第十八章 第3节 测量小灯泡的电功率-【支点·同步系列】2024-2025学年九年级下册物理（人教版）

第3节 测量小灯泡的电功率 知识清单 课堂点拨 知识点1实验原理及电路 实验器材的选择 1.实验原理：① 1.电源电压应高于小灯 2.实验电路图如右图所示 泡的额定电压。例如，测额 3.实验器材：电源、② 、③ 定电压为2.5V的小灯泡的 、滑动变阻器、开关、导线、小灯泡、灯座。 电功率时，至少要用两节新 知识点2实验操作及数据分析 的干电池串联作为电源。 1.实验步骤：闭合开关S,移动滑片P,改变小灯泡两端的电 2.电压表的最大测量值 压，分别使电压表的示数等于、略高于、低于④ 电压，观 应适当地大于小灯泡的额定 察小灯泡的⑤ ,并记下电压表和电流表对应的示数。 电压，能测1.2U即可；电 2.数据分析：根据记录的数据分别计算小灯泡的实际功率， 流表的最大测量值要适当地 讨论测量结果，分析小灯泡亮度与小灯泡实际功率的关系。 大于小灯泡的额定电流，能 电压 功率 用电器工作情况（小灯泡亮度）】 测1.21即可。 U<U Px<P 不能正常工作（暗） 3.滑动变阻器允许通过 Ux=Ux P&-Px 正常工作（正常） U:>U P>P。 容易损坏（很亮） 的最大电流要大于1.21： 滑动变阻器的最大电阻应与 说明：实验中多次测量的目的是获得不同电压下的实际功 率，在进行数据处理时⑥ 取平均值作为小灯泡的额定 小灯泡的电阻差不多，以使 功率。 调节效果明显。 归类探究 … (2)正确连接电路后，当变阻器的滑片P 考点测量小灯泡的电功率 在中点时小灯泡正常发光。该实验所用的电 【例】物理实验小组连接了如图甲所示的 源电压为 V,小灯泡的额定功率 电路，做“测量小灯泡的电功率”实验。可供选 为 W. 择的器材有：电源（可选电压为4.5V、6V)、规 (3)变阻器的滑片P移至某处时，电流表示 格为“20Ω2A”的滑动变阻器、小灯泡（额定 数为0.18A,电压表示数如图乙所示，为 电压为2.5V,额定功率小于0.75W)、电压 V,此时小灯泡的电阻为 n. 表、电流表、开关、若干导线。 (4)该实验小组又设计了如图丙所示的电 (1)图甲所示的电路有一处错误，请把接错 路，利用阻值为R。的定值电阻和电压表V,、 的那根导线找出来打“×”，然后用笔画线代替 V2等器材，测量额定电压为U的小灯泡L的 导线画出正确的连线。（只改接一根导线） 额定功率，经检查无误后进行实验。请你帮助 他们将实验过程补充完整： ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P,使 电压表 (选填“V”或“V”)的示数 为U做，同时读出另一个电压表的示数，记 为U: 12 物理九年级RJ版 ②用已知物理量和测量量的符号表示出小 至某位置时，电压表示数如图乙所示，此时 灯泡的额定功率：P 小灯泡两端的电压为 V。在此 基础上，要测量小灯泡的额定功率，需将滑 片向 (选填“左”或“右”)移动。 10 乙 【点拨】(1)在“测量小灯泡的电功率”实验 二、选择题 中，小灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表 3.在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移 并联在小灯泡两端。(2)已知小灯泡额定电压 动变阻器滑片时，眼睛应观察 () 为2.5V,额定功率小于0.75W,根据P=U1 A.小灯泡的发光情况 可得出小灯泡额定电流的大致范围：当变阻器 B.变阻器滑片的位置 的滑片P在中点时小灯泡正常发光，根据串联 C.电流表的示数 电路电压规律确定电源电压：根据串联电路电 D.电压表的示数 压规律求出滑动变阻器两端电压，利用欧姆定 4.小灯泡的额定电压为2.5V,额定功率不超 律求出小灯泡正常发光时的电流，然后根据P 过1W。在测量这个小灯泡的额定功率时， =U1求出小灯泡的额定功率。(3)根据图甲 电压表、电流表的量程应分别选用() 确定电压表量程，由图乙确定分度值并读数， A.0~3V、0~3AB.015V、00.6A 利用R-号求出此时小灯泡的电阻。（④）分折 C.0~15V、0~3AD.0~3V、0-0.6A 5.