测量电功率资料

测量电功率【体验】电功率的计算及测量活动:观察手电筒上的小灯泡的铭牌(1)小灯泡的3.8V表示的含义是_________________________,0.5A的含义是________________________________________。(2)根据标注的电压和电流值,结合电功率的公式可求得小灯泡的电功率是W。(3)把该小灯泡先接入只有一节干电池的电路,再接入只有两节干电池的电路,此时小灯泡的发光亮度将变(选填“亮”或“暗”),此时小灯泡的电功率将变(选填“大”或“小”)。提示:(1)额定电压为3.8V额定电流为0.5A(2)P=UI1.9(3)亮大1.测量小灯泡功率的原理是什么?2.小灯泡的亮度与小灯泡的电功率有什么关系?3.如何利用电能表测量小灯泡的电功率?探究测量小灯泡的电功率1.实验原理:通过“体验”可知,要知道小灯泡在不同电压下的电功率大小,需要测量小灯泡两端的和通过小灯泡的,所以测量电功率的原理是。提示:在“体验”活动中,根据公式P=UI,代入数据可求出小灯泡的额定功率。故测量小灯泡的电功率,在测得电压和电流的前提下,根据P=UI可以算不同电压下的电功率。参考答案:电压电流P=UI2.测量器材:(1)利用测量电压。(2)利用测量电流。(3)在实验中,为了观察不同电压下灯泡亮度,需要多次测量和,故需要增加仪器。参考答案:(1)电压表(2)电流表(3)电压电流滑动变阻器3.实验设计及分析:(1)根据所选的器材,设计实验电路图。参考答案:(2)根据电路图连接实物图并回答问题。①连接电路时,开关应处于状态;②闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于。提示:分析电路图,结合每个元件的连接特点,完成实物图连接。为保证电路的连接安全,在连接电路时,开关应断开,并在开关闭合前,把滑片置于变阻器的阻值最大端,以免开关闭合时,电流过大,烧毁元件。参考答案:①断开②阻值最大端③如何选择电流表和电压表的量程?提示:a.电压表量程的选择要参考小灯泡的额定电压。b.电流表量程的选择,应根据小灯泡的额定电压值和所给的电阻,结合欧姆定律计算出小灯泡的额定电流,依据小灯泡的额定电流选择电流表的量程。在不知道小灯泡电阻的情况下,可以采用试触的方法。参考答案:a.依据额定电压和小灯泡的额定电流。b.根据试触法。UIR④应如何探究小灯泡的实际功率与它两端电压的关系?提示:为了探究小灯泡的实际功率随它两端电压的变化情况,以及小灯泡的亮度随实际功率的变化情况,需要用到滑动变阻器,使小灯泡两端的电压依次等于它的额定电压、为额定电压的1.2倍、低于额定电压,测出这三种情况下小灯泡的功率。参考答案:调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压依次等于它的额定电压、为额定电压的1.2倍、低于额定电压。(3)分析实验数据。通过调节得出多组电压和电流示数及相应的灯泡亮度,如下①计算不同电压下,小灯泡的功率,填入表格。②对比功率与灯泡亮度可发现,小灯泡的亮度由决定。电压U/V2.02.53.0电流I/A0.220.250.28电功率P/W灯泡发光情况暗正常很亮提示:根据P=UI可计算得出不同电压下的功率。分析表格可知:当小灯泡两端的电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡比较亮;当小灯泡两端的电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,小灯泡正常发光;当小灯泡两端的电压小于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率,小灯泡发光比较暗。所以小灯泡的亮度取决于实际功率,单纯比较电流或电压的大小,无法判断小灯泡的亮度。参考答案:滑动变阻器①0.440.6250.84②实际功率4.交流与评估:(1)在实验中,滑动变阻器的作用:①__________________________________________________;②__________________________________________________。提示:把滑动变阻器接入电路,增大了电路中的电阻,可以限制电路中的电流,有保护电路的作用;另外,通过改变滑动变阻器的电阻,来改变小灯泡两端的电压,使小灯泡两端的电压分别等于额定电压、高于额定电压、低于额定电压,探究小灯泡实际功率和额定功率的关系。参考答案:①保护电路②改变小灯泡两端的电压(2)小灯泡两端的电压能否超过额定电压很多?提示:电压过高会烧坏小灯泡。参考答案:不能。(3)在此实验中,能否多次测量求小灯泡功率的平均值?提示:由于实验中测出的电功率是在不同的电压下测出的,电功率的值是相对于不同电压来说的,应分别求出各自电压下的电功率。只有额定电压下的电功率才是额定功率,所以求平均值没有意义。参考答案:多次测量目的是寻找小灯泡的实际功率随它两端电压的变化规律,所以不能多次测量求平均值。1.实验原理:P=___。2.实验设计:(1)用_______测出小灯泡正常工作时的电压。(2)用_______测出小灯泡正常工作时的电流。(3)通过调节___________,使小灯泡的电压分别高于(低于)小灯泡两端的_____电压,观察小灯泡的亮度,记下电压表、电流表示数。UI电压表电流表滑动变阻器额定3.实际功率与小灯泡亮度的关系:电压功率灯泡亮度U实U额P实__P额比正常发光___U实=U额P实__P额_________U实U额P实__P额比正常发光___暗=正常发光亮【拓展延伸】“伏安法测功率”与“伏安法测电阻”的实验器材与电路图相同;不同之处:实验原理不同,数据的处理方式不同,“伏安法测电阻”要多次实验求平均值,而用电器的电功率在不同的电压下是不同的,不能求平均值。考点伏安法测小灯泡的电功率【典例】如图甲是小红在“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3.8V,电源电压恒为6V。(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。(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。