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第十八章
电功率
18.3
测量小灯泡的电功率
【学习目标】
1.了解用伏安法测量小灯泡的电功率的依据,并会画出实验电路图。
2、会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率.
3、会设计实验记录表格,会根据电路图连接实物图,并能正确使用电流表和电压表测量小灯泡的电功率.
4、掌握小灯泡电功率与电压、电流的变化规律。
5、理解额定功率与实际功率.
【课前预习】
1.小亮利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时,测得在6min内,消耗电能0.03kW?h,这个用电器可能是
A.柜式空调
B.电视机
C.电风扇
D.电饭锅
2.小平同学用“伏安法”测小灯泡电阻时,接通开关后发现电压表指针不动,电流表有明显读数,原因可能是
A.小灯泡灯丝断了
B.滑动变阻器的滑片放在阻值最大位置上
C.电流表接线松脱
D.电压表接线柱与导线接触不良
3.在“测定小灯泡的功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数虽然有变化,却始终达不到灯泡的额定电压,其原因可能是下述的哪一种
A.变阻器的电阻太大
B.电压表的量程太大
C.电源电压太低
D.电流表的量程太大
4.白炽灯的发光亮度取决于
A.灯汇的电阻大小
B.灯泡实际功率的大小
C.灯泡额定功率的大小
D.灯泡两端电压的大小
5.某电能表盘上标有“3000R/kW·h”,单独开动某一用电器时,电能表的转盘在100秒内转5转,由此可知,该用电器的功率为
A.40瓦
B.60瓦??
C.20瓦??
D.100瓦
【课前预习】答案
1.B
2.D
3.C
4.B
5.B
1.同一盏灯的明亮程度不一样,为什么?
2.决定灯泡的亮度是什么?
思考讨论
【学习探究】
回顾四个重要概念
1.额定电压:
用电器正常工作所需要的电压
。
2.额定功率:
在额定电压下,用电器正常工作所消耗的功率。
3.实际电压:
用电器在实际工作中的电压。
4.实际功率:
在实际电压下,用电器工作所消耗的功率。
参考上一章“测量小灯泡的电阻”,现有一小灯泡名牌上的数字模糊不清“3.8V
?
”你能设计一个方法测出小灯泡的电功率吗?怎样计算?除此之外你还有其他方法吗?
甲
乙
灯泡的亮度与功率之间有关系吗?
测定小灯泡的电功率
实验过程
实验原理
实验器材
设计实验
进行实验
分析和论证
实验探究
实验目的:
测量小灯泡的额定功率和实际功率
实验原理
根据电功率P=UI可知,用电压表测出小灯泡的电压U,用电流表测出通过小灯泡的电流
I,代入P=UI中,就可以计算出小灯泡的电功率。?(间接测量法)
实验器材
干电池
1.5
+
干电池
1.5
+
电源
开关
小灯泡
滑动变阻器
电流表
电压表
导线
用串联滑动变阻器来控制加在小灯泡上的电压。
实验电路图
实验记录表
U额
=
_______V,
P额
=
________W
电压U实(V)
电流I
(A)
电功率P实(W)
小灯泡明亮程度
U实=U额
U实>U额
U实进行实验:
连接电路
开关?
滑动变阻器?
(1)接好电路后,检查电路,纠正错误,然后才能闭合开关。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要放在什么位置?
A
D
滑动变阻器在开关闭合前,应处于阻值最大位置。
?
(3)观察并比较三次小灯泡的发光情况,将现象记录在表格中。
(1)将电压表和电流表指针调零,断开开关,按照电路图连接电路,将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数依次为额定电压、低于额定电压和额定电压的1.2倍,依次记下电压表示数U和对应的电流表示数I,分别将U、I记录在表格中;
7、实验步骤:
分析和论证
记录表结果如下:
U额
=
_______V,
P额
=
________W
电压U实(V)
电流I
(A)
电功率P实(W)
小灯泡明亮程度
U实=U额
U实>U额
U实2.5
2.5
正常
非常亮
非常暗
0.3
0.75
3
0.32
0.96
2
0.28
0.56
小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率。
U实
=
U额
P实
=
P额
正常工作
U实
>
U额
P实
>
P额
非常亮
(容易烧坏)
U实
<
U额
P实
<
P额
非常暗
小灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率,实际功率越大,灯泡越亮;
用电器正常工作一定要在额定电压下工作。
分析讨论:
1、从你表格中的数据上你可以知道小灯泡的额定功率吗?应该是多少?
2、要测出小灯泡的额定功率,该实验必须已知什么条件?
U额
=
_______V,
P额
=
________W
电压U实(V)
电流I
(A)
电功率P实(W)
小灯泡明亮程度
U实=U额
U实>U额
U实看下面的表格,讨论一下,这些数据还可以计算出小灯泡的哪个物理量?
U(V)
I(A)
P(W)
R(?)
