第18章-第2课时-测量小灯泡的电功率-焦耳定律

第1轮基础复习第十八章电功率第2课时测量小灯泡的电功率焦耳定律1．课本中测电灯功率的实验中，实验原理是____________，用__________测出小灯泡两端的电压，用__________测出通过小灯泡的电流，然后根据公式算出相应的功率；要测小灯泡的额定功率，可以用______________调节灯泡两端的电压，使电压表的示数刚好为小灯泡的额定电压，读出此时的电流表的示数，就可以算出额定功率，此时灯泡________(正常或不正常)发光。P＝UI电压表电流表滑动变阻器正常2．在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察()A．电流表的示数B．电压表的示数C．灯泡的发光情况D．变阻器滑片的位置B3．图中R1＝4Ω，R2＝6Ω，把它们串联接在U＝6V的电路中。则通电1min，电阻R1产生的热量为____________J。4．(2017·益阳)两根电热丝，电阻之比为2∶1，若把他们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为__________；若把他们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为__________。86.42∶11∶2考点1伏安法测量小灯泡的电功率在测定小灯泡功率的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，小明同学通过正确实验得到的数据如下表，分析数据得到的下列结论，正确的是()例题精讲D电压U/V1.522.53电流I/A0.250.290.320.35A.小灯泡的实际功率随它两端电压的增大而减小B．通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比C．小灯泡的额定功率为四次功率的平均值D．小灯泡的额定功率为0.8W【解题技巧】(1)根据P＝UI可知灯泡的实际功率随电压的变化关系；(2)一般金属导体的电阻会随温度的变化而变化的，并非一个定值。(3)只有灯泡两端电压为额定电压时，灯泡的功率为额定功率，平均功率无任何意义。(4)根据额定电压和额定电流以及P＝UI即可求出额定功率。考点2焦耳定律及其计算(2019·通辽)有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1＝88Ω，R2＝22Ω。(1)如何控制S1和S2，使热水器处于高温挡；(2)求低温挡正常工作5min电热丝产生的热量；(3)求中温挡正常工作时热水器的功率。【解题技巧】有关焦耳定律的计算，首先应该知道公式Q＝I2Rt、Q＝U2Rt、W＝Q＝UIt的应用范围，在纯电阻电路中，利用以上三个公式中的任何一个计算的结果都是正确的，根据不同的题目选择合适的公式即可。解：(1)由图知，当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，R1和R2并联接入电路，此时电路中的总电阻最小，电源电压不变，由P＝U2R可知，此时总功率最大，热水器处于高温挡；(2)当断开S1，并将S2拨至位置b时，R1和R2串联接入电路，由P＝U2R可知，此时总功率最小，热水器处于低温挡；Q＝U2R1＋R2t＝220V288Ω＋22Ω×5×60s＝1.32×105J；答：(1)当闭合开关S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温挡；(2)低温挡正常工作5min内电热丝产生的热量为1.32×105J；(3)中温挡正常工作时热水器的功率为550W。(3)只闭合开关S1时，电路为R1的基本电路，热水器处于中温挡；P中＝U2R1＝220V288Ω＝550W；实验突破实验一：测量小灯泡的电功率小明想知道灯的亮暗程度与什么因素有关，于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按如图甲所示的电路进行探究。2(1)请你帮小明把实物图连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变小。(2)电路连接正确后，小明继续进行实验：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，并在实验表格中记录数据和现象。实验中，当滑片移到某一点时，电压表示数如图乙所示，为______V。(3)在小明完成的实验报告中，其中的一个实验表格如下：小明通过对比、推测、分析表中数据及现象得出最后的结论是：小灯泡L1的额定功率是0.76W。序号电压U/V电流I/A灯泡L1的亮度电功率P/W电功率的平均值(W)12.200.28比正常发光时暗0.620.7622.500.30正常发光0.7532.800.32比正常发光亮0.90不合理(4)在交流讨论中，你认为小明这样处理数据的方法是否合理：__________。说明你的判断理由：_______________________________________________________________。小明在多次测量中还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比________(选填“变大”“变小”或“不变”)，导致这一结果的原因是______________________________。小明知道了自己对实验现象的观察和数据的记录都是正确的，但所设计的这个实验表格存在不妥之处，是________________________。小灯泡只有在额定电压下输出的功率才是额定功率，取平均值无意义变大灯丝的电阻随温度升高而增大设计电功率“平均值”一栏正确(5)小明进一步思考，认为把灯换成定值电阻，该实验可以用来研究“导体中的电流与电压的关系”，他这种想法是________(选填“正确”或“错误”)的。(6)当小明想测量灯泡L2的额定功率的时候，发现电压表0—15V的量程已经损坏，在没有其他器材可以更换的情况下，小明接下来的操作应该是________________________________________________________________________________________________________________________。