初中物理人教版九年級(jí)全冊(cè)第3節(jié) 測(cè)量小燈泡的電功率隨堂練習(xí)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1. 會(huì)測(cè)算小燈泡的實(shí)際功率和額定功率，進(jìn)一步練習(xí)使用電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。
2. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)小燈泡的電功率隨它兩端電壓的變化而變化的規(guī)律。
3. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)用電器正常工作與不正常工作對(duì)用電器的影響，培養(yǎng)科學(xué)使用用電器的意識(shí)。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
1. 用伏安法測(cè)量小燈泡實(shí)際功率的方法和步驟；
2. 區(qū)分額定功率與實(shí)際功率以及討論實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：
測(cè)量小燈泡的電功率
一、實(shí)驗(yàn)原理：
二、實(shí)驗(yàn)器材：電源、、、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線。
三、實(shí)驗(yàn)電路：如圖所示。

四、實(shí)驗(yàn)步驟：
①根據(jù)電路圖連接電路。連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)要，滑動(dòng)變阻器的滑片要調(diào)節(jié)到阻值端。
②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈兩端的電壓分別、、高于額定電壓（不能超過(guò)額定電壓的1.2倍），記錄電壓表、電流表的示數(shù)，觀察小燈泡的情況。
③計(jì)算出小燈泡的實(shí)際功率，并記錄在表格中。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
燈泡的亮度取決于燈泡的，實(shí)際功率越大，燈泡越。小燈泡的實(shí)際功率有個(gè)，額定功率只有個(gè)。
【合作探究】
探究一、測(cè)量小燈泡的電功率
【想一想】測(cè)量小燈泡的電功率需要測(cè)量哪些物理量？用到哪些實(shí)驗(yàn)器材？畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
1. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（1）需要測(cè)定的物理量
根據(jù)公式P=UI，若求小燈泡的電功率，需測(cè)定小燈兩端的與通過(guò)的。
用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，就可以計(jì)算出小燈泡的電功率，這種測(cè)量方法也叫做法。
（2）實(shí)驗(yàn)電路圖
在電路中，使小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與小燈并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以改變小燈泡兩端的電壓及通過(guò)的電流，使小燈泡在不同下發(fā)光。
（3）選擇實(shí)驗(yàn)器材和儀器
根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格。例如選用的小燈泡標(biāo)有“2.5V 0.3A”，則電源至少需要2節(jié)干電池串聯(lián)（電壓為3V），電壓表使用量程，電流表使用量程。
實(shí)驗(yàn)器材：電源、開(kāi)關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、小燈泡（額定電壓2.5 V）。
（4）設(shè)計(jì)記錄表格
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
電壓U/V
電流I/A
電功率P/W
燈泡發(fā)光情況
1
2
3
2. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
①按照電路圖連接電路。注意斷開(kāi) ，將滑動(dòng)變阻器滑片放在阻值處；將電壓表和電流表指針調(diào) 。
②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為（等于額定電壓），記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。
③ 閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.0V（低于額定電壓），記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。
④閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.9V（不能超過(guò)額定電壓的1.2倍），記下此時(shí)對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。
⑤數(shù)據(jù)處理
根據(jù)公式P=UI 計(jì)算出小燈泡的功率和功率。
3. 分析與論證
（1）分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：小燈兩端的實(shí)際電壓越高，小燈的電功率越，燈泡越。
（2）小燈泡的亮度直接由它的決定。
（3）小燈泡的實(shí)際功率有個(gè)，額定功率只有個(gè)。
P額=UI= W
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
①當(dāng)小燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。
②當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。
③當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。
4. 交流合作
（1）對(duì)小燈泡的電功率進(jìn)行了三次測(cè)量，為什么不求小燈泡功率的平均值?
