1、学习目标学习目标第第3 3节节 测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率第十八章第十八章 电功率电功率感悟新知感悟新知知识点知识点测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率知知1 1讲讲1感悟新知感悟新知知知1 1讲讲感悟新知感悟新知知知1 1讲讲感悟新知感悟新知知知1 1讲讲深度理解深度理解深入认识多次深入认识多次测量测量的目的的目的(对比思想对比思想)：实验实验多次测量的目的多次测量的目的测量定值电阻的阻值测量定值电阻的阻值 求平均值，减小误差求平均值，减小误差测量小灯泡的电阻测量小灯泡的电阻测量不同电压下灯丝的电阻，测量不同电压下灯丝的电阻，探究灯丝电阻与温度的关系探究灯丝电阻与温度的关系测量小灯
2、泡的电功率测量小灯泡的电功率探究小灯泡电功率与电压的探究小灯泡电功率与电压的关系关系感悟新知感悟新知知知1 1讲讲特别提醒特别提醒在不同电压下在不同电压下，灯泡，灯泡的电功率是的电功率是不同的不同的，只有在，只有在额定电压下额定电压下，灯泡的电功率，灯泡的电功率才等于才等于额定功率，额定功率，计算计算小小灯泡电功率的灯泡电功率的平均值平均值没有意义；该没有意义；该实验测出实验测出多组多组数据的数据的目的是目的是测量不同电压下测量不同电压下灯泡灯泡的电功率。的电功率。感悟新知感悟新知知知1 1练练例 1【中考聊城】如图1 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
3、约为10，电源电压为6 V。感悟新知感悟新知知知1 1练练(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)。解：如图2 所示。感悟新知感悟新知解题秘方：电压表应并联在被测用电器两端；解析：在“测量小灯泡的电功率”实验中，小灯泡应串联在电路中，电压表与小灯泡并联。感悟新知感悟新知知知1 1练练(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_(填“太小”或“太大”)。太小感悟新知感悟新知解题秘方：滑动变阻器最大阻值的确定及滑片移动方向的判断，如下所
4、示：知知1 1练练感悟新知感悟新知解析：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，根据串联电路中电压的规律可知，此时变阻器分担的电压过小，根据串联电路分压特点可知，滑动变阻器最大阻值太小。知知1 1练练感悟新知感悟新知知知1 1练练(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 _W。若要使小灯泡变得更亮一些，滑动变阻器的滑片应向_(填“左”或“右”)移动。0.75右感悟新知感悟新知解析：由图乙可知，电流表选用0 0.6 A 量程
5、，分度值为0.02 A，示数为0.3 A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.3 A=0.75 W；若要使小灯泡变得更亮一些，电路中电流应变大，电阻变小，变阻器的滑片P应向右移动。知知1 1练练感悟新知感悟新知知知1 1练练(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_(填“实际功率”或“额定功率”)决定的。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/W12.20.28比正常发光暗0.6222.5正常发光32.80.32比正常发光亮0.90实际功率感悟新知感悟新知解析：根据表格中的数据和P=UI 可知，灯泡两端的
6、电压和电流都增大时，实际功率也会增大，灯泡变亮，所以小灯泡的亮度是由实际功率决定的。知知1 1练练感悟新知感悟新知知知1 1练练(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 _。解析：因为灯泡电阻随温度的变化而变化，所以灯泡中的电流与其两端的电压并不成正比。灯泡电阻随温度变化而变化感悟新知感悟新知知知1 1练练1.中考重庆 在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华准备了以下器材：电源、标有“2.5 V”的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干。请完成下列问题：感悟新知感悟新知知知1 1练练(1)如图甲，请用笔画线代替导线，正确连接电路
7、。解：如图所示。感悟新知感悟新知知知1 1练练(2)在开关S 闭合前，应将滑片P 移到_(填“A”或“B”)端。B(3)闭合开关S，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，该电路故障可能是小灯泡_。短路感悟新知感悟新知知知1 1练练(4)排除故障后，闭合开关S，移动滑片P，同时眼睛要观察 _表的示数，直到示数为_V 时，小灯泡正常发光，记录电压表和电流表示数。电压2.5感悟新知感悟新知知知1 1练练(5)继续移动滑片P，让电压表示数低于2.5 V，某时刻电流表示数如图乙为_A，观察灯泡亮度并记录电表示数；继续缓慢移动滑片P，让电压表示数高出2.5 V少许，观察灯泡亮度并记录电表示数。0.2感
