14.4　测量小灯泡的电功率 --2023-2024学年初中物理鲁科版（五四制）九年级上册

第四节　测量小灯泡的电功率 一、实验原理:　　　　。  二、实验电路图 P=UI 三、实验步骤 1.按照电路图连接电路。 2.观察小灯泡的发光亮度。通过调节　　　　　　　　　　,使电压表的示数分别低于灯泡的额定电压、等于其额定电压、等于其1.2倍的额定电压,并分别记下电压表和电流表的示数。  3.利用公式P=UI计算出小灯泡的实际功率。 滑动变阻器的滑片 四、实验现象及结论 1.当U实=U额时,P实　　　P额,灯泡　　　 　。  2.当U实<U额时,P实　　　P额,灯泡发光很　　　。  3.当U实=1.2U额时,P实　　　P额,灯泡发光很　　　。  [注意]测量小灯泡的功率不能求三次功率的平均值,因为电压不同,小灯泡的实际功率不相同,求其平均功率没有任何意义。 = 正常发光 < 暗 > 亮 测量电功率 [典例]某实验小组的同学用如图所示器材测量小灯泡的电功率,已知电源电压恒为6 V不变,待测灯泡的额定电压为3.8 V,功率估计在1.1 W左右。 甲 乙 丙 (1)请在图甲中用笔画线代替导线,使其成为完整的实验电路。 (2)请根据实物图在图乙虚线框内画出对应电路图。 答案:(1)如图所示 (2)如图所示 (3)连接电路时,开关应该　　　　　　。  (4)闭合开关前,滑动变阻器滑片P应该位于　　　(选填“A”或“B”)端。  (5)闭合开关,同学们发现,电流表没有示数,灯泡不亮,电压表示数接近电源电压,此时电路故障为　　　　　　　。  (6)故障排除后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使灯泡正常发光,此时电流表示数如图丙所示,为　　　A,则待测灯泡的额定功率为　　　W。  断开 B 小灯泡断路 0.3 1.14 [针对训练]某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变,小灯泡的额定电压是2.5 V,下列有关说法正确的是(　　) A.该同学接错了一根导线,需要改正的线应该是电压表负接线柱到开关的这根导线 B.正确连接电路后,用开关进行试触,发现电流表指针不偏转,而电压表指针明显偏转,故障原因可能是滑动变阻器断路 C.排除故障后,按正确的步骤进行实验,小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是0.7 W,此时小灯泡的电阻是8.9 Ω D.调节滑动变阻器的滑片到电压表示数为灯泡额定电压U额时灯泡功率为P额,那么当电压表示数U实=0.5U额时,灯泡实际功率P实>0.25P额 D 甲 乙 1.在进行实验时,往往需要我们手眼并用,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,要让小灯泡在额定电压下发光,当手移动滑动变阻器滑片时,眼睛应观察(　　) A.灯泡的发光情况 B.滑动变阻器滑片的位置 C.电压表的示数 D.电流表的示数 2.进行小灯泡功率测量时,一般要分别测量小灯泡过暗、　 　　发光、过亮时三次的电功率,但不能用求平均值的方法计算电功率,只能用小灯泡正常发光时的电功率。  (1)U实　　　U额时,P实　　　P额,用电器处于正常工作状态;  (2)U实　　　U额时,P实　　　P额,用电器不能正常工作;  (3)U实　　　U额时,P实　　　P额,用电器寿命减短,且容易烧坏。  C 正常 等于 等于 小于 小于 大于 大于 3.在测量标有“2.5 V”字样小灯泡的电功率的实验中,电源电压恒为4.5 V,小明调节滑动变阻器,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图所示,则小灯泡的额定电流为　　　　A,额定功率为　　　　W;小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻为　　　　Ω(保留两位小数)。  0.24　 4.“探究小灯泡电功率”的实验电路图如图甲所示,实验中选用标有“2.5 V”的小灯泡,滑动变阻器滑片向左移动时,电压表示数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);实验得到小灯泡的U-I图象如图乙,则小灯泡的额定功率是　　　　W。  甲 乙 0.6 8.33 变大 0.75 5.在“测量小灯泡电功率”的实验中,老师给同学们准备了以下器材: A.小灯泡(额定电压2.5 V,电阻大约10 Ω) B.电流表 A(量程为0～0.6 A或0～3 A) C.电压表(量程0～3 V,0～15 V) D.滑动变阻器“10 Ω　1 A” E.滑动变阻器“50 Ω　2 A” F.电源(电压恒为6 V不变) G.开关、导线若干 (1)本实验中电流表应选择　　 　 　量程,滑动变阻器应选择　 (填仪器前字母)。  0～0.6 A E (2)测量电路图如图甲所示,图乙实物电路中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整。 甲 乙 丙 答案:(2)如图所示 (3)某探究小组将电路补充连接后,闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数,但任意移动滑动变阻器的滑片时,电压表有示数且不变,灯泡亮度不变,具体故障原因是 　 。  (4)排除故障后,移动滑动变阻器的滑片,进行了多次测量,其中小灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示为　　　A,小灯泡的额定功率为　　　W。  