第十六章第三节　测量电功率—2020秋九年级沪科版物理全册导学课件（23张）

第十六章　电流做功与电功率第三节　测量电功率
【导学园地】
Ⅰ.伏安法测电阻和测电功率在数据处理方法上不同,测电阻最后要求测出三个电阻值的平均值,目的是减小实验误差;而测电功率时,在小于、等于、大于额定电压的情况
下,求出三个电功率值的含义是不同的,不能用来求平均值。只有在额定电压下求得的功率才为额定功率。
【知识梳理】
测量电功率Ⅰ
1.测量小灯泡电功率的原理:P=　　　　。?
2.需测物理量及测量器材:
(1)用　　　　测量小灯泡两端的电压。?
(2)用　　　　测量通过小灯泡的电流。?
3.滑动变阻器的作用:
(1)保护电路。
(2)改变　　　 　　　　　。?
4.实验前,将滑动变阻器的滑片移至阻值　　　　处,开关处于　　　　状态。?
5.分析归纳:(1)当U实(2)当U实=U额时,P实　　　　P额,灯泡发光　　　　;?
(3)当U实>U额时,P实　　　　P额,灯泡发光　　　　。?
UI
电压表
电流表
小灯泡两端的电压
最大
断开
<
暗
=
正常
>
很亮
知识点一:怎样测量电功率
【典题1】(2020红河期末)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,选用如图甲所示的器材,其中电源电压为6 V,小灯泡额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。
(1)为完成实验,请你用笔画线代替导线,将图甲的电路补充完整。
(2)连接电路时,闭合开关前应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到最　　　　(选填“左”或“右”)端。?
(3)闭合开关,移动滑片发现电压表的示数如图乙所示,其读数是　　　　V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“左”或“右”)端移动。?
左
2.2
右
(4)通过小灯泡的电流随它两端电压变化的关系如图丙所示,分析图像可知:
①该小灯泡正常发光时的电阻是　　　　Ω;额定功率为　　　　W;?
②小灯泡灯丝的电阻是变化的,主要是受　　　　变化的影响。?
12.5
0.5
温度
规律总结
(1)连接实验电路时,开关要断开。
(2)闭合开关前,要将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大处。
(3)电流表串联在被测电路中,电压表与被测电路并联,连入电路中要注意“+”“-”接线柱的接法要正确。
(4)在不能预先估计被测电流和电压值时,要用试触法来确定电流表和电压表的量程。
【变式1-1】为了迅速准确地测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率,至少需要
　　　　节干电池,用　 　　　调节小灯泡两端电压后,电压表应和小灯泡并联,为了提高测量的准确程度,最好选　　　　的量程。?
【变式1-2】(2020昆明模拟)如图甲所示为刘红在“测量小灯泡的电功率”实验时连接的电路,小灯泡的额定电压为3.8 V,电源电压恒为6 V。
(1)请用笔画线代替导线,将甲图电路连接完整。
(2)当开关闭合,变阻器滑片P向左移动时,电流表示数　　　　,电压表示数　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?
(3)调节滑动变阻器使灯泡正常发光,电流表的示数如图乙所示,此时电路电流为
　　　　A,小灯泡的额定功率为　　　　W。?
2
滑动变阻器
0~3 V
变小
变小
0.32
1.216
知识点二:实验故障的分析与判断
【典题2】在“测量小灯泡的电功率”的实验中,某同学接好电路,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
规律总结
实验中电路故障的原因及分析:
(1)电流表(或电压表)的指针反向偏转→电流表(或电压表)的正、负接线柱接反了。
(2)电流表示数偏大→小灯泡短路。
(3)电压表指示电源电压,电流表无示数→小灯泡断路。
(4)电流表示数较大且不可变,电压表示数为电源电压→将滑动变阻器接入电路中时使用了上面两个接线柱(或滑动变阻器短路)。
(5)电流表示数很小且不可变,电压表示数较小→将滑动变阻器接入电路中时使用了下面两个接线柱。
(6)电压表和电流表都无示数→滑动变阻器断路。
(7)电压表指示电源电压,电流表无示数→电流表与电压表位置颠倒。
(8)灯泡较亮,电压表示数低于额定电压或灯泡较暗,电压表示数高于额定电压→电压表并联在滑动变阻器的两端。
(9)闭合开关前灯泡已亮,电流表和电压表都正常偏转,但闭合开关后,灯泡反而熄灭,两电表指针不再偏转→开关并联在电源两端,此时应立即断开开关并改正错误,以防烧坏电源。
(10)闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表偏转后又回到零刻度线,电压表仍有示数→灯泡两端的实际电压远大于灯泡的额定电压,闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片移动到阻值最大位置。
【变式2-1】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.实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮
B
【变式2-2】(2019枣庄中考)在“测量小灯泡的电功率”实验中,提供的器材有:6 V的电源一个,额定电压为2.5 V的小灯泡(电阻约为10 Ω)一个,电流表(0~0.6 A,0~3 A)和电压表(0~3 V,0~15 V)各一个,“50 Ω　2 A”的滑动变阻器A和“10 Ω　1 A”的滑动变阻器B各一个,开关一个,导线若干。
(1)通过估算,你应选用的滑动变阻器是　　　　(选填“A”或“B”)。?