8、悟新知感悟新知知知1 1练练小华根据所有实验数据作出了小灯泡的UI 图象，如图丙，则小灯泡额定功率为_ W。0.75感悟新知感悟新知知知1 1练练(6)根据小灯泡UI图象和亮度变化，还可以发现 _。小灯泡的电阻随温度的升高而增大(或灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定，合理即可)感悟新知感悟新知小荣想要测定小灯泡的额定功率，他选用了以下器材：标有“2.5 V”字样的小灯泡(老师告诉他，该小灯泡正常工作电流在0.3 A 左右)，电源为6 V 的恒稳蓄电池，量程为“0 0.6 A”与“0 3 A”的电流表，量程为“0 3 V”与“0 15 V”的电压表，开关，导线。可是在选择滑动变阻器时他犹豫了，因为有
9、三种规格的滑动变阻器，分别标有“10 1 A”“20 0.5 A”“50 0.2 A”字样。易错点易错点不能正确的选择和使用实验器材不能正确的选择和使用实验器材例 2感悟新知感悟新知(1)估算一下，请你帮小荣选择一只合适的滑动变阻器_。20 0.5 A感悟新知感悟新知感悟新知感悟新知(2)如图3 甲所示，小荣连接了一部分电路后又纠结了，请你在不改变他已经连接部分的前提下，帮他将电路连接完整(用笔画线代替导线，注意导线间不要相互交叉)。感悟新知感悟新知解析：灯泡的额定电压为2.5 V，故电压表选用小量程与灯炮并联；解：如图4 所示。感悟新知感悟新知(3)连接完整后，小荣按正确程序操作，闭合开关S
10、，发现灯泡不亮，电流表指针偏转明显，而电压表指针几乎不动，仔细检查，连接无误。那么出现该状况的原因应该是_。A.电压表内部断路了 B.灯泡的灯丝断了C.灯座内部出现了短路D.滑动变阻器的电阻丝断了C感悟新知感悟新知解析：闭合开关S，电流表指针偏转明显，说明电路为通路；发现灯泡不亮，而电压表指针几乎不动，则与电压表并联的灯泡短路，又因为电路连接无误，可判断灯座内部出现短路；感悟新知感悟新知(4)在老师的指点下，小荣自己排除了故障，再闭合开关S，灯泡亮了，但发光很暗，观察电压表示数，仅有1.8 V，这时小荣应将滑片P 向_(填“A”或“B”)端适当滑动。A解析：因1.8 V 小于灯泡的额定电压2.
11、5 V，故应减小滑动变阻器两端的电压，由串联分压原理可知，应将滑片P 向A 端适当滑动；感悟新知感悟新知(5)当小灯泡两端的电压达到额定电压后，电流表的示数如图乙所示，则小荣测得小灯泡的额定功率是_W。0.75解析：由图乙可知，电流表分度值为0.02 A，示数为0.3 A，所以，灯泡的额定功率P=UI=2.5 V0.3 A=0.75 W。感悟新知感悟新知课堂小结课堂小结测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率测电功率实验原理实验电路实验操作分析现象得出实验结果综合应用创新综合应用创新方法方法伏阻法伏阻法1中考湘潭节选 在没有电流表的情况下，用如图5 所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知
12、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：例 3综合应用创新综合应用创新只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U 额；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=_(用U0、U 额、U 和R 表示)。综合应用创新综合应用创新解题模型：综合应用创新综合应用创新综合应用创新综合应用创新2.中考荆州改编 某同学设计了如图所示的电路来测量额定电压为6 V的小灯泡的额定功率。已知电源电压为18 V，定值电阻R 的阻值为20。实验步骤如下：综合应用创新综合
13、应用创新开关S、S1 闭合，S2 断开，调节滑动变阻器R 的滑片，使小灯泡正常发光；保持滑片位置不动，开关S、S2 闭合，S1 断开，此时电压表的示数为8 V；再将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电压表的示数为14 V；小灯泡的额定功率P额_W。1.8综合应用创新综合应用创新方法方法安阻法安阻法2某同学设计了如图6 所示电路，来测量小灯泡的额定功率(已知灯泡的额定电压为U 额)，R0 阻值已知。例 4综合应用创新综合应用创新解题模型：综合应用创新综合应用创新(1)断开开关S3，闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器滑片P，使得电流表示数为_(用字母表示)，此时灯泡正常发光；综合应用创新综合应用创新
14、(2)保持滑动变阻器滑片P 位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；解析：保持滑动变阻器滑片P 位置不变，断开开关S2，闭合开关S1、S3，记下电流表的读数为I；综合应用创新综合应用创新(3)小灯泡额定功率的表达式P 额=_(用字母U 额、I、R0 表示)。综合应用创新综合应用创新综合应用创新综合应用创新3.小荣在“测量小灯泡的电功率”实验中，选择了额定电压为2.5 V 的小灯泡，电源电压保持6 V 不变，滑动变阻器规格为“30 1 A”，连接电路如图甲所示。综合应用创新综合应用创新(1)为了使滑片右移时灯的亮度变亮，请你帮助小荣用笔画代替导线连接好图甲中的电路。解：
15、如图所示。综合应用创新综合应用创新(2)同组的小德没用电压表，但多用了一个开关，其他器材与小明的相同。他想测出另一个额定电流为I 额=0.3 A 的小灯泡的额定功率，设计出了如图乙所示电路图。(电源电压用U 表示)综合应用创新综合应用创新按图乙连接电路后，首先闭合开关S1，移动滑片P，使电流表的示数为I额。再闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，记下电流表示数为I。他根据实验数据正确求出小灯泡的额定功率表达式_(用I、U、I 额表示)。综合应用创新综合应用创新为了用电流表、电阻箱R 和滑动变阻器，测量额定电流为I 额的小灯泡的额定电功率，该同学设计了如图7 所示的电路。操作步骤如下：例 5
