浙教版九年级科学上册练习：第3章　能量的转化与守恒 专题分类突破七　实验专题：电

第4页专题分类突破七实验专题：电功率测量(见B本47页)探究点1普通方法测量电功率【例1】一个额定电压是2.5V的小灯泡，其正常工作时电阻约10Ω。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：甲乙丙例1(1)图电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为A：“5Ω1A〞，B：“20Ω0.5A〞，C：“1kΩ1A〞的滑动变阻器，导线假设干，电源(电压为6V)。(1)小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为__B__(选填“A〞“B〞或“C〞)的滑动变阻器。(2)图乙已连接了局部电路。请你根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整。【答案】(2)如下图例1答图(3)小明正确选择了滑动变阻器，按图甲的电路图连接好电路，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变(示数不为零)且小于2.5V。具体原因是__滑动变阻器选用了A、B两个接线柱__。(4)小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，小灯泡的额定功率是__0.75__W。例1(2)图(5)小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I—U图象，如下图。结果发现图线不是直线，这说明灯泡的电流与电压__不成__(选填“成〞或“不成〞)正比，这是因为__灯丝电阻随温度变化而变化__。变式如下图是某规格的小灯泡L和定值电阻R的U－I图象。(1)图中表示小灯泡U－I图象的是__②__(填序号)；(2)假设它们串联、并联时总电阻的值分别为R串和R并，请在对应的图上坐标区域内画出它们的U－I图象(R串、R并的U－I图象分别用③和④表示)；变式图【答案】(2)如答图变式1答图探究点2特殊方法测功率【例2】小灯泡额定电压，在如下图电路中R阻值，无电压表也能测出该灯泡额定功率的是(C)ABCD变式训练2图变式如下图电路，电源电压不变，R是定值电阻。将一个“6V2W〞的小灯泡接在a、b两点间，小灯泡恰能正常发光；假设换一个“6V3W〞的小灯泡接在a、b两点间，那么这个小灯泡(A)A.比正常发光时暗些B．比正常发光时亮些C．恰能正常发光D．灯丝将会被烧坏考点3家庭电路测用电器的电功率【例3】杭州中考电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。这一功能虽给人们带来了方便，但在待机状态下电视机仍然要消耗电能却鲜为人知。例如小明家的一台34寸彩色电视机的待机功率大约是10瓦，假设他家电视机平均每天开机4小时，看完电视后总是用遥控器关机而不切断电源。试计算：(1)小明家一年(365天)中因这台电视机待机浪费的电能是多少千瓦时？(2)请你设计一种测电视机待机功率的方法。(3)请你就电视机待机功能的正确使用方法提出一条建议。解：(1)小明家电视机一年的待机时间为：t＝(24－4)h×365＝7300h；一年待机消耗的电能为：W＝Pt＝0.01kW×7300h＝73kw·h；答：消耗电能为73kW·h；(2)方法1：利用秒表和电能表，关闭其他所有用电器，只让待测电视机处于待机状态，测出在一段时间t内电能表表盘转过的圈数n，再根据P＝eq\f(W,t)的关系计算出电视机的待机功率；方法2：利用交流电流表和交流电压表测出电视机待机时通过的电流与两端的电压，再根据P＝UI的关系计算出电视机的待机功率。(3)长时间不看电视时应采用关机切断电源的方法，而不采用待机的方法。变式爱物理的笑笑同学晚上放学回家，他想和爸爸一起利用家里面的电能表测量家用电器的电功率，爸爸非常快乐，愿意和笑笑一起进行实验。他们观察了家里面的电能表如下图，并注意到家中的灯泡比平常要亮一些，笑笑猜想可能是灯泡两端的电压超过了220V。家中此时仅有一只标有“PZ220－100〞字样的白炽灯在工作，聪明的笑笑和爸爸配合记录发现，电能表在20min内转了121转。(1)这只电灯的电阻多大？(电灯的电阻保持不变)(2)在20min内，这只电灯消耗的电能是多少？(3)此时该灯泡的实际功率多大？家中的实际电压是多少？变式图解：(1)由P＝eq\f(U2,R)可得，电灯的阻值：R＝eq\f(U2,P)＝eq\f(〔220V〕2,100W)＝484Ω；(2)电灯消耗的电能：W＝eq\f(121,3000)kW·h＝1.452×105J；(3)灯泡的实际功率：P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1.452×105J,20×60s)＝121W；由P＝eq\f(Ueq\o\al(2,实),R)可得，U实＝eq\r(PR)＝eq\r(1.452×105J×484Ω)＝242V。1．在用电流表与电压表测小灯泡额定功率的实验中，小灯泡上标有“3.8V〞字样。(1)请用笔画线将图甲中的电路连接完整。【答案】(1)图略(2)实验中小新同学的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个阻值为R的定值电阻和假设干个开关，小新重新设计了如图乙所示的电路，测量小灯泡的额定功率。请你帮他补全实验步骤和表达式：①按照电路图正确连接电路；②断开开关S2，闭合开关S、S1，调节滑动变阻器，使得__电压表的示数为U1＝3.8_V(或电压表示数为灯泡的额定电压)__；③保持滑片位置不动，断开开关S1，闭合开关S、S2，记下电压表的示数为U2；那么测得小灯泡额定功率的表达式为P＝__eq\f(3.8V×〔U2－3.8V〕,R)或eq\f(U1〔U2－U1〕,R)(假设表达式中包含字母U1，那么在前面一空中必须交代U1为额定电压或为3.8V)(电源电压未知)。甲乙变式2图(3)小新经过进一步的实验发现，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，他还想比拟以下两种情况下灯泡实际电功率的大小关系：①灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率P1；②灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率P2；利用所学物理知识请你帮他比拟出P1与P2之间正确关系应该为：P1__大于__P2。(4)假设用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻分别代替图甲中的小灯泡，还可以完成“探究电流与电阻关系〞实验，实验过程中始终保持电压表示数为3V，为能完成探究，那么滑动变阻器最大阻值至少为__30__Ω(设此时电源电压为6V且恒定不变)。2．在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师提供了以下器材：额定电流为I0的小灯泡、电源(电压未知)、一个阻值为R的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电流表(或电压表)、一个单刀双掷开关和假设干导线。请你设计实验的电路图，并写出实验的主要步骤和额定功率的表达式。【答案】方法一：电路图如图(1)所示第2题答图(1)第2题答图(2)步骤：第一步：S掷向2，移动滑片P，使电压表的示数为I0R。第二步：S掷向1，保持滑片不动，记下电压表的示数U。表达式：P＝(U－I0R)I0。方法二：电路图如图(2)所示。步骤：第一步：S掷向1，移动滑片P，使电流表的示数为I0。第二步：S掷向2，保持滑片不动，记下电流表的示数I。表达式：P＝I0(I－I0)R。3．小宇从商场买回一个铭牌上规格为“220V1000W〞的电炉。由于目前市场上某些商品存在的质量问题，小宇准备在家中对这个电炉进行检验，看看它是否能到达额定功率。请你帮他想一个简便的方法，尽快地作出判断。给你提供的器材是小宇家中的电能表(如下图)、电源插座(电压220V)和计时器等。第3题图答：(1)准备一只有秒数显示的电子表，关