千瓦時(kW·h)或度
2.額定電壓和額定功率
考點(diǎn)三　伏安法測量小燈泡的電功率
1.如圖23-1所示是IC卡電能表,一天,小明家中的IC卡電能表上的金額用完了,電能表便切斷了電路。小明的父親將存有300元的IC卡插入電能表,電路又接通了,此時電能表的示數(shù)為 。小明家所在地每度電的電費(fèi)是0.6元,300元電費(fèi)可用電　　　　kW·h。為防止電能表再次切斷電路,小明家應(yīng)在電能表的示數(shù)為 前為IC卡電能表充值。?
探究一　電功、電能表的讀數(shù)
2.(多選) [2018·聊城] 小明同學(xué)家的電能表上標(biāo)有“3000 revs/(kW·h)”的字樣,他將家中的其他用電器都與電源斷開,僅讓電水壺在額定電壓下工作,觀察到1 min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了45 revs,則下列說法正確的是(　　)A.電水壺是利用電流的熱效應(yīng)來工作的B.燒水過程中消耗的電能為5.4×105 JC.電水壺的額定功率為900 WD.當(dāng)實(shí)際電壓只有額定電壓的90%時,電水壺的實(shí)際功率為729 W
3.將“2.5 V　0.3 A”和“3.8 V　0.3 A”的兩個小燈泡接在合適的電源上,小燈泡均沒有燒壞,則下列說法正確的是(　　)A.若兩燈串聯(lián),“3.8 V　0.3 A"的小燈泡較亮B.若兩燈串聯(lián),“2.5 V　0.3 A”的小燈泡兩端電壓較大C.若兩燈并聯(lián),“3.8 V　0.3 A”的小燈泡較亮D.若兩燈并聯(lián),通過“3.8 V　0.3 A”小燈泡的電流較大
探究二　用電器的實(shí)際功率和額定功率
4.燈L1規(guī)格為“6 V　3 W”,燈L2規(guī)格為“3 V　3 W”,忽略燈絲電阻的變化,則下列說法正確的是(　　)A.L1與L2燈絲電阻之比為2∶1B.兩燈串聯(lián),當(dāng)電路中電流為0.5 A時,燈L2兩端電壓為3 VC.兩燈并聯(lián),當(dāng)一個燈正常發(fā)光時,通過另一個燈的電流為1 AD.兩燈并聯(lián)在3 V電源兩端,燈L1與燈L2消耗的實(shí)際功率之比為1∶4
5.如圖23-2所示的電路,電源電壓保持不變,將滑動變阻器的滑片P從中點(diǎn)移到b端的過程中(　　)圖23-2A.燈泡變暗B.電壓表示數(shù)變大C.電流表示數(shù)變小D.電路總功率變小?
[答案] D[解析]根據(jù)題圖可知,燈泡和滑動變阻器并聯(lián),電流表測量通過燈泡的電流,電壓表測電源電壓,所以滑片P移動過程中,電壓表示數(shù)不變,B錯誤;并聯(lián)電路各用電器互不影響,所以燈泡亮度和電流表示數(shù)均不變,A、C錯誤;在滑片P從中點(diǎn)向b端移動過程中,滑動變阻器接入電路的電阻增大,該支路電流減小,干路電流減小,由P=UI可知電路總功率變小,D正確。
6.(多選) [2018·江西] 如圖23-3所示,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S1、S2,斷開開關(guān)S3,當(dāng)滑片P向左滑動時(　　) 圖23-3A.燈泡L2亮度變亮,電流表示數(shù)減小B.燈泡L1亮度不變,電壓表示數(shù)增大C.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)增大D.電流表示數(shù)不變,電壓表示數(shù)不變
[答案] BC[解析]閉合開關(guān)S1、S2,斷開開關(guān)S3,則燈泡L2處于斷路,所以燈泡L2不會亮,故A錯誤;此時R和L1串聯(lián),無論滑動變阻器滑片P怎么滑動,接入電路的總電阻不變,電路總電流不變,所以電流表示數(shù)不變,燈泡L1亮度不變,而電壓表測量的是滑動變阻器滑片P右側(cè)電阻兩端的電壓,滑片向左滑動時,滑片P右側(cè)電阻變大,分得的電壓變大,則電壓表示數(shù)變大,故B、C正確,D錯誤。
7.導(dǎo)體兩端的電壓為6 V,通過導(dǎo)體的電流為1 A,通電時間為10 s,電流做功　 J。?8.電烙鐵的銘牌上標(biāo)有”220 V　25 W”字樣,它正常工作20 s,消耗電能　 J。?9.李芳家的電能表上標(biāo)著“3000 r/(kW·h)”,她用這個電能表來測量某用電器的功率。她把家中的其他用電器都與電源斷開,僅讓這個用電器工作,1 min內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了15 r,該用電器的額定功率是　　　　W。??