小灯泡明亮程度
U实=U额
U实>U额
U实思考题:对功率和电阻的结果,你认为对电阻和电功率的数据在处理上是否可以采取同样的方法?
注意:(不考虑温度对电阻的影响)对电阻可以求三次结果的平均值,这样可以减小误差;但对电功率不能求平均值,因为这是不同电压下的实际功率。
电压
电压表
电流
电流表
直接测量
小结:
电阻
电功率
间接测量
(伏安法)
电压×电流
电流表
电压
/
电流
电压表
电压表
电流表
小结:
【课后练习】
1.下列用电器通电1h,最有可能消耗1kW?h电能的是( )
A.计算器
B.小台灯
C.手电筒
D.家用空调
2.下面说法错误的是
A.闭合开关后将滑动变阻器移动到阻值最大处之后就可以进行灯泡电功率的测量
B.伏安法测量小灯泡的电阻的测量原理是R=
C.利用ρ=
可以测量小石块的密度
D.利用二力平衡的可以测量出滑动摩擦力的大小
3.小明利用电能表测量某个家用电器的电功率,当电路中只有这个电器连续工作时,测得在1h内,消耗的电能为1.2kW?h,那么用这个电器是(
)
A.液晶电视机
B.台式计算机
C.家用空调
D.电冰箱
4.关于滑动变阻器在不同实验中的作用,下列说法不正确的是
A.在“探究电流与电压的关系”实验中的主要作用是:改变灯泡两端的电压
B.在“探究电流与电阻的关系”的实验中的主要作用是:保持电阻两端的电压不变
C.在“测定定值电阻的阻值”的实验中主要作用是:多次测量取平均值减小实验误差
D.在“测定小灯泡发光时的电功率”的实验中主要作用是:测量小灯泡在不同发光情况下的电功率,进而多次测量取平均值减小实验误差
5.小明发现自家客厅的白炽灯比卧室内的白炽灯更亮,对这种现象的判断正确的是( )
A.通过客厅里的白炽灯灯丝的电流大
B.客厅里的白炽灯的灯泡发生了短路
C.客厅里的白炽灯两端的电压大
D.两只灯泡的实际功率可能相同
6.把标有“6V9W”的灯泡L1和“12V36W”的灯泡L2串联后接在电源两端,其中
“6V9W”的灯泡正常发光,另一只没有达到额定功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化),则
A.电源电压为18V
B.电路中电流为3A
C.两灯泡的总功率为27W
D.灯L2的实际功率等于灯L1的实际功率
7.测量小灯泡电功率的实验中,把标有“2.5V”的灯泡L与滑动变阻器R串联后接在电压是5V的电源上,调节滑动变阻器,使灯泡正常发光,测得功率为0.5W,以下说法不正确的是
A.电流表读数为0.2A,变阻器两端电压为5V
B.滑动变阻器连入电路的电阻R=12.5Ω
C.相等时间内,电流对L和R所做的电功相等
D.灯泡L和滑动变阻器R的总功率P总=1W
8.市民族大道的“十字”路口上,安装着交通指示灯,指挥着来往的人们和行驶的车辆,每组指示灯是“红、黄、绿”三盏,每盏灯上都标有“220V
100W”字样,则每组灯正常工作时每小时耗电
A.0.1
kW.h
B.0.2
kW.h
C.0.3
kW.h
D.0.4
kW.h
9.标有“12V
12W”、“12V
6W”的灯L1和L2(假设灯丝电阻不变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列说法正确的是
A.灯L1和L2的电阻之比为2:1
B.灯L2比灯L1亮
C.灯L1和L2的实际功率之比为2:1
D.通过灯L1和L2的电流之比为2:1
10.在今年理化生实验技能测试中,实验室准备的器材有:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测电阻及导线若干.在做测电阻的实验时,小明在连接电路过程中,由于疏忽,把电压表和电流表的位置给颠倒了,其它连接正确无误.这个电路闭合开关后所产生的现象是
A.电流表有读数,电压表的读数几乎为零
B.电压表将被烧坏
C.电压表有读数,电流表的读数几乎为零
D.电流表将被烧坏
11.甲灯标有“220V
45W”,乙灯标有“220V
60W”。现将它们并联接入家用电路中,________灯的电阻更大,________灯更亮。
12.“220
V 25
W”的灯泡甲和“220
V 100
W”的灯泡乙,其灯丝材料及长短相同,可发现灯泡______的灯丝较细,若将这两个灯泡并联在220
V的电源上,______灯泡亮些,若将这两个灯泡串联在220
V的电源上,则______灯泡亮些.
1.D
2.A
3.C
4.D
5.A
6.D
7.A
8.B
9.C
10.C
【课后练习】
1.B
2.D
3.C
4.B
5.B
6.D
7.A
8.A
9.B
10.C
11.甲
乙
12.甲
乙
甲
13.0~0.6A
0~15V
最大
3.8
14.2
小灯泡
0?3
滑动变阻器
2.5
0.5
15.9
L1
【课后练习】答案