在测量小灯泡的电功率的实验中，已知小灯 电路连接，根据串联电路电压规律求出R,两 泡的额定电压为2.5V,秀秀同学通过正确 端电压，利用欧姆定律求出小灯泡正常发光时 的电流，然后根据P=UI求出小灯泡的额定 实验得到的数据如下表。分析数据得到的 功率。 下列结论，正确的是 基础达标 电压U/W 1.5 2.0 2.5 3.0 一、填空题 电流I/A 0.25 0.29 0.32 0.35 1.小刚在实验室利用伏安法 A.小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而减小 测量额定电压为2.5V的 B.小灯泡的额定功率为O.8W 小灯泡正常发光时的电功 ”0 C.小灯泡的额定功率等于四次功率的平 率。实验过程中，调节滑动变阻器的阻值直 均值 至电压表的示数为 V,此时电 D.通过小灯泡的电流与它两端的电压成 流表的示数如上图所示，则小灯泡的额定功 正比 率为 W。 三、实验与探究题 2.小红利用如图甲所示的电路来测量标有 6.小周利用如图甲所示电路，测量标有“2.5V”字 “2.5V”字样的小灯泡的电功率。正确连接 样的灯泡L正常发光时的电阻和电功率。 好电路，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片 请按要求解答下列问题： 下册第十八 关S、S,断开开关S,此时电压表示数为 1.6V:断开开关S,调节电阻箱R,使它接入电 路的阻值为142，闭合开关S,此时电压表示数 0.6 为2.8V。则小灯泡的额定功率为 乙 (1)请用笔画线代替导线，将图甲所示的实 物图连接完整。 (2)连接电路后，闭合开关S,发现灯泡不亮， 电压表有示数且接近电源电压，电流表示数 A.1.0W B.0.75W 为零，产生这种现象的原因可能是 C.0.625W D.0.5W 3.电源电压U保特不变，小灯泡的额定电压为 (3)排除故障后进行实验，闭合开关S,发现 U。,且U>U。,定值电阻的阻值为R。小明 电压表的示数为0.5V,为使灯泡L两端电 想只用一个电表测出小灯泡的电功率，他设 压达到额定电压，应向 (选填“A” 计了以下四个电路图，其中能测出小灯泡额 或“B”)端移动滑动变阻器的滑片P,直到观 定功率的是 察到电压表示数为2.5V。此时，电流表示 数如图乙所示，电流表示数为 A,则灯泡L正常发光时的电阻为 R 2,电功率为 W. A B 能力提速心 一、选择题 3 R 1.一个灯泡的额定电压为220V,为了确定该 C D 灯泡的额定功率，下列方案最佳的是( ) 二、实验与探究题 A.接入220V电路中使之正常发光，再与标 4.在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备 有额定功率的灯泡比较亮度进行确定 了以下器材：电源、标有“2.5V”字样的小灯 B.在实验室里用伏安法测出灯丝电阻，再用 泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线 公式P发进行计算 若干。请回答下列问题： C.接入220V电路中，测出通过灯泡的电流1， 再用公式P=UI进行计算 D.与其他标有“220V”的灯泡比较外观进而 确定 2.用下图所示的电路测量额定电压为2.5V的 小灯泡L的额定功率，调节电阻箱R,使它接 人电路的阻值为42。闭合开关S、S,断开开 关S,移动滑动变阻器的滑片P,使电压表示 00.10.20.30.4/ 数为2.5V;保持滑片P的位置不变，闭合开 物理九年级RJ版 (1)如图甲，请用笔画线代替导线将电路连 (1)①进行实验时，应选用滑动变阻器 接正确。 (选填“R”或“R2”),电流表量程应 (2)在开关S闭合前，应将滑片P移到 选 (选填“00.6A”或 (选填“A”或“B”)端。 “0~3A”) (3)闭合开关S,发现小灯泡不亮，电流表有 ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P,使小 示数，电压表无示数。该电路故障可能是小 灯泡两端的电压分别低于、等于、高于额定 灯泡 电压，记下电压值和电流值，并观察小灯泡 (4)排除故障后，闭合开关S,移动滑片P,同 的亮度，把实验数据和观察到的现象记录在 时眼睛要观察 表的示数，直到 下面表格里。 示数为 V,此时小灯泡正常发 实验 电压U/W 电流I/A 电功率PW 小灯泡亮 光，记录电压表示数和电流表示数。 