第3节--测量小灯泡的电功率PPT.ppt

测量小灯泡的电功率 南溪三中李佑涵 预习 为了测定小灯泡的功率 必须测出哪些有关的物理量 测这些物理量需要哪些实验器材 怎样组成电路 要求画出实验电路图 实验要作几次 要记录些什么数据 要求设计出记录表格 在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率 第3节测量小灯泡的电功率 导入 同学们 我们在前面学习了电功率的概念和它的计算方法 你能说出什么是电功率吗 电功率有哪些计算的方法呢 电功率是表示电流做功快慢的物理量 电功率的计算公式 P UI 220V表示 50W表示 复习 220V50W 灯泡的额定电压是220V 灯泡的额定功率是50W 想想议议 现在我给大家一个小灯泡 但铭牌上只有额定电压2 5V 没有电功率 你们能想办法测量小灯泡的电功率吗 怎样测量 根据公式 P UI 小灯泡两端的电压 流过灯泡的电流 一 实验目的 使用电流表和电压表 伏安法 测量小灯泡的额定功率和实际功率 测量要求我们用滑动变阻器进行控制 分别测量以下三种情况下小灯泡的实际功率 1 使小灯泡在额定电压下发光 观察小灯泡的亮度 测出小灯泡的功率 2 使小灯泡两端的电压约为额定电压的1 2倍 观察小灯泡的亮度 测出小灯泡的功率 3 使小灯泡两端的电压低于额定电压 观察小灯泡的亮度 测出小灯泡的功率 二 实验原理 P UI需要用电压表测出小灯泡两端电压U 用电流表测出通过小灯泡的电流I 利用公式P UI计算出小灯泡的电功率 当小灯泡两端的电压为额定电压时 测出的功率为额定功率 三 实验电路图 四 实验器材 电源 开关 导线若干 小灯泡 2 5V 电压表 电流表 滑动变阻器 注意事项 1 滑动变阻器应如何连接 闭合开关前 滑片要放在什么位置 2 电流表和电压表在电路中如何连接 接线柱连接是否正确 量程选择是否适当 1 与小灯泡串联2 滑片放在阻值最大处 想一想 滑动变阻器 电流表 电压表 3 注意观察小灯泡在什么情况下正常发光 在什么情况下小灯泡比正常情况更亮 什么情况下小灯泡比正常情况下暗 需小心调节滑动变阻器 以免因实际电压超过额定电压太多 导致电压过大而烧毁灯泡 注意事项 设计实验记录表格 五 实验步骤 1 按照设计好的电路图连接实物电路 五 实验步骤 2 检查电路连接无误后闭合开关 调节滑动变阻器的滑片 使小灯泡两端电压为额定电压 观察小灯泡发光情况 记录电流表 电压表示数 计算出小灯泡的额定功率 五 实验步骤 3 再调节滑动变阻器的滑片 使小灯泡两端电压低于额定电压 观察小灯泡的发光情况 记录电流表 电压表示数 算出小灯泡的实际功率 五 实验步骤 4 再次缓慢的调节滑动变阻器的滑片 使小灯泡两端电压为额定电压值的1 2倍 观察小灯泡的发光情况 记录电流表 电压表示数 算出小灯泡的实际功率 5 断开开关 整理实验器材 分组实验 实验记录表 实验记录表 实验记录表 六 分析和论证 1 小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率 不求平均值 当小灯泡U实 U额时 P实 P额 小灯泡正常发光 当小灯泡U实 U额时 P实 P额 小灯泡发光变亮 当小灯泡U实 U额时 P实 P额 小灯泡发光变暗 六 分析和论证 2 不同电压下 小灯泡的实际功率不同 实际电压越大 小灯泡实际功率越大 3 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 在哪方面容易出现较大的误差 实验中最可能出现错误的是哪几个环节 七 评估与交流 比较伏安法测电功率与伏安法测电阻 其中 