16.3 测量电功率 2023-2024学年沪科版物理九年级

第十六章 电流做功与电功率（学用） 第三节 测量电功率 一、知识解析 知识点1 伏安法测量小灯泡的电功率 类型1 测量额定电压2.5V小灯泡的电功率 【知识点总结】 1．实验原理 P＝UI，根据P＝UI可知，只要用电压表（伏特表）测出小灯泡两端的电压、用电流表（安培表）测出通过小灯泡的电流，就可以间接测量出小灯泡的电功率了．即用伏安法测小灯泡的电功率。为了测量不同电压下的电功率，我们要用串联滑动变阻器的办法，来控制加在灯泡两端的电压。 2. 实验步骤： （1）按电路图连接实物图，将滑动变阻器的滑片滑到阻值最大（右）端； （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； （3）调节滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数低于2V、等于2.5V的1.2倍，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； （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，并填入表格中。 3. 实验分析：（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。 【典例解析】 例1 （2023•聊城）如图所示，在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω，电源电压为6V。 （1）图甲电路中还有一根导线没有连接，请用笔画线代替导线，将电路连接完整（要求：导线不交叉）。 （2）连接好电路，检查无误后，将滑动变阻器接入电路的电阻调节到最大，接着闭合开关试触，观察到电压表的示数超过2.5V，其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值 　 　（选填“太小”或“太大”）。 （3）解决问题后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 　 　W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向 　 　（选填“左”或“右”）移动。 实验次数 小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W 1 2.2 0.28 比正常发光暗 0.62 2 2.5 正常发光 3 2.8 0.32 比正常发光亮 0.90 （4）将上表数据填完整后进行分析，发现小灯泡亮度是变化的，小灯泡的亮度是由其　 　（选填“实际功率”或“额定功率”）决定的。 例2 （2023•重庆B卷）在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题： （1）如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路。 （2）在开关S闭合前，应将滑片P移到 　 　端（选填“A”或“B”）。 （3）闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡 　 　。 （4）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 　 　表的示数，直到示数为 　 　V时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。 （5）继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5V，某时刻电流表示数如图乙为 　 　A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。小华根据所有实验数据作出了小灯泡的U﹣I图象，如图丙，则小灯泡额定功率为 　 　W。 （6）根据小灯泡U﹣I图象和亮度变化，还可以发现 　 　。 【变式题】 1．（2023•内蒙古）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，老师给同学们提供的器材有：电压恒为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡（灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关各一个，导线若干，三种规格的滑动变阻器R1（10Ω，0.5A）、R2（50Ω，0.5A）、R3（200Ω，0.2A）可供选择。 （1）通过估算，滑动变阻器应选择 　 　（选“R1”“R2”或“R3”）。选择合适变阻器后，请用笔画线表示导线将电路连接完整。要求：变阻器的滑片P向B端移动时，灯泡变暗。 （2）滑片P置于阻值最大处，闭合开关试触时，发现电压表示数很大，电流表几乎无示数，出现的电路故障原因可能是 　 　。 （3）排除故障后，闭合开关S，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示为 　 　V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 　 　（选填“A”或“B”）端移动。根据图丙图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是