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第六章 电功率
6.4 灯泡的电功率
提出问题
电功率是用电器的主要参数。电功率的大小提现了用电器接入电路后,在一段时间内用电多少(或消耗电能的快慢)。
用电器在使用前,首先需要了解它的电功率。所以,对用电器电功率的测量我们学习的基本功。
下面通过对小灯泡电功率的测量,学习电功率测量的基本方法和步骤,以及通过测量培养学生的实验技能和素养。
1.认识灯泡的额定值(额度功率、额定电压);
2.知道测量小灯泡功率的原理,会测小灯泡的额定功率和实际功率;
3.加深对电功率的理解,会测算小灯泡的额定功率和实际功率,进一步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器;
4.通过实验,体验小灯泡的电功率随它两端电压的变化而变化的规律。
一、额定功率
不同用电器的电功率一般不同,那么,在不同情况下,例如在不同电压下,同一个用电器的功率总是一样的吗
演示实验1:将两只“PZ220V 25W”和“PZ220V 60W”的灯泡,先后并联和串联接入家庭电路中,观察灯泡的发光情况。
现象:在串联电路中两灯泡变暗了,并且在并联电路中更亮的灯泡,在串联电路中反而更暗。
一、额定功率
演示实验2:取一个标有“36V 25 W”的电灯泡。把它接在36V的电路中,它正常发光。把它分别接在24V的电路中,它发光暗淡;把它接在40V电路中,它发光强烈。
一、额定功率
1.额定电压:用电器正常工作时的电压U额。
2.额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率P额。
3.实际电压、实际功率
实际加在用电器两端的电压U实。
用电器在实际电压下工作时的功率P实。
U实 = U额,则 P实 = P额;用电器正常工作;
U实 > U额,则 P实 > P额;可能烧毁用电器;
U实 < U额,则 P实 < P额;用电器不能正常工作。
一个用电器只有一个额定电压和一个额定功率,但可以有多个实际电压和实际功率。如:灯泡的亮度是由灯泡在电路中工作时的实际功率所决定的。
二、测量小灯泡的电功率
提出问题
一、需要测量的物理量?
二、实验原理是什么?
三、本实验所需要的实验器材有哪些?
所需测量的物理量:灯泡两端的电压、流过灯泡的电流。
二、测量小灯泡的电功率
实验目的
实验原理
P = UI
实验器材
电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(额定电压2.5 V)。
测量小灯泡的额定电功率和不同电压下的实际电功率
实验电路
根据电路图连接实验电路
二、测量小灯泡的电功率
实验电路
根据电路图连接实验电路
连接电路时应注意的问题:
(1) 连接电路时开关处于断开位置;
(2) 滑动变阻器的接线在闭合开关前滑片要放在最大位置;
(3)注意电流表和电压表的正负接线柱,以及选择合适量程。
提出问题
测小灯泡功率时滑动变阻器的作用:(1)保护电路;(2)改变灯泡两端的电压。
二、测量小灯泡的电功率
实验要求
1.移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压分别为额定电压、低于额定电压(2V)、高于额定电压(约 1.2U额) 。
2. 记录电压值,电流值,同时观察比较灯的亮度有何区别。
实验步骤
一、根据电路图连接实物电路;(提示:按电路图将元件摆放好后再连接,连好后先检查一遍电路再进行实验)
二、闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数;
二、测量小灯泡的电功率
实验步骤
三、调节滑动变阻器,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;
四、调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
二、测量小灯泡的电功率
实验数据
小灯泡的额定电压是_______V。
2.5
次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
1 2.5 0.3 正常发光 0.75
2 2 0.28 较暗 0.56
3 3 0.34 很亮 1.02
实验结论
小灯泡电功率随两端电压增大而增大。灯泡的亮度决定于它的实际功率;2、灯泡的实际功率越大亮度就越亮。
考点一:测量小灯泡的电功率
典型例题 1
下图是一位同学为测量小灯泡的功率所连的电路。这个电路有什么错误或不妥之处?应该怎样纠正?请你画出正确的电路图。
解:电路的错误之处及纠正措施:滑动变阻器的接线柱接错,应“一上一下”接入电路中。正确的电路图如图所示。
考点一:测量小灯泡的电功率
电压表串联在电路中
迁移训练1
在测量小灯泡的电功率时,电源电压为3 V,小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)在如图甲所示的电路中,闭合开关移动滑片,发现小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,原因是________________________,经分析有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上打“×”,并补画出一根导线连接成正确的电路。
考点一:测量小灯泡的电功率
0.625
迁移训练1
(2)电路连接正确后,从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据,得到小灯泡的I -U图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率是________W。由图可知,小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________,滑动变阻器的规格应选择________。
A.10 Ω 1 A B.15 Ω 1 A
C.25 Ω 1 A D.30 Ω 1 A
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比,你认为这种说法 (填“合理”或“不合理”),理由是
。
增大
C
不合理
灯丝电阻是变化的,无法得到电流与电压成正比