次序 暗情况 (5)继续移动滑片P,让电压表示数低于 2 0.2 较暗 2.5V,某时刻电流表示数如图乙·为 2.5 0.22 正常 A,观察小灯泡亮度并记录电 3 0.24 较亮 表示数；继续缓慢移动滑片P,让电压表示 (2)由表格中数据可得：小灯泡的额定功率 数高出2.5V少许，观察小灯泡亮度并记录 为 W,小灯泡的亮度由 电表示数。小华根据所得实验数据作出了 功率决定。 小灯泡的U-I图象，如图丙，则小灯泡的额 (3)完成上述实验后，小丹同学在缺少电压 定功率为 W。 (6)根据小灯泡的U-【图象和亮度变化，还 表的情况下，为了测量另一个额定电流为 可以发现 0.25A的小灯泡的额定功率，设计了如图乙 所示的电路，电源电压（未知）保持不变。请 完成实验步骤： 思维拓展心 ①闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P,使电 在“测量小灯泡的电功率”实验中，小丹同学 流表示数为0.25A。 设计了如图甲所示的电路图。他所用的电 ②断开开关，用5Ω的定值电阻替换小灯泡， 学器材如下：电源（电压恒为6V)、额定电压 滑动变阻器的滑片P (选 为2.5V的小灯泡（正常发光时电阻约为 填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”)， 112)、电流表（量程：0~0.6A、0一3A)、电 闭合开关，电流表的示数为0.3A。 压表（量程：0~3V、0~15V)、滑动变阻器 ③将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电流 R(标有“101A”字样)、滑动变阻器R 表的示数为0.9A,可得电源电压为 (标有“2021.5A”字样)、开关、导线 若干。 V。 ④小灯泡的额定功率为 W 下册第十八章最大，即电压表的示数U大=15V时，小灯泡两端的 最小电压为U*=U-U*=18V-15V=3V,电路 B,-爱-器-5w 中的最小电流为4=4一发-品-0,25A滑 整个电路的功率P=U。'=8V×0.25A=2W 第3节测量小灯泡的电功率 U达 动变阻器接人电路中的最大阻值为R= 知识清单 ①P=UI ②电压表③电流表④额定⑤亮度 0.25A=600.所以，电压表示数的变化范闹是12 15V ⑤不能 15V,滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是24~60Ω， 归类探究 故B、D错误。当电路中的电流最小时，小灯泡消耗的 (1)如下图所示(2)4.50.5(3)1.810 电功率最小，由P一Ⅱ可得，小灯泡消耗电功率的最 (40①V@U-U.Ua R 小值为P=U小I*=3V×0.25A=0.75W,故C 正确 10.解：(1)当闭合开关S和S,断开开关S时，电路中只 有R,,所以此时R,两端的电压U等于电源电压，即 U-U-9V (2)当开关S,S和S均闭合时，R被短路，R和R 并联，电流表测干路电流。根据并联电路电压的特 基础达标 点可知，R,和R两端的电压都等于电源电压。根据 1.2.50.752.2.3右 欧姆定律可知，通过R的电流为 3.D4.D5.B 6-是-0-0.2A 6.(1)如下图所示(2)灯泡断路(3)A0.55 1.25 通过R的电流为 1-是-0-0.8A 根据并联电路电流的特点可知，此时干路电流为 1=L+1=0.2A+0.3A=0.5A 因此电流表的示数为0.5A。 (3)当闭合开关S,断开开关S和S:时，R和R,串 能力提速 联，电压表测R两端电压，电流表测电路中的电流。 1.C2.C3.C 此时电压表示数为6V,则电路中的电流为 4.(1)如下图所示(2)B(3)短路(4)电压2.5 1紧-器0,2A (5)0.20.75(6)小灯泡的温度升高，其电阻变大 根据串联电路电压的特点可知，R,两端的电压为 U1=U-U'=9V-6V-3V 则R消耗的电功率为 P=UI'=3V×0.2A=0.6W 11.解：(1)小灯泡正常工作时电路中的电流为I=【一 长-Y=0.5N 思维拓展 滑动变阻器两端的电压U矿'=U。一U。