专题 电功率——伏安法测量小灯泡的电功率--2021-2022学年九年级物理下册知识点和分类专题练习同步教案（苏科版）

第十五章 电功和电热 专题：伏安法测量小灯泡的电功率 1．小明用如图甲所示的电路测量一只额定电压为3.8V灯泡的额定功率。 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连完整。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡始终不亮，电流表示数几乎为零电压表指针明显偏转，出现这种现象的原因可能是 　灯泡断路　。 （3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，到某一位置时电压表的示数为3V.若要测小灯泡的额定功率，应将滑片向 　右　（左右）移动，直至 　3.8V　时停止移动滑片，此时电流表示数如图乙所示，其示数为 　0.3　A，额定功率为 　1.14　W。 （4）测出小灯泡的额定功率后，小明又把灯泡两端电压调为额定电压的一半，发现测得的功率不等于其额定功率的，这是由于 　灯泡电阻随温度的降低而减小　。 【分析】（1）灯泡串联在电路中，电压表采用“正进负出”的连接方式； （2）电流表示数几乎为零，说明电路是断路，电压表指针明显偏转，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，分析故障原因； （3）根据电压表的量程读出电压表的示数，根据串联电路电压规律可知应减小滑动变阻器两端的电压，由此判断滑片的移动方向；根据电流表的量程读出电流表的示数，由P＝UI计算功率； （4）根据公式和电阻受温度的影响分析实际功率与额定功率的大小关系。 【解答】解：（1）灯泡串联在电路中，电压表采用“正进负出”的连接方式，电路连接如图所示： （2）发现灯泡始终不亮，电流表示数几乎为零，说明电路是断路，电压表指针明显偏转，说明与电压表并联部分以外的电路是通路，出现这种现象的原因可能是灯泡断路； （3）电压表的示数为3V，小于灯泡的额定电压3.8V，根据串联电路电压规律可知应减小滑动变阻器两端的电压，即减小滑动变阻器接入电路的电阻，应将滑片向右端移动，直到小灯泡正常发光，使电压表的示数为3.8V；如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，由P＝UI得灯泡的额定功率为：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W； （4）当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时，根据公式可知，若灯泡电阻不变，则灯泡的实际功率P实 P额，但是随着功率减小，灯泡电阻随温度的降低而减小，故灯泡的实际功率P实P额； 故答案为：（1）如图所示；（2）灯泡断路；（3）右；3.8；0.3；1.14；（4）灯泡电阻随温度的降低而减小。 【点评】本题考查了小灯泡电功率的实验，主要考查电路连接的注意事项、电路故障的分析、电流表的读数方法、功率计算等知识，属中考的热点题。 2．小明做“测量小灯泡电功率”实验，器材：3节新干电池、额定电压为2.5V的小灯泡、“20Ω，0.6A”的滑动变阻器、电流表等。 （1）请将甲图中的实物电路连接完整（要求：滑片向左移动时小灯变亮）。 （2）正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，两表均无示数，在不拆开电路的情况下，他借助另一只电压表找出了故障：开关断路．确定此故障的相应操作为 　将电压表并联在开关的两端　，观察到的现象为 　电压表有示数　。 （3）排除故障后，小华调节滑片，使电压表示数为2.5V时，电流表示数如图乙为 　0.5　A，灯泡的额定功率为 　1.25　W。小明也移动滑片，当电压表示数为1.8V，就读出电流表示数为0.45A，求出灯泡电阻，结合额定电压利用公式求出灯泡的“额定功率”。小明得到的“额定功率”与小华测得的额定功率相比 　偏大　（偏大/偏小/不变），原因是 　灯泡电阻随温度升高而变大　。 （4）若此实验中电流表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，小华在原有器材的基础上取来了一个R0为10Ω的定值电阻替换下电流表，设计了如下实验方案： ①调节滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压； ②保持滑片位置不变，只将电压表改接到R0两端，测出定值电阻R0两端的电压U0； ③通过计算，可先求出电路中的电流I，就可得到小灯泡的额定功率P； 请你指出该设计方案中存在的问题：　R0的阻值过大，灯泡无法达到额定电压　。 【分析】（1）根据滑动变阻器和灯泡串联，滑片左移时灯泡变亮确定下面所接接线柱；电压表的连接方式和量程选择； （2）闭合开关，发现灯泡不亮，两表均无示数，说明电路存在断路，并且不是灯泡断路，根据电路故障分析确定故障的方法； （3）根据电流表选用的量程，读出电流表的示数，根据P＝UI计算功率；灯泡的电阻受温度的影响，随着电压的增大而增大，由此判断功率的变化情况； （4）根据串联电路的规律和欧姆定律可得灯泡两端的电压，由此确定设计方案中存在的问题。 【解答】解：（1）滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故选择左上接线柱与灯泡串联，电压表与灯泡并联，由于额定电压为2.5V的小灯泡，故电压表的量程选择0～3V，如图所示： （2）