【分析】額定功率是額定電壓下的功率，不是不同電壓下功率的平均值；用電器在不同電壓下的實(shí)際功率不同，把三次測(cè)量的平均值作為小燈泡的額定功率是不合理的。
（2）本實(shí)驗(yàn)與伏安法測(cè)小燈泡電阻相比較，有哪些異同點(diǎn)？
【分析】①相同點(diǎn)：
測(cè)量的物理量相同，都是和；測(cè)量的電路（實(shí)驗(yàn)裝置）相同；滑動(dòng)變阻器的作用相同。
②不同點(diǎn)：
a. 實(shí)驗(yàn)原理不同：測(cè)電功率的原理；測(cè)燈泡電阻的原理。
b. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同：測(cè)電功率的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小燈泡的亮度由它的實(shí)際電功率決定，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。
測(cè)小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小燈泡的電阻隨著燈絲溫度的升高而。
5. 想想做做
（1）小華同學(xué)想探究發(fā)光二極管的發(fā)光情況。他選擇了額定電壓為6V的發(fā)光二極管換下小燈泡接入電路。閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)光二極管的亮度和小燈泡正常發(fā)光差不多，電流表指針偏小，且調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，發(fā)光二極管的亮度和電流表示數(shù)幾乎不變，這時(shí)小華將電流表?yè)Q成量程更小的靈敏電流計(jì)，同時(shí)為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù)將滑動(dòng)變阻器更換最大阻值比較大的滑動(dòng)變阻器。
（2）小華測(cè)出幾組數(shù)據(jù)后作出了發(fā)光二極管的U-I圖像如圖所示，他發(fā)現(xiàn)在亮度相當(dāng)?shù)那闆r下，發(fā)光二極管的功率要比小燈泡小的多，分析原因。
【分析】根據(jù)U-I圖像可知，發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)（額定電壓為6V），電流為左右，電功率P=UI= ，所以電功率比小燈泡小的多，亮度相當(dāng)，說(shuō)明二極管的發(fā)光效率很高。
因?yàn)槠胀ǖ臒襞莅l(fā)光時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，很小一部分轉(zhuǎn)化為光能，而大部分的內(nèi)能散發(fā)到了空氣中，浪費(fèi)了大量的電能；
新型的二極管光源，可以將電能直接轉(zhuǎn)化為，效率高，只有很小一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以是近年來(lái)大力發(fā)展的新型光源．
【例題1】某同學(xué)利用如圖所示電路，測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）
A．當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，可算出小燈泡的額定功率了
B．閉合開(kāi)關(guān)后，小燈泡不發(fā)光，一定是小燈泡燈絲斷了
C．閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)滑到B端
D．實(shí)驗(yàn)還可得知，小燈泡的實(shí)際功率越大，小燈泡越亮
【例題2】實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一批規(guī)格為“2.5V 0.8W”的小燈泡，物理興趣小組的同學(xué)通過(guò)測(cè)量小燈泡的額定功率來(lái)鑒別燈泡是否符合規(guī)格。他們準(zhǔn)備了如下器材：電源（電壓恒為6V）、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器（“20Ω 1A”）、電流表各1個(gè)，導(dǎo)線若干。
（1）若要完成此實(shí)驗(yàn)，還需要的器材是____；請(qǐng)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）按正確的電路圖連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡強(qiáng)烈發(fā)光后立即熄滅，造成這種現(xiàn)象的原因可能是_________；
（3）問(wèn)題解決后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖所示，電流為_(kāi)____A，小燈泡的電功率為_(kāi)____W，小燈泡是否符合規(guī)格？___________；
（4）興趣小組按上述操作測(cè)量了這批小燈泡在電壓為2.5V時(shí)的電功率，發(fā)現(xiàn)其中一些小燈泡不符合規(guī)格，如果問(wèn)題出在鎢絲的制作環(huán)節(jié)，其原因可能是___________。
探究二、特殊方法測(cè)小燈泡的電功率
一些情況下，當(dāng)缺少電流表或電壓表時(shí)，我們可以借助于其它一些器材，測(cè)出小燈泡的電功率。
1. 單伏法（測(cè)量器材是電壓表，缺少電流表）
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：借助定值電阻，利用電壓表計(jì)算出燈泡的額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。
實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓未知），1個(gè)電壓表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻。
（1）已知小燈泡的額定電壓U額
①電路如圖所示。閉合S、S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表示數(shù)為U額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
②閉合S、S2，斷開(kāi)S1，電壓表測(cè)出R0與L兩端的電壓U合。
燈泡的額定電流： I額= U合-U額R0
燈泡的額定功率：P額=U額I額 = ________
（2）已知小燈泡的額定電流I額
①電路如圖所示。閉合S，S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使得電壓表示數(shù)為I額R0，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
②閉合S，S2，斷開(kāi)S1，電壓表測(cè)出R0與L兩端的電壓U合。
③計(jì)算燈泡的額定電壓：U額=U合-I額R0
燈泡的額定功率：P額=U額I額=
2. 單安法（測(cè)量器材是電流表，缺少電壓表）
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：借助定值電阻，利用電流表計(jì)算出燈泡的額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。
實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓未知），1個(gè)電流表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)已知阻值為R0的定值電阻。
（1）已知小燈泡的額定電壓U額。
①閉合S、S1，斷開(kāi)S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使得電流表示數(shù)為U額/R0，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
②閉合S、S2，斷開(kāi)S1，電流表測(cè)出通過(guò)R0與L的合電流I總。
③燈泡的額定電流： I額= I總-U額R0
燈泡的額定功率：P額=U額I燈 = ___________
（2）已知小燈泡的額定電流I額。
①閉合S、S2，斷開(kāi)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使得電流表示數(shù)為I額，此時(shí)燈泡正常發(fā)光；
②閉合S、S1，斷開(kāi)S2，電流表測(cè)出通過(guò)R0與L的合電流I總。
燈泡的額定電壓：U額= U0= （I總-I額）R0
燈泡的額定功率： P額=U額I額 =
【例題3】某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的器材測(cè)量小燈泡的電功率，已知電源電壓恒為4.5V，待測(cè)小燈泡L的額定電壓為2.5V，滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω 1A”。
（1）連接電路前，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于___________狀態(tài)；
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于B端的原因是______。電路正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，你認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的原因可能是
