2017春九年级物理全册第18章电功率第3节测量小灯泡的电功率课件新版新人教版.ppt

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1、 只有电压表或电流表时测量小灯泡的电功率 (规律方法 ) 例 1 用如图 18 - 30所示的实验电路 ,测量一个标有“ 2.5 V”字样的小灯泡的额定功率 . (1)请在虚线框内画出与图 18 - 30对应的电路图 . (2)闭合开关后 ,电流表和电压表的示数都较小 ,小灯泡不发光 ,其原因是 : . (3)经过调整后 ,小灯泡发光 ,但如何使小灯泡正常发光呢 ?你的措施是 : . (4)爱探究的小强用另一只电流表 A2和一个 5 的定值电阻 R,连接了如图 18 - 31 所示的电路 ,同样测出了小灯泡的额定功率 .具体操作是 :闭合开关 ,移动滑动变阻 器的滑片 ,使电流表 A2的示数为

2、 A,小灯泡正常发光 .此时电流表 A1的示数 如图 18 - 32所示 ,则小灯泡的额定功率为 W. 2 2.55UVI R 解析 (1)根据实物图 ,从电源正极开始画起 ,依次画出开关、滑动变阻器、 小灯泡、电流表 ,再连接到电源负极 ,最后画出与小灯泡并联的电压表 .(2)电流表、 电压表都有示数 ,说明不存在电路故障 ,小灯泡不亮的原因很可能是由于滑动变阻 器接入电路中的阻值太大 ,造成电路中的电流太小 ,小灯泡消耗的实际功率不足以 达到使其发光的程度 .(3)为使小灯泡正常发光 ,应使小灯泡两端的电压为额定电压 , 只需调节滑动变阻器使电压表的示数为 2.5 V即可 .(4)为了测量

3、小灯泡正常发光 时的额定功率 ,那么其两端的电压应为 2.5 V,这就要求与其并联的定值电阻两端 的电压为 2.5 V,电流表 A2的示数 =0.5 A,又注意到电流表 A1选择 的量程为 03 A,其示数 I1=0.9 A,故通过小灯泡的电流 IL=0.9 A-0.5 A=0.4 A,故小 灯泡的额定功率为 P=UIL=2.5 V 0.4 A=1 W. 答案 (1)如图 18 - 33所示 . (2)滑动变阻器接入 电路中的阻值太大 , 电流过小 ,小灯泡的 实际功率较小 ,没有 达到发光功率 . (3)移动滑动变 阻器的滑片 ,使 电压表的示数 等于 2.5 V (4)0.5 1 只有电压

4、表或电流表时测量小灯泡的电功率 (规律方法 ) 例 1 用如图 18 - 30所示的实验电路 ,测量一个标有“ 2.5 V”字样的小灯泡的额定功率 . (1)请在虚线框内画出与图 18 - 30对应的电路图 . (2)闭合开关后 ,电流表和电压表的示数都较小 ,小灯泡不发光 ,其原因是 : . (3)经过调整后 ,小灯泡发光 ,但如何使小灯泡正常发光呢 ?你的措施是 : . (4)爱探究的小强用另一只电流表 A2和一个 5 的定值电阻 R,连接了如图 18 - 31 所示的电路 ,同样测出了小灯泡的额定功率 .具体操作是 :闭合开关 ,移动滑动变阻 器的滑片 ,使电流表 A2的示数为 A,小灯

5、泡正常发光 .此时电流表 A1的示数 如图 18 - 32所示 ,则小灯泡的额定功率为 W. 如图 18 - 33所示 滑动变阻器接入电路中的阻值太大 ,电流过小 ,小灯泡的实际功率较小 ,没 有达到发光功率 . 移动滑动变阻器的滑片 ,使电压表的示数等于 2.5 V 1 0.5 1.(2015厦门中考 )小鹭利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率 ,设计并连接了如 图甲所示的部分实验电路 . (1)请你添加一条导线 ,将图甲所示的实物图补充完整 ,并使滑动变阻器的滑片 P右 移时接入电路的阻值变大 . (2)闭合开关 S1,将开关 S2扳向 (选填“ 1”或“ 2” ),调节滑动变阻器使电 流表

