18.3 测量小灯泡的电功率 课件(共37张PPT) 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(共37张PPT)
测量小灯泡的电功率
第3节
第十八章　电功率
1.回顾“伏安法”测电阻的实验，完成下列问题。
(1)实验原理：_________。
(2)实验器材： 、 、 、待测电阻、电源、导线。
电流表
电压表
滑动变阻器
(3)实验电路图：(在虚线框内画出电路图)

提示　
(4)实验记录表(如表所示)：
(请根据表格内数据计算出待测电阻Rx的阻值)
次序 电流I/A 电压U/V 电阻R/Ω 待测电阻的阻值Rx/Ω
1 0.58 6 10.34 Rx＝_______
2 0.34 3.5 10.29
3 0.28 2.8 10
10.21
(5)实验注意事项：
①在连接电路的过程中，开关应处于 状态；滑动变阻器的滑片应滑到 位置。
②电流表应该和待测电阻 联，电压表应该和待测电阻 联。
断开
阻值最大
串
并
2.如图所示，电流表的示数为0.5 A，电压表的示数为3 V，求小灯泡此时的电功率。
答案　1.5 W
解析　P＝UI＝3 V×0.5 A＝1.5 W。
3.判断正误：
(1)一个用电器的额定电压和额定功率是确定的，即只有一个额定电压和额定功率，且额定功率不随实际电压的改变而改变。(　　)
(2)一个用电器的实际电压和实际功率是不确定的，且实际功率随实际电压的改变而改变。(　　)
√
√
结合“电阻的测量实验”设计测量小灯泡的电功率的实验。
测量小灯泡的电功率
1.实验目的
测量小灯泡的额定功率和 。
2.实验原理
测量小灯泡的电功率的原理是 。
实际功率
P＝UI
3.设计实验
(1)根据实验原理，实验中要测量哪些物理量，实验时要注意观察什么现象？
提示　需要测量灯泡两端的电压和通过它的电流。实验时要注意观察灯泡的亮度。
(2)测量小灯泡的电功率需要哪些器材？
提示　干电池、小灯泡、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线等。
(3)电流表和电压表应该分别连在什么位置？
提示　电流表串联在电路中，电压表与小灯泡并联。
(4)为了测量灯泡在不同电压下的电功率，实验中需要改变灯泡两端的电压，有哪些方法可以改变灯泡两端的电压？最好采用哪种方法？实验中怎样操作？
提示　可以改变电源电压或使用滑动变阻器。最好在电路中串联滑动变阻器，通过改变滑动变阻器滑片的位置来改变灯泡两端的电压。 调节滑动变阻器的滑片时眼睛观察电压表的示数。
(5)根据实验要求设计电路，并画出实验电路图。
提示　
测量小灯泡的电功率
(6)根据实验中观察的现象和测量的数据，设计实验表格。
提示　
电压(V) 电流(A) 电功率(W) 小灯泡的发光情况
U＝U额
U>U额
U4.进行实验收集数据
(1)根据电路图连接实物电路。此时开关 ，滑动变阻器的滑片移至 。
(2)检查无误后，闭合开关，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、电压表的示数。
(3)调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的 ，观察灯泡发光情况，记录电流表示数。
(4)调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端电压为额定电压的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表示数。
(5)断开开关，依次拆除用电器，整理仪器。
应处于断开状态
最大阻值处
5.分析数据
U实＝U额 P实＝P额 小灯泡正常发光
U实U实>U额 P实>P额 小灯泡比正常发光____
小灯泡有可能被烧坏
暗
亮
6.实验结论
(1)不同电压下，小灯泡的实际功率不同。小灯泡两端的电压 ，小灯泡实际功率越大。
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的 决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
越大
实际功率
7.交流评估
(1) “伏安法”测电阻也是要求测三次，和这个实验中的测三次目的一样吗？能否依据三次测量数据计算小灯泡的平均电功率，为什么？
提示　“伏安法”测电阻中，三次测量是为了求电阻的平均值，减小误差，而本次实验中，灯泡的实际功率随其两端电压的改变而改变，所以求电功率的平均值没有意义。
(2)比较伏安法测小灯泡电阻与伏安法测小灯泡电功率实验的异同点有哪些？
提示　相同点：①实验电路相同。②实验测量的物理量相同，都要测量灯泡两端电压和通过小灯泡的电流。③电路元件(开关、滑动变阻器、电流表和电压表)使用规范要求相同。
不同点：①实验目的不同，一个是要测电阻，另一个是要测电功率。②实验结果要求不同，测量电阻的多次测量是为了求平均值减小误差，测小灯泡的电功率三次测量是为了比较在不同电压下小灯泡的电功率和发光情况。
(3)滑动变阻器开始在阻值最大的位置，调节的时候阻值从大到小，小灯泡两端的电压会从小到大测量，为什么不先测低于额定电压时的电功率，再依次测量等于额定电压和高于额定电压的电功率，以免变阻器阻值一会儿变大，一会儿变小，而容易发生错误？
提示　这有利于观察小灯泡亮度时有明显的区分，便于与小灯泡正常工作时的额定功率以及工作状态进行比较。
(4)做一做：选择亮度与小灯泡相当的发光二极管，测量加在它两端的电压和通过它的电流，计算它的电功率。调节加在它两端的电压，获得几组数据。将所得的电功率数值与小灯泡相比，在亮度相当的情况下，哪一个的电功率小？
提示　发光二极管的电功率更小。
例1 　如图甲所示，是莉莉同学“测量小灯泡的电功率”的电路图，图乙是实物连接图，其中电源电压是4 V，小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)图乙已连接部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将电路连接完整，使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大。
答案　如图所示
解析　滑动变阻器的连接方式为“一上一下、近小远大”，所以应该连接A点。
(2)调节滑动变阻器的滑片P到图示位置时，电压表的示数如图丙所示，其示数为______ V；若他想测量小灯泡的额定功率应将图乙中的滑片P向______(选填“C”或“D”)端移动，使电压表的示数为2.5 V。
2.3
C
