資源簡介

(共31張PPT)
第三節 測量電功率
1. 會測算小燈泡的實際功率和額定功率，進一步練習使用電流表、電壓
表和滑動變阻器.
2. 通過實驗，體驗小燈泡的電功率隨它兩端電壓的變化而變化的規律.
3. 學會用“單表法”測量小燈泡的額定功率.
4. 通過實驗認識用電器正常工作與不正常工作對用電器的影響，培養科
學使用用電器的意識.
學習目標
新課引入
小明做實驗時發現實驗室所使用的小燈泡，因為磨損，銘牌中有一個參數看不清.
2.5 V ？W
通過銘牌可知，缺少的參數是小燈泡的額定功率，實驗中我們需要測量小燈泡的額定功率和實際功率!
你能幫小明確定銘牌上缺失的參數以及測量小燈泡在不同電壓下的電功率嗎？
測量小燈泡的電功率
【實驗原理】
P=UI
測電壓 U
測電流 I
P=UI
伏安法
你能根據學過的知識設計出本節課的實驗電路嗎？
1. 設計實驗
實 驗
新知學習
【設計電路】
為了保護電路，同時要調節燈泡兩端電壓，需要在電路圖中增加一個____________.
滑動變阻器
【電表量程、滑動變阻器規格選取】
(1)電壓表的量程如何選取呢？
a. 為了確保電壓表的安全，所用量程的最大測量值要______小燈泡的額定電壓；
b. 為了保證測量結果的精確性，應使電壓表量程的最大測量值盡可能接近小燈泡的
額定電壓.所以當小燈泡的額定電壓是2.5 V，則應選擇 ______ 量程.
大于
0~3 V
L
P
L
(2)電流表的量程如何選取呢？
a. 若知道小燈泡額定電壓和額定功率，則可以計算出額定電流的大小，電流表量程
略_____額定電流大小即可；
大于
b. 由于小燈泡銘牌磨損，不能求出額定電流大小，為了避免電流過大，損壞電流表，
可用_______確定電流表量程.
試觸法
【電表量程、滑動變阻器規格選取】
②為了能夠使小燈泡兩端的電壓為額定電壓，根據串聯電路電壓規律，需要使滑動
變阻器兩端的電壓為________，小燈泡正常發光時通過電路的電流 ，則
滑動變阻器最大阻值R滑≥ _________.
(3)滑動變阻器的規格如何選取呢？
①為了保護滑動變阻器，需要使滑動變阻器允許通過的最大電流_____(選填“大于”
“等于”或“小于”)小燈泡的額定電流.
大于
U源 -UL
【電表量程、滑動變阻器規格選取】
測量小燈泡的額定功率和不同電壓下的功率，所以至少需要進行3次測量
——實驗中要測量哪些物理量，如何設計實驗表格？
實驗次數 小燈泡兩端的電壓 U/V 通過燈絲的電流 I/A 小燈泡的電功率 P/W 小燈泡的發光情況
1
2
3
【設計實驗表格】
(1)根據設計電路圖連接電路；
2. 進行實驗與收集證據
注意事項：
①連接電路前電表調零；
②連接電路時開關需斷開；
③連接好電路后需要檢查電路；
④閉合開關前，滑動變阻器滑片
需要移至最大阻值處.
P
L
(3)閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電壓表示數為低于2.5 V和高于2.5 V
(不超過額定電壓的1.2倍) ，觀察小燈泡的發光情況，記下電壓表示數U 和
對應的電流表示數 I，記錄在表格中.
避免因電壓過高而損壞小燈泡.我們研究高于額定電壓的情況時，使小燈泡兩端的電壓稍高于額定電壓即可，并且時間盡可能短一些
(2)閉合開關，調節滑動變阻器滑片，使電壓表示數為2.5 V，觀察小燈泡的
發光情況，記下電壓表示數U和對應的電流表示數I.
2. 進行實驗與收集證據
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實驗記錄表格
實驗次數 小燈泡兩端的電壓 U/V 通過燈絲的電流 I/A 小燈泡的電功率 P/W 小燈泡的
發光情況
1
2
3
2.5 0.26 0.65
2 0.22 0.44
2.9 0.28 0.81
比正常發光時亮
正常發光
比正常發光時暗
根據表中數據可知，小燈泡的額定功率為0.65 W
①不同電壓下，小燈泡的功率不同，實際電壓越大，小燈泡功率越大；
②小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮；
3. 分析與論證
通過與同學們的交流與合作，你能回答下面的問題嗎？
①小燈泡正常發光時的功率是什么功率？
②調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓略高于或略低于其額定電壓時，
小燈泡的功率是什么功率？能否說這是小燈泡的額定功率？為什么？
4. 交流與合作
小燈泡正常發光時的電壓為額定電壓，其在額定電壓的工作的功率為額定功率.
