人教版初中物理九年级 18.3 测量小灯泡的电功率 学案设计（含答案）

第十八章　电功率
第3节　测量小灯泡的电功率
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学习目标
1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。
2.理解额定功率与实际功率。
3.巩固电流表、电压表、滑动变阻器的使用操作技能。
合作探究
一、实验目的
测量小灯泡的额定功率和实际功率。
二、实验原理
测量小灯泡的电功率的原理是P=UI。
三、实验器材
思考讨论:测量小灯泡的电功率需要哪些器材?
答案点拨:干电池、小灯泡、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线等。
四、实验步骤
设计电路:根据实验要求设计电路,并画出实验电路图。
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设计实验:讨论下列问题,设计实验步骤。
(1)滑动变阻器的作用是什么?
(2)灯泡的额定电压是多少?需要使用几节干电池作为电源?
(3)实验中,应该记录哪些数据?如何设计表格?
归纳总结:
1.根据电路图连接实物电路。
2.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,使小灯泡两端的电压约为额定电压的
4
5
倍,观察灯泡发光情况,记录电流表示数。
4.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。
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
小灯泡的发光情况
U=U额
U>U额
U　　进行实验:组织学生进行实验,注意巡回指导。
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注意事项:
(1)连接电路时应该把滑动变阻器的上下两个接线柱连入电路。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大的位置。
(3)电压表和电流表的正、负接线柱的连线要正确,量程选择要合适。
(4)小灯泡两端的电压不能高出额定电压过多。
五、实验结论
实验完成后,计算小灯泡的电功率,进行分析后得出结论:
1. 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　。?
2. 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　。?
六、评估交流
对实验过程进行回顾和分析,思考下列问题。
(1)在实验过程中还有没有不合理的地方,如何改进?
(2)操作中有没有什么失误或故障,如何解决?
(3)测量结果有哪些误差,如何减小?
想想做做: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?
答案点拨:发光二极管的电功率更小。
课堂检测
1.如图所示是测量小灯泡的电功率的电路图,其中正确的是(　　)
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2.测量小灯泡的额定功率时,应测量的主要物理量是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　A.小灯泡的额定电压和电阻
B.小灯泡的额定电流和电阻
C.小灯泡的实际电压和电流
D.小灯泡的额定电压和额定电流
3.为了测量小灯泡的电功率,在具体操作过程中,手和眼的分工应该是(　　)
A.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电流表
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼观小灯泡发光情况
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电压表
D.手按开关,眼观电流表
4.在“测量小灯泡的功率”的实验中,按如图所示电路连好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,结果灯泡不发光,电流表指针不动,但电压表有明显的示数,则电路故障的原因可能是(　　)
/
A.小灯泡的灯丝烧断了
B.电流表内部短路
C.连线时,把电流表与电压表互换了
D.变阻器的滑片接触不良
5.某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率,下列说法错误的是(　　)
/
A.闭合开关前,滑片P应滑到B端
B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了
C.当电压表示数为2.5 V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率
D.通过实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
6.在测量小灯泡功率的实验中,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端电压等于其额定电压的
6
5
倍时,小灯泡的实际功率与其额定功率之比为(　　)
A.5∶6 B.6∶5
C.25∶36 D.36∶25
7.在做“测量小灯泡的额定功率”的实验时,已知小灯泡的额定电压是3.8 V,其中电源是三节串联的干电池,灯丝的电阻大于10 Ω,则电流表应选　　　　量程,电压表应选　　　　量程。 ?
8.利用如图所示电路测小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压是1.5 V,若发现电压表示数是1.8 V,则滑动变阻器的滑片应向　　　　移动;若电压表示数为1.0 V,则滑片应向　　　　移动。 ?
/
9.测量小灯泡额定功率的实验操作步骤如下,正确的操作顺序为　　　　。 ?
A.断开开关
B.将滑动变阻器调到电阻最大的位置
C.设计电路,并画出电路图
D.整理器材
E.闭合开关,调节滑片,使小灯泡两端电压等于额定电压
F.观察并记录电流表的读数
G.断开开关,按电路图连接电路
H.应用公式,计算小灯泡的额定功率
10.在“测量小灯泡的功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8 V,灯丝的电阻约为5 Ω,如图是小明同学做这个实验连好的电路,请指出图中存在的三处错误。
/
(1)　　　　　　　　　　　　; ?
(2)　　　　　　　　　　　　; ?
(3)　　　　　　　　　　　　。 ?
11.实验室购买了一批规格为“2.5 V　0.75 W”的小灯泡,某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时,得到了如下一组数据。
次数
第一次
第二次
第三次
电压/V
3
2.5
2
电流/A
0.44
0.4
0.34
　　(1)分析这组数据,你认为该小灯泡是否合格:　　　　,其原因是　。 ?
(2)假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是长了还是短了:　　　　,原因是　　　　。 ?
用这只小灯泡做实验时,容易出现的故障是　　 　　。 ?
12.在测量小灯泡功率的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,正常发光时的电阻约为10 Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中实物电路连接完整。
(2)连接好电路,闭合开关,小灯泡发光,但电压表示数为0,经检查,图中a,b,c,d四根导线有一根断了,则该导线是　　　　(填写字母)。 ?