探究四　運(yùn)用電功、電功率公式解決有關(guān)問題
10. [2018·福建A卷] 燈泡L與定值電阻R組成的電路如圖23-4甲所示,L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B,閉合開關(guān)S,L正常發(fā)光,電路的總功率為4.8 W,此時燈泡L的(　　)圖23-4A.電壓為7 V B.電流為0.3 AC.電阻為20 Ω D.電功率為3 W
11. (多選)如圖23-5甲所示的電路中,電源電壓為16 V且恒定不變,R0為定值電阻,R為滑動變阻器,閉合開關(guān)S后,在滑片P滑動的過程中,電壓表與電流表示數(shù)的變化關(guān)系如圖乙所示,根據(jù)圖像信息,下列判斷正確的是(　　)圖23-5A.R0的阻值是10 ΩB.電路的最大總功率是25.6 WC.R0的最小功率是3.2 WD.滑動變阻器的最大阻值是70 Ω
突破　測量小燈泡的電功率
例1 在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5 V,小燈泡額定電壓為2.5 V、電阻約為10 Ω。(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖23-6甲中的實(shí)物電路連接完整,要求滑動變阻器的滑片P向右移動時小燈泡變暗。
例1 在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5 V,小燈泡額定電壓為2.5 V、電阻約為10 Ω。(2)閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),原因可能是　　　　　　。?
例1 在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5 V,小燈泡額定電壓為2.5 V、電阻約為10 Ω。(3)電路故障排除后,閉合開關(guān),移動滑動變阻器的滑片P到某一位置時,電壓表示數(shù)如圖乙所示,為　　　V,若想測量小燈泡的額定功率,應(yīng)將圖甲中的滑片P向　　　　(選填“A”或“B”)端移動,使電壓表的示數(shù)為2.5 V。?
例1 在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5 V,小燈泡額定電壓為2.5 V、電阻約為10 Ω。(4)移動滑片P,記下多組電壓表和電流表示數(shù),并繪制圖丙所示的I-U圖像,根據(jù)圖像信息,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是　　　W,此時小燈泡的電阻是　　　　Ω。?(5)實(shí)驗(yàn)室可提供選用的滑動變阻器R1和R2的最大電阻分別為5 Ω和20 Ω,請你判斷本實(shí)驗(yàn)中選用的是　　　　(選填“R1”或“R2”)
例1 在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中,電源電壓為4.5 V,小燈泡額定電壓為2.5 V、電阻約為10 Ω。(6)小明按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線,小燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光,并很快熄滅,檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出他在實(shí)驗(yàn)中兩個操作不當(dāng)之處:①　　　　　　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
連接電路時開關(guān)沒有斷開
連接電路時滑片P沒有移到阻值最大處
(7)小勇利用上述裝置測量另一只標(biāo)有“2.5 V”字樣的小燈泡的電功率,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:①小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的　　 　　決定的,且燈泡的　　　 　越大,燈泡發(fā)光越亮。?
