6.4灯泡的电功率 第2课时 测量小灯泡的电功率 课件 -2024-2025学年物理教科版九年级上册

第2课时　测量小灯泡的电功率 知识点 实验探究:测量小灯泡的电功率 1.实验原理:　P=UI　。 2.实验器材:开关、电源、灯泡、　电流表　、　电压表　、　滑动变阻器　、导线。 3.实验电路图: 4.注意事项: (1)连接电路时开关要　断开　。 (2)滑动变阻器的主要作用:①闭合开关前,滑动变阻器的滑片要移到　阻值最大　处,保护电路;②　改变灯泡两端的电压及通过的电流　。 (3)本实验要多次测量但不求平均值,因为小灯泡在不同电压、电流下实际功率不同。 5.实验结论:①不同电压下,小灯泡的功率不同,实际电压越大,小灯泡越亮,小灯泡的功率越大;②只有当小灯泡两端的电压等于额定电压时,灯泡才会正常发光,此时的实际功率等于额定功率。 在“测量小灯泡电功率”的实验中,小明同学用实验器材连接了如图甲所示的实物图。已知电源电压为4 V,其中小灯泡上标有“2.5 V”字样,它的电阻约为9 Ω,滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。 (1)请你帮小明同学把电压表正确连入电路中。(注意:导线不能交叉) (2)在开关闭合前,应将滑片P移到　A　(选填“A”或“B”)端。 (3)小明合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡都不亮。于是他提出以下猜想: A.可能是灯丝断了 B.可能是小灯泡短路 C.可能是滑动变阻器开路 究竟哪个猜想正确?老师告诉他可根据电流表和电压表的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。表一给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。 电流表 电压表 故障原因 示数不为零 示数为零 　B　  示数为零 示数不为零 　A　  (4)排除故障后,调节滑动变阻器滑片的位置,使小灯泡两端的电压分别为2 V、2.5 V、2.8 V,依次测出了通过小灯泡的电流,并观察其发光情况,记录在表二中。当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,此时小灯泡的电阻为　8.33　Ω(计算结果保留两位小数),小灯泡的额定功率为　0.75　W。 表二 U/V I/A R/Ω 灯泡亮度 2 0.25 8 暗 2.5     亮 2.8 0.32 9 很亮 乙 丙 (5)若在实验过程中,小明所在小组的某位同学把电流表损坏了,不能使用,而其他器材是完好的。小明向老师汇报了情况,老师没有拿电流表给他们,而是只拿一个 5 Ω 的定值电阻和一个单刀双掷开关给他们。这时小组同学为难了,经过小组同学的集体智慧设计了如图丙所示的电路图继续测定小灯泡的额定功率。请你帮该小组同学补充测定小灯泡额定功率的步骤和表达式。 ①闭合开关S1,把开关S接1,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为　2.5　V; ②保证滑动变阻器的滑片不动,把开关S接2,　测出电压表的示数U2　; ③小灯泡额定功率的表达式为 PL=　2.5 V×　(用你测量的物理量的字母和已知量来表示)。 小华测量额定电压为3.8 V小灯泡的额定功率,使用6 V的电源。连接电路前,他发现电压表的015 V挡已损坏,03 V挡完好,他马上改接电路,完成实验。 (1)请用笔画线代替导线,将图甲实物电路连接完整。 (2)小华连接好电路,发现开关闭合时,小灯泡不亮,电流表示数为零,电压表指针超过量程,则可能的原因是　滑动变阻器断路　。 (3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数为3 V,要测量小灯泡的额定功率,还应将滑动变阻器的滑片向　左　(选填“左”或“右”)移动,当电压表示数为　2.2　V 时,小灯泡正常发光,此时电流表的指针位置如图乙所示,可得出小灯泡的额定功率为　1.292　W。 (4)小华完成实验后,他改变滑动变阻器的阻值,记录电流表、电压表的几组示数,然后确认小灯泡的电流、电压,算出几组电阻值,求出的平均值就是小灯泡正常发光时的电阻。他的方法是　不正确　(选填“正确”或“不正确”)的,原因是　温度不同,小灯泡的电阻也不同(或只能用U额、I额来求小灯泡正常发光时的电阻)  　。 同步变式拓展 1.(2023·湘潭)利用图1所示的电路测量小灯泡的电功率,小灯泡的额定电压为2.5 V。 (1)用笔画线代替导线,将图1中所示的器材连接成完整电路。 (2)连接电路时开关应处于　断开　(选填“断开”或“闭合”)状态,正确连接后,应将滑片P由最大电阻处缓慢向　A　(选填“A”或“B”)端移动,使灯逐渐变亮。 (3)某次实验时,电流表的示数如图2所示,则通过灯L的电流为　0.2　A;移动滑片P,记下多组电压和电流值,绘制成图3所示的图像,根据图像的信息,小灯泡的额定电功率为　0.625　W。 (4)实验时,由于操作失误,在未断开开关的情况下,直接将亮着的小灯泡从灯座上取出,电压表的示数　变大　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 (5)在没有电流表的情况下,用如图4所示的实验电路,也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额,定值电阻的阻值为R,实验步骤如下: ①只闭合开关S、S1,调节滑片,使电压表示数为U额; ②保持滑片位置不变,只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U; 可知小灯泡的额定功率P额= 　(用U额、U和R表示);若已知电源电压为U0,此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx= ·R　(用U0、U额、U和R表示)。 2.(2023·大庆)现有L1、L2、L3三只额定电压U额均为2.5 V,电阻值不同的小灯泡。某研究小组分别利用甲、乙、丙三种电路图测量三只小灯泡的额定功率。 (1)图甲电路中,实验操作如下: ①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额; ②图丁是图甲电流表的表盘,此时示数为　0.3　A; ③小灯泡L1的额定功率为P额1=　0.75　W。 (2)图乙电路中,定值电阻的阻值为R0=12.5 Ω,实验操作如下: ①闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为U额; ②读出电流表的示数为I=0.60 A,计算出通过R0的电流为　0.2　A; ③小灯泡L2的额定功率为P额2=　1　W。 (3)图丙电路中,电源电压未知但恒定不变,R1和R2为滑动变阻器,R2的最大阻值为10 Ω,实验操作如下: ①保持开关S2断开,同时闭合开关S和S1,调节R2的滑片,使电压表的示数为U额; ②断开开关S1,同时闭合开关S和S2,保持　R2　(选填“R1”或“R2”)的滑片位置不变,调节　R1　(选填“R1”或“R2”)的滑片,使电压表示数仍为U额; ③仅将R2的滑片P调至最左端,记下电压表的示数U1=3.0 V,再仅将R2的滑片P调至最右端,记下电压表的示数U2=1.0 V,则小灯泡L3的额定功率P额3=　1.25　W。 (4)通过图甲和图乙实验,可以得到小灯泡L1和L2在额定电压工作时电阻之比为　4∶3 　。 第一阶 基础过关精练 (选择题为单选) 1.下列电路图中“+”“-”分别表示电表的正负接线柱,可以测量R消耗的电功率的电路图是(　B　) 2.(2024·成都武侯区期末)某同学利用如图所示电路,测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率,下列说法正确的是 (　C　) A.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应滑到A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.通过实验可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡发光越暗 3.(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2.5 V,电阻大约为10 Ω,电源电压为6 V。 (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2.5 V,其原因可能是该滑动变阻器的最大阻值　太小　(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2.5 V,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　0.75　W。若要使小灯泡变得更亮一些,滑动变阻器的滑片应向　右　(选填“左”或“右”)移动。 (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　实际功率　(选填“实际功率”或“额定功率”)决定的。 (5)观察表中的数据发现,虽然是同一小灯泡,但通过小灯泡的电流与其两端的电压并不成正比,其原因是　灯泡电阻随温度变化而变化 　。 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.小明做测量小灯泡额定功率的实验时,所用小灯泡的额定电流为0.3 A。 (1)如图甲是小明测量时连接的实物图。图中有一根导线连接错误,请在这根导线上打“×”,并用笔画线代替导线,在图中补画出正确连接的导线。 (2)正确连接电路后,闭合开关,调节滑片到某处,发现电流表示数为0.1 A,这时应将滑片P向　A　(选填“A”或“B”)端移动,直到电流表示数为　0.3　A时小灯泡刚好正常发光。若此时电压表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　0.75　W。 第 二阶 能力拓展训练 (选择题为单选或双选) 5.已知小灯泡的额定电压U和定值电阻R的阻值,下列电路能准确快速地测得小灯泡的额定功率的是(　AC　) 6.某小灯泡的额定电流为0.3 A,图甲是小明测量该小灯泡功率的电路。 (1)请用笔画线代替导线,将滑动变阻器连入电路,使滑片向右移动时,灯泡变暗。 (2)闭合开关进行实验时,发现电流表无示数,电压表有较大示数,则可能的电路故障为　小灯泡断路 　。 (3)小明排除故障后,将滑片移至某处时,两电表的示数如图乙和图丙所示,此时小灯泡的功率为　0.36　W。 (4)为测量该小灯泡的额定功率,小红设计了图丁所示实验电路,所用电源电压恒定,R1、R2均为电阻箱(0~999.9 Ω);实验步骤如下: 第1步:仅闭合S1,R2调至5 Ω时,电流表的示数为0.3 A; 第2步:仅闭合S2,R1、R2分别调至6 Ω和9 Ω时,电流表的示数为0.3 A; 则小灯泡正常发光时的电阻为　10　Ω,额定功率为　0.9　W。 (5)小红对图丁电路及操作进行了下列调整,其中仍能完成测量的有　AC　(多选)。 A.将R1换成导线 B.将R2换成导线 C.将R1换成阻值为20 Ω的定值电阻 (6)完成上述实验后,另有同学设计了如图戊所示的电路,也测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。电源电压不变(大小未知),滑动变阻器R1的最大阻值为R,实验方案如下: ①按电路图连接电路; ②只闭合开关S1,移动R1的滑片,使电流表的示数为I额,灯泡正常发光; ③只闭合开关S2,保持R1的滑片位置不动,移动R2的滑片,使电流表的示数为I额; ④保持R2的滑片位置不动,将R1的滑片移到最左端,电流表的示数为I1,再将R1的滑片移到最右端,电流表的示数为I2; ⑤小灯泡额定功率的表达式为P额= ·　(用I额、I1、I2、R表示)。 7.在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V。 (1)正确连接电路后,闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最　大　;闭合开关后,发现电压表和电流表中只有一只电表有示数,小灯泡亮度一般,说明　电压　表发生了断路。 (2)排除故障后,根据测得的实验数据作出小灯泡电压在1.52.5 V之间的I-U图像如图所示,则小灯泡的额定功率是　0.625　W。小灯泡电压为1.5 V时的电阻　小于　(选填“大于”“小于”或“等于”)小灯泡电压为2.5 V时的电阻。若小灯泡电压为1.5 V、2.0 V、2.5 V时的功率分别为P1、P2、P3,则P2　<　(选填“>”“<”或“=”)(P1+P3)。 $$