18.3 测量小灯泡的电功率-2023-2024学年人教版初中物理九年级全一册

第3节　测量小灯泡的电功率 知识点 实验:测量小灯泡的电功率 1.测量原理:P=　UI　。 2.测量方法及步骤: (1)按设计电路图连接电路,设计实验表格; (2)检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,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)调节滑动变阻器的滑片,使电压高于　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,计算出此时小灯泡的实际功率; (4)调节滑动变阻器的滑片,使电压　低于　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　实际　功率; (5)得出结论:小灯泡的亮度由　实际功率　决定。小灯泡消耗的实际功率随其两端电压的增大而　增大　。 注:实验中进行多次测量不是为了减小实验误差,而是为了找电功率与电压及亮度的关系,所以不能求平均值(电压改变后,小灯泡的电功率也改变,因此求出的平均值无意义)。 在“测量小灯泡电功率”的实验中,电源电压恒为3 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω　1 A”。 (1)如图甲所示,闭合开关后,发现只有　电压表　有示数,经检查发现有根导线连接错误。请在错误导线上画“×”,并用笔画线代替导线,将电路连接正确 (2)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片到某一位置,电压表的示数如图乙所示。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片适当向　左　(选填“左”或“右”)滑动。 (3)图丙是小灯泡的电流随电压变化关系的图象,根据图象可知,小灯泡的额定功率为　0.625　W。 (4)测量小灯泡的电功率　不需要　(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是　灯泡在不同电压下的功率不同　　。 (5)在实际测量过程中,调节滑动变阻器的滑片使其接入电路中的电阻减小ΔR1,相应的小灯泡的阻值变化了ΔR2,则ΔR1　>　ΔR2(选填“>”“<”或“=”)。 (6)实验中小高的电流表损坏了,于是她利用一个已知阻值为R0的定值电阻和若干个开关,重新设计了如图丁所示的电路,测量小灯泡的额定功率。她的操作步骤如下: ①按照电路图正确连接电路; ②闭合开关S、S1,断开开关S2,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数U0=2.5 V,小灯泡正常发光; ③保持滑片位置不动,闭合开关S、S2,断开开关S1,记下电压表的示数为U1; 则小灯泡的额定功率P=　U0·　(用U0、U1、R0表示)。 在“测量小灯泡的额定功率”的实验中,灯泡上标有“3.8 V”字样,电源电压恒定。 (1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整。 (2)连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是　灯泡处断路　。 (3)排除故障后,开始实验,在移动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视电压表的示数,直至灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为　1.52　W。 (4)实验过程中,当滑动变阻器的阻值变小时,电流　变大　,小灯泡的亮度　变亮　,小灯泡的电阻　变大　。 (5)实验过程中,若小灯泡两端的电压为时,此时小灯泡的电流　大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)。 (6)实验过程中,若小灯泡两端的电压为时,此时小灯泡的电功率为P1,P1　> P额;小灯泡的电流为时,小灯泡的电功率为P2,P2　< P额,则P1　>　P2。(均选填“>”“<”或“=”) (7)*(拓展)小刚同学经过多次测量后,绘出了下列图象。 ①下列各图中能正确表示灯泡功率P与它两端电压的平方U2的关系的是　D　(填序号)。 ②下列各图中能正确表示灯泡功率P与通过它的电流的平方I2的关系的是　C　(填序号)。. 第一阶 基础过关精练 1.图中“+”“-”分别表示电表的正负接线柱,其中可以测出R消耗的电功率的电路图是(　B　) 2.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,某同学电路连接正确,闭合开关,灯泡发光,但测试中无论怎样调节滑动变阻器的滑片,电压表示数都达不到灯泡的额定电压值,原因可能是(　D　)   A.变阻器总阻值太大 　B.电压表量程太大 C.灯泡灯丝断开 　 D.电源电压太低 3.学习了电能表的知识后,小明回家观察家中的电能表,如图所示,该电能表的读数为　931.6　kW·h;若小明让家里的某个用电器单独正常工作,观察到1 min内电能表的表盘转过50转,则该用电器的额定功率为　1 200　W。 