中考物理一轮复习 第十五讲 电功率 第二节 测量小灯泡的电功率

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第十五讲电功率 第二节测量小灯泡的电功率实 验 剖 析实验 测量小灯泡的电功率命题方向1. 实验原理(PUI)2. 实验电路图3. 电路连接：(1)根据实物图画电路图(2)连接实物图、电路图(3)电路连接错误的判断与改正(4)电路设计4. 开关和滑动变阻器(1)实验前开关状态(断开)(2)滑动变阻器的连接方式(一上一下)(3)实验前滑动变阻器滑片的位置(阻值最大处)(4)滑动变阻器的作用(改变灯泡两端的电压；保护电路)5. 实验步骤完善6. 电流表、电压表的使用和读数(1)量程的选择(2)正、负接线柱的正确连接(电流正进负出)(3)电表读数7. 电路故障分析与处理(1)电表示数有无的原因：电流表无示数(与电流表串联的电路发生断路或电流表短路)；电流表指针满偏(与电流表串联的电路发生短路或电流表量程太小)；电压表无示数(与电压表并联的电路发生短路)；电压表示数接近电源电压(与电压表并联的电路发生断路)(2)小灯泡不亮的原因：电路完好灯不亮(滑动变阻器连入电路的阻值太大)；灯不亮 (灯泡短路或断路，根据电表示数来确定)8. 多次改变小灯泡两端的电压，得出多组数据，记录数据及绘制UI曲线，分析灯丝阻值随电压的变化规律及其原因9. 计算小灯泡的电功率10. 实际功率与灯泡亮暗的关系(实际功率越大，灯泡越亮)11. 温度对灯泡灯丝电阻的影响(温度越高，灯丝电阻越大)12. 实验操作及措施改进13. 多次测量不能求平均值的原因(电压改变，功率也改变)14. 内阻对测量结果的影响15. 特殊方法测电功率(见下表格)实验结论：(1)不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大。(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮.。特殊法测电功率缺电流表缺电压表电路设计步骤闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片,使电压表的读数为U额;断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为U1 结论电路设计步骤闭合S、S1，移动滑动变阻器滑片，使电压表的读数为I额R0;断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为U1 结论缺电压表电路设计步骤将电压表调零，断开开关，按图连接电路; 调节R2的滑片移动到最左端，调节R1的阻值使电压表示数为U额 ; 保持R1的滑片位置不变，R2的滑片移动到最右端，读出并记录电压表的示数U，断开开关S结论电路设计步骤闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为 ;断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为I1结论电路设计步骤闭合S、S2，移动滑动变阻器滑片，使电流表的读数为I额;断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为I1 结论电路设计步骤只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为I0断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为I0时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R 结论电路设计步骤只闭合S1，移动变阻器滑片，使电流表示数为I0保持滑片P位置不变，再闭合S2，电流表此时示数为I 结论例 在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3 V，小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；(2)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于_(选填“A”或“B”)端；(3)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数(如图乙所示)为_V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向_(选填“A”或“B”)端移动，使电压表的示数为2.5 V；(4)小叶同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的IU图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_W。 【解析】（1）电流表串联接入电路，由题意知，小灯泡正常工作时的电流约为，则应该选择00.6 A的量程；(2)闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，即滑片在A端；(3)电压表示数为2.2 V，则应将滑片向B端移动，使电压表示数为2.5 V为止；(4)由题图丙可知，当电压表示数为2.5 V时，电流为0.2 A，则小灯泡的额定功率为PUI2.5 V0.2 A0.5 W。【答案】（1)如图所示； (2) (3)2.2 (4)0.5实验延伸 (1)根据实物图画电路图；(2)闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：_；(3)排除故障后继续实验，小叶进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中在第1次实验中小灯泡不亮的原因是_。