第三节 测量电功率
知识点1 电功率的测量
1在“测量小灯泡电功率”的实验中,当用手移动变阻器滑片时,眼睛应观察 ( )
A.灯泡发光情况
B.电流表的示数
C.电压表的示数
D.变阻器滑片的位置
2在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:小灯泡L(额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω)、电流表(0～0.6 A,0～3 A)、电压表(0～3 V,0～15 V)、开关、电压为4 V的电源、滑动变阻器、导线若干。
(1)小刚同学在连接实验电路时还有部分导线未接上,如图乙所示。请你用笔画线代替导线,按图甲电路图把图乙中的实物电路连接好。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移至最 (选填“左”或“右”)端。
(3)实验过程中,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,移动滑动变阻器滑片,电流表指针仍没有偏转,原因可能是 。
(4)排除故障后继续实验,小刚进行了3次测量,并将有关数据及现象记录在表中。
实验 次数 电压U/V 电流I/A 实际电功 率P/W 小灯泡 亮度
1 1.5 0.20 0.30 偏暗
2 2.5 0.3 0.75 正常
3 3.0 更亮
要测定小灯泡的额定功率,接下来移动滑片,直到电压表示数为 V,测得小灯泡的额定功率为 W。
(5)第3次实验电流表示数如图丙所示,本次实验小灯泡的实际功率为 W。
(6)分析表中数据可以发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。
(7)最后,小刚把三次测的实际功率求平均值作为小灯泡的电功率,他的做法是否正确 ;理由是 。
知识点2 利用电能表和秒表测电功率
3
学习了电功率后,小明在家里做了利用电能表测量小灯泡的功率的实验。小明家的电能表如图所示,关闭其他用电器,只有待测的电灯工作时,6 min内转盘正好转过25转,则该灯泡消耗的电能是 J,它的实际功率为 W。
【练易错】
易错点 电路故障分析
4(2023·福建中考改编)为测量小灯泡的电功率连接了如图所示的电路。闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是 ( )
A.电流表接线松开
B.小灯泡L开路
C.滑动变阻器R开路
D.开关S接触不良
5在测定小灯泡额定功率实验中,某同学正确连接电路,闭合开关后灯泡发光,但怎么调节滑动变阻器,电压表都不能达到灯泡的额定电压,可能原因是 ( )
A.变阻器总电阻太大 B.电压表量程太大
C.灯泡灯丝断开 D.电源电压太低
6为估测各用电器的实际功率:
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W。
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1 min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W。
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是 。
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时计数,计时1 min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3 min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率。而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 (选填“课本”或“小明”)的方案更合理,用另一种测量方法测得节能灯的功率 (选填“大于”“等于”或“小于”)此时节能灯的实际功率。
(5)小明按自己方案操作,以指示灯某次闪烁开始计时,到指示灯第3次闪烁时,历时刚好360 s,则小明家节能灯的电功率为 W。
7在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)为了比较精确地测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0～ V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5 V时,电流表示数如图甲所示,则小灯泡的额定功率是 W;
(4)测量结束后,应先 ,
再拆除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图乙所示的I-U图像,请指出作图过程中存在的错误或不足之处: ;
(6)某实验小组设计了如图丙所示的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量:
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
② ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额= (用R、U额、U2表示)。 第三节 测量电功率
知识点1 电功率的测量
1在“测量小灯泡电功率”的实验中,当用手移动变阻器滑片时,眼睛应观察 (C)
A.灯泡发光情况
B.电流表的示数
C.电压表的示数
D.变阻器滑片的位置
2在“测小灯泡电功率”的实验中,实验室有以下器材:小灯泡L(额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω)、电流表(0～0.6 A,0～3 A)、电压表(0～3 V,0～15 V)、开关、电压为4 V的电源、滑动变阻器、导线若干。