(3)排除故障后,闭合开关,测量小灯泡额定功率,移动变阻器的滑片P,眼睛应先注视　　　　表的示数,然后读出另一电表示数,当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　 W。 ?
(4)在小灯泡正常发光时,再将滑片P向B端移动到另一位置,则小灯泡的实际功率　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率。 ?
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参考答案/
合作探究
五、1.在不同电压下,小灯泡的电功率不同。实际电压越大,小灯泡的电功率越大
2.小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮
课堂检测
1.B　解析:A项中电压表是串联在电路中,电流表是并联在电路中,错误;C项中电压表测的是电流表两端的电压,错误;D项中电流表正、负接线柱接反了,错误。
2.D　解析:测量小灯泡的额定功率,原理是P=UI,被测小灯泡两端电压应等于额定电压,并测出这时的电流即额定电流,这时灯的功率等于额定功率, D项正确。
3.C　解析:在测量小灯泡电功率的实验中,用手调节滑动变阻器时,眼睛要观看电压表,使电压表的示数等于额定电压、稍高于或低于额定电压,所以C项正确。
4.AC　解析:如果灯丝烧断了,电压表串联在电路中,通过电流表的电流很小,电流表的指针几乎不动,电压表测电源电压,指针有明显偏转,故A项正确;如果电流表短路,电流表无示数,但灯泡仍能正常发光,与灯泡不发光相矛盾;如果电流表与电压表互换,由于电流表电阻很小,灯泡被短路,由于电压表内阻很大,电流表无示数,电压表有示数,故C项正确;若变阻器滑片接触不良,电流表无示数,灯泡不发光,电压表无示数,与电压表有示数相矛盾。
5.B　解析:闭合开关前,滑动变阻器应滑到电阻最大位置,A项正确;闭合开关后,小灯泡不发光的原因有:小灯泡灯丝断路、小灯泡被短路、小灯泡接触不良、电源电压太小、滑动变阻器连入电路的电阻太大等原因,B项错误;当电压表的示数为额定电压时,根据电流表的示数和公式P=UI即可求出小灯泡的额定功率,C项正确;小灯泡的亮度就是看小灯泡的实际功率,实际功率越大,小灯泡越亮,D项正确。
6.D　解析:小灯泡的电阻不变,由公式P=
??
2
??
得,
??
实
??
额
=
??
实
2
??
额
2
=
(
??
额
+
1
5
??
额
)
2
??
额
2
=(
6
5
)2=
36
25
。
7.答案:0~0.6 A　0~15 V
解析:电源电压都加在小灯泡两端,流过小灯泡的电流最大为I=
??
??
=
4.5V
10Ω
=0.45 A<0.6 A,因此电流表应选0~0.6 A量程。由于是测小灯泡的额定功率,而额定电压为3.8 V>3 V,因此电压表应选0~15 V的量程。
8.答案:右　左
解析:滑动变阻器跟小灯泡串联,当小灯泡两端的电压高于其额定电压时,可使滑片向右滑动,使滑动变阻器连入电路的电阻变大,所分得的电压变大,小灯泡两端的电压变小;同理,当小灯泡两端的电压小于其额定电压时,可使滑片向左移。
9.答案:CGBEFADH
解析:实验操作应按设计电路、连接电路、实验操作、数据处理、整理器材的顺序进行。
10.答案:(1)滑动变阻器接线柱接错　(2)电流表量程选错　(3)电压表正、负接线柱接反
解析:滑动变阻器应“一上一下”连入电路;小灯泡正常发光时的电流I=
??
??
=
3.8V
5Ω
=0.76 A>0.6 A,所以电流表的量程应选0~3 A。电流表、电压表接入电路时,都应使电流从“+”接线柱入,从“-”接线柱出,否则会损坏电表。
11.答案:(1)不合格　在额定电压下,小灯泡的功率不等于额定功率　(2)短了　电压不变,电阻越小,电功率越大　小灯泡容易烧坏
解析:(1)小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V×0.4 A=1 W≠0.75 W,小灯泡不合格。(2)由R=
??
2
??
可知,在电压一定时,电功率越大,电阻越小,所以这个小灯泡内钨丝长度比合格产品要短。同样条件下,容易烧坏。
12.答案:(1)如图所示　(2)b　(3)电压　0.6　(4)小于
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解析:滑动变阻器的接线方式为一上一下,据此可画出题图甲中电路如答案图所示;小灯泡发光,说明电路通路,电压表测小灯泡电压,电压表没有示数说明电压表和小灯泡的连接方式有问题,也就是b、c有问题,如果c有问题,则灯泡断路,不会发光,因此断的导线只能是b。调节滑动变阻器的过程中眼睛应该直视电压表;正常发光时读出电流0.24 A,小灯泡正常发光时的电功率P=UI=2.5 V×0.24 A=0.6 W。正常发光时,滑片再向B端移动,滑动变阻器阻值变大,电压表示数变小,所以小灯泡实际功率变小。