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1、第3节测量小灯泡的电功率【新新课导课导思思】如如图图所示所示,甲、乙两只灯泡展开了激烈的争甲、乙两只灯泡展开了激烈的争论论,谁说谁说的有道理呢的有道理呢?我我们们能否能否测测出它出它们们的的电电功率呢功率呢?【目目标导标导学学】1.1.会用会用电压电压表和表和电电流表流表测测量小灯泡的量小灯泡的电电功率。功率。2.2.通通过实验过实验,进进一步理解一步理解额额定功率和定功率和实际实际功率。功率。3.3.通通过过探究探究,知道小灯泡的知道小灯泡的电电功率随它两端的功率随它两端的电压电压的改的改变变而改而改变变,并并发现发现其其变变化的化的规规律。律。【自主自主预习预习】1.1.测测量以下三种情况
2、下小灯泡的量以下三种情况下小灯泡的实际实际功率功率:(1)(1)使小灯泡两端的使小灯泡两端的电压电压_额额定定电压电压,观观察小灯泡的察小灯泡的亮度亮度,测测量它的量它的电电功率功率,即是它的即是它的额额定功率。定功率。(2)(2)使小灯泡两端的使小灯泡两端的电压电压_额额定定电压电压,观观察小灯泡的察小灯泡的亮度亮度,测测量它量它实际实际的的电电功率。功率。等于等于低于低于(3)(3)使小灯泡两端的使小灯泡两端的电压约为额电压约为额定定电压电压(标标在灯口上在灯口上)的的_,_,观观察小灯泡的亮度察小灯泡的亮度,测测量它量它实际实际的的电电功率。功率。1.21.2倍倍2.2.根据根据给给定器
3、材按照要求定器材按照要求设计电设计电路路:(1)(1)器材器材:电电源、源、电压电压表、表、电电流表、小灯泡、滑流表、小灯泡、滑动变动变阻器、阻器、开关、开关、导线导线若干。若干。(2)(2)要求要求:滑滑动变动变阻器能改阻器能改变电变电路中路中电电流流,电压电压表表测测小灯小灯泡两端泡两端电压电压,电电流表流表测电测电路中路中电电流。流。3.3.实验实验前前,将滑将滑动变动变阻器的滑片移至阻阻器的滑片移至阻值值_处处,开关开关处处于于_状状态态。最大最大断开断开知知识识点点 测测量小灯泡的量小灯泡的电电功率功率1.1.实验实验原理原理:_:_。参考答案参考答案:P=UIP=UI2.2.测测量
4、物理量量物理量:由由P=UIP=UI知知,测测量小灯泡的量小灯泡的电电功率需功率需测测量小量小灯泡两端的灯泡两端的_和通和通过过小灯泡的小灯泡的_。参考答案参考答案:电压电流电压电流3.3.实验实验器材器材:(1)(1)利用利用_测测量量电压电压。(2)(2)利用利用_测测量量电电流。流。(3)(3)改改变变小灯泡两端的小灯泡两端的电压电压需用的器材是需用的器材是_。(4)(4)除上述器材外除上述器材外,还还需要需要_、_、_、_。参考答案参考答案:(1)(1)电压表电压表(2)(2)电流表电流表(3)(3)滑动变阻器滑动变阻器(4)(4)电源小灯泡开关导线电源小灯泡开关导线4.4.设计实验设
5、计实验:根据所根据所选选的器材的器材,设计实验电设计实验电路路图图并并连连接接电电路。路。(1)(1)连连接接电电路路时时,开关开关应处应处于于_状状态态。(2)(2)闭闭合开关前合开关前,滑滑动变动变阻器的滑片阻器的滑片应应置于置于_。提示提示:(1):(1)分析分析电电路路图图,结结合每个元件的合每个元件的连连接特点接特点,完成完成实实物物图连图连接。接。为为保保证电证电路的路的连连接安全接安全,在在连连接接电电路路时时,开关开关应应断开。断开。(2)(2)在开关在开关闭闭合前合前,应应把滑把滑动变动变阻器的滑片置于阻阻器的滑片置于阻值值的最的最大端大端,以免开关以免开关闭闭合合时时,电电
6、流流过过大大,烧烧毁毁元件。元件。参考答案参考答案:如图所示如图所示(1)(1)断开断开(2)(2)阻值最大端阻值最大端5.5.进进行行实验实验:(1)(1)检查电检查电路无路无误误后后,闭闭合开关合开关S,S,移移动动滑滑动变动变阻器的滑片阻器的滑片P,P,分分别别使使电压电压表的示数等于、低于和高于小灯泡的表的示数等于、低于和高于小灯泡的_时时,观观察小灯泡的察小灯泡的发发光情况光情况,并并记记下下_示数。示数。(2)(2)小灯泡在不同小灯泡在不同电压电压下的下的电电流流值值如表所示如表所示,算出算出实际实际功功率并填入表格。率并填入表格。电压电压U/VU/V2.2.0 02.2.5 53
