第十八章 電功率第3節(jié)  測(cè)小燈泡的電功率教材考點(diǎn)梳理 一、伏安法測(cè)電功率實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)原理：P=UI 2.實(shí)驗(yàn)電路圖：3.實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
▲ 敲桌子：滑動(dòng)變阻器的作用：（1）保護(hù)電路。（2）改變小燈泡兩端電壓，使燈泡正常發(fā)光。4.會(huì)連接實(shí)物電路：5.電流表和電壓表量程的選擇：（1）電壓表：  A.根據(jù)隱含條件選。B.根據(jù)額定電壓選：如“3.8V”燈泡，選大量程。C.根據(jù)電源電壓選：如3V電源，選小量程。（2）電流表： A.根據(jù)隱含條件選。  B.根據(jù)I=P/U估測(cè)選：如“2.5V1W”燈泡，選小量程。C.根據(jù)I=U/R選：如：“2.5V”燈泡電阻約6Ω，則選小量程。6.電路連接注意事項(xiàng)：（1）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)。（2）電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)，“正進(jìn)負(fù)出”。（3）滑動(dòng)變阻器： A.按“上下各一”的原則串聯(lián)接入電路。B.閉合開(kāi)關(guān)前，滑片移到阻值最大處。7.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）設(shè)計(jì)電路圖并連接實(shí)物電路。（2）檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為額定電壓，記下此時(shí)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡發(fā)光情況。（3）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，根據(jù)P=UI算出額定功率。（4）重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出實(shí)際電壓小于U額、略大于U額時(shí)的電功率。8.測(cè)量燈泡額定功率的操作：移動(dòng)滑片，觀察電壓表示數(shù)，使電壓表示數(shù)等于燈泡的額定電壓。9.電路連接正確，開(kāi)始小燈泡不亮的原因：滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值太大，小燈泡的實(shí)際電功率太小。10.實(shí)驗(yàn)中多次測(cè)量的目的：（1）測(cè)量小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率：     燈泡兩端電壓越大，電功率越大。（2）得出普遍規(guī)律：燈泡實(shí)際功率越大，發(fā)光越亮。11.小燈泡的U－I圖像不是直線的原因：燈絲電阻隨溫度的升高而增大12. 不能求電功率平均值的原因：電壓改變，燈泡電功率也改變。二、伏安法測(cè)電功率和測(cè)電阻的異同： 測(cè)電阻測(cè)電功率相同點(diǎn)1.實(shí)驗(yàn)器材相同。2.實(shí)驗(yàn)電路相同。3.測(cè)量方法相同。4.都需要測(cè)量U、I。不同點(diǎn)實(shí)驗(yàn)原理R=U/IP=UI多次測(cè)量目的取平均值減小誤差不能取平均值，而是為了得到普遍規(guī)律結(jié)論一個(gè)平均值實(shí)際功率越大，發(fā)光越亮 三、電路故障分析：1.閉合開(kāi)關(guān)，如果燈泡不發(fā)光，電壓表無(wú)示數(shù)，電流表有示數(shù)，可能為燈泡被短路。2.閉合開(kāi)關(guān)，如果燈泡不發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，可能為燈泡開(kāi)路。3.如果電壓表和電流表有示數(shù)，燈泡一定沒(méi)有毛病，則燈泡不發(fā)光可能是因?yàn)樽冏杵鬟B入阻值過(guò)大，燈泡的實(shí)際功率太小。4.燈泡較暗，兩表的示數(shù)均較小，移動(dòng)滑片，燈泡亮度及電表示數(shù)均不變：同時(shí)接了滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱。5.燈泡很亮，兩表的示數(shù)均較大，移動(dòng)滑片，燈泡亮度及電表示數(shù)均不變：同時(shí)接了滑動(dòng)變阻器上面兩個(gè)接線柱。6.燈泡發(fā)光，兩表均有示數(shù)，移動(dòng)滑片，電流表、電壓表示數(shù)的變化相反：電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)。7.接好最后一根導(dǎo)線，燈泡就發(fā)出耀眼的光：連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片沒(méi)有移到阻值最大處。 重難點(diǎn)突破 1．（2023安徽）用圖1所示電路測(cè)量小燈泡的電阻和電功率，電源電壓為4.5V，小燈泡L的額定電壓為2.5V?；瑒?dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω 1.5A”。序號(hào)U/VI/AR/Ω11.00.185.5621.50.226.8232.00.258.0043.0  （1）閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至_______（選填“a”或“b”）端；（2）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行多次測(cè)量，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表所示。第4次測(cè)量時(shí)，電流表示數(shù)如圖2所示，此時(shí)小燈泡的電阻為_______Ω，電功率為_______W；（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以判斷，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻可能為_______（選填“①”“②”或“③”）。①7.60Ω　　②8.93Ω　　③10.60Ω 2．（2023湖北荊州）課后服務(wù)社團(tuán)活動(dòng)中，“創(chuàng)新”興趣小組在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中先用如圖甲所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為2.5V（正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω）。（1）為能順利完成該實(shí)驗(yàn)，下列不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______（選填字母）；A．“10Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器B．“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器C．