=8V-6V (1)R0~0.6A(2)0.55实际(3)②保持不动 2 ③4.5④0.5 所以滑动交阻器的电阻R-号-微=4口 【解折】11串联电路的电压分配规律可胸哈一冬， _U_(6V) (23小灯泡的电阻R=元-3W=12n 即Vv一是2，解得R=4n所以应选 当电压表示数为3V时，小灯泡两端的电压为3V,电 _Ut=2.5V 路中的电流1一发-品05A R.因为1一R-0≈0.23A,所以电流表应该 选择0~0,6A的量程。(2)小灯泡的额定功率为P= 此时小灯泡的实际功率为 U灯1m=2.5V×0.22A=0.5W。由表格中的数据 下册参考答案 155 可得出结论：小灯泡的亮度由实际功率决定，(3)由 断开开关S,调节R,的滑片，使电流表的示数为I。, ③知，将滑动变阻器的滑片P移到最左端，电流表示 此时小灯泡正常工作。②接若只断开开关S,闭合开 数为0.9A,可得电电压为U=IR。=0.9A×5n= 关S,保持R的滑片不动，调节R,使电流表的示数 4.5V。由②知，用5的定值电阻替换小灯泡，滑动 为I。:此时R接入电路的电阻等于小灯泡正常工作 变阻器的滑片P保持不动，闭合开关，电流表的示数 时的电阻，R消耗的电功率等于小灯泡的额定功率 U_4.5V 为0.3A.此时总电阻为R。=7一0.3A=150,滑动 ③读出此时电阻箱连入电路的阻值为R。④小灯泡 额定功率的表达式为P.=P:=R。 变阻器接入电路的电阻为Rg'=R。一R=15Q-5n =10Ω。由①知，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P, 第4节焦耳定律 使电流表的示数为025A.此时总电阻为R。'-吕 知识清单 =4.5y ①内②电阻③电流④电流的二次方⑤电热 0.25A=180。小灯泡的电阻为R'=R。'-R,’ 归类探究 =18n-10n=8n,则小灯泡的额定功率为P:= 1.5:2电流①②只闭合开关S,改变通电时间， ImRr'=(0.25A)×82=0.5W。 观察温度计示数的变化量（合理即可） 专项提优三特殊方法测量小灯泡的电功率 2.热75增大3.B 1.(1)B(2)小灯泡断路(3)左(4)0.5(5)1.8 基础达标 2.1R。1RI滑动变阻器 1.电流热量多2.大大 3.【实验步骤】(1)R(2)如下图所示(3)短路 3.热3×10 (4)0.6增大【拓展】(1)0.4(3)2.5V×(1 4.B5.C6.C7.C8.A 能力提速 0.4A) 1.38002003600 2.闭合1320J 3.D 4.ABC 5.解：(1)已知R,=102,R.=5n,只闭合开关S,断开 S,S时，R和R串联。 R。=R+R=102+52=152 电流表的示数为0.4A,电源电压 4.(1)电压如下图所示(2)左(3)0.625(4)②R U=1R。=0.4AX150=6V ④R (2)闭合开关S,S,断开S时，R和R并联，因为U -6V.R-10Q,所以通过R的电流1-是-品 =0.6A 通电10s,电阻R,产生的热量Q=FRt=(0.6A)× 102×10s=36J 6.(1)电流(2)<(3)温度计示数水的比热容比煤 【解析】(1)电压表串联在电路中测电源两端的电压，有 油的比热容大(4)质量相同生二】 1速油一t 示数。因为电压表的内阻很大，在电路中相当于断路， 思维拓展 所以电路中几乎无电流，电流表几乎无示数。造成这 解：(1)由电路图可知，当开关S接触点1时，只有R 种现象的原因是开关与小灯泡之间的导线连接错误， 工作，当开关S接触点2时，R,R。串联. 应将电压表并联在小灯泡两端。(2)电压表选用小量 根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任 程，分度值为0.1V,示数为1.8V。小灯泡的颜定电 一分电阻，则当开关S接触点1时，电路中的总电阻最 压为2,5V,要测量小灯泡的额定功率，应让小灯泡两 端的电压变大。电源电压不变，根据串联电路的电压 小，根据P-尽可知，此时总功率最大，电饭煲处于加 特点，可让滑动变阻器两端的电压变小：根据申联电 热状态。 路的分压规律可知，应将滑片适当向左滑动。(3)小灯 当开关S接触点2时，R,R:串联，电路中的总电阻最 泡的额定电流为0.25A,小灯泡的额定功率为P=U1 大，总功率最小，电饭煲处于保温状态。 =2.5V×0.25A=0.625W.(4)①闭合开关S、S, (2)由图乙可知，电饭煲的加热功率P热=800W,电 156 物理九年级RJ版