6、的示数为 I1,如图乙所示 ,I1= A. (3)将开关 S2扳向另一端 ,保持 的阻值不变 ,调节 的阻值 R, 使电流表的示数仍为 I1. (4)若此时 R=7.0 ,小灯泡的实际功率 P1= W. (5)若小灯泡的额定电流为 I0=2I1,以下关于额定功率 P0与实际功率 P1的数值关系 , 你认为最有可能的是 ( ) A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1 (1)如图所示 . 1 0.2 滑动变阻器 电阻箱 0.28 D 不会计算灯泡的额定功率 (易错点 ) 例 2 (2016孝感中考 )小勇在测量额定电压是 2.5 V小灯泡电功率的实验中 : (1)为

7、完成实验 ,请用笔画线代替导线 ,将图 18 - 34甲中的实物电路图连接完整 . (2)闭合开关后 ,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片 ,小灯泡发光较暗但亮度 一直不变 ,其原因是 . (3)正确连接电路后 ,移动滑动变阻器的滑片 ,当电压表示数为 2 V时 ,电流表示 数如图乙所示 ,此时 ,小灯泡的实际功率为 W. (4)若要测量小灯泡的额定功率 ,应再将滑动变阻器的滑片向 (填“左” 或“右” )移动 ,直至电压表示数为 V为止 . (5)移动滑动变阻器的滑片 ,记下多组电流表示数及对应的电压表示数 ,并画出 图丙所示的 I - U图像 ,从图像可以计算出小灯泡的额定功率为 W. 解析

8、 (1)测量小灯泡电功率的实验中滑动变阻器应一上一下串 联接入电路中 ,电压表测灯泡电压 ,应与灯泡并联 ,灯泡额定电压 2.5 V, 所以电压表使用 03 V量程 ,由此连接实物如图 18 - 35所示 ;(2)如果滑 动变阻器同时接下面两个接线柱 ,滑动变阻器阻值全部接入电路 ,滑动 变阻器变成为定值电阻 ,无论怎样移动滑动变阻器的滑片 ,电路中电阻 都不变 ,电路中电流较小 ,所以灯泡的亮度比较暗 ;(3)由图乙所示电流 表可知 ,电流表量程是 00.6 A,分度值是 0.02 A,电流表示数为 0.22 A, 所以电压表示数为 2 V时 ,灯泡实际功率 P=UI=2 V 0.22 A=

9、0.44 W;(4)要测定灯泡的额定功率 ,应使灯泡两端的电压等于其额定电压 , 此时应减小滑动变阻器的阻值 ,将滑片向左端滑动 ,使电压表的示数为 2.5 V;(5)由图丙 I - U图像可知 ,灯泡额定电压 U=2.5 V所对应的电流 I=0.25 A,则灯泡的额定功率 P=UI=2.5 V 0.25 A=0.625 W. 不会计算灯泡的额定功率 (易错点 ) 例 2 (2016孝感中考 )小勇在测量额定电压是 2.5 V小灯泡电功率的实验中 : (1)为完成实验 ,请用笔画线代替导线 ,将图 18 - 34甲中的实物电路图连接完整 . (2)闭合开关后 ,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片

10、 ,小灯泡发光较暗但亮度 一直不变 ,其原因是 . (3)正确连接电路后 ,移动滑动变阻器的滑片 ,当电压表示数为 2 V时 ,电流表示 数如图乙所示 ,此时 ,小灯泡的实际功率为 W. (4)若要测量小灯泡的额定功率 ,应再将滑动变阻器的滑片向 (填“左” 或“右” )移动 ,直至电压表示数为 V为止 . (5)移动滑动变阻器的滑片 ,记下多组电流表示数及对应的电压表示数 ,并画出 图丙所示的 I - U图像 ,从图像可以计算出小灯泡的额定功率为 W. 滑动变阻器同时接下面两个接线柱 0.44 左 2.5 0.625 (1) 2.(1)在测量额定电压是 3.8 V的小灯泡的额定功率时 ,如图

11、所示是小 宜同学连接不完整的实验电路 ,请你用笔画线代替导线帮他将图中未连 接部分连接好 ,要求 :电压表、电流表选择合适的量程 ,滑动变阻器的滑 片向右移动使连入电路的阻值减小 .(小灯泡正常发光时电阻约为 10 ) (2)小宜同学在实验中为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率 ,改变 接入电路的滑动变阻器的阻值 ,分别得到三组数据 ,如下表 : 老师认为小宜同学通过三次测量得到三组数据 ,算出三个电功率值 ,再 求平均值得到额定功率的数据处理方法有误 ,为什么 ? (3)你认为正确测量结果 P额 = W. (1)如图所示 . 因为额定功率是用电器在额定电压下的功率 ,当滑动变阻器阻值变化时

