电功率学习方法指导.doc

方法指导：初中物理电功率学习方法测小灯泡电功率实验方法指导：实验原理：根据公式P=UI，用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测小灯泡中的电流，利用公式PUI计算电功率，在额定电压下测出的电功率就是额定功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法，这种方法又被称为“伏安法”。实验电路：根据实验的目的和原理设计如下电路。实验器材：小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。注意：在进行实验时应注意以下几点：（1）电源电压应高于小灯泡的额定电压，例如，测定额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率时至少要选两节干电池串联作电源。（2）电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流。（3）滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流，而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多，以使调节效果明显。（4）根据串联分压原理进行判断，准确熟练地调节滑动变阻器，使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压的和低于额定电压三种条件下发光。尤其在做第二次实验时，需小心调节滑动变阻器，以免因实验电压超过额定电压太多而烧坏灯泡。（5）开始连接电路时，要使开关断开，闭合开关前，要把滑动变阻器滑片置于最大阻值处。（6）开始实验前，要检查电路并试触，实验结束，要先断开开关，再整理电路。分析论证：由公式P=IU计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。（1）当U实=U额时， P实=P额，正常发光（2）当U实U额时，P实U额时，P实 P额，较亮实验结论：（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。实验拓展：测小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两实验有相似之处，也有明显区别，列表对比分析如下：实验名称测小灯泡电阻测小灯泡的功率原理RU/IPUI器材电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关、导线、被测的电阻或小灯泡电路图同上同上分析对比分析测量结果。结论测电阻采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻，而测电功率不能求平均值伏安法测小灯泡的电阻要多次测量求平均值减小误差，而测小灯泡的电功率为何不能也求平均值呢？随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变，小灯泡的功率也在改变，不同的电压下，小灯泡的电功率不同，小灯泡的实际功率是不断变化的，因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况，所以电功率不能求平均值。电路故障：测定小灯泡的电功率实验的电路如图1所示。直流电源多采用实验室中的“学生电源”。现将有关的故障现象及相应的改正措施分述如下：故障现象一将开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P时，发现电流表或电压表的指针沿逆时针方向偏转，这是因为电流表或电压表两接线柱接反了，将它们对调过来接好便可。故障现象二将开关S合上，发现灯泡过亮，这时应立即断开开关S，首先检查直流电源的电压是否偏大，若偏大，调至正常即可。若电源电压合适，再检查滑动变阻器，这里较常出现的错误有两种：其一是滑动变阻器滑片的位置是错误的，移动滑片使其接入电路中的电阻在闭合开关S前为最大阻值即可；其二是滑动变阻器接线有误，使其处于“直通”（即电流没有经过其电阻丝，而是从其上方的金属杆直接通过，滑动变阻器接入电路中的电阻始终为零）的状态，只要将变阻器的一个接线柱的接法纠正过来即可。