内容正文:
精练12 测电功率的方法
【知识储备】
一、伏安法测小灯泡的电功率(灯的电阻特殊性图像)
(1)原理:P=UI。
(2)基本方法:用电压表测量用电器两端的电压,用电流表测量通过用电器的电流,根据公式计算用电器的电功率。
(3)器材:电压表、电流表、滑动变阻器、灯泡、开关、学生电源、导线。
(4)实验电路图如图所示。
(5)实验步骤
①按设计电路图连接实物,设计实验表格;
②检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为额定电压,观察灯泡发光情况,并记下电流表的示数,算出额定功率;
③调节滑动变阻器,使电压为等于电压的1.2倍,观察小灯泡发光情况,记下电流表和电压表的示数,计算出此时小灯泡的实际功率;
④调节滑动变阻器,使电压等于额定电压,观察小灯泡的发光情况,记下电流表和电压表的示数,算出小灯泡的额定功率。
二、特殊测小灯泡的电功率
单电流表
单电压表
利用阻值已知的R0结合两开关
测RL和PL额
开关断开、闭合过程中,
灯L和R0连接方式不变
步骤1的目的均是使灯处于正常发光状态
已知:灯I额
步骤:
1. 只闭合S2,调滑片,使电流表示数为I额
2. 只闭合S1,滑片位置不动,读出此时电流表的示数为 I
算出:灯U额= ( I-I额) R0
表达式: PL额= ( I -I额) R0 I额
已知:灯I额
步骤:
1. 只闭合S2,调滑片,使电压表示数为I额R0
2. 只闭合S1,滑片位置不动,读出此时电压表的示数为 U
算出:灯U额=U- I 额R0
表达式: PL额=(U- I 额R0)I额
已知:灯U额
步骤:
1. 只闭合S2,调滑片,使电流表示数为U额/R0
2. 只闭合S1,滑片位置不动,读出此时电流表的示数为 I
算出:灯I 额=I-U额/R0
表达式: PL额= U额 (I-U额/R0)
已知:灯U额
步骤:
1. 只闭合S2,调滑片,使电压表示数为U额
2. 只闭合S1,滑片位置不动,读出此时电流表的示数为 U
算出:灯I 额=(U-U额)/R0
表达式: RL= U额/ (U-U额)/R0
PL额= U额 ( U-U额)/R0
利用电阻箱等效替代灯泡
测灯阻值转化为测R0阻值
已知:灯I额
步骤:
1.只闭合S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,此时灯泡正常发光
2.只闭合S2,保持R1的滑片位置不动,移动R0的滑片,使电流表的示数仍为I额,此时RL=R0
3.保持R0的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,记录电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,记录电流表的示数为I2。U=I1R0=I2(R1+R0), 解得:
表达式:PL额=I额2•[I2R1/(I1- I2)]
已知:灯U额
步骤:
1.只闭合S和S1,调节R1的滑片,使电压表的示数为灯U额,此时小灯泡正常发光
2.只闭合S和S2, R1的滑片位置不动,调节R0的滑片,使电压表的示数仍为U额
此时RL=R0
3. 只闭合S和S2,R0的滑片位置不动,将R1的滑片调至最左端,记录电压表的示数U;R1的滑片调至最右端,记录电压表的示数U';
表达式: PL额=U额2/【U'R1 / (U-U' ) 】
【专题精炼】
1.(2023•鄞州区一模)同学们利用图甲的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
【实验过程】
(1)连接电路时,应该保持开关断开,滑动变阻器的滑片置于 (填“A”或“B”)端;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为2.5伏,此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为 瓦;
(3)调节滑动变阻器,记录多组电压、电流数据,计算小灯泡对应功率,完成实验。图丙是小金作出的小灯泡I﹣U图象。关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系。如图所示的图象中最合理的是 。
2.(2023•上城区一模)小华在做“测量小灯泡电功率”的实验中,实验室有如下器材:电源(电压恒为6V),小灯泡L(额定电压为2.5V,灯丝电阻约为10Ω),电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω 1A”的滑动变阻器R1和“50Ω 0.5A”的滑动变阻器R2各一个,导线若干。
(1)为了顺利完成实验,小华应选用规格为 (填“R1”或“R2”)的滑动变阻器;
(2)请用笔画线代替导线,帮小华同学将图甲中的电路连接完整;
(3)分析乙中图像发现小灯泡电阻是变化的,影响其变化的主要原因是 ;
(4)小华打算增加一个阻值为150Ω的定值电阻R0,只利用一只电表,通过操作图中单刀双掷开关(单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次)测量小灯泡的额定电功率,图丙、图丁是他设计的两种不同方案的电路图,则以下判断正确的是