16.3 测量电功率-课件- 2023--2024学年沪科版九年级物理全一册.

第三节 测量电功率 第1课时 测量电功率 1 知识点 1 “伏安法”测小灯泡的电功率 1.（2022怀化改编）小华同学进行“测量小灯泡的电功率”实验， 小灯泡的额定电压为 ，实物电路图如图16-3-1甲所示。 图16-3-1 知识要点分类练 2 （1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。 （要求：滑片 往左移时灯泡变暗） [答案] 如图所示 知识要点分类练 3 （2）某次实验中，移动滑片使电压表的示数为 时，电 流表的指针位置如图乙所示，则电流表的示数为_____A， 小灯泡的实际功率为_____ 。为了测量小灯泡的额定功率， 这时应该向____（选填“左”或“右”）移动滑动变阻器的滑片。 0.22 0.44 右 知识要点分类练 4 图16-3-2 （3）小华同学多次改变滑动变阻器滑片的 位置，并根据实验数据画出了小灯泡的 关系图像，如图16-3-2所示。由图像 可知：小灯泡的额定功率______ 。 0.625 知识要点分类练 5 知识点 2 利用电能表测电功率 图16-3-3 2.（2022淮安）如图16-3-3所示，一台家用 电器单独接入家庭电路工作 ，电能 表的转盘转过 。这段时间内用电器消 耗的电能为____ ，用电器的实际功 率是_____ 。 0.1 600 知识要点分类练 6 3.（2023哈尔滨）小明用如图16-3-4甲所示器材做“测量小 灯泡电功率”的实验，电源电压为 且恒定不变，小灯泡 上标有“”字样，电压表只有 量程可用。 图16-3-4 规律方法综合练 7 （1）连接电路时开关需要______。 断开 （2）图甲的电路还差最后一根导线，请你用笔画线代替导 线，将实物电路连接完整，连好就通电实验。 [答案] 如图所示 规律方法综合练 8 （3）接下来小明为准确测出小灯泡的额定功率，实验步骤 如下： ①调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 ，然后断 开开关，将电压表并联在滑动变阻器两端。 ②保持滑片位置不动，再次闭合开关后，观察电压表并继 续移动滑片，直至电压表示数为____ ，读出此时电流表示 数如图乙所示，此时电流为____A。 0.7 0.3 ③计算出小灯泡的额定功率为_____ 。 1.14 规律方法综合练 9 图16-3-5 4.（2023陕西）如图16-3-5 甲所示是测量“小灯泡电功 率”的实验电路，电源电压 为 且保持不变，小灯 泡的额定电压为 。 （1）连接图甲电路时，开关 应处于断开状态，滑动变阻 器的滑片 应置于最____（选填“左”或“右”）端。 右 规律方法综合练 10 （2）闭合开关，观察到小灯泡 不亮，电压表有示数且接 近电源电压，电流表指针几乎不偏转，移动滑动变阻器的滑 片 ，两表的示数均无变化，则故障可能是______________。 小灯泡开路 规律方法综合练 11 （3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 ， 多次实验并将数据和现象记录在下表中。分析表中信息， 回答下列问题。 实验序号 电压 电流 灯泡的亮度 电功率 1 0.5 0.20 不亮 0.1 2 1.0 0.24 暗 0.24 3 2.0 0.32 较暗 0.64 4 2.5 正常亮 5 3.0 0.38 很亮 1.14 规律方法综合练 12 ①小灯泡 在额定电压下工作时，电流表的指针位置如图乙 所示，则电流表的示数为_____A，小灯泡 的额定功率为 ____ 。 0.36 0.9 ②第1次实验中，小灯泡 不亮的原因可能是_____________ __________。 ③分析数据还发现，通过小灯泡 的电流与其两端的电压不 成正比，其原因可能是____________________________。 小灯泡的实际功率太小 灯丝电阻随温度的升高而增大 规律方法综合练 13 （4）本次实验所选用的滑动变阻器的规格可能是___。 