第三节 测量电功率
基础主干落实
1.伏安法测量小灯泡电功率:
(1)原理: 。
(2)实验电路图:
(3)实验结论:小灯泡的亮度由小灯泡的 决定, 越大,小灯泡越亮。
2.用电能表、停表测量家用电器的电功率:
(1)原理: 。
(2)盘面上3 000 r/(kW·h)意义:表示每消耗1 kW·h的电能,表盘要转3 000转。
(3)一个用电器工作时,若电能表表盘转n转,所用时间为t,盘面数值为N r/(kW·h),
则P= 。
重点案例探析
重点 测量小灯泡的电功率
【典题】(2024·毕节期末)九(2)班的同学分组测量标有“3.8 V”字样的小灯泡的额定功率,电源电压恒为6 V。
(1)倩倩所在小组连接了如图甲所示的不完整电路图,请用笔画线代替导线帮她补充完整(连线时导线不能交叉)。
(1)
(2)在实验前开关要处于 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(3)滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因是 。
(4)实验时,移动滑片P到某处,电压表示数为2.5 V。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 (选填“A”或“B”)端移动直到电压表示数为 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 W。
A层·基础必会
考点一 测量小灯泡的电功率
1.小华同学在做“测定小灯泡电功率”的实验中,原理图如图甲所示。其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。
(1)图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 (选填“左”或“右”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,同时发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向A端移动,直到电压表的示数为
V。
(4)将实验数据描点连线得到图丙,分析图像可知:该小灯泡正常发光时额定功率为 W。
(5)图丙I-U图像不是直线,其原因是灯丝的电阻受 的影响发生改变。
(6)利用得到的数据,小华又算出了灯泡在各电压下电功率的平均值。你认为小华这样处理实验数据是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
考点二 实验原理、操作及数据分析
2.在进行实验时,往往需要我们手眼并用,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,要让小灯泡在额定电压下发光,当手移动滑动变阻器滑片时,眼睛应观察 ()
A.灯泡的发光情况 B.滑动变阻器滑片的位置
C.电压表的示数 D.电流表的示数
3.对于伏安法“研究小灯泡的电功率”和“研究小灯泡电阻”两个实验中所用的电路图,虽然相同但实验原理不同,前者是 ;后者是 。
考点三 利用电能表测量电功率
4.(2023·达州中考)小明家的电能表面板如图所示,图中电能表的示数为
kW·h,他家同时使用的用电器总功率不能超过 W,家里新添置一台空调并接入该电能表中,让其单独工作5 min,电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调的实际电功率为 W。
B层·能力提升
5.小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220 V 10 W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器,将该节能灯接入220 V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间t1;
方案二:测量出1 min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
(1)若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:P= (单位:W)。(用数字和n表示)
(2)比较三种方案,最可行的是方案 。
6.(2023·铜仁模拟)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明连接的实验电路如图甲所示。电源电压为两节新干电池,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)根据滑片位置判断 (选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验。
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,小明观察到两电表的示数情况是 ,由此判断故障是小灯泡开路。
(3)排除故障后,小明同学调节滑动变阻器的滑片观察到电压表示数为2 V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片向 调节,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为 W。
(4)小明依次测量了六组实验数据如表。他根据表中数据计算出各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5 Ω,小明的理由是 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
发光情况 暗—亮
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.9
