电功率测量.docx

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电功率测量

1.常规方法测电功率：

电压表、电流表齐全：

（电路与伏安法测电阻的电路很相似）

先调节，使小灯泡两端电压达到；再读出此时的额定电流，

注意事项：

（1）观察电流表、电压表、变阻器的和允许通过的，选择量程时电压表的量程要小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡的。

变阻器的电阻应与小灯泡的电阻相当为好，允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流。

（2）断开开关，调节滑变到处，使电路中的电阻。

（3）闭合开关，调节滑变，使小灯泡两端电压为其。

（4）此实验只做一次，不用求平均值。

（5）不能先用伏安法多次测量取平均测出小灯泡的电阻，再用

，因为R不是小灯泡正常发光时的电阻。

2.特殊方法测电功率

（1）缺少电压表：

用一个已知阻值的定值电阻和一个电流表联后替代缺少的电压表。

（2）缺少电流表：

用一个已知阻值的定值电阻和一个电压表联后替代缺少的电流表。

3.探究影响电流通过导体产生的热量的因素：

（1）电流产生的热量与电阻的关系。

（2）电流产生的热量与电流大小的关系。

例1.小雷想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关。

于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图甲所示的电路开始探究。

（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整。

（2）若小雷连接电路后闭合开关,灯L1几乎不发光,移动滑片P也不能改变灯的亮度。

原因是他把滑动变阻器的________（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路。

（3）小雷排除故障后，按图乙所示的电路继续进行实验：

①闭合开关,滑片P向_____（选填“A”或“B”）端移动,使灯L1发光,测出灯L1的相关物理量，记录和计算结果如上表

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。

（4）小雷注意到灯L1的亮度变化是：

第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。

结合表中数据得出的当小灯泡的实际电压_________额定电压时，实际功率_________额定功率；小灯泡越亮，它的实际功率越_________

（5）用L2替换L1重复上面的实验时,需改变__________表的量程,发现小灯泡L2的亮度变化规律与小灯泡L1相似。

（6）小雷在实验结束后与同学们讨论:

有同学认为“用上表中小灯泡L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。

”这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯泡电阻的影响。

变式训练

1.小雨在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡的额定功率，图1为他所连的实验电路。

（1）电池盒中至少有　　节干电池。

（2）经检查发现电路接线有错误，小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验，请在他接错的导线上打上“×”，并改正，要求滑动变阻器的滑片向左移动时灯泡变亮。

（3）实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图2所示。

则该小灯泡的额定电流为　　A，额定功率为　　W。

（4）小雨的同学在做实验时发现电压表0～15V量程不灵，无法按照常规方法进行试验，请在不增减器材的情况下，重新设计出测量小灯泡额定功率的电路图，请画在右上方虚框。

特殊方法测小灯泡电功率

例1.小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她向老师要了一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，设计了如图所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：

①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点________（选填“1”或“2”），移动滑片，使电压

表的示数为_________V；

②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点______（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U；

③小灯泡额定功率的表达式为P额=__________

（用已知量和测量量表示）。

变式训练：

1.阳阳在测量小灯泡的电功率时，发现小灯泡上的额定电压字迹不清楚，只能看到额定电流为0.2A，且电流表损坏，聪明的阳阳灵机一动，设计了如下电路，已知定制电阻的阻值为R0也测出了该灯泡的额定功率。

具体操作是:

①闭合开关______，断开开关______；移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为_____

②保持滑动变阻器的滑片位置不动,断开开关___，闭合开关___，读出此时电压表示数为U；

③小灯泡的额定功率P额=_________（用已知量和所测物理量符号表示结果）

例2.用如图所示的电路可测量已知额定电流的小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定功率为I额，定值电阻的阻值为R0实验步骤如下。

请补充完整：

①_______________________________________________________________；

②闭合开关S、S1,断开开关S2，______________,记下此时的电流表读数I1；

③小灯泡的额定功率表达式为P额=_____________。

变式训练

1.一小灯泡的额定电压为U额，小明用一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,设计了如图所示的电路,测出了灯泡的额定功率,请完成下列实验步骤:

①闭合开关S1，将S2拨到触点“1”,移动滑片,使电流表的示数为_________

②再将开关S2拨到触点“2”,保持滑片的位置不动,读出电流表的示数I

③灯泡额定功率的表达式为P额=______（用已知量和测量量表示）

实验探究电热影响因素

例1.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。

（1）在图甲中，通过两电热丝的电流__________；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的__________的关系。

（2）图乙是探究电流通过导体产生的热量与_____________的关系。

（3）在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的__________来比较各容器中电热丝产生热量多少的。