滑动变阻器A、B两个接线柱同时连入了电路中 0.24 0.6 第四节　测量小灯泡的电功率 1.下列各组仪器中,可以用来测量功率的是(　 　) ①电能表和秒表　②电能表和电压表 ③电能表和电流表　④电流表和电压表 A.①② B.③④ C.①④ D.②③④ 2.为了测量小灯泡的额定功率,在具体实验操作中,手和眼的分工应该是(　 　) A.手按开关,眼观电流表 B.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电流表 C.手移动滑动变阻器的滑片,眼观电压表 D.手移动滑动变阻器的滑片,眼看小灯泡发光情况 C 测量小灯泡的电功率 C 3.实验小组的同学做测量小灯泡不同发光情况下功率的实验,所用电源为两节新干电池,小灯泡的额定电压是2.5 V。 (1)如图所示是组内一名同学连接的电路,其他同学指出电路中有一根导线连接错误,请你在连接错误的导线上打“×”,并用笔画线代替导线将电路改接正确。 答案:(1)如图所示 (2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移至最　 　(选填“左”或“右”)端,电压表示数接近电源电压,则电路故障可能是　 　。  (3)根据表中数据,找出额定电压对应下的额定电流,根据公式P=UI求出　 　;分析表格数据,归纳小灯泡的亮度变化与实际功率的关系。  序号 1 2 3 4 5 U/V 0.7 1.0 1.5 2.5 3.0 I/A 0.14 0.16 0.20 0.27 0.30 发光情况 灯泡不亮 灯泡不亮 微弱发光 正常发光 很亮 (4)排除故障后继续实验,测得的实验数据及观察到的小灯泡发光情况如表所示,分析实验数据和实验现象可知,小灯泡的额定功率为　 W;小灯泡的亮度变化与实际功率的关系为小灯泡的实际功率越大,小灯泡　 　。  (5)除了表格列出的数据和现象外,小组的同学还发现:灯泡亮度不同时,灯丝的电阻不同。请你根据这个发现,结合白炽灯的发光原理,提出一个可探究的科学问题:　 _ 　(合理即可)。  左 灯泡断路 额定功率 0.675　 越亮 灯泡阻值与温度 的关系 4.如图所示是“测定小灯泡电功率”的实验电路,已知小灯泡的额定电压为2.5 V,下列说法错误的是(　 　) A.闭合开关前,滑片P应滑到B端 B.闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了 C.当电压表示数为2.5 V时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额定功率 D.由实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮 5.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,当手移动滑动变阻器滑片时,眼睛应观察(　 　) A.电流表的示数 B.电压表的示数 C.灯泡的发光情况 D.变阻器滑片的位置 B B 6.在“测定小灯泡功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8 V,小阳同学通过正确实验得到的数据如表所示,分析数据得到的结论,正确的是(　 　) A.小灯泡的额定功率为三次功率的平均值 B. 小灯泡的额定功率为0.75 W C. 小灯泡的额定功率为1.14 W D. 小灯泡的电功率与它两端的电压成正比 C 电压U/V 3.0 3.8 4.5 电流I/A 0.25 0.30 0.32 7.“探究小灯泡的电功率”的实验电路如图甲所示,实验中选择“2.5 V”规格的小灯泡,实验中得到的U-I图象如图乙所示。下列说法不正确的是(　 　) A.调节滑片过程发现灯泡亮度变化,这是由灯泡的实际功率变化引起的 B.小灯泡的额定功率为0.75 W,正常发光时电阻为8.3 Ω C.实验中发现小灯泡无法调到额定电压,一定是因为电源电压过小 D.用图甲的电路,通过更换灯泡L的方法,能完成探究“电功率与电流的关系” C 甲 乙 8.小华同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用电源电压为4.5 V、7.5 V和9 V中的一 个,滑动变阻器上标有“20 Ω　2 A”字样,小灯泡标有“4.5 V”字样,小灯泡的额定功率小于1.5 W,他按图连接好电路,先将滑动变阻器的滑片移至　 　(选填“A”或“B”)端,然后闭合开关S,再移动滑动变阻器的滑片P,当小灯泡正常发光时,滑动变阻器的滑片P恰好在中点上(即连入电路的电阻为10 Ω)。小华所用的电源电压为　 　 V,小灯泡的额定功率为 　 　W。  9.测量额定电压为3.5 V的灯泡的额定功率,估计它的额定功率为0.8 W。器材:两节干电池、6 V的蓄电池、电流表(量程为0～0.6 A和0～3 A)、电压表(量程为0～3 V 和0～15 V)、开关、滑动变阻器(有四种规格:“10 Ω　1 A”“15 Ω　1.5 A”“20 Ω　2 A”“50 Ω　 2 A”)、导线。则电源应选用　 　,电流表用　 　量程,电压表用　 _ 　量程,实验中应选用的最合适的滑动变阻器规格为　 　。  A 7.5 1.35 6 V的蓄电池 0～0.6 A 0～ 15 V “15 Ω　1.5 A” 10.小灯泡的额定电压已知、定值电阻R0的阻值已知,小明设计了四种不同的方案打算测量小灯泡的额定功率,在电路不能重新拆接的条件下,其中不能够测出小灯泡额定功率的是 (　 　) B A B C D $$