實際功率. 不能說這是小燈泡的額定功率，這是因為小燈泡的額定功率是在額定電壓下工作時的電功率.
③請將此電路與測定值電阻阻值的實驗電路相比較，說出兩個實驗
有何相同點和不同點？
測定值電阻阻值
測量小燈泡的電功率
相同點：
電路連接形式相同；直接測量的物理量相同；
實驗所用器材(除定值電阻和小燈泡外)相同.
滑動變阻器的作用相同(保護電路；改變燈泡或電阻兩端的電壓)
4. 交流與合作
不同點：
實驗目的不同；實驗原理不同.
P = UI
R =
U
I
P
L
P
R
⑤小燈泡的電功率測量結果為什么不能求平均值
4. 交流與合作
在不同電壓下，燈泡的功率是不同的；
只有在額定電壓下，燈泡的功率才等于額定功率，計算小燈泡電功率的平均值沒有意義.
該實驗測出多組數據的目的是測量不同電壓下燈泡的電功率.
實驗 多次測量的目的 滑動變阻器的作用
測量定值電阻的阻值
測量小燈泡的電阻
測量小燈泡的電功率 求平均值，減小誤差
測量不同電壓下燈絲的電阻
測量不同電壓下小燈泡的實際功率
(1)保護電路
(2)改變電阻兩端的電壓
(1)保護電路
(2)改變小燈泡兩端的電壓
歸納總結
例1 實驗小組想測量一只標有“2.5 V”字樣小燈泡的額定功率，電源電壓為4.5 V.
甲 乙
(1)如圖甲所示是小明連接的實物電路，有一根導線連接錯誤，請在錯誤的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接完整.
×
在本實驗中，電壓表應測小燈泡兩端的電壓，圖中電壓表測電源電壓，不符合實驗操作，應使電壓表測小燈泡兩端的電壓
(2)改正錯誤后，閉合開關前，同學們調節的滑動變阻器的滑片位置如下圖所示，其中已經調整好的是______；實驗中滑動變阻器除了保護電路，還有______________________作用.
D
改變小燈泡兩端的電壓
在閉合開關前，應使滑動變阻器接入電路的阻值最大，即滑動變阻器的滑片應在最左端
.
在測量小燈泡的電功率實驗中，滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變小燈泡兩端的電壓
(3)閉合開關，當滑片移動到某一位置時，電壓表示數為2 V，為了測量小燈泡的額定功率，應將滑片向_____(選填“左”或“右”)移動，直至小燈泡正常發光.
(4)當小燈泡正常發光時，
電流表的示數如圖乙所示，
則小燈泡的額定功率是
____W.
右
0.7
小燈泡的額定電壓為2.5 V，故需使小燈泡兩端的電壓增大，電路中的電流增大，由歐姆定律可知，電路總電阻應減小，故滑動變阻器接入電路阻值應減小
甲 乙
×
小燈泡正常發光時，
通過小燈泡的電流I額=0.28 A
P額=U額I額 = 2.5 V×0.28 A= 0.7 W
在測量小燈泡的電功率實驗過程，若測量儀器只有電流表或電壓表，你能幫助小明在只有一個電表的情況下測量小燈泡的額定功率嗎？
類型一、 缺少電流表
如果實驗中測量儀器只有電壓表，該如何測小燈泡的額定功率？
求小燈泡的額定功率P額
電壓表與定值電阻并聯
電流表
等效替代
已知I額求 U額:
P額=U額I額
已知U額求 I額:
P
L
P
L
R0
例 某同學用一個已知阻值為R0的定值電阻和滑動變阻器，設計了如圖所示的電路圖，來測量額定電壓為U額的小燈泡的額定電功率．
(1)閉合開關S，S0接觸點2，移動滑動變阻器的滑片，
使電壓表示數為U額；
(2)S0換接觸點1，保持滑動變阻器的滑片位置不變，
此時電壓表示數為U1；
(3)則小燈泡的額定電功率PL＝___________．
(用字母表示)
U額為小燈泡額定電壓
電壓表測小燈泡和定值電阻總電壓
U1=U額+U0
P額=U額I額=
已知U額求 I額:
P額=U額I額
類型二、缺少電壓表
如果實驗中測量儀器只有電流表，該如何測小燈泡的額定功率？
電流表與定值電阻串聯
電壓表
等效替代
求小燈泡的額定功率P額
已知I額求 U額:
P額=U額I額
已知U額求 I額:
P
L
P
L
R0
例 如圖所示為某同學測量小燈泡額定電功率的電路圖，已知小燈泡的額定電流為I額，定值電阻的阻值為R0，主要的測量過程如下：
(1)把電流表接在a處，閉合開關S，調節滑片，
使電流表示數為I額；
(2)保持滑片的位置不變，斷開開關，把電流表
接在b處，再閉合開關，讀出電流表的示數為I1；
(3)則小燈泡的額定功率PL＝______________．
(用字母表示)
(I1－I額)R0 I額
I額為小燈泡額定電流
電流表測干路電流，I1=I額+I0
已知I額求U額 :
P額=U額I額
=(I1-I額)R0
P額 =U額I額 =
(I1-I額)R0I額=(I1－I額)R0I額
迷你實驗室
利用家用電能表測算家用電器的電功率
