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1、初二物理测量小灯泡的电功率人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：测量小灯泡的电功率二. 规律方法指导1. 在用“伏安法”测电阻和用“伏安法”测电功率两个实验中都用到了滑动变阻器来改变电路中的电压，但前者是为了多次测量求平均值，后者则是为了让灯泡两端的电压高于、等于、低于其额定电压，以便在这三种情况下观察发光情况。2. 用“伏安法”测小灯泡的功率的实验电路是一个完整的电路。利用这一电路我们可以完成电流、电压的测量及数据的处理。在实验技巧上我们要通过小灯泡的有关数据来适当地选取两表的量程，要利用滑动变阻器调节三次实际电压。所以本实验是一个综合性较强的重要电学实验。三. 知识点分析：学法点拨：学
2、习本节的知识内容，应注重以下过程与方法：1. 本实验是通过控制用电器一小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流来控制其亮度，从而体验其额定功率与实际功率的差别，亲身体验其中能量转化的快慢。2. 由于小灯泡不是家庭电路的用电器，所以本实验是采用测电流电压的方法来测定它的功率，所以必须用到电流表和电压表，而学生用电流表和电压表通常都是多量程的，这时考虑电路中选用的供电电源的电压、电灯泡的规格就成为选择量程的依据。3. 本探究实验改变了灯泡两端电压后，通过灯泡的电流随之发生变化。既可用调整电源的方法来控制电灯泡的亮度，又可用滑动变阻器来控制电灯泡的亮度，因此控制滑动变阻器的阻值的大小，可以使电灯的亮度发生
3、变化。但实际电压过高可能使灯泡中电流相应的过大，因此有可能烧坏电灯泡，先使电灯泡正常发光，再逐渐调低电压使电灯泡发光变暗，这是比较安全的做法。问：你知道如何利用电能表测量用电器的功率吗？答：一般家用电能表的表盘上都标有每消耗电时电能表转过的转数，例如：一只电能表标有3000r/（），这表示每消耗的电，电能表的转盘（盘的边缘上有红色的箭头）就转3000转，利用这个数值我们就可以测出用电器的功率。在用电器工作的情况下，只要我们测出表盘上转过一定圈数N所用的时间，就可以求出用电器的电功率。如：某用电器工作时，表盘转过60圈所用的时间恰好为10min，则根据上面的知识我们就可以求出：。问：给你一个用电
4、器，你能用不同的方法测出它的功率吗？答：（1）可以用电流表和电压表测出其电流和两端的电压，用电功率公式P=UI计算出其功率，即用“伏安法”测功率。（2）在家庭电路中，只要用电能表测出一段时间内用电器消耗的电能，用钟表测出对应的工作时间，就可以用公式计算出其功率。（3）用“伏安法”测电功率时，如果缺少电流表或电压表，添加一个定值电阻，也可以测出用电器的功率。方法如图1所示，图中虚线部分表示使用两次。图1【典型例题】 例题：某同学想测定标有“”字样的小灯泡功率，所选配的器材如图所示。请将实验器材用线连接起来，组成电路。一. 基础题例l 根据“测量小灯泡的电功率”实验，完成下列要求。（1）实验器材除
5、了电流表、电压表、滑动变阻器、开关、若干导线、小灯泡外，还必须有_。 （2）实验时要按照电路图把实验器材连接好。在闭合开关之前，要调节滑动变阻器，使电路中的电阻_（填“最大”或“最小”）。（3）若小灯泡的额定电压是2.5V，为了使小灯泡正常发光，闭合开关后，应调节滑动变阻器，在调节时要注意观察_。实验时电流表选用“+”和“”接线柱，当小灯泡正常发光时，电流表刻度盘上指针的位置如图1所示。通过小灯泡的电流为_A，小灯泡的额定功率为_W。图1分析：（1）对照“测定小灯泡的电功率”实验的“标准电路”可以看出，除了题中所给的器材外，还应有电源。（2）滑动变阻器接于电路中除了调节小灯泡两端的电压外，还可
6、以保护电路，这就要求在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处。（3）要使小灯泡正常发光，它两端的电压应该等于其额定电压。这就要求在实验中调节滑动变阻器时要观察电压表的示数，使它的指针指在2.5V处，读出此时对应的电流表示数，由P=UI计算出电功率。答案：说明：“测定小灯泡的电功率”实验与“测电阻”实验的电路及器材极为相似，两个实验的方法都称为“伏安法”。在开始连接电路时，要使开关断开，闭合开关前，要把滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。二. 能力题例2 在测量额定电压是3.8V小灯泡电功率的实验中：（1）如图2甲所示是一个尚未连完的电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整。图2 （2）连完电