故障现象三在移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表的指示值和灯泡的亮度随之同步变化，但电压表指针不动，这是因为与电压表相连的两根导线没有接好或者电压表自身已损坏之故，先检查接线，若接线正常则更换电压表。故障现象四合上开关S，灯泡不亮，这时可分三种情况：（1）先观察电流表、电压表的读数，若两表读数都为零，故障可能是灯泡两端之外的地方接触不良（尤其可能是滑动变阻器滑片处或开关处接触不良或损坏）；当然也可能是电流表已坏或电源自身出现故障。（2）如果电流表读数为零，但电压表读数等于电源输出的电压，即说明灯泡处接触不良或灯泡已坏。（3）若发现电流表、电压表的读数都非常小，灯泡不亮，适当提高电压后，指示值才相应增大，灯泡亮。但调节变阻器时发现两电表读数和灯泡亮度都不变，这说明滑动变阻器接线有误，使电流始终流经其全部电阻丝，导致总电阻过大并且不可调节。查找出原因后，再对症下药：若接触不良或电流表坏了，将线接好或更换电流表即可；若滑动变阻器接线错了，将其中一个接头调整过来；若滑动变阻器、开关或者灯泡坏了，换上好的即可；若属电源故障，在交流供电正常的情况上，多是因为学生电源保险丝已经烧断（尤其是当电源开始正常供电而突然之间没有电压输出的情况，多属于其保险丝已烧断。造成保险丝烧断的原因多是因为学生粗心，使接线头碰头导致短路之故，这一点老师要告诫学生多注意），更换保险丝即可。若还无效，则更换学生电源。故障现象五移动滑动变阻器滑片时，电流表和电压表的指示值及灯泡的亮度都随之同步变化，但其指示值总是比较小，灯泡亮度也较弱，这主要是由于电源电压小（个别旧灯泡额定电压比其他灯泡大，而学生因粗心而没有注意），适当调高电源电压即可。 电功率解题思路方法：1.电功率只能反映电流做功的快慢（用电器消耗电能的快慢），它与用电器消耗电能的多少以及做功所用的时间无关。它的大小与用电器两端的电压、电流的大小有关。2在使用公式P=UI、P=、P=I2R、时，应注意以下问题：（1）公式的适用范围；（2）单位制的统一。I、U、R、P、W、t的单位分别为A、V、W、J、s，如果题目所给的单位不符合上述单位，就要先进行单位换算后，再代入公式计算。（3）式中各物理量都是对于同一部分电路而言的，当电路连接情况发生变化时，各用电器两端的电压、电流可能随着改变，因此在进行计算时，应注意各物理量的对应。(这一点常易被忽视)（4）计算整个电路的总功率时，无论用电器是串联还是并联，总功率都等于各用电器消耗的电功率之和。3理解额定电压、额定电流和额定功率的含义时，特别注意：（1）额定电压是用电器正常工作时的电压，它是用电器的一个重要参数，是一个确定的值，它与用电器实际工作时两端的电压无关。(这一点很重要，容易引起错误)（2）额定电流是当用电器两端的电压为额定电压时通过的电流，无论电路的连接情况怎样变化，它也是一个确定的值。（3）额定功率是用电器在额定电压下工作时的电功率，它与电路实际工作的情况无关。（4）当用电器两端的实际电压等于额定电压时，实际电流也就等于额定电流，实际功率等于额定功率。（注意区分额定值和实际值）4测定灯泡的额定功率：无论提供哪些器材，在测定额定功率时，首先要让灯泡正常发光，即使灯泡两端的电压等于其额定电压（或让通过灯泡的电流等于灯泡的额定电流），（无论提供哪些器材，这一点都要首先得到保证）并通过电表的显示或一定的推理分析得到确认。5电阻串联时，由I1=I2和P1=I12R1，P2=I22R2，得到=；（利用这些关系式时，一定要分清电路的连接情况）电阻并联时，由U1=U2和P1=，P2=得到=。（利用这些关系式时，一定要分清电路的连接情况）利用这些特点解决某些问题是很方便的。1）、 比较串连电路中两电阻的电功率时，因电流处处相等，一般使用计算；2）、 在并联电路中，由于各支路两端电压相等，运用计算。【典型例题】例析：1、现有两个小灯泡，上面分别标有“6V，1. 2W”和“12V，6W”字样，如果把这两个灯泡串联起来，为了使其中一个灯泡持续正常发光，那么加在串联电路两端的电压是（ ）A. 9.4V B. 10.8V C. 18V D. 27V解析：要使其中一个灯泡能持续正常发光，必须先找出每盏灯正常发光时的电流，并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流，然后求出电路两端的总电压。因两灯串联后的总电阻R=R1+R2=30+24=54。