B A. B. 规律方法综合练 14 图16-3-6 5.［开放探究］小明设计如图 16-3-6甲所示装置比较小灯泡 和 发光二极管的发光效率， 该装置电路由电路Ⅰ、密封箱 和电路Ⅱ组成，电路Ⅰ中光敏电 阻 的阻值与光照强度的关系 如图乙所示。 创新情境拓展练 15 （1）小明将小灯泡安装在灯座上进行实验。 ①在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最____端。 右 ②闭合开关，小明发现调节滑动变阻器时，电路Ⅱ中电压表 示数保持不变，电流表无示数。若导线及各接线柱连接完 好，则电路中的______可能出现了______故障。 灯泡 开路 创新情境拓展练 16 ③排除故障后，小明向左移动滑动变阻器的滑片，电路Ⅱ中 电压表示数变____，小灯泡的亮度变____，电路Ⅰ中电压表 示数变____。 ④调节滑动变阻器，分别记录电路Ⅰ和电路Ⅱ中电表的示数。 大 亮 大 创新情境拓展练 17 （2）小明将 发光二极管安装在灯座上进行实验。实验 时，调节滑动变阻器，分别记录电路Ⅰ和电路Ⅱ中电表的示 数。电路Ⅱ中电表示数如下表所示： 电压/ 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7 电流/ 0 5 10 60 160 380 690 900 1250 已知该发光二极管的额定电压为 ，则其额定功率 为_____ 。 3.24 创新情境拓展练 18 （3）利用实验时记录的电表示数比较小灯泡和 发光二 极管的发光效率，方法是：当电路Ⅰ中的电压表示数相同时， 比较___________________________________。 小灯泡和发光二极管实际功率大小 创新情境拓展练 19 相关解析 31 1.(1)如图所示 (2)0.22　0.44　右　(3)0.625 [解析] (1)滑片P往左移时灯泡变暗,说明滑片P往左移时,通过灯泡的电流变小;根据欧姆定律可知:电路中的总电阻变大,滑动变阻器接入电路的电阻变大;由于滑动变阻器应遵循“一上一下”的原则串联在电路中,故应将滑动变阻器的右下接线柱与灯泡的右接线柱连接。 (2)电流表选用0~0.6 A量程,分度值为0.02 A,示数为0.22 A,小灯泡的实际功率:P=UI=2 V×0.22 A=0.44 W,为了测量小灯泡的额定功率,应减小滑动变阻器接入电路的电阻。 (3)由U-I图像可知:当U额=2.5 V时,I额=0.25 A,故小灯泡的额定功率: P额=U额I额=2.5 V×0.25 A=0.625 W。 2.0.1　600　[解析] “1200 r/(kW·h)”表示电路中每消耗1 kW·h的电能,电能表的转盘转过1200 r, 转盘转过120 r,则用电器消耗的电能: W==0.1 kW·h; 用电器的实际功率:P===0.6 kW=600 W。 3.(1)断开 (2)如图所示 (3)②0.7　0.3　③1.14 [解析] (1)为保证器材安全,连接电路时开关需要断开。 (2)连好就通电实验,则导线连入时应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,应连接右下接线柱。 (3)小灯泡的额定电压为3.8 V,滑动变阻器与小灯泡串联,滑动变阻器的电压等于电源电压减去小灯泡的电压,故观察电压表并继续移动滑片,直至电压表示数为0.7 V,此时小灯泡两端的电压为4.5 V-0.7 V=3.8 V; 电流表选择的是0~0.6 A的量程,故此时的读数为0.3 A; 小灯泡的额定功率:P=UI=3.8 V×0.3 A=1.14 W。 4.(1)右　 (2)小灯泡L开路 (3)①0.36　0.9②小灯泡L的实际功率太小 ③灯丝电阻随温度的升高而增大 (4)B [解析] (1)为了保护电路,连接电路时,开关S应处于断开状态,滑动变阻器的滑片P应置于阻值最大处,即最右端。 (2)闭合开关S,观察到小灯泡L不亮,电流表指针几乎不偏转,说明电路可能开路,电压表有示数且接近电源电压,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电路开路,即故障可能是小灯泡L开路。 (3) ①小灯泡L在额定电压下工作时,电流表的指针位置如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,其示数为0.36 A,则小灯泡L的额定功率:P额=U额I额=2.5 V×0.36 A=0.9 W; ②由表中数据可知,在第1次实验中,两表均有示数,说明电路是通路,小灯泡L不亮,说明小灯泡L的实际功率太小; ③由表中数据可知,灯泡两端电压增大,通过灯泡的电流也增大,根据P=UI可知,灯泡功率变大,温度升高,灯丝电阻随温度的升高而增大,故通过小灯泡L的电流与其两端的电压不成正比。 (4)由表中数据可知,当灯泡两端电压为0.5 V时,通过灯泡的电流为0.20 A,由串联电路电压规律可知,此时滑动变阻器两端电压为U滑=U-U1=4.5 V-0.5 V=4 V,则滑动变阻器接入电路的阻值: R滑===20 Ω,故选B。 5.(1)①右　②灯泡　开路　③大　亮　大 (2)3.24 (3)小灯泡和LED发光二极管实际功率大小 [解析] (1)①为了保护电路,在开关闭合前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处,即最右端; ②闭合开关,小明发现调节滑动变阻器时,电路Ⅱ中电流表无示数,说明电路可能开路,电压表示数保持不变,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的电路以外的电路是完好的,与电压表并联的电路开路了,即电路中的灯泡可能出现了开路故障; ③排除故障后,小明向左移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据串联分压原理可知,滑动变阻器的两端电压变小,根据串联电路电压规律可知,灯泡两端的电压变大,即电压表示数变大,灯泡实际功率变大,小灯泡的亮度变亮; 由图乙可知,光敏电阻RP的阻值随光照强度的增大而减小,根据串联分压原理可知,光敏电阻RP两端的电压减小,根据串联电路电压规律可知,R0两端的电压变大,即电压表示数变大。 (2)已知该LED发光二极管的额定电压为3.6 V,由表可知,发光二极管的额定电流为900 mA=0.9 A,则发光二极管的额定功率: P=UI=3.6 V×0.9 A=3.24 W。 (3)当电路Ⅰ中的电压表示数相同时,说明光敏电阻受到的光照强度相同,即小灯泡和LED发光二极管发光强度相同,此时比较电路Ⅱ中两电表示数乘积的大小,即小灯泡和LED发光二极管的实际功率大小即可。 $$第三节 测量电功率 第2课时 灯泡功率的分析与计算 1 知识点 1 小灯泡亮度分析 1.有三盏灯，甲灯标有“ ”，乙灯标有“ ”，丙灯标有“ ”。若三盏灯都正常工 作，则通过灯丝电流最大的是____，灯丝电阻最大的是___， 灯泡最亮的是____。 丙 甲 乙 知识要点分类练 2 2.（2023广西）小明发现家里的白炽灯突然变亮，主要原因 可能是白炽灯的( ) B A. 额定电压变大 B. 实际电压变大 C. 额定功率变小 D. 实际电压变小 知识要点分类练 3 3.小明用两个不同的白炽灯泡做“探究串联电路的电流特点” 实验时，发现一个灯泡较亮而另一个灯泡较暗，则较亮的 灯泡( ) D A. 电阻小 B. 电压小 C. 电流大 D. 功率大 知识要点分类练 4 4.甲、乙两个灯泡，串联起来接到电源上，甲比乙亮，若改 成并联电路，则（假设灯丝电阻不变）( ) C A. 甲亮些，甲的电阻大 B. 甲亮些，乙的电阻大 C. 乙亮些，甲的电阻大 D. 乙亮些，乙的电阻大 知识要点分类练 5 知识点 2 小灯泡电功率计算 5.