“5Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器（2）電路連接完成后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表無(wú)示數(shù)，小燈泡不亮。那么出現(xiàn)該故障的原因是____________；（3）故障排除后重新連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向______端移動(dòng)（選填“左”或“右”）；（4）通過(guò)小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為______W；（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路來(lái)測(cè)量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率。已知電源電壓為18V，定值電阻R的阻值為20Ω。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①開(kāi)關(guān)S、S1閉合，S2斷開(kāi)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R'的滑片，使小燈泡正常發(fā)光；②保持滑片位置不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S、S2閉合，S1斷開(kāi)，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V；③再將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端，此時(shí)電壓表的示數(shù)為14V；④小燈泡的額定功率P額=______W。 參考答案 1.【答案】（1）b（2）10     0.9     （3）②【解析】（1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處，則應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端。（2）第4次測(cè)量時(shí)，電流表示數(shù)如圖2所示，從圖2可以看到，電流表的量程為0.6A，分度值為0.02A，指針指在刻度盤(pán)的中間，電流示數(shù)為0.3A。再?gòu)谋砀裰械弥妷罕淼氖緮?shù)為3.0V，即小燈泡的電壓為3.0V，根據(jù)歐姆定律的變換式可知，此時(shí)小燈泡的電阻為根據(jù)電功率的公式可知，此時(shí)小燈泡的電功率為（3）第4次測(cè)量時(shí)，小燈泡的電阻為10Ω。從表中的數(shù)據(jù)可以看到，隨著燈泡電壓的增大，燈泡實(shí)際功率增大，燈絲溫度升高，燈絲的電阻值在增大。小燈泡正常發(fā)光時(shí)，其電壓為2.5V，這電壓值在第3次實(shí)驗(yàn)與第4實(shí)驗(yàn)之間，那么電阻值也應(yīng)該在第3次實(shí)驗(yàn)與第4實(shí)驗(yàn)之間。第3次實(shí)驗(yàn)是8Ω，第4實(shí)驗(yàn)是10Ω，則這電阻值在8Ω與10Ω之間。故選②。 2.【答案】（1）B     （2）小燈泡斷路     （3）左     （4）0.5     （5）1.8【解析】（1）小燈泡額定電壓為2.5V（正常發(fā)光時(shí)電阻約為12Ω）。額定電流約為，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值約為，由此可知，應(yīng)選“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器。故選B。（2）電路連接完成后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，小燈泡不亮，說(shuō)明電路存在斷路，電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表并聯(lián)在電源兩端，測(cè)電源電壓，與電壓表并聯(lián)的電路部分存在斷路，故小燈泡斷路。（3）由圖乙可知，電壓表選擇小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V。為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)增加小燈泡兩端的電壓，減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由分壓原理可知，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，故將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)。（4）由圖丙可知，當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，電流為0.2A。因此小燈泡的額定功率是P額=U額I額=2.5V×0.2A=0.5W（5）開(kāi)關(guān)S、S1閉合，S2斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑片左邊的電阻與小燈泡串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，要使小燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端的電壓UL=6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得U滑=U-UL=18V-6V=12V，所以，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為12V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光。保持滑片位置不動(dòng)，開(kāi)關(guān)S、S2閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的全部電阻R′與定值電阻R串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器滑片左邊電阻兩端的電壓，此時(shí)電壓表示數(shù)為U左=8V，由于滑動(dòng)變阻器的全部電阻連入電路，為了間接測(cè)量出定值電阻R兩端的電壓，需要測(cè)量出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，故再將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端，此時(shí)電壓表示數(shù)為滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，即U′=14V，在②中，滑動(dòng)變阻器的全部電阻R′與定值電阻R串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可得，R兩端的電壓UR=U-U′=18V-14V=4V，此時(shí)電路中的電流，當(dāng)電壓表示數(shù)為U左=8V時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片左邊電阻的阻值，故在①中，小燈泡的額定電流為，則小燈泡的額定功率P額=ULIL=6V×0.3A=1.8W     

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