如要測一只電吹風的電功率，首先要關閉家里所有的電器，只啟動電吹風，利用鐘表測量電吹風工作時電能表鋁盤轉n轉所用的時間t.假定這個電能表的盤面上標著“3000 r/(kW·h)”，它表示每消耗1 kW·h的電能，表盤要轉3000轉.那么表盤每轉1轉，電流做的功為多少呢 你能由此測出電吹風在t(s)時間內所做的功及電吹風的電功率嗎？
求得電吹風在t(s)時間消耗的電能，即電吹風在t(s)時間內所做的功；
N r/(kW·h)
n r
用W =
P =
W
t
用 求電吹風的電功率
表盤每轉1轉，電流做的功為 kW·h
1
3 000
已知I額求 U額: _______________
電路圖______________
已知U額求 I額: _____________
測量小燈泡的電功率
實驗原理
實驗結論
課堂小結
P=UI
燈泡的實際電功率隨兩端的電壓增大而_____
燈泡的亮度由燈泡的_____功率決定，燈泡實際功率越大，亮度越大.
伏安法
單表法
只有
電壓表
只有
電流表
已知U額求 I額: _____________
已知I額求 U額: _____________
P額=U額I額
P額=U額I額
增大
實際
電路圖______________
0.1 0.2 0.3
0
1
2
3
I/A
U/V
1. 在測量額定電壓為2.5 V的小燈泡的額定功率的實驗中，小明根據實驗數據繪制的圖像如圖所示，則小燈泡的額定電功率為______W.由圖像可得出___________________________________________(寫出一條即可)．
0.625
燈泡的電阻隨兩端電壓的增大而增大(合理即可)　
當燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5 V時，流過燈泡的電流為0.25 A
P額＝U額I額＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W
隨堂練習
2. 某小組研究小燈泡電功率，小燈泡額定電壓為2.5 V，電源電壓恒定不變，有規格為“10 Ω 2 A”和“20 Ω 2 A”的滑動變阻器各一個.
(1)如圖所示是小組連接的部分電路，請用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整．(要求：滑片向右移動時，電流表示數變大).
電壓表選用“0～3 V”量程
根據歐姆定律可知，滑片右移時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，即滑動變阻器右下接線柱接入電路
(2)如圖甲所示，選用“10 Ω 2 A”規格的滑動變阻器進行實驗. 閉合開關前，需將滑動變阻器的滑片P 置于____ (填“A”或“B”)端.
A
為保護電路，此時滑片應位于阻值最大處
(3)接下來剛閉合開關后發現燈泡發出耀眼的光，電壓表示數如圖乙所示，此時燈泡兩端電壓為___V.為了使燈泡正常發光，接下來的操作是_________________________________________
_________________________________________
_________________________________________
____________________________.
斷開開關，用“20 Ω 2 A”的滑動變阻器替換“20 Ω 2 A”的滑動變阻器，并調節滑片P 到接入電路的阻值最大處；閉合開關，調節滑片P，直至觀察到電壓表示數為2.5 V
2.8
(4)實驗中收集信息如下表
次數 電壓表示數/V 電流表示數/A 電功率/W 燈泡亮度
1 2 0.26 0.52 稍亮
2 2.5 0.30 較亮
3 3 0.32 0.96 很亮
分析表格中信息可得，①小燈泡額定功率為 _____W；②在電路安全范圍內，小燈泡兩端實際電壓越大，消耗的電功率_____，燈泡越亮.
0.75
越大
2. 某同學在做“測量小燈泡的電功率”實驗中，設計了如圖所示的電路圖，其中小燈泡的額定電壓為U額，定值電阻的阻值為R0.請完成下列問題：
①閉合開關S、S2，移動滑動變阻器的滑片，
使電流表示數為____；
②保持滑動變阻器滑片位置不變，_______
_____________，讀出電流表示數為I1；
③小燈泡的額定功率P額＝__________
(用已知量和測量量表示).
斷開S2，閉合開關S、S1
小燈泡和定值電阻并聯，電流表測定值電阻R0所在支路電流
已知U額求 I額
使電流表在干路，測電路中的總電流記為I1
斷開S2，閉合開關S、S1

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