2020-2021学年九年级物理人教版全一册 第十八章 第3节 测量小灯泡的电功率 课件（共58张PPT）

第十八章 电功率
第3节 测量小灯泡的电功率
人教版物理九年级全一册
1．知道测量小灯泡功率的原理，会测小灯泡的额定功率和实际功率。
2．加深对电功率的理解，进一步理解额定功率和实际功率的区别。
3．巩固电流表、电压表、滑动变阻器的使用操作技能。
学习目标
思考: 一盏小灯泡额定电压为 3.0 V，如何测出它的
额定电功率?
导入新知
1
知识点
用电压表和电流表测量小灯泡的电功率
根据公式：P=UI，测量出小灯泡两端的电压和流过灯
泡的电流，就能求出电功率。
合作探究
实验原理： P=UI
使小灯泡两端的电压等于额定电压，观察小灯泡的
亮度，测量它的电功率，这是它的额定功率。
2. 使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡
的亮度，测量它实际的电功率。
3. 使小灯泡两端的电压高于额定电压的1.2倍，观察小
灯泡的亮度，测量它实际的电功率。
测出小灯泡的额定功率应是(　　)
A．小灯泡发光最亮的一次
B．小灯泡发光最暗的一次
C．小灯泡达到额定电压正常发光的一次
D．随便哪一次都可以
1
C
巩固新知
在“测定小灯泡的功率”的实验中，要测定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，在实验操作过程中，手和眼的分工应该是(　　)
A．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看电流表的示数
B．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看电压表的示数
C．手移动滑动变阻器的滑片，眼睛看小灯泡的亮度
D．手按开关，眼睛看电流表的示数和小灯泡的发光情况
2
B
2
知识点
实验过程中的常见故障
实验目的
测量小灯泡的额定电功率
测量不同电压下的的电功率
实验器材
电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、
小灯泡(额定电压3.0 V)。
合作探究
实验电路图
滑动变阻器的作用：改变灯泡两端的电压
为了观察小灯泡在不同电压下的实际功率
实验要求
移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压分别为额定
电压、低于额定电压、高于额定电压（约 1.2U额） 。
2. 记录电压值，电流值，同时观察比较灯的亮度有何
区别。
提示：注意电流表与电压表的量程、滑动变阻器的使
用方法。
实验表格
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实实验结论
某灯泡上标着“PZ220?40”，若灯泡的电阻恒定不变，把它连接在110 V的电路中时，灯泡消耗的电功率是 __________W。
【例1】
10
【解析】
解法一：公式法
思路一：因为灯泡的电阻不变，先求灯泡的电阻，再
求它的实际电流，最后求出它的实际功率。
思路二：求出灯泡的电阻后，再用公式 求解。
解法二：比例法。
解答这类问题既可以采用公式法，
也可以采用比例法。
新知小结
1
【中考·兰州】利用如图所示的电路测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率。
(1)请用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整，要求滑片P向右移动时小灯泡变暗。
巩固新知
(2)连接电路时，开关应________，滑片P应位于________(填“A”或“B”)端。
(3)移动滑片P，使电压表的示数为2.5 V时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。
断开
B
0.6
【中考·南充】南南同学用两节干电池串联作电源来测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率，电路图如图所示，拟分别测量小灯泡两端电压为2 V、2.5 V、3 V时的实际功率。
(1)按要求连接好电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端；
2
B
(2)闭合开关，移动滑片P，完成了2 V、2.5 V的测量后，南南同学发现将滑片移到A端时，V的示数也只能达到2.8 V，不能达到3 V，你认为可能的原因是____________________；
(3)南南同学记录的实际数据
如表所示，则其小灯泡的
额定功率为________W；
(4)南南同学分析1、2、3次数据，发现三次小灯泡的电阻逐渐增大，你认为造成小灯泡电阻增大的原因是灯丝________________发生了变化。
次数
1
2
3
电压/V
2.0
2.5
2.8
电流/A
0.28
0.30
0.31
电源电压太低
0.75
温度
1
知识小结
电功率
原理
实验操作
归纳新知
1. 基本原理：用电压表测量小灯泡的电压，用电流表测
量对应的电流，应用公式P＝UI计算出灯泡的电功率。
2. 常见问题的设置：
(1)将电路连接完整；
(2)分析电压表、电流表量程的选择是否合理；
(3)读数，并分析处理数据；
(4)分析发生故障的原因，并能处理故障；
(5)知道灯丝的电阻随温度而变化，能区别这里测量三次
实验数据的目的与“伏安法”测定值电阻阻值不同。
【中考·海南】小华在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“3.8 V”字样，电源电压恒为6 V。
(1)根据图甲所示的电路图，请用笔画线代替导线，完成图乙所示实物图的连接；
2
易错小结