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.22 0.26第三节 测量电功率
基础主干落实
1.伏安法测量小灯泡电功率:
(1)原理: P=UI 。
(2)实验电路图:
(3)实验结论: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。
2.用电能表、停表测量家用电器的电功率:
(1)原理: P= 。
(2)盘面上3 000 r/(kW·h)意义:表示每消耗1 kW·h的电能,表盘要转3 000转。
(3)一个用电器工作时,若电能表表盘转n转,所用时间为t,盘面数值为N r/(kW·h),
则P= ×3.6×106 W 。
重点案例探析
重点 测量小灯泡的电功率
【典题】(2024·毕节期末)九(2)班的同学分组测量标有“3.8 V”字样的小灯泡的额定功率,电源电压恒为6 V。
(1)倩倩所在小组连接了如图甲所示的不完整电路图,请用笔画线代替导线帮她补充完整(连线时导线不能交叉)。
(1)答:
(2)在实验前开关要处于 断开 (选填“断开”或“闭合”)状态。
(3)滑动变阻器的滑片P位于最大阻值处,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表、电压表均有示数,出现这一现象的原因是 灯泡实际功率太小 。
(4)实验时,移动滑片P到某处,电压表示数为2.5 V。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向 A (选填“A”或“B”)端移动直到电压表示数为 3.8 V,此时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为 1.14 W。
A层·基础必会
考点一 测量小灯泡的电功率
1.小华同学在做“测定小灯泡电功率”的实验中,原理图如图甲所示。其中电源电压为6 V,小灯泡的额定电压为2.5 V(灯丝电阻约为12 Ω)。
(1)图甲,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应处于最 右 (选填“左”或“右”)端。
(2)连接好电路后,闭合开关,发现灯泡不亮,同时发现电流表有示数,电压表无示数,则电路中存在的故障可能是 灯泡短路 。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,发现电压表的示数如图乙所示,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向A端移动,直到电压表的示数为
2.5 V。
(4)将实验数据描点连线得到图丙,分析图像可知:该小灯泡正常发光时额定功率为 0.5 W。
(5)图丙I-U图像不是直线,其原因是灯丝的电阻受 温度 的影响发生改变。
(6)利用得到的数据,小华又算出了灯泡在各电压下电功率的平均值。你认为小华这样处理实验数据是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 灯泡的电功率随着两端的电压增加而变大,计算变量的平均值没有意义 。
考点二 实验原理、操作及数据分析
2.在进行实验时,往往需要我们手眼并用,在“测定小灯泡额定功率”的实验中,要让小灯泡在额定电压下发光,当手移动滑动变阻器滑片时,眼睛应观察 (C)
A.灯泡的发光情况 B.滑动变阻器滑片的位置
C.电压表的示数 D.电流表的示数
3.对于伏安法“研究小灯泡的电功率”和“研究小灯泡电阻”两个实验中所用的电路图,虽然相同但实验原理不同,前者是 P=UI ;后者是 R= 。
考点三 利用电能表测量电功率
4.(2023·达州中考)小明家的电能表面板如图所示,图中电能表的示数为
219.6 kW·h,他家同时使用的用电器总功率不能超过 2 200 W,家里新添置一台空调并接入该电能表中,让其单独工作5 min,电能表的指示灯闪烁了320次,则该空调的实际电功率为 1 200 W。
B层·能力提升
5.小明利用该电能表和秒表检测一只标识为“220 V 10 W”节能灯的额定功率。他关闭其他用电器,将该节能灯接入220 V的测量电路,设计了以下三种测量方案:
方案一:测量出电能表显示消耗1 kW·h电能所用的时间t1;
方案二:测量出1 min时间内电能表转盘转过的圈数n;
方案三:测量出电能表转盘转过1圈所用时间t2。
(1)若使用方案二,小明计算额定功率的关系式应该为:P= 30n (单位:W)。(用数字和n表示)
(2)比较三种方案,最可行的是方案 三 。
6.(2023·铜仁模拟)在“测量小灯泡的电功率”的实验中,小明连接的实验电路如图甲所示。电源电压为两节新干电池,小灯泡的额定电压为2.5 V。
(1)根据滑片位置判断 不可以 (选填“可以”或“不可以”)直接闭合开关进行实验。
(2)闭合开关,发现小灯泡不亮,小明观察到两电表的示数情况是 电流表无示数,电压表有示数,且接近电源电压 ,由此判断故障是小灯泡开路。
(3)排除故障后,小明同学调节滑动变阻器的滑片观察到电压表示数为2 V,为使小灯泡两端电压达到额定电压,应将滑动变阻器的滑片向 右端 调节,当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,该小灯泡的额定功率为 0.6 W。
(4)小明依次测量了六组实验数据如表。他根据表中数据计算出各次实验的灯丝电阻,分析后认为,闭合开关前灯丝的阻值小于5 Ω,小明的理由是 灯丝电阻随温度的降低而减小 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
发光情况 暗—亮
电压/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2.9
电流/A 0.10 0.16 0.20 0.22 0.26
