内容正文:
15.2 电功率(第2课时)(考点解读)(原卷版)
4、电功率的计算
(1)定义式:P=UI.即电功率等于用电器两端的电压和通过它的电流的乘积,该公式是电功率的普适公式,适用于所有的用电器。
P表示电功率,单位是W;U表示某段电路两端的电压,单位是V;I表示通过这段电路的电流,单位是A
(2)导出式:P=I2R,,这两个公式只适用于纯电阻电路,即能将电能全部转化为内能的用电器,如电炉子、电饭煲就属于纯电阻电路。
※解题方法点拨:
(1)分析比较用电器的电功率:
首先考虑公式P=UI分析,如果不好使,可以考虑:
①对于串联电路,因为电流到处相等,用P=I2R较为利便;
串联电路中电功率与电压、电阻的关系:串联电路:(电功率之比等于它们所对应的电压、电阻之比)
②对于并联电路,因为各并联电路两端电压相等,用较为利便。并联电路中电功率与电流、电阻的关系:(电功率之比等于它们所对应的电流之比、等于它们所对应电阻的反比)
(2)计算用电器的电功率:计算每个用电器的电功率,无论串联、并联电路,都可以用P=I2R计算,也都可以用计算。选用哪个公式就看题目已知的是哪些量。
5、电功率的测量
(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。
6、探究小灯泡的电功率实验
(1)实验目的:用电流表、电压表测出小灯泡在不同电压下的电功率;
(2)实验原理:;
(3)实验方法:伏安法。
(4)实验器材:干电池、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干;
(5)实验步骤:步骤①根据电路图连接实物图,注意连接时开关要断开,开关闭合之前要把滑动变阻器调到阻值最大处;
步骤②检查电路无误后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数等于2.5V时,停止滑动,记录此时电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中;
步骤③调节滑动变阻器的滑片,分别使电压表的示数低于2.5V、等于2.5V的1.2倍(注意不能超过小灯泡的额定电压太多,否则会损坏小灯泡),记录每一次对应电流表的示数,并观察灯泡的亮度,记录在表格中;
步骤④将实验中记录的数据分别代入P=UI,算出小灯泡的实际功率,并填人表格中;
步骤⑤整理实验器材。
(6)实验分析和结论:
①小灯泡的发光情况由它的实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮;
②灯泡实际消耗的电功率随着加在它两端的电压而改变,电压越大,功率越大;
③灯泡的实际功率可以等于额定功率,也可以不等于额定功率。
(7)实验补充:
实验中滑动变阻器的作用:
①闭合开关前,应该先调节滑动变阻器的滑片,使其连入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,这样能够保护电路中的各个电路元件不至于损坏;(保护电路)
②接通电源后,移动滑动变阻器的滑片,可以调节小灯泡两端的电压。(调节电压)
实验中电路故障分析
故障
现象
故障原因
灯泡不亮
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表有示数
①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低
闭合开关,灯泡不亮,电压表、电流表无示数
①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏
②接线柱接触不良 ③连接导线断裂
闭合开关,灯泡不亮,电流表几乎无示数,电压表指针明显偏转
①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良
②电流表和电压表的位置互换了
电表问题
电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转
电流表和电压表的“﹢”“-”接线柱接反了
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电表的量程都选择过大 ②电源电压过低
电表的指针超过最大刻度
①量程选择过小 ②电路中出现短路
滑动变阻器问题
滑动变阻器的滑片滑动时,电表示数及灯泡的亮度无变化
滑动变阻器连接错误,没有遵循“一上一下”的接线原则,使滑动变阻器接成了定值电阻
无论怎样调节滑动变阻器,电压表示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
闭合开关瞬间,灯泡发出强光后立即熄灭,电流表指针偏转后又回到零刻度线处,电压表仍有示数