12、,灯两端的 电压也变化 ,实际功率是变化的 ,多次测量求平均值算出的功率不是额定功率 . 1.52 例 1 实验探究题 (2016南昌中考 )某市中考实验操作考试时 ,实验员为同学 们“探究小灯泡的额定电功率”准备了以下器材 :额定电压为 2.5 V的小 灯泡 (正常发光时电阻均为 10 )、规格为“ 10 1 A”的滑动变阻器、 新干电池 4节、开关、电流表、电压表、导线若干 . 【设计实验与制订计划】 (1)请你用笔画线代替导线 ,将图 18 - 36甲所示的电路连接完整 ; (2)在闭合开关前 ,应将滑片 P移到最 (选填“左”或“右” )端 ; (3)在虚线方框内画出对应的电路图 ;

13、(4)经检查 ,电路连接无误 ,各元件完好 .闭合开关后 ,无论怎样移动滑片 P, 电压表的示数都调不到 2.5 V,存在这种问题的原因是 ,让 小灯泡正常发光最简便的方法是 : ; (5)解决上述问题后 ,移动滑片 P使电压表的示数为 2.5 V时 ,小灯泡正常发 光 ,此时电流表示数如图乙所示 ,则小灯泡的额定功率是 W. 2.510UVI R 解析 (1)测小灯泡的额定电功率的实验中 ,电压表应与灯泡并联测其两端电压 , 电流表与灯泡串联测其电流 ,小灯泡的额定电压为 2.5 V,所以电压表使用 03 V量程 ; 由欧姆定律可知 ,灯泡正常发光时的电流约为 : =0.25 A,所以电流表

14、使 用 00.6 A量程 ,连接的实物如图 18 - 37甲所示 ; (2)为了保护电路 ,在闭合开关前 ,应将滑片 P移到最大阻值处 ,由图可知滑片应滑到最 右端 ;(3)根据实物图 ,画出电路图如图 18 - 37乙所示 ;(4)4节新干电池串联组成电源 , 电源电压为 6 V,滑动变阻器的最大阻值为 10 ,小灯泡正常发光时电阻约为 10 ,根 据串联电路的分压原理可知 ,当滑动变阻器连入阻值最大时 ,此时灯泡两端电压最小 为 3 V,所以无论怎样移动滑片 P,电压表的示数都调不到 2.5 V,让小灯泡正常发光最 简便的方法是减少一节干电池 (减小电源电压 );(5)由图乙知 ,电流表量

15、程 00.6 A,分 度值 0.02 A,灯泡正常发光时的电流为 0.2 A,所以灯泡的额定功率 :P=UI=2.5 V 0.2 A=0.5 W. 例 1 实验探究题 (2016南昌中考 )某市中考实验操作考试时 ,实验员为同学 们“探究小灯泡的额定电功率”准备了以下器材 :额定电压为 2.5 V的小 灯泡 (正常发光时电阻均为 10 )、规格为“ 10 1 A”的滑动变阻器、 新干电池 4节、开关、电流表、电压表、导线若干 . 【设计实验与制订计划】 (1)请你用笔画线代替导线 ,将图 18 - 36甲所示的电路连接完整 ; (2)在闭合开关前 ,应将滑片 P移到最 (选填“左”或“右” )

16、端 ; (3)在虚线方框内画出对应的电路图 ; (4)经检查 ,电路连接无误 ,各元件完好 .闭合开关后 ,无论怎样移动滑片 P, 电压表的示数都调不到 2.5 V,存在这种问题的原因是 ,让 小灯泡正常发光最简便的方法是 : ; (5)解决上述问题后 ,移动滑片 P使电压表的示数为 2.5 V时 ,小灯泡正常发 光 ,此时电流表示数如图乙所示 ,则小灯泡的额定功率是 W. (1)如图所示 . (3)如图所示 . 右 减少一节干电池 电源电压过大 0.5 例 2 数据分析题 按图 18 - 38所示电路对额定电压为 3.8 V的小灯泡进行实验时 ,测 得 5组实验数据 ,并记录在表中 ,同时记

