2023年初中物理自主招生讲义61

初中物理自主招生讲义61 1．实验 测量小灯泡的电功率 【知识点的认识】 （1）实验室里通常根据电功率的计算公式P＝UI测量电功率。 测量电功率的方法：①测量用电器的电功率可以用专门的仪器。②用电能表测量出电流通过用电器做的功，用秒表测量出所用的时间。根据公式P＝计算出用电器的电功率。③用电压表测出加在用电器两端的电压，用电流表测出通过用电器的电流，根据公式P＝UI计算出用电器此刻的电功率，这种方法叫做伏安法。 （2）伏安法测电功率的电路图：如图所示，测量小灯泡电功率的电路有两种接法。 （3）如果没有电压表，我们可以用一个已知电阻和电流表来代替电压表，根据U＝IR可得出电压值，这时应将小灯泡与已知电阻并联，因为得出了已知电阻两端的电压，就知道了小灯泡两端的电压；反之，如果没有电流表，我们可以用一个已知电阻和电压来代替电流表，根据I＝可得出电流值，这时应将小灯泡与已知电阻串联，因为得出了已知电阻的电流，就知道了通过小灯泡的电流。 【解题方法点拨】 伏安法测电功率的实验器材：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡、灯座、开关、导线若干。 选择器材的规格时要注意： ①电源电压要适当大于小灯泡的额定电压。 ②电压表、电流表量程要满足测量需要。 ③滑动变阻器允许通过的电流要大于小灯泡正常发光时的电流，最大阻值与小灯泡的电阻差不多即可。 【命题方向】 第一类常考题： 在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 （1）连接电路时开关应　断开　，电流表的量程应选0～　0.6　A。 （2）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整。 （3）闭合开关前，图2中滑动变阻器的滑片P应位于　A　选填“A”或“B”）端。 （4）小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图2所示）为　2.2　V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中滑片P向　B　选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。 （5）小向同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图3所示的I﹣U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　0.5　W。 （6）小勇同学在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是　灯丝断了　（写出一种即可）。 分析：从保护电路（用电器）出发，确定开关状态和闭合开关前滑片所处位置；知道小灯泡的大体阻值可确定所用量程及实物图的连接；由U﹣I图象提供信息算出额定功率。 解：（1）为保护电路，连接电路时，开关要断开，闭合开关前滑片P应处于连入阻值最大处（A端）， （2）电路图连接如图所示：； （3）因为灯正常发光时：I＝≈＝0.25A，所以选0﹣0.6A量程。 （4）由图读数灯两端电压为2.2V，要使之变大为2.5V，就要使滑动变阻器两端电压减小，连入电阻减小，所以要向B移动滑片。 （5）由U﹣I图象可得：P＝UI＝2.5V×0.2A＝0.5W。 （6）电压表有示数，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路：小灯泡灯丝断了。 点评：从U﹣I图象可以得出的信息：知道一定电压下的通过导体电流可以求导体电阻，同时也可求电功率。 第二类常考题： 小宇同学思考能不能只用一只电表测出小灯泡的电功率，他设计了下列四个电路图。图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U0，且U＞U0，定值电阻的阻值为R．在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是（　　） A． B． C． D． 分析：小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积，小灯泡的额定电压U0已知，关键是测出额定电流。可以不考虑S1和滑动变电阻的作用，假设都是闭合状态，分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系，看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流。 解：A、S2闭合S3断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S2断开S3闭合时，电流表把电阻短路；两个都闭合或断开时，电流表均无示数。测不出灯泡的额定电流，故不符合题意； B、S2闭合S3断开，电压表测电灯两端的电压，其上端为正接线柱、下端为负接线柱；S3闭合S2断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负接线柱，下端为正接线柱；电压表的两次接线方法相反，在不改变电路连接方式的情况下，无法进行测量，故不合题意； C、开关处于1的位置，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；开关处于2的位置，电压表测量的是灯泡的两端电压U0，则小灯泡的电流为I＝，小灯泡的额定功率表达式是P＝U0I＝U0，故符合题意； D、开关处于1的位置，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动电阻的电流；开关处于2的位置，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻的电流。测不出灯泡的额定