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第十五章 电能与电功率
15.3 怎样使用电器正常工作(第2课时,实验)
学习目标
课堂达标
实验突破
易错辨析
课程标准(2022年版) 学习目标
知道用电器的额定功率和实际功率. 会用“伏安法”设计并进行实验,测量小电灯在不同电压时的电功率.
【例1】如图所示是“测量小灯泡的额定功率”
的实验电路图.在这个实验的具体操作中,手
和眼睛最合理的分工应该是( )
A.手移动变阻器的滑片,眼睛观察变阻器的滑片的位置
B.手移动变阻器的滑片,眼睛观察小灯泡是否发光
C.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数
D.手移动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数
测量小灯泡的电功率
C
【举一反三】
1.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学连接好电路,闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,当滑动变阻器接入电路中的电阻变大时,电压表的读数也随着变大,反之,随着变小,则发生这一现象的原因是( )
A.电压表的正、负接线柱接错了
B.电压表的量程选择不合适
C.电压表坏了
D.电压表与滑动变阻器并联
D
2.“探究小灯泡电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择标有“2.5 V”的小灯泡,调节滑动变阻器滑片的过程中发现小灯泡的亮度发生变化,这是由于 _________________发生变化引起的.实验得到小灯泡的U-I图象如图乙所示,则小灯泡的额定功率是 W.
0.75
小灯泡的实际功率
【归纳总结】
①实验中根据P=UI计算小灯泡的电功率;②实验中通过移动滑片,改变电路中的电流,从而改变灯泡的电功率,计算结果不能求平均值;③小灯泡在额定电压下的电功率是额定功率.
特殊法测量小灯泡电功率
【例2】爱动脑筋的小聪想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图所示的电路(R0阻值已知).他选用器材如下:电源恒为8 V;小灯泡的额定电压是2.5 V;所用电压表量程为“0~15 V”,请将以下实验步骤补充完整:
(1)检查无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器滑片P直至电压表示数为 V.
(2)滑片P不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表示数为U0.
(3)小灯泡的额定功率:P额= (用U额、U0、R0表示).
5.5
【举一反三】
3.小明同学在测定额定电压为“3.8 V”的小灯泡的额定功率时,发现电压表“0~15 V”量程坏了,而“0~3 V”量程完好,实验所用其他器材完好,所用的电源电压恒为6 V,在不更换实验器材的情况下,同学们帮助小明同学设计如图所示的四种实验电路图,则能完成实验的电路图是( )
B
4.小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率,他设计了下列四个电路图.图中的电源电压U保持不变,小灯泡的额定电压为U0,且U>U0,定值电阻的阻值为R.在不改变电路连接的情况下,能测出小灯泡额定功率的是( )
C
实验 测量小灯泡的电功率
【查阅资料】用 测出小灯泡两端的 ,
用 测出流过小灯泡的 ,就可以根据
计算出小灯泡的电功率,此方法也称 法.
【实验原理】 .
【实验器材】电压表、电流表、开关、滑动变阻器、小灯泡、电源、导线若干
P=UI
伏安
P=UI
电流
电流表
电压
电压表
甲 乙
【实验设计】1.在图甲虚线框中画出实验电路图.
如图所示
2.(1)请按你设计的电路图连接图乙实物图,并根据你连接的电路,说明要使灯泡两端的电压增大,滑动变阻器的滑片
向 移动.
如图所示
左(与电路图相对应)
(2)主要实验步骤和记录数据的表格.(注意:实验过程中不能将电压调到高于1.2U额)
实验要求 两端的电压/V 通过的电流/A 电功率/W 发光情况
小灯泡两端的电压低于额定电压
小灯泡在额定电压下工作
小灯泡两端的电压是额定电压的1.2倍
(3)滑动变阻器的作用是 .
【实验结论】小灯泡的亮度由小灯泡的 决定.
实际功率
保护电路,改变小灯泡两端的电压
【实验分析】
(1)当U实>U额时,P实 P额;当U实<U额时,
P实 P额;当U实=U额时,P实 P额.
(2)最后需要求电功率的平均值吗 .
(3)“伏安法”测电阻与该实验的相同和不同之处.
相同点: .
不同点: _
.
(4)伏安特性图象中,每一点的坐标纵轴与横轴示数的
等于用电器的实际功率.
乘积
图象的意义
实验原理、调节滑动变阻器的要求、伏安特性
实验器材、电路图、实验步骤
不需要
=
<
>
【例3】在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器的规格为“30 Ω 1 A”.
(1)连接实验电路时,开关应 .
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片向
(选填“左”或“右”)移动.
左
断开
(3)多次移动滑片,记录数据,得到通过小灯泡的电流随其两端电压变化的图象,如图丙所示.分析交流时,实验小组有以下的讨论:
①小灯泡实际功率随两端电压的增大而 .
②小灯泡的额定功率为 W;图中阴影部分的面积等于小灯泡此时的 .
③在实验过程中,灯泡电阻会变化.如果调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值减小ΔR1,观察到灯泡变亮,若小灯泡的阻值相应变化ΔR2,则ΔR1 ΔR2(选填“大于”“等于”或“小于”).
大于
实际功率
1.25
增大
【基础概念易错辨析】
额定功率大的灯泡一定比额定功率小的灯泡亮.( )
【重难易错】如图所示,如果电阻R的数值和各电流表与电压表的示数都已知,哪一个图中的数据无法让我们计算出灯泡L的功率( )
D
易错分析:测量电功率实际上就是电压和电流的测量,要求理解串、并联电路中电压和电流的规律,并会在实际电路中应用.
谢谢大家!