7、.3.0 0电电流流I/AI/A0.0.22220.0.25250.0.2828电电功率功率P/WP/W灯泡灯泡发发光情况光情况暗暗正正常常很很亮亮参考答案参考答案:(1)(1)额定电压电流表和电压表额定电压电流表和电压表(2)0.44(2)0.440.6250.6250.840.846.6.分析分析归纳归纳:分析表格中的各分析表格中的各项项数据可知。数据可知。(1)(1)当当U U实实UUU额额时时,P,P实实_P_P额额,灯泡灯泡发发光光_。参考答案参考答案:(1)(1)(3)很亮很亮7.7.【交流与交流与讨论讨论】:(1)(1)滑滑动变动变阻器的作用阻器的作用:_:_、_。参考答案参考答
8、案:保护电路改变小灯泡两端的电压保护电路改变小灯泡两端的电压(2)(2)如何如何选择电选择电流表和流表和电压电压表的量程表的量程?提示提示:电压表量程的选择要参考小灯泡的额定电压。电电压表量程的选择要参考小灯泡的额定电压。电流表量程的选择流表量程的选择,应根据小灯泡的额定电压值和所给的应根据小灯泡的额定电压值和所给的电阻电阻,结合欧姆定律结合欧姆定律I=I=计算出小灯泡的额定电流计算出小灯泡的额定电流,依据小灯泡的额定电流选择电流表的量程。在不知道依据小灯泡的额定电流选择电流表的量程。在不知道小灯泡电阻的情况下小灯泡电阻的情况下,可以采用试触的方法。可以采用试触的方法。参考答案参考答案:依据额
9、定电压和小灯泡的额定电流依据额定电压和小灯泡的额定电流,采用试采用试触法。触法。(3)(3)测测量量实际电压实际电压高于高于额额定定电压时电压时的的电电功率功率时时,加在小灯加在小灯泡两端的泡两端的电压电压有什么要求有什么要求?为为什么什么?参考答案参考答案:加在小灯泡两端的电压不能高于额定电压太加在小灯泡两端的电压不能高于额定电压太多多,若高于额定电压太多会烧坏小灯泡。若高于额定电压太多会烧坏小灯泡。(4)(4)实验实验中能否多次中能否多次测测量求小灯泡量求小灯泡电电功率的平均功率的平均值值?提示提示:由于实验中测出的电功率是在不同的电压下测出由于实验中测出的电功率是在不同的电压下测出的的,
10、电功率的值是相对于不同电压来说的电功率的值是相对于不同电压来说的,应分别求出应分别求出各自电压下的电功率。只有额定电压下的电功率才是各自电压下的电功率。只有额定电压下的电功率才是额定功率额定功率,所以求平均值没有意义。所以求平均值没有意义。参考答案参考答案:只有在额定电压下的电功率为额定功率只有在额定电压下的电功率为额定功率,故故不能求平均值。不能求平均值。【示范示范题题】(2016(2016北海中考北海中考)同学同学们们在在“探究小灯泡探究小灯泡实际实际功率的功率的规规律律”时时,用两用两节节新干新干电电池串池串联组联组成的成的电电源和源和标标有有“2.5V2.5V”字字样样的小灯泡等元件的
11、小灯泡等元件连连接了如接了如图图甲所示的甲所示的电电路路,请请回答回答:(1)(1)连连接接电电路路时时,开关开关应应_(_(选选填填“闭闭合合”或或“断开断开”)。(2)(2)闭闭合开关前合开关前,滑滑动变动变阻器的滑片阻器的滑片应应移到移到_处处(选选填填“A A”或或“B B”)。(3)(3)实验实验中中,小小飞发现闭飞发现闭合开关后合开关后,无无论论怎怎样样移移动动滑滑动变动变阻阻器的滑片器的滑片,小灯泡都不亮小灯泡都不亮,电电流表无示数流表无示数,电压电压表示数接表示数接近近3V,3V,则电则电路故障可能是路故障可能是_。(4)(4)小小飞飞排除故障后排除故障后,进进行多次行多次实验