(2)电路安装并调试好后开始实验，小华调节滑动变阻器滑片，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，该电流值为________A，则小
灯泡的额定功率为________W。
(3)小华刚准备拆除电路结束实验时，同组
的小红提出，在调节滑动变阻器滑片使小灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8 V，由此可能造成一定的测量误差，她认为小华可以在前面(2)操作的基础上，对电路稍作改动，就能提高测量数据的精确度。
1.14
0.3
请你帮小红补全测量步骤(补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点)：
①断开开关，____________________________________
__________________；
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________V，并读出此时电流表的示数；
③计算出小灯泡的额定功率。
易错点：不能解决实验过程中的异常问题
把电压表并联在滑动变阻器两端，将量程换接为0～3 V
2.2
下图是一位同学为测量小灯泡的功率所连的电路。这个电路有什么错误或不妥之处？应该怎样纠正？请你画出正确的电路图。
1
课堂练习
解：电路的错误之处及纠正措施：滑动变阻器的接线柱接错，应“一上一下”接入电路中。正确的电路图如图所示。
某实验小组的同学用如图所示的器材测量小灯泡电功率。已知待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1.2W左右。
(1)连接电流表时应选用哪个量程？
(2) 用笔画出导线完成电路的连接。
(3)在虚线框中画出相
应的电路图。
2
解：(1)由P＝UI得
则连接电流表时应选用“0～0.6 A”的量程。
(2)如图所示。
(3)如图所示。
李芳家的电能表上标着“3 000revs/(kW?h)”。她用这个电能表来测量某用电器的功率：她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，1min内电能表的转盘转了15转。该用电器的额定功率是多少？
3
解：解法一：由比例法可知 ，则用电器的额定功率P额＝0.3 kW。
解法二：电能表转盘每转1转，用电器消耗的电能为
kW·h，则转15转用电器消耗的电能E＝W＝15× kW·h，由W＝Pt可知用电器的额定功率
某电炉在额定电压220V下的功率为1000 W，当实际电压只有额定电压的80% 时，若电炉的电阻保持不变，此时电炉的实际功率是多少？
4
解：U额＝220 V，P额＝1 000 W，U实＝80%×
220 V＝176 V，
则
5
某学校共有电灯100盏，都用60W的普通照明灯泡，平均每天用4h。如果都改用40W的日光灯，不但可以省电，而且比原来更亮了。该校一年（365天）可节约多少电能？
解：该学校未用日光灯时一年总用电量为W1＝0.06 kW
×4 h×100×365＝8 760 kW·h。
改用日光灯一年总用电量为
W2＝0.04 kW×4 h×100×365＝5 840 kW·h。
故该学校一年可节约的电量为ΔW＝W1－W2＝
8 760 kW·h－5 840 kW·h＝2 920 kW·h。
6
【中考·厦门】如果用图所示的电路来测量电阻R1的电功率，则图中x是________表，y是________表。
电压
电流
1．测小灯泡的电功率原理：______________。
(1)利用伏安法测电功率：如图所示，用电压表测出用电器两端的______，用电流表测出通过用电器的______，就可以根据P＝________计算出用电器的电功率。
P＝UI
电压
电流
UI
课后练习
(2)实验中小灯泡两端的电压用____________进行控制，当小灯泡两端的电压等于额定电压时，测量的是________功率；还应测量________额定电压时的功率和________额定电压(约为额定电压的1.2倍)时的功率。
滑动变阻器
额定
略高于
低于
2．(2019·巴彦淖尔)在测量小灯泡的电功率时，电源电压为3 V，小灯泡上标有“2.5 V”字样。
(1)在如图甲所示的电路中，闭合开关移动滑片，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是________________________，经分析有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上打“×”，并补画出一根导线连接成正确的电路。
【点拨】在题图甲中，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，因电压表内阻很大，故电路的电流很小，小灯泡不亮。
【答案】电压表串联在电路中；
如图所示。
(2)电路连接正确后，从滑动变阻器接入电路的最大阻值开始记录数据，得到小灯泡的I?-U图象如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________W。由图可知，小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________，滑动变阻器的规格应选择________。
A．10 Ω　1 A　　　　　 B．15 Ω　1 A
C．25 Ω　1 A D．30 Ω　1 A
【答案】0.625；增大；C
(3)有同学认为利用该电路还可以探究出导体中电流和导体两端电压成正比，你认为这种说法________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________________________。