所以加在串联电路两端的电压为U=IR=0.254V=10.8V答案： B电功率习题一、填空题1某小组在实验室中将两个亮度不同的灯泡分别接入照明电路中，同学们发现电能表的铝盘转动的快慢不同，接亮度大的灯泡时铝盘转动的_，接亮度小的灯泡时铝盘转动的_，这种现象表示用电器消耗电能的_不一样。在物理学中，用电功率表示消耗电能的_，电功率用符号_表示，单位是_，简称_，符号是_。2一个用电器功率的大小，等于它在_s的时间内所消耗的电能；如果在“t”这么长的时间内，消耗的电能是“W”，那么这个用电器的功率P=_，其中“W”的单位是_，“t”的单位是_，“P”的单位是_；如果用电器在1 s的时间内消耗1 J的电能，这个用电器的功率就是_,即_=1 J/s。3理论的分析证明，对于用电器的电功率P、通过用电器的电流I和加在用电器两端的电压U，三者之间的关系是_，其中电流I的单位是_，电压U的单位是_，电功率P的单位是_。由这个关系式可以看出，如果用电器两端所加的电压发生了变化，它消耗的电功率_，把用电器在额定电压下工作时的电功率，叫做_。4某同学来到百货商场的家电柜台前，看到一个电磁炉的铭牌上标有“220 V 1600 W”的字样，他知道这个电磁炉要接在_V的电路中，正常工作时的电流是_；他又来到小家电柜台前，想买一个灯泡，他拿到灯泡，看到灯泡上标有“PZ22040”的字样，他知道PZ代表的是普通照明灯泡，这个灯泡在电压为_时正常发光，这个灯泡的额定功率是_，如果这个灯泡正常发光1 h，消耗的电能是_J。5电功率是指_，额定电压是指用电器在_时的电压，额定功率是指用电器在_时的电功率。6灯泡的亮暗是由_的大小决定的，若加在它两端的电压不等于额定电压，灯泡就不能正常发光，它的_功率也就不等于它的额定功率。7小灯泡正常工作时的电流是0.4安，经过1秒，电流做了1焦的功，由此可见小灯泡两端的电压是_伏，在60秒内它消耗了_焦的功。8功率为4.5千瓦的一台电动机，带动水泵工作2时，共做_焦的功。9如图3所示，两只电阻R1、R2阻值相等，分别串联和并联接在相同的电压下，则在此两种情况下，在相同时间里电流分别通过串联电路和并联电路中的总电阻所消耗的电功率之比是_。10有三只不同规格的灯泡分别标有“220V，40W”、“110V，40W”、“36V，40W”的字样，各自在额定电压下工作，通过_规格灯泡中的电流强度最大，在相同时间内三只灯泡所消耗的电能应该是_。11某一用电器标有“12V，12W”的字样，把它跟另一电阻R串联后接在18伏的电源上，该用电器恰好正常工作，则电阻R上消耗的电功率是_。二、选择题12关于用电器的电功率，下面的说法中正确的是A.两个用电器如果串联，它们的电功率一定相等B.两个用电器如果并联，它们的电功率一定相等C.额定电压相等的用电器其电功率一定相等D.电压和电流都相等的用电器其电功率一定相等13有几位同学对电功率这个概念，有以下几种理解，你认为正确的是A.电功率是表示电流通过用电器时做功多少的物理量B.电功率是表示电流通过用电器时做功快慢的物理量C.电功率大的用电器工作时消耗的电能一定多D.电功率大的用电器工作时所用的时间一定少14（多选）某同学将一个用电器接在36 V的电源上，测出通过用电器的电流是500 mA，如果通电时间为5 min，下面的说法中正确的是A.电流通过这个用电器做的功是5400 JB.电流通过这个用电器做的功是5400 WC.这个用电器的电功率是18 WD.这个用电器消耗的电能是5400 J15启明同学有两个用电器，当他将甲用电器接入电路中时，测出4 s钟的时间内做功 16 J；当他将乙用电器接入电路中时，测出10 s钟的时间内做功30 J。在下面的说法中，你认为正确的是A.甲用电器的功率大，乙用电器消耗的电能多B.甲用电器的功率大，甲用电器消耗的电能多C.乙用电器的功率大，乙用电器消耗的电能多D.乙用电器的功率大，甲用电器消耗的电能多三、计算题16张红同学家中有一个电热水器，其额定电压是220 V，他将家中的其他用电器全部关闭，将电热水器接入电路中，经过12 min，他发现电能表的示数增加了0.1度，请你帮他计算出：（1）这个电热水器的功率多大？（2）这个电热水器正常工作时的电流多大？（3）这个电热水器正常工作时的电阻多大？17某居民楼房楼道内安装了5盏灯，灯泡上均标有“PZ22040”字样，以前这个楼道内的居民节约用电意识差，不注意随手关灯，每天楼道内的灯泡平均亮2 h。后来，他们有了节约用电的意识，将楼道内的开关全部换成了声控开关，每天楼道内的灯泡平均亮20 min，请你算出他们一个