(4)如果电压表的0～15V量程被损坏,只有0～3V量程能正常使用,要求利用原有器材测出小灯泡的额定功率。请在下面的虚线框中画出你设计的电路图。【思路导引】解答本题的三个关键点:关键点1:电压表量程的选择。关键点2:滑动变阻器在电路中的作用。关键点3:灯泡额定功率为P额=U额I额。【精讲精析】本题考查测量小灯泡电功率的实验探究。(1)测量小灯泡电功率,应测通过小灯泡的电流和两端的电压,故电压表应和小灯泡并联,则电压表的“-”接线柱应和小灯泡左端接线柱相连(或和滑动变阻器右下接线柱相连);(2)当开关闭合,变阻器滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中电流变小,即电流表示数变小,电压表示数UL=IRL,RL可认为不变,I变小,故UL变小;(3)由图乙读得小灯泡正常发光时通过的电流I额=0.32A,则小灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.32A=1.216W;(4)若电压表的0～15V量程被损坏,只有0～3V量程能正常使用,小于3.8V,故电压表不能直接测小灯泡两端的电压,应测滑动变阻器两端的电压,当滑动变阻器两端的电压U=6V-3.8V=2.2V时,小灯泡正常发光,读得此时电流表的示数,即可计算出小灯泡的额定功率。答案:(1)电路如图所示(2)变小变小(3)0.321.216(4)电路图如图所示【方法归纳】电功率的测量(1)利用电流表和电压表测量，实验原理:P=UI。(2)用电能表测量用电器电功率:①②具体方法:a.记下电能表每kW·h的转数N。b.关闭其他用电器，只让待测用电器工作。c.用停表或钟表测量待测用电器工作时电能表圆盘转n转所用的时间t。d.计算待测用电器的实际功率:WPt。6n3.610JNPt1.在做“测量小灯泡电功率”的实验中,某班四位同学所连接的电路图如图所示,其中连接正确的是()【解析】选B。本题考查判断电路的连接情况。A图中电压表不能与灯泡串联,故A错;C图中电压表未接入电路,且电流表正负接线柱接反,故C错;D图中电压表只用了一个接线柱,未接入电路,不能使用,故D错;只有B图中的电路连接正确,故选B。2.在今年的实验技能考试中,实验桌上准备的器材有:学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干。在做测量小灯泡的电功率实验时,小明在连接电路的过程中,由于疏忽,把两表的位置给颠倒了,其他连接正确无误。当开关闭合后,所产生的现象是()A.电流表将被烧坏B.电压表将被烧坏C.电压表有读数、电流表的读数几乎为0D.电流表有读数、电压表的读数几乎为0【解析】选C。本题考查电路故障的判断。当把电压表和电流表的位置给颠倒后,由于电压表串联在电路中,且电压表的阻值特别大,所以导致电路中的电流很小,所以电压表有读数,电流表的读数几乎为零。故选C。3.为了测量小灯泡的电功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是()A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡是否发光D.手按开关,眼睛观察小灯泡【解析】选B。本题考查了测功率实验中的操作。测量小灯泡的电功率时,是否达到额定功率,主要看小灯泡两端的电压是否达到额定电压,所以应用手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表。故选B。4.在一电路中有两个小灯泡,观察它们的发光情况后,发现亮度不同,对亮度较强的小灯泡,下面讨论正确的是()A.通过它的电流一定大B.它的电阻一定大C.它的额定功率一定大D.它的实际功率一定大【解析】选D。本题考查了用电器的工作状态不同的影响因素。灯泡的亮度取决于实际功率,亮度越强的灯泡,实际功率越大。故选D。5.在“测量小灯泡的功率”的实验中,小明要测量一个标有“2.5V”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=1.5V时,小灯泡的电阻R=Ω。【解析】本题考查了根据图像计算电功率。小明要测量的小灯泡的额定电压为2.5V，由题图可知，小灯泡的额定电流为0.25A，所以额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；当U=1.5V时，通过小灯泡的电流为0.2A，根据公式答案:0.6257.5U1.5VR7.5I0.2A。6.有两个定值电阻R1=12Ω,R2=24Ω,串联后接在某电源上,R1、R2两端的电压之比为;R1、R2消耗的电功率之比为;如果并联后接在同一电源上,通过R1、R2的电流之比为;R1、R2消耗的电功率之比为。【解析】本题考查电功率与电阻的关系。两电阻串联,通过它们的电流相等,则它们两端的电压之比等于它们的电阻之比;根据P=UI可知,电功率之比等于它们两端的电压之比;如果并联在同一电源上,它们两端的电压相同,根据U=IR可知,通过的电流与定值电阻的电阻成反比,根据P=UI知,电功率之比和电流之比相同。答案:1∶21∶22∶12∶17.某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中,所用电源电压为6V,小灯泡L的额定电压为2.5V,他按图甲所示的电路进行实验。实验时,他调节滑动变阻器滑片的位置,观察小灯泡发光的情况,并记录电表的示数(如表所示),请回答下列问题:实验次数表示数/V表示数/A12.00.1722.50.2033.00.22(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整。(2)分析表中实验数据,可知小灯泡L的额定功率为W。(3)小施同学分析表中实验数据后,发现还能求得小灯泡的电阻,于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗?请说明理由。【解析】本题考查了测量小灯泡电功率的实验。(1)由表格中电流数据可知,电流表选择0～0.6A。在电路图中,滑片向右移动时电阻变大,则实际连接时也需要滑片向右移动时电阻变大,所以可以连接C(或D)和电流表的0.6A量程。(2)小灯泡的额定电压为2.5V,因此选取表格中的电流0.2A,则P=UI=2.5