17、录了小灯泡亮度变化情况 . 请你仔细分析实验数据和实验现象 ,回答以下问题 : (1)小灯泡的额定功率是 W; (2)小灯泡亮度变化规律是 ; (3)除了表格中列出的数据和现象外 ,你还能发现的问题是 . 解析 (1)由图知当电压为 3.8 V时 ,电流为 0.31 A,则 P=UI=3.8 V 0.31 A=1.178 W;(2)由表中看出 ,随着电压的增大 ,亮度增加 ,故电压 越大 ,电功率越大 ,亮度越大 ;(3)由欧姆定律得 :电阻依次为 :10.7 ,11.7 ,12.3 ,12.5 ,13.2 ,故随通电时间的变化而变化 ,即电阻与温度有关 . 1.178 电压越大 ,电功率越大

18、 ,亮度越大 灯丝电阻随通电时间的变化而变化 ,说明电阻与温度有关 例 3 图像分析题 小明同学想对如图 18 - 39甲所示的电路进行深入研究 ,他进行了 如下尝试 : (1)首先他分析出 :若已知电源电压恒为 U,定值电阻 R1的阻值为 R0,某时刻电路 中的电流为 I,则滑动变阻器 R2两端的电压 U2= ;滑动变阻器 R2的电 功率 P2= . (2)他按照电路图连接了实验电路 ,调节滑动变阻器的滑片 ,相应地记录了电流 表、电压表 V1和 V2的示数 ,测出 R1的电功率 P1、滑动变阻器 R2的电功率 P2、 电路的总功率 P总 ,请根据表中数据分别在图乙和图丙中描点画出图像 .

19、(3)分析图像 由图乙可得结论 . 由图丙可得结论 . 解析 (1)由电路图可知 ,R1与 R2串联 ,则电流相等 ,若已知电源电压恒为 U,定值电阻 R1的阻值为 R0,某时刻电路中的电流为 I,则滑动变阻器 R2两端的 电压 U2=U-IR0;滑动变阻器 R2的电功率 P2=U2I=UI-I2R0. (2)根据表格中功率 P总 与对应的电流 I,描点画出图像乙 ;根据表格中滑动变阻 器 R2的电功率 P2与对应电流 ,描点画出图像丙 . (3)根据图乙曲线可得出结论 :电路总功率 P总 与电流 I成正比 ;根据图丙曲线可 得结论 :当电流增大时 ,滑动变阻器的功率先增大后减小 . 答案 (

20、1)U-IR0 UI-I2R0 (2)如图 18 - 40所示 . (3)电路总功率 P总 与电流 I成正比 当电流增大时 ,滑动变阻器的功率 先增大后减小 例 3 图像分析题 小明同学想对如图 18 - 39甲所示的电路进行深入研究 ,他进行了 如下尝试 : (1)首先他分析出 :若已知电源电压恒为 U,定值电阻 R1的阻值为 R0,某时刻电路 中的电流为 I,则滑动变阻器 R2两端的电压 U2= ;滑动变阻器 R2的电 功率 P2= . (2)他按照电路图连接了实验电路 ,调节滑动变阻器的滑片 ,相应地记录了电流 表、电压表 V1和 V2的示数 ,测出 R1的电功率 P1、滑动变阻器 R2

21、的电功率 P2、 电路的总功率 P总 ,请根据表中数据分别在图乙和图丙中描点画出图像 . (3)分析图像 由图乙可得结论 . 由图丙可得结论 . UI-I2R0 U-IR0 (2)如图 18 - 40所示 . 当电流增大时 ,滑动变阻器的功率先增大后减小 电路总功率 P总 与电流 I成正比 例 4 实验评价题 (2015 扬州中考 )在测定额定电压为 2.5 V的小灯泡 (正常发光时电阻约为 8 )电功率的实验中 ,电源为两节新干电池 . (1)连接电路时 ,开关应 .请用笔画线将图 18 - 41乙电路连接完整 , 要求滑片 P向左滑动时 ,滑动变阻器接入电路的电阻变小 . (2)电路连接后