解析　从实物图及小灯泡的额定电压为2.5 V可以确定电压表的量程为“0～3 V”，则电压表示数为2.3 V；这个电压小于额定电压，为使小灯泡两端的电压变大，则电路中的电流应该变大，滑动变阻器的电阻应该变小，所以滑片向C端移动。
(3)莉莉同学多次移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的图象。根据图象信息，可算出小灯泡的额定功率是______ W，通过图象还可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：______________________。
0.5
灯丝的电阻与温度有关
解析　由题图丁知，当小灯泡的电压为2.5 V时，电流为0.2 A，
则P＝UI＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W；
小灯泡的电阻受温度的影响较大，温度越高，电阻越大。
1.如图a所示是测量小灯泡额定功率的实验原理图，图a中甲表为________，乙表为________，小灯泡的额定电压是3.8 V，电源电压是6 V，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到____端，闭合开关后调节滑动变阻器的滑片到电压表的示数是_____ V，从图b中读取电流表的示数是_____ A，小灯泡的额定功率是____ W。
电压表
电流表
b
3.8
0.5
1.9
解析　由题图知，甲与灯泡并联，是电压表，乙与灯泡串联，是电流表；在闭合开关前，应将滑片移至b端使其阻值最大；要测量灯泡的额定功率，灯泡两端的电压应等于3.8 V；由题图知，电流表的量程为0～0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.5 A；所以P＝UI＝3.8 V×0.5 A＝1.9 W。
2.在测量小灯泡电功率的实验过程中，如果小灯泡断路，电流表、电压表的示数有什么变化？
电流表的示数：____；
电压表的示数：________________。
零
等于电源电压
3.在测量小灯泡电功率的实验过程中，如果小灯泡短路，电流表、电压表的示数有什么变化？
电流表的示数：______；
电压表的示数：______。
零
变大
4.电学中有三个同学们非常熟悉的实验：
a.探究电流与电压的关系；
b.伏安法测电阻；
c.伏安法测电功率。
这三个实验均要用到滑动变阻器，并多次测量电压和电流值。但滑动变阻器的作用以及对测量数据的处理方式并不相同。下列说法正确的是(　　)
A.a实验是为了多次测量求平均值来减小误差，滑动变阻器的作用主要是保护电路
B.b实验是为了多次测量寻找普遍规律，滑动变阻器的作用主要是改变电阻两端的电压
C.c实验是为了比较实际功率与额定功率，滑动变阻器的作用主要是改变灯泡两端的
电压
D.三个实验都是为了多次测量求平均值来减小误差，滑动变阻器是为了控制电压一定
C
5.某实验小组用图甲所示电路测量小灯泡的电功率。实物中，小灯泡标有“3.8 V”，滑动变阻器标有“12 Ω　1.5 A”，电源电压6 V。
(1)请用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将图乙的实物电路连接完整，使滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗。
答案　见解析图　
解析　小灯泡的额定电压为3.8 V，故电压表选用大量程与小灯泡并联，滑动变阻器的滑片向左移动时小灯泡变暗，故变阻器右下接线柱连入电路中，如图所示：
(2)小明同学负责实物连线，他连接好最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。小明连线过程中肯定出现的错误是___________
_________________________________________________。还可能出现了以下错误中的_____(填字母序号)。
A.电压表串联在了电路中
B.电流表并联在了小灯泡两端
C.连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱
D.连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱
没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中
连接电路时
C
解析　连接电路时没有断开开关，没有将变阻器的最大电阻连入电路中。若电压表串联在了电路中，闭合开关后，电流很小，灯不发光。若电流表并联在了小灯泡两端，小灯泡被短路，不发光。若连接滑动变阻器时，用了C、D两个接线柱，则变阻器连入电路的电阻为0，小灯泡两端的电压为电源电压。若连接滑动变阻器时，用了A、B两个接线柱，变阻器最大电阻连入电路中，电路的电流较小，小灯泡发光较暗，故选C。
(3)小灯泡熄灭后，发现电压表有示数，该示
数接近_____ V。
解析　小灯泡熄灭后，电压表串联在电路中测电源电压，电压表的示数接近6 V。
6
(4)更换上完全相同的小灯泡，正确连好电路，通过完全正确的操作获得数据如表。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 2.0 3.0 3.8 4.2
电流I/A 0.33 0.34 0.40 0.42
小灯泡亮度 不亮 较暗 正常 较亮
小灯泡电阻/Ω 6.0 8.8 9.5 10.0
由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为______ W。
从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而________。
1.52
变大
解析　小灯泡在额定电压下正常发光，由表中数据可知小灯泡正常工作时的功率为：P＝UI＝3.8 V×0.4 A＝1.52 W。从表中数据还可以看出小灯泡的电阻随温度升高而变大。
(5)小明还想测量小灯泡不亮时的电阻，但是无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2 V。经过分析，至少有两种方案可行：一是，其他条件均不变时，换用总阻值较______的滑动变阻器；二是，其他条件均不变时，换用电压较______的电源。
大
小
解析　无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压也不能低于2 V，说明变阻器的最大电阻太小或电源电压太高，经过分析，至少有两种方案可行：一是，其他条件均不变时，换用总阻值较大的滑动变阻器；二是，其他条件均不变时，换用电压较小的电源。