12、实验,并并记记下相下相应应的的电压电压表表和和电电流表的示数流表的示数,绘绘制成如制成如图图乙所示的乙所示的I-UI-U关系关系图图象。象。根据根据图图象可知象可知,小灯泡的小灯泡的实际实际功率随功率随实际电压实际电压的增大而的增大而_(_(选选填填“增大增大”“”“减小减小”或或“不不变变”),),小灯泡正常小灯泡正常发发光光时时的的电电功率功率为为_W_W。【拓展拓展】另一另一组组同学通同学通过测额过测额定定电电流流计计算小灯泡的算小灯泡的额额定功率定功率时时,电压电压表突然坏了表突然坏了,又没有好的又没有好的电压电压表更表更换换,但但有一个有一个R=5R=5的定的定值电值电阻和另一个阻和
13、另一个电电流表流表A AK K,小小飞飞和他和他们们一起一起讨论讨论找到了解决找到了解决问题问题的方法的方法,此方法此方法应应是是:先先_,_,再再调节调节滑滑动变动变阻器阻器,使使电电流表流表A AK K的的示数示数为为_A_A即可。即可。【精讲精析精讲精析】(1)(1)连接电路时连接电路时,为保护电路元件的安全为保护电路元件的安全,开关应断开。开关应断开。(2)(2)为了保护电路为了保护电路,在闭合开关前在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处片移到阻值最大处,由图可知滑片应移到由图可知滑片应移到A A处。处。(3)(3)连好电路连好电路,小飞发现闭合开关后小飞发
14、现闭合开关后,无论怎样移动滑动无论怎样移动滑动变阻器的滑片变阻器的滑片,小灯泡都不亮小灯泡都不亮,电流表无示数电流表无示数,说明电路说明电路存在断路存在断路;电压表示数接近电压表示数接近3V,3V,说明电压表与电源两极说明电压表与电源两极相连相连,即电路故障应为小灯泡断路。即电路故障应为小灯泡断路。(4)(4)由小灯泡的由小灯泡的I-UI-U图象可知图象可知,随着灯泡两端的电压增大随着灯泡两端的电压增大,通过灯泡的电流增大通过灯泡的电流增大,根据根据P=UIP=UI可知可知,灯泡的实际功率灯泡的实际功率增大。由增大。由I-UI-U图象可知图象可知,当灯泡的额定电压当灯泡的额定电压U U额额=2
15、.5V=2.5V时时,所对应的电流所对应的电流I I额额=0.3A,=0.3A,灯泡额定功率灯泡额定功率:P:P额额=U=U额额I I额额=2.5V2.5V0.3A=0.75W0.3A=0.75W。【拓展拓展】根据等效替代的思想根据等效替代的思想,可通过计算定值电阻可通过计算定值电阻R R0 0的电压间接得到灯泡的电压间接得到灯泡L L的电压的电压,所以将已知阻值的电阻所以将已知阻值的电阻R R与小灯泡并联与小灯泡并联,电流表电流表A AK K测定值电阻测定值电阻R R的电流的电流;当当R R两端两端电压为电压为2.5V2.5V时灯泡正常发光时灯泡正常发光,测出此时通过灯泡的电流测出此时通过灯
16、泡的电流即可。即可。电路图如图所示电路图如图所示步骤步骤:根据电路图连接电路根据电路图连接电路,闭合开关闭合开关,调节滑动变阻器使调节滑动变阻器使电流表电流表A AK K示数示数:I IK K=0.5A,=0.5A,此时灯泡正常发光此时灯泡正常发光;读出此时电流表读出此时电流表A A的示数的示数I IL L;则小灯泡额定功率的表达式则小灯泡额定功率的表达式:P:P额额=U=U额额I IL L=2.5V=2.5VI IL L。答案答案:(1)(1)断开断开(2)A(2)A(3)(3)小灯泡断路小灯泡断路(4)(4)增大增大0.750.75【拓展拓展】将定值电阻将定值电阻R R与电流表与电流表A AK K串联再与小灯泡并联串联再与小灯泡并联0.50.5【微点微点拨拨】(1)(1)小灯泡的小灯泡的实际实际功率不一定等于其功率不一定等于其额额定功率定功率,只有当小只有当小灯泡两端的灯泡两端的电压电压等于其等于其额额定定电压时电压时,根据根据P=UIP=UI计计算得到算得到的功率才是小灯泡的的功率才是小灯泡的额额定功率。定功率。(2)(2)不同不同电压电压下下,小灯泡的功率不同小灯泡的功率不同,小灯泡两端的小灯泡两端的电压电压越越大大,小灯泡的功率越大。小灯泡的功率越大。(3)(3)小灯泡的亮度与小灯泡的亮度与实际实际功率有关功率有关,实际实际功率越大功率越大,小灯泡小灯泡越亮。越亮。