22、 ,闭合开关 ,移动滑片 (未达到最小阻值 ),发现灯泡不亮 ,电流 表有示数 ,电压表无示数 ,则故障可能是 . (3)排除故障后 ,为了测量小灯泡的额定功率 ,调节滑片使电压表的示数 为 V,此时电流表的示数如图丙所示 ,则小灯泡额定功率是 W. (4)若实验中电流表坏了 ,为了测量小灯泡的额定功率 ,小明选用一个 R0=5 的电阻 ,设计了如图丁所示的电路及实验方案 : 调节滑片使电压表的示数为额定电压 ; 保持滑片位置不变 ,只将电压表的 a点接线改接到 c点 ,测出 R0两端的电压 U0,通过计算得到小灯泡的额定功率 . 指出他的设计方案中存在的两个问题 : 问题一 : ; 问题二

23、: . 0 3= 58U U VI R R R 总 灯 解析 (1)在连接电路时 ,开关应断开 ;当滑片向左滑动时 ,接入电阻 变小 ,接入的电阻丝的长度变短 ,则滑动变阻器左下端的接线柱应接入电 路 ;(2)电流表有示数 ,说明电路中有电流通过 ,故不可能有断路现象 ,则电 路中发生了短路 ,灯泡不亮 ,电压表没有示数 ,故发生的故障是小灯泡短 路 ;(3)小灯泡的额定功率是指小灯泡在额定电压下工作时的功率 ,因此要 调节滑片使电压表的示数为 2.5 V,从图丙可知 ,此时电流表的读数为 0.3 A,则小灯泡的额定功率 P=UI=2.5 V 0.3 A=0.75 W; (4)只将电压表的 a

24、点接线改接到 c点 ,则电压表的正负接线柱接反了 ;电 源电压 U=3 V,当接入 R0时 ,若滑动变阻器接入电路的电阻为零 ,则电路中 的电流 0.23 A,此时电压表的示数 U灯 =IR灯 =0.23 A 8 =1.84 V,最大 ,即电压表示数无法调到 2.5 V,从而无法测量小灯泡 的额定功率 . 答案 (1)断开 如图 18 - 42所示 . (2) 灯泡短路 (3)2.5 0.75 (4)问题一 :电压表 的正负接线柱接反了 问题二 :无论怎样调 节变阻器 ,都不能使灯泡正常发光 例 4 实验评价题 (2015 扬州中考 )在测定额定电压为 2.5 V的小灯泡 (正常发光时电阻约为

25、 8 )电功率的实验中 ,电源为两节新干电池 . (1)连接电路时 ,开关应 .请用笔画线将图 18 - 41乙电路连接完整 , 要求滑片 P向左滑动时 ,滑动变阻器接入电路的电阻变小 . (2)电路连接后 ,闭合开关 ,移动滑片 (未达到最小阻值 ),发现灯泡不亮 ,电流 表有示数 ,电压表无示数 ,则故障可能是 . (3)排除故障后 ,为了测量小灯泡的额定功率 ,调节滑片使电压表的示数 为 V,此时电流表的示数如图丙所示 ,则小灯泡额定功率是 W. (4)若实验中电流表坏了 ,为了测量小灯泡的额定功率 ,小明选用一个 R0=5 的电阻 ,设计了如图丁所示的电路及实验方案 : 调节滑片使电压

26、表的示数为额定电压 ; 保持滑片位置不变 ,只将电压表的 a点接线改接到 c点 ,测出 R0两端的电压 U0,通过计算得到小灯泡的额定功率 . 指出他的设计方案中存在的两个问题 : 问题一 : ; 问题二 : . 无论怎样调节变 阻器 ,都不能使灯 泡正常发光 断开 如图 18 - 42所示 . 灯泡短路 2.5 0.75 电压表的正负接线柱接反了 例 5 探索创新题 测量“小灯泡的电功率” .小灯泡的额定电流为 0.3 A,灯丝阻值在 10 15 之间 .所提供的器材有 :电流表、电压表、电源 (电压恒为 6 V)、开 关各一个 ,滑动变阻器 (“ 5 2 A”“ 20 1 A” )两个 ,

27、导线若干 . (1)如图 18 - 43甲所示是小明没有连接完的实物电路 ,请你用笔画线代替导线 将实物图补充完整 . (2)小明选用的滑动变阻器的规格为 . (3)闭合开关 ,移动滑片 ,当电流表的示数为 0.3 A时 ,电压表的示数如图乙所示 , 读数为 V,小灯泡的额定功率为 W. (4)小红没用电压表 ,但多用了一个开关 ,其他器材与小明的相同 ,也测出了小灯 泡的额定功率 .请画出她设计的电路图 ,并写出实验步骤及测定额定功率的表 达式 .实验步骤 : . 表达式 :P额 = . 解析 (1)小灯泡的额定电流为 0.3 A,灯丝阻值在 10 15 之间 ,则其额 定电压约为 3 V4