4.(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“2.5 V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。 (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　B　(选填“A”或“B”)端。 (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　短路　。 (4)排除故障后,闭合开关S,移动滑片P,同时眼睛要观察　电压　表的示数,直到其示数为　2.5 V　时,小灯泡正常发光,记录电压表和电流表的示数。 (5)继续移动滑片P,让电压表示数低于2.5 V,某时刻电流表示数如图乙所示,为　0.2　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2.5 V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,则小灯泡的额定功率为　0.75　W。 (6)根据小灯泡的U-I图象和亮度变化,还可以发现　小灯泡的电阻随温度的变化而变化(或小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定)　。 第二阶 能力拓展训练 5.在“测量小灯泡电功率”的实验中,待测小灯泡的额定电压为2.5 V(电阻约为10 Ω),实验室有如下器材:电源(电压恒为6 V)、电流表(0~0.6 A,0~3 A)、电压表(0~3 V,0~15 V)、开关各一个,导线若干,两只外形相同的滑动变阻器:R1(10 Ω　2 A)、R2(20 Ω　1 A)。 (1)请用笔画线代替导线完成图甲中实物电路的连接(要求:滑片向B端滑动时小灯泡变亮)。 (2)小越闭合开关后,发现小灯泡不发光,电流表和电压表均无示数,则电路中发生的故障可能是　滑动变阻器断路　。 (3)在实验过程中,小越看到电压表示数为1.5 V,要使灯泡L正常发光,应向　B　(选填“A”或“B”)端移动滑片;当灯泡正常发光时,电流表示数如图乙,则小灯泡的额定功率是　0.65　W。 (4)根据上述描述可知,在实验过程中,小越选择的滑动变阻器是　R2　(选填“R1”或“R2”)。 (5)实验结束后,小高设计了如图丙的电路来测量额定电压为3 V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为9 V,定值电阻R的阻值为10 Ω。请帮助他完成以下实验步骤: ①开关S、S1闭合,S2断开,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为　6　V时,灯泡正常发光; ②保持滑片位置不动,开关S、S2闭合,S1断开,此时电压表示数为4 V;再将滑动变阻器的滑片移至最　左　(选填“左”或“右”)端,此时电压表示数为7 V; ③小灯泡的额定功率为P额=　0.9　W。 (6)同组的小霞发现还可借助实验电路图甲来探究“电流与电阻的关系”,于是,她将甲图中的灯泡依次换成阻值为5 Ω、15 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻,其余元件保持不变,电表量程可更换,为了能够顺利完成四次实验,应控制电压表的示数范围为　3.6~5　V。 6.为了探究小灯泡亮度与实际功率的关系,某校物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路,标有“2.5 V”字样的小灯泡的电阻约为10 Ω,电源电压为6 V,可供选用的滑动变阻器有R1“10 Ω　1 A”和R2“20 Ω　1 A”。 (1)为了完成实验,你认为应该选用的滑动变阻器是　R2　(选填“R1”或“R2”)。 (2)请用笔画线代替导线将图甲的实验电路补充完整。(要求:滑动变阻器的滑片向右移动时,灯泡变亮) (3)当滑动变阻器的滑片移到某一位置时,某同学从0~15 V量程的刻度线看出指针停在10 V处,若要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向　右　(选填“左”或“右”)移,直到小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是　0.65　W。 (4)根据收集到的实验数据,同学们得出了灯泡亮度与实际功率的关系。在分析论证过程中,勤于思考的小明发现小灯泡在不同亮度下,它两端的电压与电流的比值不一样,他根据多组实验数据描绘出的I⁃U图象如图丙所示,主要原因是:灯丝电阻随温度而变化。若小灯泡的额定功率P0与某次工作时的实际功率P1满足P0=4P1,则以下关于额定电压U0与实际电压U1的数值关系,你认为最有可能的是　C　。 A.U0=1.5U1 B.U0=2U1 C.U0=3U1 D.U0=4U1 (5)若小灯泡的额定电流I0与实际电流I1的关系为I0=2I1,以下关于额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是　D　。 A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1 $$