shí)驗(yàn)電路：如下圖：實(shí)驗(yàn)步驟：1閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)S2，挪動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為U額/R，表示燈泡此時(shí)正