28、.5 V,故应将电压表接线柱“ 15”与小灯泡右端相连 . 6 0.3 U VR IA总总 额 (2)当小灯泡正常发光时 ,电路中的总电阻 =20 ;灯丝阻值在 10 15 之间 ,此时滑动变阻器有效阻值约为 10 5 ,故应选择“ 20 1 A”的滑 动变阻器 . (3)此时电压表选择的量程是“ 015 V” ,示数为 4 V,故小灯泡的额定功率 P额 =U额 I额 =4 V 0.3 A=1.2 W. 6VI66 VV I6VI0.31 AI(4)没有电压表 ,不能直接测出小灯泡的额定电压 ,题设中已知小灯泡的额定电流 ,要想求出它的额定功率 ,只需间接测量出它的额定电压即可 .具体方法是

29、:如图 18 - 45所示 ,只闭合开关 S1,可调节滑动变阻器使电流表的示数为小灯泡的额定电流 0.3 A,保持滑动变阻器的阻值不变 ,设计一个短路开关 S2使小灯泡被短路 ,再记下电流表的示数 I,则滑动变阻器接入电路中的电阻与小灯泡串联时分得的电压为 0.3 A,那么小灯泡的额定电压为 0.3 A,小灯泡的额定功率为 P=U额 I额 =(6 V- 0.3 A) 0.3 A= 1.8 W. 答案 (1)如图 18 - 44所示 . (2)“ 20 1 A” (3)4 1.2 (4)如图 18 - 45所示 . 只闭合 S1,移动滑片 P,使电流表的示数为 0.3 A. 滑片 P 位置不变

30、,再闭合 S2,电流表的示数为 I 1.8 W 0.31 A I 【解题归纳】 本题的第 (4)问利用短路开关与电流表巧妙地“测”出 了小灯泡的额定电压 ,核心思路是先求得小灯泡正常发光时滑动变阻器 分得的电压 ,再利用串联分压的特点求出小灯泡的额定电压 .关键有二 : 一是断开短路开关 ,确定小灯泡正常发光时滑动变阻器滑片 P的位置 ;二 是闭合短路开关 ,确定滑动变阻器接入电路中的阻值 . 如图 18 - 45所示 . 只闭合 S1,移动滑片 P,使电流表的示数为 0.3 A. 滑片 P位 置不变 ,再闭合 S2,电流表的示数为 I 例 5 探索创新题 测量“小灯泡的电功率” .小灯泡的额

31、定电流为 0.3 A,灯丝阻值在 10 15 之间 .所提供的器材有 :电流表、电压表、电源 (电压恒为 6 V)、开 关各一个 ,滑动变阻器 (“ 5 2 A”“ 20 1 A” )两个 ,导线若干 . (1)如图 18 - 43甲所示是小明没有连接完的实物电路 ,请你用笔画线代替导线 将实物图补充完整 . (2)小明选用的滑动变阻器的规格为 . (3)闭合开关 ,移动滑片 ,当电流表的示数为 0.3 A时 ,电压表的示数如图乙所示 , 读数为 V,小灯泡的额定功率为 W. (4)小红没用电压表 ,但多用了一个开关 ,其他器材与小明的相同 ,也测出了小灯 泡的额定功率 .请画出她设计的电路图

32、 ,并写出实验步骤及测定额定功率的表 达式 .实验步骤 : . 表达式 :P额 = . 如图 18 - 44所示 “ 20 1 A” 4 1.2 0.31 A I P额 = 1.8 W 例 6 探索创新题 (2016 丹东中考 )小红做“测量小灯泡电功率”实验 ,实验室有如 下器材 :电源 (电压恒为 6 V)、小灯泡 (额定电压为 2.5 V,灯丝电阻约为 10 )、电流表、电压表、 开关各一个 ,规格分别为 R1“10 1 A” 和 R2“50 0.5 A” 的滑动变阻器各一个 ,导线若干 . (1)小红设计了图 18 - 46甲所示的电路 ,她应选用规格为 的滑动变阻器 (选填“ R1”