针 对 训 练1. 某实验小组用伏安法测量小灯泡的电功率，待测小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)请用笔画线代替导线，完成图甲实物电路的连接。(要求：连线不得交叉，电压表量程要正确)(2)检查电路连接无误后，闭合开关S，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是 。(3)故障排除后进行实验，通过移动滑片记录了多组数据，并作了如图乙所示的IU图像。据图可知小灯泡的额定功率为 W。(4)现将该小灯泡与一个10 的定值电阻串联后接入电压为3 V的电源两端，此时小灯泡的实际功率是 W。2. 用如图所示电路，测量一个额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，电阻R的阻值已知。(1)请用笔画线代替导线把电路连接完整。(2)在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最端 (选填“左”或“右”)。(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为 V，此时灯泡正常发光。(4)接下来应进行的实验步骤是： 。3. 小明在实验室发现一只标有“2.5 V 0.3 A”字样的小灯泡，他想测定这个小灯泡的电功率，请你帮他完成以下实验：(1)请科学合理连接实物电路。(2)连接电路时，开关应 (选填“断开”或“闭合”)。实验中小明移动滑动变阻器滑片P，先后使电压表的示数为2.0 V、2.5 V，分别读出电流表示数并记录数据。小灯泡的额定功率是 W。次数电压U/V电流I/A电功率P/W12.00.260.5222.50.30当电压表示数是2.5 V时，滑片位置如上图所示，若要测量小灯泡两端电压为3.0 V时的电功率，应向 移动滑片。(3)利用表格中的数据还可以计算的另一个物理量是 。4. 小华在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“3.8 V”字样，电源电压恒为6 V。(1)根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图乙所示实物图的连接：(2)电路安装并调试好后开始实验，小华在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视 的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，该电流值为 A，则灯泡的额定功率为 W。(3)小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8 V，由此可能造成一定的测量误差，她认为小华可以在前面(2)操作的基础上，对电路稍作改动，就能提高测量数据的精确度。请你帮小红补全测量步骤(补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点)：断开开关， ；闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V，并读出此时电流表的示数；计算出灯泡的额定功率。5. 在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡额定电压为2.5 V(电阻值约为5 )。(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。(2)连接好电路后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则出现故障的原因是 (选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”)。(3)故障排除后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表示数为2 V，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 (选填“左”或“右”)端移动，使电压表示数为2.5 V，此时电流表指针位置如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。(4)若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小组同学们增加了一个R05 的定值电阻，设计了如图丙所示的电路和如下实验方案：调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压；保持滑片位置不变，只将电压表的a点改接到c点，测出定值电阻R0两端的电压U0，通过计算就可得到小灯泡的额定功率。请你指出该设计方案中存在的问题： (写出一条即可)。6. 同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中，所用电源电压为6 V，灯泡的额定电压U03.8 V，额定功率在11.5 W的范围内。(1)按图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整。(2)另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示，此时电流表的示数是 A，电压表的示数是 V；经分析造成这种现象的原因是 。(3)小张同学重新调整电路连接后，继续探究小灯泡在额定功率时的亮度，但发现无法准确读出额定电压，他用第(2)小问中所测数据先算出灯泡的电阻RL，再根据P0计算灯泡的额定功率按此方案算出灯的额定功率比真实值偏 (选填“大”或“小”)，原因是 。