14.4测量小灯泡的电功率 课件 2023-2024学年鲁科版物理九年级上册

测量小灯泡的电功率 4 第十四章 电功率 在“测量小灯泡的电功率”的实验中，关于滑动变阻器的作用，下列说法错误的是(　　) A．保护电路 B．调节小灯泡两端的电压 C．多次测量取平均值减小误差 D．测出小灯泡在不同电压下的电功率 1 C 2 “伏安法测小灯泡的电功率”的实验原理是________。某同学用如图所示的电路图测量小灯泡的额定功率(小灯泡标有“2.5 V”字样)，电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数， 接下来应进行的操作是__________ _____________________________。 2 P＝UI 移动滑动变 阻器滑片，观察小灯泡是否发光 实验时，他移动滑片，多次测量小灯泡的电功率是为了_____________________________________________ _____。 探究不同电压下灯泡亮度与灯泡消耗的实际功率的 关系 【点易错】 “伏安法测小灯泡的电功率”实验中，移动滑片，多次测量小灯泡的电功率，并不是为了求平均值减小误差，因为在不同的电压下，小灯泡的电功率本身就是不同的。 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 3 [2023·济宁期末]在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5 V，正常工作时的电阻约为12 Ω。现有器材：电源(电压为6 V，保持不变)、电流表、电压表、开关、若干导线，另有两种规格的滑动变阻器可供选择：R1(50 Ω　1 A)、R2(10 Ω　2 A)。请完成下列问题： (1)某同学连接了如图甲所示的电路，该电路中存在一处连接错误，只要改接一根导线就可以使电路连接正确，请你把接错的那一根导线找出来打上“×”，再用笔画线代替导线画出正确的连接。 解：如图所示。 【点拨】 为了测量小灯泡的电功率，电流表与小灯泡应该串联在电路中，电压表应并联在小灯泡两端。 (2)本次实验中应选择的滑动变阻器是______(填“R1”或“R2”)。 R1 【点拨】 (3)电路正确连接后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，电压表示数如图乙所示，为________V；要测量小灯泡的额定功率，此时 应将滑片P向________(填“A”或 “B”)端移动。 1.2 A 【点拨】 由图乙知电压表选用的是0～3 V的量程，分度值为0.1 V，示数为1.2 V；此时小灯泡两端的电压小于其额定电压，要使小灯泡正常发光，小灯泡两端的电压应该是2.5 V，所以应增加小灯泡两端的电压，减小滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的分压原理，要减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以应将滑片P向A端移动。 (4)实验小组多次改变滑动变阻器滑片P的位置，并根据实验数据画出了小灯泡的I－U关系图象，如图丙所示。由图象可知：小灯泡的额定功率P额＝________W；小灯泡的实际功率随实际电压的降低 而________(填“增大” “减小”或“不 变”)。 0.5 减小 【点拨】 由图丙知，当小灯泡两端的电压为额定电压U额＝2.5 V时，通过小灯泡的电流I额＝0.2 A，所以小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝2.5 V×0.2 A＝0.5 W；由图丙可知，小灯泡两端的电压越小，通过小灯泡的电流越小，根据电功率公式P＝UI可知，小灯泡的实际功率随实际电压的降低而减小。 4 利用如图所示的装置测量小灯泡的电功率，电源电压恒定不变，小灯泡上标有“3.8 V”字样。如果闭合开关，实验操作过程中出现了以下几种情况， 分析错误的是(　　) A．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡不亮，电压表的示数几乎等于电源电压，电流表几乎无示数，原因可能是小灯泡断路 B．无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡很暗且亮度不变，原因是滑动变阻器同时接入两个下接线柱 C．当小灯泡的实际电压为2.5 V 时，要测量小灯泡的额定功率，需将滑片P向左移动 D．电压表无示数，小灯泡不亮，原因可能是小灯泡短路 【答案】C 5 [2023·济宁期末]在测量额定电压为2.5 V的灯泡的电功率时，小红所观察和记录的结果如表所示。 灯泡两端的电压U/V 0.5 1.0 1.5 2 2.5 3 通过灯泡的电流I/A 0.12 0.16 0.19 0.23 0.25 0.28 灯泡的亮度 暗→亮 正常  发光  过亮 分析实验记录，她得出了以下结论： ①灯泡的额定功率为0.625 W； ②灯泡的实际功率越大，亮度越亮； ③灯泡的电阻随两端的电压升高而增大； ④灯泡和阻值为2 Ω的定值电阻串联接在电压为3 V的电源两端时，能正常发光。其中正确的是(　　) A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确 D [2022·阜新节选]小月同学设计了一个电路，如图所示，测出了小灯泡(小灯泡的额定电压U额＝2.5 V)正常发光时的电功率，其中定值电阻的阻值R＝25 Ω，正确操作步骤如下： 6 21 (1)只闭合开关S和________，调节滑动变阻器滑片P使电流表示数I1＝______A。 (2)闭合开关S和________，断开开关________，保持滑动变阻器滑片P位置不动，读出电流表示数为I2。 (3)小灯泡的额定功率表达式为P额＝____________(用所测物理量符号表示)。 S2 0.1 S1 S2 U额(I2－I1) 22 [2022·十堰节选]在测量小灯泡额定功率(小灯泡额定电压为2.5 V)拓展实验过程中，电流表坏了，小明找来一只阻值合适且已知的定值电阻R0，设计了如图电路图，操作步骤如下： 7 (1)断开S1，闭合S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表示数等于小灯泡的额定电压U额。 (2)______________________________，断开S2，闭合S1，记下此时电压表示数为U。 (3)小灯泡额定功率表达式为P额＝____________(用U额、U和R0表示)。 保持滑动变阻器的滑片P位置不变 【点拨】 小明发现实验室标注的额定电压与额定功率相同的LED灯与小灯泡都正常发光时，LED灯亮度比小灯泡高出很多，请你对出现这种现象的原因做出一个合理猜想，并对猜想进行探究。 猜想：_______________________________； 实验器材：_____________________________________ _____________________________________________； 8 两灯将电能转化为光能的效率不同 (合理即可) LED灯与小灯泡、电源、开关、滑动变阻 器、导线若干、相同的小烧杯和温度计各两个、水 探究过程：_____________________________________ _______________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ _______________________________。 将LED灯与小灯泡做好防水措施，分别接 入电路使他们均正常发光，在两个小烧杯中分别放入 少量初温与质量相同的水，将LED灯与小灯泡分别 浸入水中，闭合开关，通电相同时间后断开开关， 使用温度计测量两烧杯中水的末温，若小灯泡所在 烧杯中水的末温高，则说明小灯泡将更多的电能转 化为了热能，转化为光能的效率低 当小灯泡正常发光时，电路中的电流约为I＝IL＝＝＝ A，根据串联电路电流、电压的规律知，通过滑动变阻器的电流I滑＝I＝ A；滑动变阻器两端的电压 U滑＝U－UL＝6 V－2.5 V＝3.5 V； 故小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻 R滑＝＝＝16.8 Ω；由题知R1的最大阻值为 50 Ω，R2的最大阻值为10 Ω，所以本次实验中应选择的滑动变阻器是R1。 U额 利用电压表和一已知阻值的定值电阻测量小灯泡额定功率，要先用电压表测量小灯泡两端的电压，调节滑片位置，使电压表示数为U额，然后测量小灯泡和定值电阻的总电压U，此过程中要保持滑动变阻器的滑片P位置不变，由串联电路的电压关系可得，定值电阻两端的电压U0＝U－U额，通过电路的电流I0＝，小灯泡额定功率表达式为P额＝U额I0＝U额。 $$