_________；（填字母）
A．電流表斷路 B．滑動(dòng)變阻器短路 C．小燈泡燈絲斷了 D．小燈泡短路
（3）排除故障后，按圖甲所示的電路繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，使小燈泡L發(fā)光，測(cè)出小燈泡L的相關(guān)物理量，記錄和計(jì)算結(jié)果如表，則小燈泡的額定功率為_(kāi)__________W；
（4）另一小組用相同器材實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表不能正常使用。他們選用一個(gè)定值電阻R0，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖，并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：
①按圖乙連接電路，檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S，S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為_(kāi)_______V；
②S處于閉合狀態(tài)，滑片不動(dòng)，斷開(kāi)S1，閉合S2，讀出電壓表示數(shù)為U0；
③小燈泡的額定功率：P額=________（用U額、U0、R0表示）。
【例題4】小紅在測(cè)量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，選用的小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。
①請(qǐng)你在圖甲電路中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。
②某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電壓表示數(shù)為2V，為測(cè)定小燈泡的額定功率，小紅應(yīng)將變阻器滑片向（填“A”或“B”）端移動(dòng)，同時(shí)注意觀察電壓表的示數(shù)變化，直到小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W。
③小紅還設(shè)計(jì)出了只有電流表、沒(méi)有電壓表時(shí)測(cè)量小燈泡額定功率的方法，其電路圖如圖丙所示。
已知定值電阻R0為5Ω，小紅調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，先使電流表A2的示數(shù)為 A時(shí)，再讀出電流表A1的示數(shù)為0.3A，就測(cè)量出小燈泡的額定功率為_(kāi)______W。
【精講點(diǎn)撥】
1. 小燈泡的亮度取決于小燈泡的實(shí)際功率，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。小燈泡的實(shí)際功率有多個(gè)，額定功率只有一個(gè)。
2. 伏安法測(cè)小燈泡的電功率與伏安法測(cè)小燈泡的電阻的實(shí)驗(yàn)的異同：
（1）相同點(diǎn)：①伏安法；測(cè)量的物理量相同；②電路相同；③滑動(dòng)變阻器的作用相同。
（2）不同點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?；②?shí)驗(yàn)原理不同；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同。
【歸納整理】
第3節(jié) 測(cè)量小燈泡的電功率
【課堂練習(xí)】
1．在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往需要我們手眼并用，在“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，要讓小燈泡在額定電壓下發(fā)光，當(dāng)手移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，眼睛應(yīng)觀察（）
A．燈泡的發(fā)光情況 B．變阻器滑片的位置
C．電壓表的示數(shù) D．電流表的示數(shù)
2．如圖，測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)電路圖。電源為兩節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定電功率約0.8W左右。請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接起來(lái)。要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移時(shí)，小燈泡發(fā)光變亮。

3．伏安法測(cè)小燈泡的電功率
實(shí)驗(yàn)原理：___________；
實(shí)驗(yàn)器材：___________________________、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等；
實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖所示。
實(shí)驗(yàn)方案：
（1）在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓等于_____，觀察_______，記下電壓值和______，算出它的______，這個(gè)功率就是它的________；
………
4．為測(cè)量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。
（1）正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最______端（選填“左”或“右”）。
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示為_(kāi)___A。
（3）要測(cè)得小燈泡的額定功率，他還應(yīng)繼續(xù)將滑動(dòng)變阻器的滑片向____（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2.5V，若此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A，則小燈泡的額定電功率為_(kāi)_____W。
5. 小文綜合復(fù)習(xí)“研究小燈泡的電阻”和“研究小燈泡的電功率”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。電路如圖所示，所用燈泡規(guī)格是“2.5V 0.3A”。
（1）測(cè)小燈泡的電阻的原理是________；測(cè)小燈泡電功率的原理是______；
（2）小文在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都收集到三組證據(jù)：①2.0V 0.26A 燈泡發(fā)光暗淡；②2.5V 0.30A 燈泡正常發(fā)光；③3.0V 0.32A 燈泡強(qiáng)烈發(fā)光。在“研究小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中，合理的實(shí)驗(yàn)順序是_______________；在“研究小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，合理的
實(shí)驗(yàn)順序是_______________（只寫序號(hào)）。
（3）通過(guò)處理證據(jù)，可以獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
①“研究小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)的具體結(jié)論是______；
②在“研究小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)計(jì)算燈泡電功率并比較對(duì)應(yīng)電壓關(guān)系，我們可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)U實(shí)＞U額時(shí)，____________。
6. 請(qǐng)完成下面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量：不用電壓表，用如圖所示的電路測(cè)量已知額定電流的小燈泡的額定功率，已知小燈泡的額定電流為I額，定值電阻的阻值為R0，實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)補(bǔ)充完整：
（1）_________________________________.
（2）閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，記錄下此時(shí)電流表的示數(shù)為I.
（3）小燈泡的額定功率的表達(dá)式為P額＝_________W.
【課后反思】
本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問(wèn)題？
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
電壓U/V
1
1.5
2
2.5
3
電流I/A
0.14
0.18
0.22
0.26
0.30
實(shí)際功率P/W
0.14
0.27
0.44
0.90
燈泡亮度
逐漸變亮

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