資源簡介

核心專題二 電功率的特殊測量
素養目標
1.能結合串聯電路電流相等的特點,利用伏阻法測量小燈泡的額定功率。
2.能結合并聯電路電壓相等的特點,利用安阻法測量小燈泡的額定功率。
◎重點:利用替代法,測量小燈泡的電功率。
【專題突破】
　　1.安阻法測小燈泡的電功率
例1　小明利用一個定值電阻R0和三個開關,設計了如圖所示的電路,并進行測量小燈泡額定功率實驗(以下兩空均用含U額、R0、I的式子表示)。
①只閉合開關S和S1,調節滑片P,使電流表示數為 。
②保持滑片P位置不動,斷開開關S1,閉合其它開關,讀出電流表示數為I。
③小燈泡的額定功率表達式為P額= 。
思路導引 要測小燈泡的額定功率,應使小燈泡兩端的電壓為額定電壓,在沒有電壓表的情況下,將R0與電流表串聯后再與小燈泡并聯,通過移動變阻器的滑片使電流表示數為I1=,此時小燈泡的電壓為額定電壓,小燈泡正常發光;保持滑片位置不變,通過開關的轉換,使電流表測小燈泡與R并聯的總電流,因電路的連接關系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,小燈泡仍正常發光,根據并聯電路電流的規律求出小燈泡的額定電流,根據P=UI寫出小燈泡的額定功率的表達式。
對點自測
1.小剛設計了如圖所示的電路,測出了額定電流為I額的燈泡的額定功率。實驗方案如下:(電源電壓不變,滑動變阻器的最大阻值為R1)
①只閉合開關S1,移動R1滑片,使電流表的示數為I額,燈泡正常發光。
②斷開開關S1,閉合開關S2,保持R1滑片位置不動,移動R2滑片,使電流表的示數為I額。
③保持 滑片位置不動,將另一個滑動變阻器滑片移到最左端,電流表的示數為I1,再將此滑動變阻器的滑片移到最右端,電流表的示數為I2。
④小燈泡額定功率的表達式為P額= (用I額、I1、I2、R1表示)。
2.如圖所示,電路中R阻值和小燈泡額定電壓已知,無電壓表也能測出該燈泡額定功率的是 ( )
A.　　　　B.
C.　　　　D.
　　【答案】例1　①　③U額×(I-)
思路導引　要測小燈泡的額定功率,應使小燈泡兩端的電壓為額定電壓,在沒有電壓表的情況下,將R0與電流表串聯后再與小燈泡并聯,通過移動變阻器的滑片使電流表示數為I1=,此時小燈泡的電壓為額定電壓,小燈泡正常發光;保持滑片位置不變,通過開關的轉換,使電流表測小燈泡與R并聯的總電流,因電路的連接關系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,小燈泡仍正常發光,根據并聯電路電流的規律求出小燈泡的額定電流,根據P=UI寫出小燈泡的額定功率的表達式。
對點自測
1.③R2　④·
2.C
2.伏阻法測小燈泡的電功率
例2　小明在“測量小燈泡的電功率”實驗中,所選小燈泡的額定電壓為2.5 V。小明做完實驗后,電流表突然壞了。于是小明取一個已知阻值的定值電阻R0、若干開關和導線設計了如圖所示的電路,測小燈泡的額定功率。具體實步驟如下:
①閉合開關S、S1,斷開S2,調節滑片P使電壓表讀數為U額,此時小燈泡正常發光;
②閉合開關S、S2,斷開S1, ,記錄電壓表此時讀數為U;
③則小燈泡額定功率的表達式P額= 。(用R0、U額、U表示)
思路導引 為測燈泡的額定功率,應使燈泡兩端電壓等于額定電壓,再利用開關轉換得到此時R0的電壓,然后根據I=求出電路中的電流,即通過小燈泡的電流,從而計算燈泡的額定電壓。
對點自測
3.用如圖所示電路圖測量額定電壓為2.5 V的小燈泡的額定電功率,其中電源電壓為4.5 V,請將以下實驗步驟補充完整。
①檢查電路無誤后,閉合開關S,將開關S1撥至“1”,調節滑動變阻器滑片直至電壓表示數為 V;
②滑片不動,將開關S1撥至“2”,讀出電壓表示數為U0;
③小燈泡的額定功率:P額= 。(用U額、U0、R0表示)
【答案】例2　②保持滑片位置不變　③U額·
思路導引　為測燈泡的額定功率,應使燈泡兩端電壓等于額定電壓,再利用開關轉換得到此時R0的電壓,然后根據I=求出電路中的電流,即通過小燈泡的電流,從而計算燈泡的額定電壓。
對點自測
3.①2　③U額·
【方法突破】
電功率的特殊測量方法
(1)安阻法:用電流表和一個阻值已知的定值電阻R0測量小燈泡額定電功率的方法。測量過程中,把R0與小燈泡并聯,使通過定值電阻的電流為IR0=,則定值電阻兩端的電壓等于額定電壓,此時小燈泡兩端電壓是額定電壓,正常工作;通過電流表測出流過小燈泡的電流,即可根據P=UI求出額定功率。
(2)伏阻法:用電壓表和一個阻值已知的定值電阻R0測量小燈泡額定電功率的方法。測量過程中,把R0與小燈泡串聯,使小燈泡兩端電壓為額定電壓,同時測得定值電阻兩端電壓后,計算出通過定值電阻的電流=,即小燈泡的額定電流,然后根據公式P=UI求解。
2

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