（2023临沂）将一只标有“ ”字样的小灯泡 （忽略温度对灯丝电阻的影响）与一个阻值为 的电阻 串联后接到 的电源上，闭合开关后，小灯泡的实际功 率( ) B A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 无法确定 知识要点分类练 6 6.一只标有“ ”的灯泡，当它正常工作时，通过的 电流是_____A（保留两位小数）；正常工作 ，灯泡消 耗的电能是____；若将其接入 的电路中使用， 灯泡实际消耗的功率是____ 。（不考虑温度对灯丝电阻 的影响） 0.18 0.4 10 知识要点分类练 7 7.白炽灯标有“”字样，白炽灯 标有“ ”字样，设它们的电阻不随温度而变化。如果将 它们串联接在的电路中，实际功率之比 _____， ___灯的亮度较大；如果将它们并联接在 的电路中， 实际功率之比 _____，___灯的亮度较大。 知识要点分类练 8 图16-3-7 8.标有“ ”的小灯泡，通过它的 电流随其两端电压变化的关系如图16-3- 7所示。若把这样的三只灯泡串联起来， 接在 的电源两端，灯泡的电阻和实 际功率分别为( ) D A. B. C. D. 规律方法综合练 9 9.（2022邵阳）小灯泡和定值电阻 接在如图16-3-8甲所示 的电路中，两者的 关系图像如图乙所示，下列说法中 正确的是( ) 图16-3-8 规律方法综合练 10 A. 图乙中曲线表示电阻的 关系图像 B. 当电源电压为时，电流表示数为 C. 当电源电压为时，小灯泡的实际功率为 D. 若将小灯泡和电阻串联接在电压为 的电源两端， 电路消耗的总功率为 √ 规律方法综合练 11 10.（2023龙东）灯和分别标有“”和“ ”字 样（假设灯丝电阻不变），若将它们串联在某电源上，使 其中一个灯正常发光，下列说法正确的是( ) B A. 通过灯和的电流之比为 B. 灯和两端的电压之比为 C. 灯和 的发光亮度相同 D. 能够正常发光的灯是灯 规律方法综合练 12 图16-3-9 11.（2022天津）（多选）如图16-3-9所示 电路，甲、乙两灯分别标有“ ”和“ ”字样，电源电压恒为 。不考虑 温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的 是( ) 规律方法综合练 13 A. 只闭合时，甲、乙两灯的实际功率之比为 B. 只闭合、时，甲、乙两灯的实际功率之比为 C. 只闭合、时，电路的总功率为 D. 只闭合、时，电路的总功率为 √ √ 规律方法综合练 14 图16-3-10 12.（教材变式题）甲、乙两灯的额定 电压均为 ，测得两灯的电流与电 压关系图像如图16-3-10所示。甲灯正 常工作时的电阻是____ ；当乙灯的 实际功率是 时，它的实际电压 是___ ；当把甲、乙两灯串联接在 20 4 2.1 的电源上时，电路消耗的总电功率是____ 。 规律方法综合练 15 图16-3-11 13.在如图16-3-11所示的电路中，电源 电压恒为，小灯泡标有“ ”字 样（假设灯丝电阻不变），滑动变阻器 标有“ ”字样。求： （1）小灯泡正常发光时的电阻。 [答案] 根据 得小灯泡正常发光时的电阻： 。 规律方法综合练 16 （2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值。 [答案] 根据 得小灯泡正常发光时的电流： ， 滑动变阻器两端的电压： ， 滑动变阻器接入电路的阻值： 。 规律方法综合练 17 （3）当电压表示数为 时，小灯泡的实际功率。 [答案] 当电压表的示数为 时，小灯泡的实际电压： ， 小灯泡的实际功率： 。 规律方法综合练 18 图16-3-12 14.［科学论证］（2022赤峰）学校楼道 灯长时间工作，容易被烧坏，电工师傅 说：“串联一个灯，既省电，又不容易烧 毁，还可以再安装一个开关，选择不同 的模式照明。”小明同学不太理解这种做 法，连接了模拟电路进行实验分析。 创新情境拓展练 19 模拟电路如图16-3-12所示，已知电源电压为 保持不变， 小灯泡上标有“”字样，小灯泡的电阻为 ， 忽略温度对灯丝电阻的影响。 （1）当开关、都闭合时，求电路中的电流和 的电阻。 创新情境拓展练 20 [答案] 当开关、都闭合时，短路，电路为 的简单电 路，此时 正常发光，则电路中的电流： ， 的电阻： 。 创新情境拓展练 21 （2）当开关闭合、 断开时，求电路中的电流、电路的 总功率和 的实际功率。 [答案] 当开关闭合、断开时，与 串联，电路中的电 流： , 电路的总功率： ， 的实际功率： 。 创新情境拓展练 22 （3）小明发现两灯串联共同照明比 正常照明亮度小，请 用本题中的具体数据加以解释。 [答案] 两灯串联共同照明时的总功率为， 正常照 明时的功率为，即 ；由于灯泡的亮暗取决于 实际功率的大小，故两灯串联共同照明比 正常照明亮度小。 创新情境拓展练 23 相关解析 32 2.B　[解析] 白炽灯的亮度取决于它的实际功率。用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功率叫做额定功率,对于一个用电器来说,它的额定电压和额定功率是固定的值,故A、C错误;白炽灯突然变亮,说明白炽灯的实际功率变大,根据P=可知,白炽灯的实际电压可能会变大,故B正确,D错误。 5.B　[解析] 灯泡的电阻:RL===12 Ω; 灯泡和电阻串联后接到12 V的电源上时,电路中的电流:I串===0.5 A; 根据P=I2R可得,灯泡的实际功率: PL实=RL=(0.5 A)2×12 Ω=3 W。 7.1∶4　B　4∶1　A　[解析] 两灯电阻之比:====。串联时,电功率与电阻成正比,则==,B灯的实际功率较大,故B灯亮度较大;并联时,电功率与电阻成反比,==,A灯实际功率较大,故A灯亮度较大。 8.D　[解析] 三只相同的灯泡串联接在12 V电源两端,分压相等,均为4 V,由图可知此时灯泡中的电流为0.2 A,灯泡电阻为R===20 Ω,灯泡的实际功率:P=UI=4 V×0.2 A=0.8 W。 9.D　[解析] 定值电阻R的I-U关系图像是一条过原点的直线,故A错误;小灯泡L和定值电阻R并联在电压为4 V的电源上时,因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压均为4 V,由图像可知,对应的电流:IL=0.3 A、IR=0.1 A,则干路电流(电流表的示数):I=IL+IR=0.3 A+0.1 A=0.4 A,小灯泡L的实际功率:PL=UIL=4 V×0.3 A=1.2 W,故B、C错误;若将小灯泡L和定值电阻R串联在电压为10 V的电源两端,由图像可知:当电路中的电流为0.2 A时,灯泡两端的电压为2 V,电阻两端的电压为8 V,此时电源电压:U'=UL+UR=2 V+8 V=10 V,电路消耗的总功率:P=U'I'=10 V×0.2 A=2 W,故D正确。 10.B　[解析] 由P=UI可知,灯L1的额定电流:I额1===0.5 A;灯L2的额定电流: I额2===1 A, 由欧姆定律可知,灯L1的电阻:R1===12 Ω; 灯L2的电阻:R2===6 Ω。 将它们串联在某电源上,通过的电流相等,电流之比为1∶1,故A错误; 因为通过L1、L2的电流相等,根据U=IR可知,灯L1和灯L2两端电压之比等于电阻之比,即U1'∶U2'=R1∶R2=12 Ω∶6 Ω=2∶1,故B正确; 根据P=I2R可知,通过灯泡L1、L2的电流相等,灯L1、L2的电阻不同,则电功率不同,灯泡的亮度不同,故C错误; 电路中的最大电流I最大=0.5 A,此时I最大=I额1,灯泡L1正常发光,故D错误。 11.BD　[解析] 甲、乙两灯的电阻分别为R1===6 Ω、R2===12 Ω。只闭合S1时,甲、乙两灯串联,通过两灯的电流相等,则:====,故A错误。 只闭合S2、S3时,甲、乙两灯并联,甲、乙两灯的实际电压均等于额定电压6 V,则实际功率都等于额定功率,故===,故B正确。 只闭合S1、S2时,甲灯短路,乙灯两端的实际电压等于额定电压6 V,实际功率等于额定功率3 W,即电路的总功率为3 W,故C错误、D正确。 $$