电阻可以求平均值 电功率不能求平均值 例题 一位同学 连接好电路 在闭合开关时发现小灯泡不亮 电流表无示数 但电压表有示数 请分析电路中可能出现的故障 小电灯处断路或电流表电压表的位置接反了 例题 在测量小灯泡的功率的实验中 某同学在连接滑动变阻器时 由于粗心 连接的电路闭合开关后 移动变阻器的滑片时并不能改变灯泡的亮度 请你根据以下情况来判断该同学的连接过程中分别出现了何种错误 1 小灯泡始终都亮时 原因 答 滑动变阻器的接线拄都接在上边了 2 小灯泡始终都暗时 原因 答 滑动变阻器的接线拄都接在下边了 例题 某同学在实验时得到如下表格 该实验现象和数据记录都正确 你能指出他设计的表格的错误吗 答 不应设计平均电功率一栏 电功率不能求平均值 例题 的白炽灯接在家庭电路中工作时 如何测量它工作时的实际功率 用电能表测某一用电器的电功率 电能表上标有 的字样 使待测用电器单独工作 观察到电能表的表盘转过 则该用电器的电功率为多大 用图中器材测定小灯泡的额定功率 已知小灯泡的额定电压为2 5V 小灯泡灯丝的电阻约10 左右 要求 1 画出实验电路图 2 请你用笔画线代替导线 在图甲中把电路连接完整 3 闭合开关 将变阻器的滑片移到某位置时 电压表示数为2 5V 电流表示数如图乙所示 则此时小灯泡中的电流是 A 小灯泡的额定功率是 W 4 你连接的电路闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于变阻器的 端 填左或右 例题 5 连接电路时 电压表选用 量程 电流表应选 量程 6 实验中某小组多测了几组小灯泡两端电压的数据 如下表所示 将表格填完整 2分 7 2分 若实验中所用器材良好 但某同学在实验中发现电流表的指针几乎不动 而电压表的示数较大 则电路中发生故障的原因是 用伏安法测小灯泡电阻和电功率 一 两个实验的相同点 1 实验电路相同 在右边空白处画出电路图 2 实验所用的器材相同 都有 由于所用器材比较多 所以掌握一些基本仪器的使用 是做好这两个实验的前提 请回忆 电压表的使用规则是什么 电流表的使用规则是什么 滑动变阻器使用时应注意哪几个方面 3 实验中都要连接实物电路 连接实物电路时应注意什么 用笔画线代替导线 把图20 1甲中的元件连成测定值电阻阻值的实物电路 图20 1乙是某同学测小灯泡电功率时连接的实物电路 请先把电压表正确接入电路 再指出其它连接中的错误 4 实验中都要读取电压表和电流表的示数 测出并记录电路中的电压值和电流值 下表 是小明同学测电阻时记录的数据 图20 2是他第2次测量时电压表的示数 请把它填入表格中 下表 是小伟同学测小灯泡电功率时的实验记录 小灯泡标有 2 5V 字样 电阻值约为8 第3次测量时电流表的示数如图20 3所示 请把这一数据填在表 中的对应栏内 二 两个实验的不同点1 实验的目的不同 一是测 二是测 2 实验原理不同 测电阻的原理是 根据实验数据 求出三次测量的电阻值 并填入表中 测小灯泡电功率的原理是 根据实验数据 这个灯泡的额定功率为 W 3 使用滑动变阻器的作用不同 测电阻时移动滑动变阻器滑片是为了调几个合适的电压值 得出几个对应的 算出几个 并求 以减小实验误差 测小灯泡的电功率时 移动滑动变阻器滑片是为了让小灯泡分别在 时工作 同时测出对应的 值 算出不同电压下的 研究灯泡的亮度与实际电功率的关系 重点难点突破 例1 在 测小灯泡额定功率 的实验中 小明用三节新干电池串联做电源 所选小灯泡的规格是 2 5V0 3A 还有 10 1A 20 1A 两种规格的滑动变阻器 请你帮他选择电压表 电流表的量程及合适的滑动变阻器 解析 用伏安法测电阻时 