(1)小刚同学在连接实验电路时还有部分导线未接上,如图乙所示。请你用笔画线代替导线,按图甲电路图把图乙中的实物电路连接好。
答:
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移至最 右 (选填“左”或“右”)端。
(3)实验过程中,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表有示数,移动滑动变阻器滑片,电流表指针仍没有偏转,原因可能是 小灯泡开路 。
(4)排除故障后继续实验,小刚进行了3次测量,并将有关数据及现象记录在表中。
实验 次数 电压U/V 电流I/A 实际电功 率P/W 小灯泡 亮度
1 1.5 0.20 0.30 偏暗
2 2.5 0.3 0.75 正常
3 3.0 更亮
要测定小灯泡的额定功率,接下来移动滑片,直到电压表示数为 2.5 V,测得小灯泡的额定功率为 0.75 W。
(5)第3次实验电流表示数如图丙所示,本次实验小灯泡的实际功率为 1.02 W。
(6)分析表中数据可以发现小灯泡亮度是变化的,小灯泡的亮度是由 实际功率 (选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。
(7)最后,小刚把三次测的实际功率求平均值作为小灯泡的电功率,他的做法是否正确 不正确 ;理由是 灯泡在额定电压下的功率才等于额定功率,不能取平均值 。
知识点2 利用电能表和秒表测电功率
3
学习了电功率后,小明在家里做了利用电能表测量小灯泡的功率的实验。小明家的电能表如图所示,关闭其他用电器,只有待测的电灯工作时,6 min内转盘正好转过25转,则该灯泡消耗的电能是 3.6×104 J,它的实际功率为 100 W。
【练易错】
易错点 电路故障分析
4(2023·福建中考改编)为测量小灯泡的电功率连接了如图所示的电路。闭合开关S,滑动变阻器滑片P移动过程中,灯突然熄灭,电压表和电流表均无示数。若电路中仅有一处故障,则故障不可能是 (B)
A.电流表接线松开
B.小灯泡L开路
C.滑动变阻器R开路
D.开关S接触不良
5在测定小灯泡额定功率实验中,某同学正确连接电路,闭合开关后灯泡发光,但怎么调节滑动变阻器,电压表都不能达到灯泡的额定电压,可能原因是 (D)
A.变阻器总电阻太大 B.电压表量程太大
C.灯泡灯丝断开 D.电源电压太低
6为估测各用电器的实际功率:
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 8 800 W。
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1 min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 1 000 W。
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是 C 。
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大
B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时计数,计时1 min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3 min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率。而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 小明 (选填“课本”或“小明”)的方案更合理,用另一种测量方法测得节能灯的功率 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)此时节能灯的实际功率。
(5)小明按自己方案操作,以指示灯某次闪烁开始计时,到指示灯第3次闪烁时,历时刚好360 s,则小明家节能灯的电功率为 10 W。
7在“测量小灯泡的电功率”实验中,电源电压保持不变,待测小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)为了比较精确地测量小灯泡的电功率,电压表的量程应选0～ 3 V;
(2)实验时,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,小灯泡都不亮,电压表有示数,电流表示数几乎为零,则故障可能是 灯泡与灯座 (选填“电流表与导线”或“灯泡与灯座”)接触不良;
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数是2.5 V时,电流表示数如图甲所示,则小灯泡的额定功率是 1.25 W;
(4)测量结束后,应先 断开开关 ,
再拆除导线,最后整理好器材;
(5)某实验小组在处理实验数据时,采用描点法,在坐标纸上作出了如图乙所示的I-U图像,请指出作图过程中存在的错误或不足之处: 图线不应画成直线,横坐标的标度取值过大 ;
(6)某实验小组设计了如图丙所示的电路(还缺一根导线连接才完整),可以测量小灯泡的额定功率,其中R为定值电阻。请写出本实验主要测量步骤及所测物理量:
①电路连接完整后,开关S2断开,S1、S3闭合,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为U额;
② 保持滑动变阻器滑片位置不变 ,开关S3断开,S1、S2闭合,记录电压表的示数U2;
③小灯泡额定功率的表达式P额= U额× (用R、U额、U2表示)。