33、 或 “ R2”), 该实验中滑动变阻器的主要作用是 . (2)正确连接电路后 ,闭合开关 ,若小灯泡不亮 ,电流表有示数 ,电压表无示数 ,原因是 ;若小灯泡不亮 ,电流表无示数 ,电压表有示数 ,原因是 . (3)排除故障后 ,移动滑动变阻器滑片在不同位置 ,小灯泡 U - I图像如图乙所示 ,小灯泡的额定 功率为 W. (4)由图乙发现灯泡电阻是变化的 ,影响其变化的主要原因是 . (5)在没有电压表、只有电流表的情况下 ,小红增加了一只 10 的定值电阻 R并利用原有器材 , 也测出了额定电压为 2.5 V小灯泡的额定功率 .步骤如下 : 按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路 ; 闭

34、合开关 ,调节滑动变阻器滑片 ,使电流表示数为 A时 ,灯泡正常发光 ; 断开开关 ,保持 不 变 ,将电流表改接在灯泡所在支路中 ,再闭合开关 ,读出电流表示数 I; 小灯泡额定功率的表达式为 P额 = . LL URUR滑 滑 3.52.5L L URR U 滑滑 解析 (1)灯的额定电压为 2.5 V,所以 ,变阻器要分去 6 V-2.5 V=3.5 V的电压 , 根据分压原理 , ,滑动变阻器的阻值至少为 10 =14 ,根据欧姆定律知 ,灯正常发光时的电流约为 0.25 A,故应选用 R2“ 50 0.5 A”的滑动变阻器 ;因为测量小灯泡在不同电压下的电功率 ,所以 ,本实验中滑

35、动变阻器的主要作用是改变灯两端的电压 ; (2)正确连接电路后 ,闭合开关 ,电流表 有示数 ,说明电路为通路 ;小灯泡不亮 , 电压表无示数 ,说明小灯泡短路或电压 表短路 ;若小灯泡不亮 ,电流表无示数 , 电压表有示数 ,原因是小灯泡断路 ; (3)由图乙知 ,当灯两端电压为 2.5 V时对应的电流为 0.25 A, 小灯泡的额定功率 P额 =U额 I额 =2.5 V 0.25 A=0.625 W; (4)因为灯丝的电阻随温度的变化而变化 ,不是 一个定值 ,所以 ,由图乙发现灯泡电阻是变化的 , 影响其变化的主要原因是灯丝温度 ; 2.510LU VI R (5) 小红增加了一只 10

36、 的定值电阻 R,因当电流表示数为 =0.25 A 时 ,R两端的电压一定为 2.5 V,根据并联电路电压的特点 ,灯的电压为 2.5 V,灯一定正常 发光 ,所以 ,闭合开关 ,调节滑动变阻器滑片 ,使电流表示数为 0.25 A时 ,灯泡正常发光 ; 断开开关 ,保持变阻器滑片 P的位置或变阻器接入电路的阻值不变 ,将电流表改接在 灯支路中 ,此时电路的连接关系没有改变 ,只是电流表由原来测通过 R的电流变为测通 过灯的电流 I,R与灯两端的电压与变阻器的电压均保持不变 ,灯仍正常发光 ,通过灯的 电流 I即为灯正常发光时的电流大小 ; 小灯泡额定功率的表达式为 P额 =U额 I=2.5I.

37、 例 6 探索创新题 (2016 丹东中考 )小红做“测量小灯泡电功率”实验 ,实验室有如 下器材 :电源 (电压恒为 6 V)、小灯泡 (额定电压为 2.5 V,灯丝电阻约为 10 )、电流表、电压表、 开关各一个 ,规格分别为 R1“10 1 A” 和 R2“50 0.5 A” 的滑动变阻器各一个 ,导线若干 . (1)小红设计了图 18 - 46甲所示的电路 ,她应选用规格为 的滑动变阻器 (选填“ R1” 或 “ R2”), 该实验中滑动变阻器的主要作用是 . (2)正确连接电路后 ,闭合开关 ,若小灯泡不亮 ,电流表有示数 ,电压表无示数 ,原因是 ;若小灯泡不亮 ,电流表无示数 ,