一般要根据电源电压选择电压表量程 如 电源电压3V 就选0 3V量程 电源电压为4 5V 就选0 15V量程 测小灯泡的电功率时 灯泡两端的电压不能超过其额定电压的1 2倍 所以电压表量程要根据1 2U额选取 2 5V 1 2 3V 一般应选择刚高于1 2U额的那一档 本题中只能选0 3V量程 电流表量程一般要根据电路中的最大电流值选取 电路中的最大电流值应为电源电压与电路中最小电阻 定值电阻 的比值 本题中 灯泡电阻R 2 5 0 3 8 3 I最大 4 5 8 3 A 0 54A 所以电流表量程应选0 0 6A 选择滑动变阻器要把握两点 一是电路中的最大电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流值 本题中 电路中的最大电流约0 54A 两个滑动变阻器允许通过的最大电流都大于此值 都符合要求 二是它能不能达到分压要求 本题中 小灯泡的额定电压为2 5V 滑动变阻器要分去的电压为4 5V 2 5V 2V 它连入电路的最小阻值应为R最小 2 0 3 6 67 20 1A 的滑动变阻器电阻值不符合要求 所以选 10 1A 的滑动变阻器 例2 图20 4是用 伏安法 测小灯泡电功率的电路图 1 图中a处应接 表 b处应接 表 2 某同学在连接实物电路时 将两表位置接错了 闭合开关 出现的现象是 纠正了两表的位置 他连接了如图20 5所示的实物电路 3 若闭合开关 灯泡发光 移动滑动变阻器滑片 电压表示数增大时 电流表示数反而减小 原因是 4 若闭合开关 灯泡不亮 电压表有示数 电流表无示数 故障原因是 5 若闭合开关 灯泡不亮 电流表有示数 电压表无示数 灯泡灯丝完好 故障原因可能是 6 若闭合开关 灯泡不亮 电压表 电流表均无示数 故障原因是 7 若闭合开关 灯泡很亮 无论怎样移动滑动电阻器滑片 灯泡亮度始终不变 故障原因是 8 若闭合开关 灯泡很暗 无论怎样移动滑动电阻器滑片 灯泡始终很暗 故障原因是 解析 答案为 电流 电压 灯泡不亮 电压表指针有明显偏转 电流表指针几乎不动 中 滑动变阻器滑片移动时电流表示数减小 说明滑动变阻器连入电路的电阻增大 而电压表的示数也增大 说明电压表接到了滑动变阻器的两端 根据灯泡不亮 电流表无示数可判断电路中有开路 根据电压表有示数可判断开路发生在灯泡上 答案为灯泡开路或灯泡接线柱与导线接触不良 由灯泡不亮 电流表有示数可知电路中有短路 由电压表无示数可知灯泡被短路 由灯泡不亮 电流表无示数可知电路开路 由电压表无示数可知开路不在灯泡处 答案为把滑动变阻器的金属杆接入了电路 答案为把滑动变阻器的两个下接线柱接入了电路 识别电路故障 要根据电路中出现的各种反常现象进行综合分析 两电表位置接错 滑动变阻器接错 连线时接触不良 裸露线头太长 太短造成短路或开路 这些电路连接的错误是本实验电路产生故障的重要原因 另外 两表的 接线柱接反 使电表反转 量程选取过大或过小 读表时看错量程或看错分度值 也是实验中应注意的问题 能力训练与检测1 为了测量一只约15 的电阻Rx的精确阻值 小明把三节干电池串联起来作为电源 连成如图20 10所示的电路 1 认真观察 请你在接错的导线上打 并画出正确连线 2 在上面的方框内画出电路图 3 闭合开关前 滑动变阻器接入电路的阻值应 4 实验中小明调节滑动变阻器 使待测电阻Rx两端的电压为4 5V时 电流表的示数如图20 11所示 这时电路中的电流是A 电阻Rx的阻值为 5 利用上面电路 还能完成的实验有 2 图20 12是小华同学 测小灯泡额定功率 的实验电路图 灯泡的额定电压为3 8V 灯丝的电阻约为10 滑动变阻器标有