16、方法方法等效替代法等效替代法2综合应用创新综合应用创新闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为I 额，此时小灯泡正常发光；保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I 额，读出此时电阻箱的阻值为R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为P额_。I 额2 R0综合应用创新综合应用创新解题模型：综合应用创新综合应用创新解析：保持滑动变阻器滑片的位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，调节电阻箱R，使电流表的示数为I 额，根据等效替代法，此时电阻箱的阻值等于小灯泡正常发光时的阻值等于R0，则小灯泡的额定电功率的表达式为P 额=U 额I
17、额=I 额2 R0。综合应用创新综合应用创新4.小荣从实验室借了一个额定电压为2.5 V 的小灯泡和一个单刀双掷开关，设计了如图所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率，实验如下：闭合开关S1，将开关S2 拨到触点2，把电阻箱调到10，刚好使电压表的示数为2.5 V；再将开关S2 拨到触点1，读出电压表的示数为4.5 V，小灯泡额定功率P _W。0.5中考风向标中考风向标【中考自贡】在“测量小灯泡额定功率”实验中，小荣同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5 V的电源和额定电压为2.5 V的小灯泡，设计了如图8甲所示的电路。考法考法测量电功率综合性实验测量电功率综合性实
18、验1例 6中考风向标中考风向标试题评析：本题为测小灯泡额定功率的实验，考查了电路连接、动态电路分析、电流表读数、功率的计算等知识。中考风向标中考风向标(1)实验中需要依据如图甲所示的电路图，将如图乙所示器材进行连接，请用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整。中考风向标中考风向标解析：小灯泡额定电压为2.5 V，故电压表选用小量程并联在小灯泡两端；由图甲可知，滑动变阻器滑片向右移动其接入电路的阻值变大，故图乙中滑动变阻器选用左下接线柱与灯泡串联在电路中；中考风向标中考风向标解：如图9 所示。中考风向标中考风向标(2)正确连接好电路后，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数_(填“变
19、大”“变小”或“不变”)。当电压表的示数为_V 时小灯泡正常发光，此时电流表指针位置如图丙所示，其示数为_A，小灯泡的额定功率为_W。若小灯泡两端的实际电压为2.3 V，则小灯泡的实际功率_(填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。变大2.50.280.7小于中考风向标中考风向标解析：闭合开关，当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；当灯泡两端电压为额定电压，即电压表示数为2.5 V 时，小灯泡正常发光，此时电流表指针位置如图丙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02 A，其示数为0.28 A，则小灯泡额定
20、功率为P=UI=2.5 V0.28 A=0.7 W；若小灯泡两端的实际电压为2.3 V，小于灯泡额定电压2.5 V，则小灯泡的实际功率小于额定功率；中考风向标中考风向标(3)小德同学也按如图甲所示电路图连接电路，当连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭。请你指出导致此现象可能的原因：_。连接电路时开关没有断开，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处中考风向标中考风向标解析：小德同学也按如图甲所示电路图连接电路，当连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，可能是因为连接电路时开关没有断开，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。综合素养训练综合素养训练1.小荣利用如图甲所示电路
21、，测量标有“2.5 V”字样的灯泡L 正常发光时的电阻和电功率。请按要求完成下列问题：综合素养训练综合素养训练(1)请用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物图连接完整。解：如图所示。(答案不唯一)综合素养训练综合素养训练(2)连接电路后，闭合开关S，发现小灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为零，产生这种现象的原因可能是_。小灯泡断路综合素养训练综合素养训练(3)排除故障后进行实验，闭合开关S，发现电压表的示数为0.5 V，为使小灯泡L 两端电压达到额定电压，应向_(填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片P，直到观察到电压表示数为2.5 V。此时，电流表示数如图乙所示，电流表示数为