38、电压表有示数 ,原因是 . (3)排除故障后 ,移动滑动变阻器滑片在不同位置 ,小灯泡 U - I图像如图乙所示 ,小灯泡的额定 功率为 W. (4)由图乙发现灯泡电阻是变化的 ,影响其变化的主要原因是 . (5)在没有电压表、只有电流表的情况下 ,小红增加了一只 10 的定值电阻 R并利用原有器材 , 也测出了额定电压为 2.5 V小灯泡的额定功率 .步骤如下 : 按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路 ; 闭合开关 ,调节滑动变阻器滑片 ,使电流表示数为 A时 ,灯泡正常发光 ; 断开开关 ,保持 不 变 ,将电流表改接在灯泡所在支路中 ,再闭合开关 ,读出电流表示数 I; 小灯泡额定功率

39、的表达式为 P额 = . R2 改变灯泡两端的电压 小灯泡短路 (或电压表短路 ) 0.625 灯丝温度 0.25 滑动变阻器滑片 P的位置 (或滑动变阻器接入电路的阻值 ) 2.5I 例 7 实验探究题 小红用如图 18 - 47甲所示的电路测定小灯泡的额定功率 , 小灯泡的额定 电压为 2.5 V,灯丝电阻约为 6 .除小灯泡外 ,实验室提供的器材有 :电压为 6 V的电源 , 电流表 (00.6 A 03 A),电压表 (03 V 015 V),滑动变阻器 R1(20 1.5 A),滑动 变阻器 R2(5 1 A),开关一个 ,导线若干 .实验中 ,小红经过分析 .电流表选用了 (00.

40、6 A)量程 . (1)为保证实验的顺利进行 ,提高实验的准确性 ,电压表量程应该选 ,滑动 变阻器应该选 . (2)请按照小红设计的电路图 ,帮助她用笔画线代替导线 ,把乙图中实物连接图补充完 整 . (3)闭合开关前 ,滑动变阻器的滑片应移到 端 (填“左”或“右” );实验中 ,由 于某种原因 ,导致电压表的示数变为零 ,电流表的示数增大 ,则电路可能出现的故障 是 . 1 1 2.5= 6U VII R 灯 3.5= 0.4UVR IA 解析 (1)小灯泡的额定电压是 2.5 V,因此电压表量程选择 03 V;电源电压 是 6 V,小灯泡要想正常发光 ,必须串联一个滑动变阻器起分压作用

41、 :分担的电压 U=6 V-2.5 V=3.5 V,电路中的电流等于灯泡的额定电流 ,即 0.4 A,则此时滑动变阻器接入电路的阻值为 =8.75 ,因此选择 R1(20 1.5 A). (2)电压表量程选择 03 V,滑动变阻器按照“一上一下”的方 式接入电路如图 18 - 48所示 . (3)任何电学实验 ,连接电路时开关都要断开 ,滑片移到最大阻值处 ,滑动变阻器下端 选择的是左端的接线柱 ,因此滑片要移到右端 ;电压表示数为零 ,说明电压表被短路 或者与电源连接部分有断路 ,因为电流表有示数 ,所以电路无断路 ,因此电路故障是 电压表局部短路 (或小灯泡 L局部短路 ). 答案 (1)

42、03 V量程 R1(20 1.5 A) (2)实物电路连接图如图 18 - 48所示 . (3)右 电压表局部短路 (或小灯泡 L局部短路 ) 例 7 实验探究题 小红用如图 18 - 47甲所示的电路测定小灯泡的额定功率 , 小灯泡的额定 电压为 2.5 V,灯丝电阻约为 6 .除小灯泡外 ,实验室提供的器材有 :电压为 6 V的电源 , 电流表 (00.6 A 03 A),电压表 (03 V 015 V),滑动变阻器 R1(20 1.5 A),滑动 变阻器 R2(5 1 A),开关一个 ,导线若干 .实验中 ,小红经过分析 .电流表选用了 (00.6 A)量程 . (1)为保证实验的顺利进行 ,提高实验的准确性 ,电压表量程应该选 ,滑动 变阻器应该选 . (2)请按照小红设计的电路图 ,帮助她用笔画线代替导线 ,把乙图中实物连接图补充完 整 . (3)闭合开关前 ,滑动变阻器的滑片应移到 端 (填“左”或“右” );实验中 ,由 于某种原因 ,导致电压表的示数变为零 ,电流表的示数增大 ,则电路可能出现的故障 是 . 03 V量程 R1(20 1.5 A) 实物电路连接图如图 18 - 48所示 . 右 电压表局部短路 (或小灯泡 L局部短路 )