(7)小勇利用上述裝置測量另一只標(biāo)有“2.5 V”字樣的小燈泡的電功率,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:?②由上表中的數(shù)據(jù),小勇得出小燈泡的額定功率為P額= ≈0.55 W,老師認(rèn)為,通過四次測量得到四次數(shù)據(jù),算出四個電功率值,再求平均值得到額定功率的數(shù)據(jù)處理方法不對,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
小燈泡兩端的電壓是額定電壓時,小燈泡的功率才是額定功率
(7)小勇利用上述裝置測量另一只標(biāo)有“2.5 V”字樣的小燈泡的電功率,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:③在多次測量中還發(fā)現(xiàn):當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時,電壓表與電流表的示數(shù)之比　 (選填“變大”“變小”或“不變”),導(dǎo)致這一結(jié)果的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(8)整理器材時發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的PA部分比PD部分熱,原因是　 。?
小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大
PA部分電阻比PD部分電阻大
例2 在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,已連接的部分電路如圖23-7甲所示,圖中電源電壓恒定,小燈泡上只能看到“3.8 V”字樣。(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。
例2 在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中,已連接的部分電路如圖23-7甲所示,圖中電源電壓恒定,小燈泡上只能看到“3.8 V”字樣。(2)正確連接實(shí)驗(yàn)電路后,開始實(shí)驗(yàn),在移動滑動變阻器滑片的過程中,眼睛應(yīng)注視　　　　的示數(shù),直到小燈泡正常發(fā)光,此時電流表的示數(shù)如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為　　 W。?
(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后,小聰向老師要了一個已知阻值為R0的電阻和一個單刀雙擲開關(guān),借助部分現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材,設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,也測出了小燈泡的額定功率,請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟:①閉合開關(guān)S1,將S2撥到觸點(diǎn)　　(選填“1”或“2”),移動滑片,使電壓表的示數(shù)為　　　　V;?②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)　　(選填“1”或“2”),保持滑片的位置不動,讀出電壓表的示數(shù)U;?③小燈泡額定功率表達(dá)式P額=　　　　　　 。(用已知量和測量量表示)??
(4)在實(shí)驗(yàn)時,電流表出現(xiàn)了故障不能使用,小聰向老師借了一只定值電阻R(阻值已知),設(shè)計(jì)了如圖23-8甲所示的電路,繼續(xù)測量小燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)過程如下:①閉合開關(guān),移動滑片使電壓表示數(shù)為　　　　V;②斷開開關(guān),保持滑片位置不變,將電壓表接到　　　　　　兩端,然后閉合開關(guān),讀出電壓表的示數(shù)為U;③小燈泡的額定電功率P=　　　　　　　　。(用已知量和測量量表示)?
(5)小聰新加一最大阻值為R2的滑動變阻器,設(shè)計(jì)如圖乙所示的電路也完成了該實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如下:①閉合開關(guān),使R2(最大阻值為R2)的滑片移動到最左端,調(diào)節(jié)R1的滑片使電壓表示數(shù)為　　　　V;②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ,讀出并記錄電壓表的示數(shù)U;③小燈泡的額定功率P額=　　　　　　　。(用已知量和測量量表示)?
保持R1的滑片位置不變,使R2的滑片移動到最右端
(6)在實(shí)驗(yàn)時,電壓表出現(xiàn)了故障不能使用,小聰向老師借了一只定值電阻R(阻值已知),設(shè)計(jì)了如圖23-9甲所示的電路,繼續(xù)測量小燈泡的額定功率,實(shí)驗(yàn)過程如下:①先閉合開關(guān)S和S1,調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)電流表的示數(shù)為　　　　時,小燈泡正常發(fā)光;②將　　　　 　　　　,讀出電流表的示數(shù)為I;③小燈泡的額定功率P額=　　　　　　　　。(用已知量和測量量表示)?
開關(guān)S1斷開,S2閉合

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