将电压表并联在变阻器的两端，移动变阻器滑片，当电压表示数为2.2V时，记下电流表示数，根据P＝UI求小灯泡的电功率实验二：探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关(2019·焦作)如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的两套实验装置，甲、乙装置都是两个透明容器中密封着等量的空气，丙装置中的两个烧瓶中装的是等质量的煤油。(1)实验时，放弃了丙装置而选择了甲、乙装置的好处是______________________________________________________________________。(2)利用甲装置时，可探究电流产生的热量与________的关系，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需要比较与之相连的U形管中________________即可。甲、乙加热空气，空气比煤油受热膨胀程度更大，现象更明显；空气更安全电阻液面的高度差(3)利用乙装置实验时，可探究电流产生的热量与________的关系，其中电阻R3的作用主要是_________________________，请在方框中画出乙装置中三个电阻的连接电路图。(4)如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与步骤(3)相比较，则左侧U形管中液面的高度差将________。(填“变大”“变小”或“不变”)电流使通过R1和R2的电流不同变小(5)精确研究表明：电流通过导体产生的热量跟________________成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫做焦耳定律。电流的二次方考点1伏安法测量小灯泡的电功率1．在测定小灯泡电功率的实验中：(1)电源电压要__________小灯泡的额定电压，串联一个滑动变阻器是为了_______________________________________________；(2)闭合开关前，滑动变阻器应放在____________位置上，这样做的好处是______________________________；考点精练稍大于改变小灯泡两端的电压与电流达到多次测量的效果最大阻值防止电流过大，烧坏电路元件(3)为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率，除了要用电压表、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器、导线外，还应在下列器材中选用______。A．三节干电池B．三节蓄电池C．两节干电池D．两节蓄电池B2．(2015·岳阳)用两只电流表按图示实验电路探究“电功率与电流的关系”，下列说法不正确的是()A．小灯泡电功率的大小是通过灯泡的亮度来判断的B．将小灯泡并联是为了控制灯泡两端电压相同C．选用的两只小灯泡规格必须相同CD．将其中一只电流表移接到干路上也可以完成实验3．某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V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BB．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2.5V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4．在“测量小灯泡电功率的实验”中，某班四位同学所连接的电路如图所示，其中连接正确的是()B5．(2019·河南)在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω2A“，小灯泡的额定电压U额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。(1)为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。(2)正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为____________W。1.05(3)分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而________。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0＝________Ω的定值电阻。增大实验次数物理量12345电压/V1.01.52.02.53.0电流/A0.240.320.380.44电功率/W10(4)完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________；②滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；5.5V③小灯泡的额定功率：P额＝____________。(用U额、U0、R0表示)若步骤②中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。偏小U额·U0R0考点2焦耳定律及其计算6．甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，通过的电流之比为2∶1，通电时间之比为1∶2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为()A．5∶4B．5∶2C．2∶5D．10∶1B7．小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久又会在搭接处烧断。搭接处烧断的原因是()A．电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热B．电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热C．搭接处电流比其它处电流小，造成局部过热D．搭接处电流比其它处电流大，造成局部过热B8．(2018·无锡)用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是()A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系CB．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小9．(2019·东营)如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器。(2)图甲