22、_A，则小灯泡L 正常发光时的电阻为_，电功率为_W。A0.551.25综合素养训练综合素养训练2.中考泸州 在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3.0 V，小灯泡的额定电压为2.5 V，滑动变阻器的规格为“20 1 A”。综合素养训练综合素养训练(1)电学兴趣小组的同学连接好如图甲所示的电路后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应置于_(填“M”或“N”)端。N综合素养训练综合素养训练(2)闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表示数为3.0 V，你认为产生该现象的原因是_发生了断路。滑动变阻器(3)排除故障后，为了测量小灯泡的额定电功率，手在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛应观察
23、_。电压表的示数综合素养训练综合素养训练(4)小明移动滑动变阻器的滑片过程中，测量出了4 组实验数据，描点并绘制出了通过滑动变阻器的电流I 随其两端电压U 变化的图象，如图乙所示。当电压表示数为_V 时，小灯泡正常发光，此时小灯泡的功率为_W。0.50.625综合素养训练综合素养训练(5)同组的小英通过计算指出曲线上所标出的五个点中，_点并不是实验直接测得的数据，她的理由是_。EE点对应滑动变阻器接入电路的电阻为25，大于滑动变阻器的最大阻值20 综合素养训练综合素养训练3.科学思维 科学推理在如图所示的电路中，闭合开关，两灯都发光，且L1 比L2 亮。小荣猜想：此时该电路中的L1 电功率比L
24、2 的大。小荣在原电路上只加装测量器材和导线(数目都不限)，组成了一个新电路(加装器材后不能再拆装)。通过实验，能验证猜想是否正确。综合素养训练综合素养训练(1)实验原理：_。(用公式表示)(2)在方框中画出加装器材后的实验电路图。PUI解：如图所示。综合素养训练综合素养训练(3)实验要测量的物理量：_(分别用符号表示)，若式子_成立，则猜想正确。U1、U2、IU1IU2I综合素养训练综合素养训练4.实验小组的小荣要测定标有“3.8 V”字样的小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材，两节新干电池、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干，连接了如图甲所示电路。综合素养训练综合素养训练(1)同组
25、的小德发现小荣所选的器材不能完成此实验，其原因是 _。电源电压低于小灯泡额定电压综合素养训练综合素养训练(2)小德还发现电路连接也有错误，请你在接错的那根导线上打“”，并另画一根导线，使电路连接正确。解：如图所示。综合素养训练综合素养训练(3)小荣利用更改后的电路测量了小灯泡在不同电压下的电流，结束后又设计了如图乙的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5 V 的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R 的最大阻值为15，电源电压恒定，其测量过程如下：综合素养训练综合素养训练闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5 V；_(填三个开关闭合与断开情况)，移动滑动变阻器
26、的滑片，使电压表示数为_V，这时小灯泡正常发光；保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关S、S2，断开S1，电压表示数为 3 V；小灯泡的额定功率为_W。闭合S、S1，断开S220.5综合素养训练综合素养训练(4)如图是某同学设计测量额定电压已知的小灯泡正常发光时电阻的四种电路，R0 是已知的定值电阻，电源电压恒定且未知。其中能测出小灯泡正常发光时电阻的是_。D综合素养训练综合素养训练5.新考法新角度小荣同学和小德同学在做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源共四款：4.5 V、6 V、7.5 V、9 V，待测小灯泡有三个，分别标有“2.5 V”“3.8 V”“4.5 V”字样，滑动变阻器2
27、个，电流表1 个，电压表1 个、开关及导线若干，小德选择1 个滑动变阻器和1 个小灯泡进行实验，他闭合开关，综合素养训练综合素养训练移动变阻器滑片，发现电压表示数始终不变且不为0，他读出数值却忘记了记录，经过思考后他调整电路并重新实验，记录以下三组数据及现象，部分数据及现象见表格。综合素养训练综合素养训练序号电 压 表示数/V电 流 表示数/A电压表示数与电流表示数的比值/小灯泡亮暗程度10.20偏暗2 10正常发光31.70.24偏亮综合素养训练综合素养训练(1)请判断电压表的并接位置并说明理由_。电压表并接在滑动变阻器两端。由表中第3组数据可知，当电压表示数为1.7 V时，小灯泡偏亮，说明
28、此时灯泡两端电压大于额定电压，而三个小灯泡的额定电压分别为2.5 V、3.8 V、4.5 V，说明电压表测的不是小灯泡两端电压，而是滑动变阻器两端的电压综合素养训练综合素养训练(2)请根据相关信息求解电源电压U(需写出主要推理和计算过程)。解：由表可知，当电压表示数与电流表示数之比即滑动变阻器两端电压与电流之比为10 时，灯泡正常发光，根据序号1、3中的电流数据及小灯泡亮暗程度可知，序号2中的电流大于0.2 A，小于0.24 A，则滑动变阻器两端的电压大于2 V，小于2.4 V，结合三个小灯泡的额定电压可知，当滑动变阻器两端电压为2.2 V，小灯泡额定电压为3.8 V时，电源电压刚好为6 V，符合题意，故电源电压为6 V。综合素养训练综合素养训练(3)小灯泡的额定电功率P 额=_W。0.836