（4）英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的_______成正比，跟________成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为_______________。

变式训练

1.如图甲、乙是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。

（1）实验中，用_______________________反映密闭空气温度的变化。

（2）图甲可探究电流产生的热量与_____的关系，通电一段时间后，_____（填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多。

（3）图乙可探究电流产生的热量与_____的关系，通电一段时间后，_____（填“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多。

（4）该实验中用到的研究物理问题的方法是_________________________法（写出两种）。

（5）某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，设计了如图丙所示的装置，装入烧瓶的煤油质量相等,利用图丙装置也可探究电流通过导体时产生热量与_______的关系，烧瓶中用煤油而不用水是因为。

（6）现在教材中用甲装置替代丙装置的演示，请对比甲、丙装置，评价一下甲装置的优点：

____________。

1.电源电压（已知）保持不变,且大于小灯泡的额定电压（已知）,定值电阻的阻值已知。

在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是（）

2.小明和小华为测量两个额定电压均为3.8V的小灯泡L1、L2的额定功率，进行了以下实验：

（1）该实验的实验原理为　　；

（2）①为测量L1的额定功率，请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整；

②闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移动到最　　（填写“左”或“右”）端，小明发现此时电流表指针如图乙所示，则可能的原因是　　；

③排除故障后，闭合开关，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，灯泡都不亮，电压表和电流表均无示数。

小明找来一根完好的导线，一端连在电源负极，另一端依次触碰接线柱A、B、C，发现只有触碰接线柱C时，灯泡才发光，若此时电路中只有一处故障，则电路故障可能是　　；

④排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器，使电压表示数为　　V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　　W；

（3）测量L2的额定功率时，小明重新设计了电路，如图丁所示，已知电源电压保持6V不变，R0为阻值为10Ω的定值电阻，连接好电路后进行如下操作：

①将单刀双掷开关S与接线柱1相连接，闭合开关S1，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数为U1=3.8V；

②保持滑动变阻器滑片p位置不变，将单刀双掷开关s与接线柱2相连接，读出电压表示数为U2=5.7V：

③求出小灯泡L2的额定电功率为　　W。

（4）小华利用电流表和与小明相同的器材，也重新设计了一种测量小灯泡L2额定功率的电路，如图戊所示，连接好电路后进行如下操作：

①将单刀双掷开关S与接线柱1相连接，移动滑动变阻器滑片p，使电流表示数为I1=0.38A；

②保持滑动变阻器滑片位置不变，将单刀双掷开关S与接线柱2相连接，读出电流表示数为I2；

③求出小灯泡L2的额定电功率为P′=（I1•R0）×I2；

小明认为小华的实验设计存在问题，其错误在于　　

。

3.小明用图甲所示的电路测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。

（1）闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,接下来应进行的操作是_____（填选项字母）。

A.检查灯泡是否断路B.检查灯泡是否短路C.检查开关接触是否良好D.移动滑动变阻器的滑片

（2）小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是______A,小灯泡的额定功率是________w

（3）完成实验后,小明又设计了如图丙所示的电路图,只用电压表就测量出额定电压为U额的小灯泡的额定功率。

已知电源电压恒为U,定值电阻的阻值为R0请将实验步骤补充完整:

①__________________________（填三个开关闭合与断开情况）,调节滑动变阻器的滑片,使电压表示数为_____________,小灯泡正常发光。

②保持滑动变阻器滑片位置不动，_______________________（填三个开关闭合与断开情况）,记录电压表示数为U滑。

③小灯泡额定功率的表达式P额=________________________（用已知量和所测物理量符号表示）。

4.在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的分组实验中：

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（2）小明闭合开关后，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，此时电流表数如图乙所示，则小灯泡额定功率为_____W

（3）小华在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率（如表）,你认为这样处理数据是_________（合理/不合理）的，理由：

_______________________________________

[拓展]如果小灯泡丙端电压在不超过额定电压的情况下,滑动变阻器向右移动,滑动变阻器电阻改变了△R滑,小灯泡电阻改变了△RL则△R滑________△RL（选填“<”“=”或“>”）

如图中描述小灯泡功率P随滑动变阻器阻值R变化情况的图象中，正确的是____________

（4）若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1则额定电压U0与实际电压U1的数值关系最有可能是______（填选项字母）。