(2)闭合开关前,经检查发现某同学连接的电路有一根导线连接错误,请你在图甲中错误的连线上画“×”,并只移动一根导线,用笔画线代替导线将电路连接正确。
A
(3)连线好电路后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数,则故障原因可能是小灯泡　　　　(选填“短路”或“断路”)。?
(4)故障移除后,移动变阻器的滑片,当电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是　　　　W,小灯泡正常工作时的电阻是　　　　Ω(小数点后保留1位小数)。?
(5)根据测出的数据,作出了小灯泡的电流I与电压U的关系图线,发现该图线不是一条直线,如图丙所示,其原因是温度升高,灯丝电阻　　　　(选填“增大”或“减小”)。?
短路
0.75
8.3
增大
知识点三:电能表测电功率
【典题3】(2020红河二模)在关于家庭用电的调查研究综合实践活动中,小洛观察到自家的电能表如图所示,该电能表允许接入用电器的最大电功率是　　　　W;她想用这个电能表来测量电热水壶的功率,于是就断开了家中其他用电器,仅让电热水壶工作,经观察发现电能表的转盘在2 min内转了90转,则该电热水壶的电功率是　　　W。?
2 200
900
规律总结
利用电能表测电功率的方法:
(1)记下电能表每消耗1 kW·h电能时,电能表转盘转过的转数N。
(2)关闭其他用电器,只让待测用电器工作。
(3)用手表或停表测量待测用电器工作时电能表转盘转过n转所用的时间t。
(4)计算待测用电器的实际功率。电能表的转盘转n转所消耗的电能为 ,则用电器的实际功率为 。
【变式3-1】下列各组仪器中,可以用来测量电功率的是(　 )
①电能表和秒表　②电能表和电压表　③电能表和电流表　④电流表和电压表
A.①② B.③④
C.①④ D.②③④
【变式3-2】如图是某同学家中的电能表,现用它测量一只灯泡的实际功率。他关掉其他用电器只让该灯泡工作,电能表转盘转过30转用时10 min,这段时间灯泡消耗的电能是　　　　kW·h,灯泡的实际功率是　　　　W。?
C
0.01
60
易错点:伏安法测电功率的数据处理
1.小宇同学用伏安法测定2.5 V小灯泡的额定功率,该同学的实验数据列表如下:
从表中可看出这位同学测得的小灯泡的额定功率是　　　　W。?
0.70
易错提醒
测电阻时为了减小误差,需要调节滑动变阻器多测几次取平均值。由于受测电阻的影响,因此在测小灯泡的额定功率时,有些同学将小灯泡在不同电压下的电功率也取平均值的方法,求小灯泡的额定功率。因为额定功率是用电器在额定电压下的功率,当滑动变阻器阻值变化时,小灯泡两端的电压也变化,此时小灯泡的电功率不是额定功率,因此不能用多次测量求平均值的方法求额定功率。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}次数
电压/V
电流/A
电功率/W
1
1.5
0.18
0.27
2
2.5
0.28
0.70
3
3.0
0.32
0.96
【基础巩固练】
1.如图是“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.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察变阻器滑片的位置
B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察小灯泡是否发光
C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数
D.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数
C
2.在测定小灯泡额定功率的实验中,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,小明同学通过正确实验得到的数据如表。分析数据得到的下列结论,其中正确的是(　　)
A.灯丝的电阻随电压增大而减小
B.小灯泡的额定功率为0.8 W
C.小灯泡的额定功率为四次功率的平均值
D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比
B
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}电压U/V
1.5
2
2.5
3
电流I/A
0.25
0.29
0.32
0.35
3.(2020云南模拟)小明按如图所示电路测量小灯泡功率,备有器材规格如下:电源电
压恒为6 V,小灯泡额定电压为2.5 V,灯泡正常发光时灯丝电阻约为10 Ω,变阻器甲的规格为“10 Ω　1 A”、乙的规格为“50 Ω　0.5 A”,电流表(0~0.6 A、0~3 A),电压表(0~3 V、0~15 V),下列说法错误的是(　　)
A.在连接实验电路时,应将滑动变阻器滑片滑至最右端
B.变阻器应选择甲“10 Ω　1 A”
C.实验可发现,灯泡在不同电压下,实际功率不同,亮度不同
D.在测量不同电压下小灯泡的电功率时,为减小误差,应选用量程为0~3 V的电压表
4.(2020昆明官渡区一模)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,把标有“2.5 V”的
灯泡L与滑动变阻器R串联起来接在电压是5 V的电源上,调节滑动变阻器,使灯泡正常
发光,测得小灯泡的功率为0.5 W,以下说法中不正确的是(　　)
A.电流表的读数为0.2 A,变阻器两端电压是5 V
B.滑动变阻器连入电路中的电阻为12.5 Ω
C.相等时间内,电流对L和R所做的功相等
D.灯泡L和滑动变阻器消耗的电功率相等
B
A
5.如图所示的四个电路中,电源电压已知,电阻R的阻值已知,根据电压表或电流表的示数,无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是( 　)
6.(2020昭通质检)“测量小灯泡电功率”的实验原理是　　　　;由原理可知:需要测出的物理量是　　　　和　　　　;当小灯泡两端电压为3 V时,电流表的示数如图所
示,此时通过小灯泡的电流为　　　　A,小灯泡的电功率是　　　　W。?