7、路经检查无误后，闭合开关开始实验。发现小灯泡不亮，电压表有示数。电流表指针几乎不偏转，原因可能是（ ）A. 小灯泡接触不良 B. 小灯泡被短路 C. 小灯泡的灯丝断了 D. 电流表被短路（3）排除故障后，若在实验过程中发现电压表示数为2V，则应将滑片向_方向移动才能使小灯泡正常发光（选填“A”或“B”）。当小灯泡正常发光时电流表示数如图2乙所示，则小灯泡的额定功率是_W。答案：三. 应用题例3 李明家在装修房子期间，准备为酒柜安装一个小射灯（图3甲是射灯的部分参数），李明刚刚学过电学的有关知识，决定目己动手安装。把小射灯直接接人家庭电路以后，刚一通电，小射灯就烧坏了。经过认真检查，发现还有一个
8、配件忘记安装了，李明读过说明书，明白了其中的道理。 （1）简要写出小射灯烧坏的原因：_。通过该事例你认为在使用和安装电器方面应注意：_。（2）李明想自己动手测一下小射灯的功率，图3乙是他设计的实验电路。此电路有什么错误和不妥之处？_。图3 （3）在解决了上述问题以岳，李明进行了实验，并将实验数据填入下表，请算出小射灯的额定功率为_W。此表的设计还存在一个不当之处，请写出：_。答案：（1）家庭电压远大于灯的额定电压；观察参数阅读说明书 （2）电流表“+”“”接反例4 如图4所示的电路中，电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 3W”，定值电阻R0的阻值为8，滑动变阻器R的最大阻值为120，电压表的量
9、程为015V。当电压表的示数为8V时，灯泡恰好正常发光，忽略温度变化对灯泡电阻的影响。求： （1）电源电压U。 （2）滑动变阻器连入电路的电阻值为25时，灯泡消耗的实际功率。（3）在不超过灯泡额定电压和电压表量程的情况下，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围。图4精析与解答：（1）（2）（3）灯泡正常发光时，变阻器电阻不超过电压表量程时，变阻器分压U3=15V，灯泡L和R0两端电压为，电路中的电流，此时，因此变阻器的阻值变化范围为16，范围说明：考查滑动变阻器连入电路的阻值变化引起电路中的电流变化及各用电器两端电压变化。例5 如图5是一个理发用电吹风的实物连接简图，其中发热电阻丝的阻值为50。
10、求： （1）电吹风吹冷风时，测得插头处电流为0.2A，此时电吹风消耗的电功率。 （2）电吹风吹热风时，正常工作2min，消耗的电能为多少千瓦时？图5精析与解答：（1）电吹风是家用电器，它正常工作时接电源电压为220V，当电吹风吹冷风时，只有S2闭合，电动机在工作，故电吹风电动机正常工作时消耗的电功率P=UI。，电吹风工作时消耗电功率。（2）如图5可知，当S1和S2闭合时，电热丝与电动机并联接在220V电源上。当电吹风吹热风时，电热丝与电动机均可工作，电动机消耗的功率（1）中已求，只需求出电热丝正常工作时的电功率即可。电吹风吹热风时，电热丝的功率。总功率。消耗电能说明：本题没有直接交待电吹风接的
11、电源电压，因为电吹风是家用电器，它正常工作时应接在家庭电路中，其电压是220V，如果不注意这点，本题将无法完成。【模拟试题】达标自查1. 测量小灯泡的功率的探究实验，依据的物理原理是 ，实验过程中所需要的器材有：电源、电灯泡、开关、导线，还需要 。2. 请画出本实验的电路图。3. 本实验中如果所用小灯泡上标有“”字样，那么实验时电源电压应怎样选择？说出你的理由。相应的电流表和电压表的量程如何选择？4. 一位同学在测量小灯泡的功率时得到了如下的数据，请根据表中所列出的数据填出其余的几个项目。通过以上数据处理你还有何发现？发现：（1） （2） 5. 说一说：在这个实验中为什么没有把测出的小灯泡的电
12、功率的平均值求出来？能力提高 6. 在测量小灯泡的功率的实验中，某同学在连接滑动变阻器时，由于粗心，连接的电路闭合开关后，移动变阻器的滑片时并不能改变灯泡的亮度，请你根据以下情况来判断该同学的连接过程中分别出现了何种错误？（1）小灯泡始终都亮时，原因 。（2）小灯泡始终都暗时，原因 。 7. 一个多用插座上带有一只小型电压表，把一只额定电功率是500W的电热水壶接在上面时，电压表显示的电压值是200V，你能否根据这一条件，粗略的估计电热水壶此时的实际功率的大小？说出你运用的知识，同时指出你在估算时做出了什么近似处理。【试题答案】测量小灯泡的电功率1. 电功率公式P=IU；电流表电压表和滑动变阻
13、器。2. 电路图如下所示：3. 电源电压应比小灯泡的额定电压略高（过高有可能烧坏电灯）；这样能使电灯泡在不同的电压状态下工作，分析比较其功率与什么因素有关；电压表应选择15V量程；电流表可在一次试触后进行选择。4. 功率分别为0.5；0.36；0.66；灯丝电阻分别是12.5；11；13.6；（1）电灯泡的实际功率随着它两端电压的改变而改变；（2）丝电阻随着灯丝的亮度发生变化。5. 小灯泡的电功率是一个随着电压发生变化的物理量求出平均值没有意义。6. 可能的原因是滑动变阻器的电阻都无法改变：（1）滑动变阻器的阻值为零；（2）滑动变阻器的电阻为最大。7. 可以；近似的认为电热水壶的电阻值没有发生改变；这样只要求出电热水壶的电阻值就可求出此时的实际电流和实际功率。
整理版初二物理测量小灯泡的电功率人教实验
