13.3 学生实验：探究——小灯泡的电功率-【教材解读】2023秋九年级全一册初三物理（北师大版)

第十三章　电功和电功率 ２２９　 三、学生实验: 探究———小灯泡的电功率 知识点一　伏安法测量小灯泡的电功率 实验:测量小灯泡的电功率 【实验目的】 测量小灯泡的电功率. 【实验原理】 P＝UI———测电压,测电流,利用公式计算电功率. 【实验方法】 “伏安法”———用电压表和电流表间接测量小灯泡电 功率的方法. 【实验器材及设计】 电路图 　 实物图 【实验步骤】 (１)检查所连接的电路,无误后闭合开关,调节滑动变 阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于额定电压,观 察小灯泡的亮度,将电压表和电流表的示数记录在表 格中. (２)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低 于额定电压,观察小灯泡的亮度,将电压表和电流表 的示数记录在表格中. (３)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压约 为额定电压的１．２倍,观察小灯泡的亮度,将电压表 和电流表的示数记录在表格中. (４)断开开关,整理好实验器材. 'F 电源及滑动变阻器的选择 (１)选用的电源电压要高 于小灯泡的额定电压. (２)滑动变阻器允许通过 的最大电流要大于小灯泡的 额定电流(正常工作电流);滑 动变阻器的最大阻值应与小 灯泡的电阻差不多,保证滑动 变阻器的调压效果明显,满足 实验的要求. 'F 电路的连接 (１)连接电路时,开关要 断开,防止由于电路连接错误 而发生短路,损坏电路元件. (２)连接电流表和电压表 时,要注意“＋”“－”接线柱的 接法要正确. (３)连 接 滑 动 变 阻 器 时, 要“一上一下”选用接线柱. 物理　九年级　上册 ２３０　 'F 实验操作 (１)闭合开关前,要将滑 动变阻器的滑片移动到阻值 最大的位置,以防电路中电流 过大,损坏电路元件. (２)调节小灯泡两端的电 压高于额定电压时,要缓慢移 动滑片,保证实际电压不能高 于小灯泡额定电压的１．２倍, 以防实际电压过大而烧坏小 灯泡;同时,通电时间不能太 长,否则容易烧坏小灯泡. J% 滑动变阻器的作用 实验中,滑动变阻器 的作 用 有 两 个:(１)保 护 电 路;(２)改 变 小 灯 泡 两 端的电压,从而改变电路 中的电流. (５)根据测出的三组实验数据计算得到小灯泡在不同 发光情况下的电功率,并记录在表格中. 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡亮度 １ ２．５ ０．３２ ０．８０ 正常 ２ ２．０ ０．２６ ０．５２ 较暗 ３ ３．０ ０．３８ １．１４ 较亮 【实验结论】 (１)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. (２)当小灯泡两端的电压低于额定电压时,小灯泡的 实际功率小于额定功率,小灯泡发光较暗. (３)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,小灯泡发光较亮. 实验中出现的电路故障及原因 (１)电流表或电压表的指针反向偏转→电流表或 电压表的正、负接线柱接反了. (２)电流表有示数,电压表无示数→小灯泡被 短路. (３)电压表示数为电源电压,电流表无示数→小 灯泡断路或电流表与电压表位置颠倒. (４)电流表示数较大且不可变,电压表示数为电 源电压→将滑动变阻器接入电路中时使用了上面两 个接线柱或滑动变阻器被短路. (５)电流表示数很小且不可变,电压表示数较 小→将滑动变阻器接入电路中时使用了下面两个接 线柱. (６)电压表和电流表都无示数→电压表两接线柱 到电源两极间存在断路. (７)灯泡较亮,电压表示数低于额定电压,或灯泡 较暗,电压表示数高于额定电压→电压表并联在滑动 变阻器的两端. 第十三章　电功和电功率 ２３１　 知识点二　用电能表测用电器的电功率 １．测量原理 用电能表测出用电器在某段时间内消耗的电能,用停 表测出消耗这些电能所用的时间,然后利用公式P＝ W t 进行计算. ２．测量方法 若消耗电能较多时,从电能表上直接读出消耗的电 能;若消耗的电能较少,按以下方法进行测量. (１)记下每消耗１kW􀅰h电能时,电能表转盘转过的 转数N. (２)关闭其他用电器,只让待测用电器工作. (３)用手表或停表测量待测用电器工作时电能表转盘 转过n 转所用的时间t. (４)计算待测用电器的实际功率.电能表的转盘转n 转所消耗的电能为W＝ n N×３．６×１０ ６J,则用电器的实 际功率为P＝ W t＝ n N×３．６×１０ ６J t ＝ n×３．６×１０６J Nt . 'F (１)电 能 表 的 示 数 是 以 “kW􀅰h”为单位的,只能精确 到０．１kW􀅰h,误差较大;根 据电能表转盘转过的转数得 出用电器消耗的电能精确度 较高,误差较小. (２)连接电路时电能表和 待测用电器串联,且开关处于 断开状态,电路检查无误后再 闭合开关. 常考考点解读 考点一