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第三节测量小灯泡的电功率考点测量小灯泡的电功率提示:见【实验探究拓展】。考法测量小灯泡的电功率例1要求测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率。(1)按照电路图甲,将图乙中的实物连接成实验电路。答案:如图所示(2)在电路连接过程中开关应处于断开状态;闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到最右端(根据你连接的实物电路选填“最右端”或“最左端”)。(3)实验时某次电压表的示数为2.20V,对应电流表示数如图丙所示,则小灯泡此时的电功率为0.528W;要想测出小灯泡的额定电功率。接下来的操作是向左移动滑动变阻器的滑片,使电压表的读数为2.5V,此时小灯泡的实际功率即为小灯泡的额定功率,记下电流表此时的示数,通过P=UI即可计算出小灯泡的额定功率。解析:(1)要测小灯泡的额定功率,在有电流表和电压表时可以采用伏安法来测量,所以电流表与小灯泡串联,电压表与小灯泡并联,接入电路中的滑动变阻器要采用“一上一下”的接法。电路图如答案图所示。(2)连接电路过程中,开关要始终处于断开状态,接入的滑动变阻器要使电阻最大,从图上看应将滑片移到最右边。(3)从图上看电流表用的是0~0.6A的量程,所以读数为0.24A,小灯泡的电功率P=2.2V×0.24A=0.528W。要想测得额定功率还需要调节滑动变阻器,使小灯泡的电压达到2.5V,所以滑片向左移。当电压表示数达到2.5V时记下电流表的示数,通过P=UI即可计算出小灯泡的额定功率。例2某同学要测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电路图如图甲所示。使用的电源电压约为6V,滑动变阻器的规格是“5Ω2A”。(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至b(选填“a”或“b”)端。(2)该同学将滑片移至正确位置后,闭合开关,观察到电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为2.9V。为了保证小灯泡不被损坏,接下来应该进行的操作是断开开关。(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,请你写出一条改进措施:更换阻值更大的滑动变阻器。解析:(1)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器接入电路的电阻要最大,所以滑片要位于b端;(2)由题图知,电压表选择的0~3V量程,对应的分度值为0.1V,此时的示数是2.9V;而小灯泡的额定电压是2.5V,为了保证小灯泡不被损坏,所以要立即断开开关,查找问题所在;(3)在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比,要使灯泡两端电压达到额定电压,滑动变阻器要分担较大的电压,所以滑片应向右滑动,由上“将滑片移至正确位置”,也就是滑动变阻器全部接入电路了,此时灯泡两端电压仍然大于额定电压,也就是滑动变阻器两端电压仍然较小,所以需要更换阻值更大的滑动变阻器重新实验或者使用电源电压为3V的电源。实验点测量小灯泡的电功率考查方向:电路的连接、故障分析、测量小灯泡的额定功率、根据图象分析问题、滑动变阻器的选取等。实验目的测量小灯泡的电功率实验要求分别测量小灯泡在实际电压等于额定电压、略大于额定电压、小于额定电压时的电功率实验原理P=UI实验电路图实验点实验器材小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线实验步骤①按电路图连接实物电路。②闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。③调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍,观察灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。④调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察并做记录结论①不同电压下,小灯泡的功率不同。实际电压越大,小灯泡功率越大。②小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮实验点注意事项:(1)按电路图连接实物电路时注意:①连接过程中开关应始终处于断开状态。②根据小灯泡的额定电压值,估计电路中电流、电压的最大值,选择合适的量程,并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法。③连接好以后,检查一遍,保证电路连接正确。(2)闭合开关前,应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置处。(3)调节滑动变阻器的过程中,要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小,怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。(4)电压表、电流表使用前要调零,读数时要认清仪表所选量程和对应的分度值,读数时视线要正对刻度盘指针所指位置。实验点问题探究:(1)实验中,滑动变阻器的作用有哪些?【提示】①保护电路;②调节小灯泡两端的电压,使小灯泡两端的电压略低于、等于或高于额定电压。(2)怎样选择电压表、电流表的量程?【提示】电压表量程的选择参照小灯泡的额定电压,选择大于额定电压的量程(有时也可以根据题目中给出的图示、表格数据等信息进行选择);电流表量程的选择采用“试触法”,保证指针偏转角度超过一半,能选小量程的不用大量程(有时也可以根据图示提供的信息或计算等方法进行选择)。(3)在测量过程中,手和眼的分工是怎样的?【提示】手移动滑动变阻器的滑片,眼观察电压表的示数,当示数达到小灯泡的额定电压值时,停止移动滑片。实验点(4)多次测量数据的目的是什么?能不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率?【提示】多次测量是为了测出不同电压下灯泡的功率、比较功率和电压的关系;不能用多次测量求平均值的方法求小灯泡的额定功率。小灯泡的额定功率是指在额定电压下的功率,因此应先从测量数据中找到额定电压值和对应的电流值,根据公式P=UI求解。常见的电路故障:(1)灯泡不亮,电压表有明显示数,电流表无示数——灯泡断路;(2)灯泡不亮,电流表有示数,电压表无示数——灯泡短路;(3)调节滑动变阻器滑片的位置,灯泡亮度不变,电流表、电压表示数不变——滑动变阻器接入错误。实验点例题(2019·湖南怀化中考)小红利用图甲所示的电路图测量额定电压为2.5V的小灯泡的电功率。(1)按照图甲所示的电路图。请用笔画线代替导线,在图乙中将实物图连接完整。(要求:导线不能交叉)实验点答案:如图所示实验点(2)连接实物电路时,开关应处于断开状态。(3)闭合开关前。滑动变阻器的滑片应调到最右(选填“左”或“右”)端。(4)电路连接完成后,闭合开关发现:小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压。出现这种故障的原因可能是小灯泡断路。(5)排除故障后,小红调节滑动变阻器的滑片P,多次进行了小灯泡的电功率的测量。当电压表的示数为2.5V时,电流表示数如图丙所示,通过小灯泡的电流是0.2A。小灯泡的额定功率为0.5W。(6)小红在实验中进行了多次测量。其测量目的是B(选填下面的字母)。A.求出灯泡在不同电压下功率的平均值,这样可以减小误差B.找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系实验点解析:(1)电压表并联在灯泡的两端,滑动变阻器一上一下的连接;(2)为了保护电路,连接电路时,开关应该断开;(3)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处于最大阻值处,即最右端;(4)闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,说明电路为断路,电压表示数接近电源电压,说明电压表与电源两端相连,则故障为小灯泡发生断路;(5)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,图丙的示数为0.2A,则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W;(6)小红在实验中通过移动滑动变阻器来改变灯泡两端的实际电压,测量出不同电压下的电功率,并分析灯泡亮暗与实际功率的关系,故B正确。实验点拓展练(7)测量完灯泡的额定功率后,小明又测量了几组数据,计算后发现灯丝电阻随其两端电压的增大而增大,原因是灯丝电阻随温度升高而增大。解析:随着电压的变大,通过灯丝的电流变大,灯丝产生的热量变大,灯丝的温度升高,灯丝的电阻值变大,即灯丝电阻随温度升高而增大。