C
P=UI
电压
电流
0.3
0.9
7.(2020曲靖麒麟二模)“探究小灯泡电功率”的实验电路图如图甲,实验中选用“2.5 V”的小灯泡,调节滑动变阻器滑片的过程发现小灯泡亮度变化,这是由　 　　 　变化引起的。实验得到小灯泡的U-I图像如图乙,则小灯泡的额定功率是　　　　W。?
8.如图所示是小明测电阻功率的实验电路。闭合开关,滑动变阻器滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻值　　　　 ,电压表的示数　　　 　,电路消耗的电功
率　　　　。(均选填“变大”“不变”或“变小”)?
小灯泡实际功率
0.75
变大
变小
变小
9.小刚早上8:00出门前查看了他家的电能表示数如图甲所示,然后关闭家中其他用电
器,只让电冰箱工作。下午18:00回家后再次查看电能表,显示的数字如图乙所示。则小刚家的电冰箱在这段时间内消耗的电能为　　 　　kW·h,电冰箱的实际电功率为
　　　　W。?
10.在“测量小灯泡的功率”的实验中,陈明要测量一个标有“2.5 V”字样的小灯泡的额定功率,通过实验得到这个小灯泡的U-I关系图像如图所示。由图可知:小灯泡的额定功率P=　　　　W;当U=1.5 V时,小灯泡的电阻R=　　　　Ω。?
0.5
50
0.625
7.5
【核心素养练】
11.小明用图甲所示的电路测量小灯泡的额定功率,图中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲所示电路连接完整(导线不得交叉),闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处;
(2)小明调节滑动变阻器,当电压表的示数为　 　　　V时,灯泡正常发光。第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流I1=　　　　A,额定功率P1=　　　　W;?
(3)为精确测得小灯泡的额定功率,小明利用该装置进行了三次有效的实验,实验时应保持　　　　(选填“电流”或“电压”)表的示数不变,若测得小灯泡的额定功率分别为P1、P2、P3,则本实验测定的小灯泡额定功率P=　 。?
2.5
0.3
0.75
电压
1.(2019东营中考)如图所示,测量小灯泡电功率的电路图,电源电压恒为 6 V,电流表量程 0~0.6 A,电压表量程 0~3 V,滑动变阻器规格“50 Ω　1 A”,小灯泡规格“2.5 V　0.625 W”,若不考虑小灯泡阻值随温度的变化,小灯泡两端电压不允许超过额定值,闭合开关,下列说法正确的是(　　)
A.滑片向右滑动,电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表的示数允许变化范围是0.1~0.25 A
C.滑动变阻器的阻值允许调节的范围是24~50 Ω
D.电路的最大电功率是 2.5 W
B
2.(2019毕节中考)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,实验室提供的器材有:小灯泡(额定电压为2.5 V,正常发光时灯丝电阻约为9 Ω)、电源(电压恒为6 V)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关各一个,导线若干。
(1)小杨同学检查器材完好后,按图甲所示的电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“A”或“B”)端。?
(2)当闭合开关时,发现电流表指针偏转情况如图乙所示,造成这种现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
B
电流表的正负接线柱接反了
(3)小杨同学纠正了错误,正确连接好电路,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电
压表均有示数,请分析出现这种现象的原因是___________________________________
_________________________________________________________________________。(4)为测量小灯泡的额定功率,接下来的操作应该是调节滑动变阻器,______________
_________________________________,?读出并记录电流表的示数。
(5)当电压表的示数如图丙所示,电路中的电流为0.3 A 时,则小灯泡的实际功率为
　　　　W。
滑动变阻器连入电路中的电阻太大,
小灯泡的实际功率太小
使电压表的示数为2.5 V
0.72