7. 用图甲所示的实验电路，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甲对应的电路图。(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和一个5 的定值电阻R，连接了如图乙所示的电路，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，使电流表的示数为 A，小灯泡正常发光。此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为 W。 参考答案实验延伸(1) 如图所示 (2)灯泡短路 (3)滑动变阻器连入电路的阻值太大，小灯泡的实际功率太小 针对训练1. (1)如图所示 (2)小灯泡断路 (3)0.75 (4)0.2【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5 V，故电压表应选择03 V的量程，且“3”接线柱接到小灯泡的右端，“”接线柱接到小灯泡的左端；(2)闭合开关，电流表指针几乎不动，而电压表有示数，说明电路出现了断路现象由于电压表有示数，说明它的两接线柱到电源的正负极间为通路，而被它测量的小灯泡发生了断路；(3)从题图中可以看出，当小灯泡两端的电压为2.5 V时，通过它的电流为0.3 A，则小灯泡的额定功率为PUI2.5 V0.3 A0.75 W；(4)小灯泡与一个10 的定值电阻串联接入3 V的电源中时，因为串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，所以根据欧姆定律可得：UULIR，即3 VULI10 ，由图像可知，当电路中的电流I0.2 A、UL1 V时符合，故此时小灯泡的实际功率为PUI1 V0.2 A0.2 W。2. (1)如图所示 (2)左 (3)2.5 (4)保持滑动变阻器滑片P的位置不动，将电压表并联在定值电阻R的两端，读出电压表的示数【解析】本题考查电功率的测量，涉及电路连接、器材使用、实验操作方法等内容(1)电压表要并联在小灯泡两端，如答图所示；(2)在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的左端；(3)要使小灯泡正常发光，必须使它两端的电压为其额定电压2.5 V；(4)接下来应进行的实验步骤是：保持滑动变阻器滑片P的位置不动，将电压表并联在定值电阻R的两端，读出电压表的示数U2，计算出此时电路中的电流I，然后根据PUI计算出小灯泡的额定功率。3. (1)如图所示 (2)断开 0.75 左 (3)小灯泡电阻【解析】(1)由于题目所给小灯泡的额定电流是0.3 A，则电流表应选00.6 A的量程，滑动变阻器按“一上一下”原则接入电路；(2)连接电路时，开关是断开的；小灯泡的额定功率是P额U额I额2.5 V0.3 A0.75 W；若要测量小灯泡两端电压是3.0 V时的电功率，即让小灯泡两端电压增大，根据串联分压的特点，滑动变阻器接入电路的阻值应减小，由题图知，应向左移动滑片；(3)表格中记录了小灯泡两端电压和通过小灯泡的电流，则根据欧姆定律，还可以计算出小灯泡的电阻。4. (1)如图所示 (2)电压表 0.3 1.14 (3)将电压表并联在滑动变阻器两端，将量程换为03 V 2.2【解析】(1)电压表并联在灯泡的两端，由于灯泡的额定电压为3.8 V，电压表应该选择大量程，滑动变阻器“一上一下”连入电路；(2)测量小灯泡的额定功率，必须让灯泡正常发光，也就是灯泡两端的电压达到额定电压，因此调节滑动变阻器时应该观察电压表；根据题图可知，小灯泡正常发光的电流为0.3 A，电功率为PUI3.8 V0.3 A1.14 W；(3)电源电压为6 V，根据串联电路的电压规律可知，当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为2.2 V，因此可以把电压表并联在滑动变阻器的两端，且把电压表的量程改接为小量程，调节滑动变阻器，当电压表的示数为2.2 V，记下此时电流表的示数即可。5. (1)如图所示 (2)小灯泡短路 (3)左 1.25 (4)电压表的a点接到c点时，电压表的正负接线柱接反了(小灯泡两端的电压达不到它的额定电压)【解析】(1)由小灯泡额定电压为2.5 V可知电压表量程选03 V，滑动变阻器要“一上一下”接入电路，如答图所示；(2)闭合开关后，发现电流表有示数，即表明是通路，不是断路；此时电压表无示数，电压表测量的小灯泡的电压，故说明小灯泡短路；(3)由题可知，此时电压表示数是2 V，若要使得小灯泡电压为2.5 V，即需要让变阻器的电压变小，即变阻器的电阻必须变小，此时变阻器的滑片左边的电阻丝接入电路，所以滑片只需向左移动即可；由题图乙可知，灯泡正常工作时，电流表选择的是小量程，故分度值是0.02 A，所以此时的示数是0.5 A，小灯泡的额定功率是PUI2.5 V0.5 A1.25 W；(4)根据题图丙可知，在该实验电路中，将电压表的a点直接改接到c点，此时电压表的正负接线柱接反了，故错误；由于小灯泡与定值电阻R0串联，由串联电路分压原理可知，小灯泡两端的电压达不到它的额定电压，这也是一处错误。6. (1)如图所示 (2)0.2 2 电压表量程接在了03 V (3)大 灯泡的电阻发生了变化【解析】(1)灯泡的额定电压为3.8 V，电压表的量程应选015 V，与灯泡并联；根据滑动变阻器“一上一下”的原则，应将开关右端的接线柱与滑动变阻器上端接线柱连接如答图所示；(2)由题图丙可知，电流表所选的量程应为00.6 A，分度值为0.02 A，则其示数为0.2 A电压表所选的量程为015 V，分度值为0.5 V，则其示数为10 V，而电源电压为6 V，电压表的示数不符合题意；故此时电压表所选的量程为03 V，其分度值为0.1 V，则