【点拨】探究导体中电流和导体两端电压关系时，要控制电阻阻值不变，因灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比，故这种说法不合理。
【答案】不合理； 灯丝电阻是变化的，无法得到电流与电压成正比
3．利用如图所示的电路图进行“测量小灯泡电功率”的实验，请分析出现以下各现象时，电路可能出现的故障。(电源、开关、导线及电表均正常)
(1)闭合开关，灯不亮，电压表示数接近电源电压，电流表几乎没有示数：
______________________
_______________________；
灯丝断路(或灯与灯座没有良好接触，或灯座断路等)
(2)闭合开关，灯不亮，电压表示数为零，而电流表有较大示数：_____________；
(3)开关闭合，灯不亮，电压表和电流表示数均为零：__________________；
(4)开关闭合，灯较亮，但移动滑动变阻器滑片，灯的亮度不变：________________________________________；
(5)开关闭合，灯发出较暗的光，而移动滑动变阻器的滑片，灯的亮度不变：__________________________________。
灯被短路
滑动变阻器处断路
同时使用滑动变阻器上方的两个接线柱
同时使用滑动变阻器下方的两个接线柱
4．(2019·鄂州)在测定“额定电压为3.8 V的小灯泡电功率”的实验中，电源电压保持不变。
(1)按图甲所示的电路图连接电路。实验时，若无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表示数几乎为零，则故障的原因可能是________________(填
“电流表与导线”或“灯
泡与灯座”)接触不良。
灯泡与灯座
(2)故障排除后，闭合开关，滑动变阻器滑片P在某处时，电压表示数为3 V，电流表示数如图乙所示。若想测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向________(填“左”或“右”) 端移动。
(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为________W，通电10 min小灯泡消耗的电能为________J。
(4)把这样的两个小灯泡串联在电压为6 V的电路中，电路的总功率为________W。
左
1.292
775.2　
1.8
5．(2019·烟台)利用如图所示的电路图，
既可以测小灯泡的电阻(下称前者)，
又可以测小灯泡的电功率(下称后者)。
(1)两个实验都需要移动滑动变阻器的滑片。前者的作用是________________________________________；后者的作用是__________________________________________。
改变灯泡两端的电压和电流，实现多次测量
使灯泡两端的电压等于、高于和低于额定电压
(2)两个实验都需要测出三组电压值和电流值。前者的目的是________________________________；后者的目的是________________________________。
(3)某同学按该电路图连接好实验电路，闭合开关时，发现灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表指针有明显偏转，分析指出故障的可能原因。
(4)排除故障后，闭合开关时，发现小灯泡特别亮，分析指出产生这种现象的原因。
比较灯泡在不同温度下的电阻
测量灯泡的额定功率和实际功率
灯泡断路。
滑动变阻器短路(或滑动变阻器使用的是上方两接线柱)。
6．(2019·宿迁)图甲为测定额定电压为“2.5 V”小灯泡电功率的实验电路，电源电压恒为3 V不变。
(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整。
【点拨】小灯泡的额定电压为2.5 V，电压表选用小量程，滑动变阻器按一上一下接入电路中；
解：(1)如图所示。
(2)闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的最________(填“左”或“右”) 端。
【点拨】闭合开关前，滑片应移到滑动变阻器的阻值最大处，即最左端；
左
(3)正确连接好电路，闭合开关，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数；移动滑片，发现除了电流表示数改变外，其余均无变化。经检查，电压表完好，则故障可能是小灯泡________(填“短路”或“断路”)。
【点拨】正确连接好电路，闭合开关，发现电流表有示数，则电路为通路，灯泡不亮，电压表无示数，因电压表完好，故障可能是小灯泡短路；
短路
(4)排除故障后，移动滑片，实验小组记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I?-U图象，由图象可计算出小灯泡的额定功率为________W。
【点拨】根据绘制成的图乙所示的I?-U图象，小灯泡在额定电压下的电流为0.3 A，小灯泡的额定功率：P额＝U额I额＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W；
0.75
(5)实验过程中，当电压表示数为1 V时，滑动变阻器连入电路的阻值为________Ω。
10
7．(2019·海南)在测量小灯泡电功率的实验中，已知灯泡额定电压U额＝2.5 V，电源电压保持不变。
(1)用笔画线代替导线把图甲电路连接完整。
(2)调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5 V，此时电流表示数(图乙)为______A，则小灯泡的额定功率是_____W。
解：(1)如图所示。
0.28
0.7
S1
再见