A.U0=1.5U1B.U0=2U1C.U0=3U1

5.小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。

所用器材：

额定电压为2.5V的小灯泡、电池组（二节干电池串联，电压为3V），电压表一块，滑动变阻器（10Ω,2A）定值电阻（R0=5Ω）、开关三个和导线若干。

（1）用笔画线代替导线，将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。

（2）闭合开关前，应将变阻器滑片滑到_____（选填“左”或“右”）端。

（3）连接完电路后，小明只闭合S、S1时，移动滑片P，电压表示数发生改变；只闭合S、S2时，移动滑片P，小灯泡不发光。

于是小明用电压表进行电路故障检测，把电压表并联在某电路元件两端，测试结果如表所示。

则电路中一定存在的故障是（ ）

A.灯泡L处断路

B.灯泡L处短路

C.开关S2处断路

（4）排除故障后，小明继续实验。

第一步：

只闭合S、S2，保持滑片P，使电压表的示数为____；

第二步：

只闭合S、S1，保持滑片P不动，读出电压表的示数为2.25V；

第三步：

小灯泡的额定功率为______。

（5）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，灯泡的实际功率P实____（选填“大于”、“小于”或“等于”）0.25P额

（6）【拓展】小红通过课外学习知道，干电池有一定的电阻，我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它（如图3所示）。

于是小红在小明完成步骤第一步后，将电压表并联在电池组两端，保持滑片P的位置不变，只闭合S、S2时，读出电压表示数为2.55V，则小明实验中所用电池组的电阻r是____。

6.学习了电功率后，小明利用如图甲所示的电路图来探究小灯泡功率跟电阻的关系。

L1规格为“2.5V0.25A”、L2额定电压是4.5V、L3额定电压是6V，可调电压电源。

图丙是小灯泡L2和L3的I﹣U图象

（1）请根据图甲所示电路图用笔画线代替导线将图乙所示实物图补充完整。

（2）电路连接完成后，小明只闭合开关S1，发现电流表有示数，但小灯泡不发光，原因是_________________________________________________________________________________。

（3）如表是实验中的相关数据。

第1次实验中电源电压U＝______V，L3的阻值R3＝______Ω。

（4）分析表中数据可得出，规格不同的小灯泡消耗的实际功率跟电阻的关系是：

①__________________________________________；

②___________________________________________。

（拓展）完成实验后，老师告诉小明用一个稳压电源和一个滑动变阻器可以制作成一个可调电压电源。

将自制的可调电压电源（稳压电源电压恒为6V）、电流表、小灯泡L3和开关串联，如图所示。

将滑片置于阻值最大处，闭合开关，向左移动滑片，当滑片从A点滑到最左端B点时（A、B两点图中未标出），电流表示数变化了0.1A，则RAB＝______Ω。

7.用如图

（1）所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。

相同烧瓶内装满了煤油。

（1）烧瓶中装入的煤油是______（选填“导体”或“绝缘体”）

（2）请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图。

（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝与的阻值应____。

通过R1的电流_______通过R2的电流。

（4）通电一段时间后，____（选填“甲”或“乙”）烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大。

（5）小红用如图所示的装置进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。

经多次实验测量搜集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度与电流I的关系图象（3），根据焦耳定律可知，图中能正确反映h−I关系的是__________。

（6）[拓展]用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算通过任何用电器产生的热量吗?

请用实例说明原因。

_______________________________________________________

______________________________________________________________________________________

课堂练：

1.明同学利用电流表机电阻箱测量小灯泡的功率，设计了如图甲所示的实物电路。

（1）完成甲电路的连接，使滑动变阻器连入电路的阻值最大；

（2）完成电路连接后，闭合开关S2，将单刀双掷开关S1扳向“1”，发现灯泡不亮，电流表有偏转，出现此现象的原因是___；

（3）闭合开关S2，将单刀双掷开关S1扳向“1”，调节滑动变阻器使电流表的示数为I1，如图乙所示，I1=________A；

（4）将开关S1扳向“2”，保持_________________不变，调节___________________，使电流表的示数仍为I1，此时电阻箱的示数R=5Ω；则步骤（3）中小灯泡的电阻R1=______Ω；

（5）步骤（3）中小灯泡的实际功率P1=________________W；

2.小轩同学在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。

（1）实验中通过观察来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；

（2）你认为甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与______的关系；

（3）由乙图所示的实验现象可以得到的结论是在电阻相同､通电时间相同的情况下，_______越大，电阻产生的热量越多；

（4）该实验采取的探究方法是（答出一种即可）；

（5）按照图甲的实验装置进行实验，发现随着通电时间的延长，玻璃管A､B中液面均逐渐上升，这表明在电阻和电流相同时，___________，电阻产生的热量越多；

（6）生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的，请举一例：

___________。