第十五章電能與電功率律15.3用電器的正確使用第2課時測量小燈泡的電功率情境導(dǎo)入課標(biāo)要求

兩個不同功率的燈泡(5

W

LED燈和40

W白熾燈)通電后亮度相近.為什么標(biāo)著5

W的LED燈和40

W的白熾燈亮度差不多？燈泡銘牌上的功率值(如2.5

V

0.75

W)是固定不變的嗎？1.用電流表和電壓表測量電阻.2.用電流表、電壓表、滑動變阻器等測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻.課前|自主預(yù)習(xí)課堂|探究學(xué)習(xí)課后|鞏固提升課前|自主預(yù)習(xí)1.測量小燈泡的電功率：用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出流過小燈泡的電流，就可以根據(jù)P=

UI

計(jì)算出小燈泡的電功率.

2.實(shí)驗(yàn)器材：電源、電流表、電壓表、小燈泡、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)線若干.

電壓

電流UI

電流電壓

滑動變阻器課堂|探究學(xué)習(xí)課堂|探究學(xué)習(xí)課后|鞏固提升課前|自主預(yù)習(xí)

在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V.(1)按圖甲連接電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于最右(填“左”或“右”)端.

測量小燈泡的電功率【解析】閉合開關(guān)前，圖甲中滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于阻值最大處的右端，避免開關(guān)閉合的瞬間電路中的電流過大，燒壞用電器.

右(2)小明連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑片，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡斷路.(寫出一種即可)

經(jīng)分析，移動滑動變阻器滑片P，電壓表有示數(shù)，說明與電壓表串聯(lián)的電路中有電流，則故障的原因可能是燈泡斷路.燈泡斷路(3)小明移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖乙所示的I-U圖像，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是

0.5

W，正常發(fā)光時的電阻是

12.5

Ω.進(jìn)一步分析圖像乙可知，小燈泡燈絲的電阻是變化的，原因是燈絲電阻隨溫度的升高而增大.

0.512.5

燈絲電阻隨溫度的升高而增大3.在“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源為兩節(jié)新干電池，電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V.(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接(要求滑片P向B滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，且導(dǎo)線不能交叉).答案圖(2)連接好電路后閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡沒有發(fā)光，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是將滑片向B端移動.

(3)實(shí)驗(yàn)時，某個小組同學(xué)沒有試觸就直接閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度很亮，然后馬上熄滅了，連接的錯誤可能是滑動變阻器接了C、D接線柱(或閉合開關(guān)前，未將滑片P移至最大阻值處)

.

(4)斷開開關(guān)，更換了相同規(guī)格的小燈泡后重新按照正確的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn).移動滑片，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定功率是

0.5

W.

將滑片向B端移動

滑動變阻器接了C、D接線柱(或閉合開關(guān)前，未將滑片P移至最大阻值處)

0.5

(5)某個小組同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時，用數(shù)量和規(guī)格均滿足實(shí)驗(yàn)要求的定值電阻代替了滑動變阻器.請分析說明用定值電阻代替滑動變阻器做實(shí)驗(yàn)的兩點(diǎn)不足：①不方便觀察燈泡亮度的變化；②經(jīng)常更換電阻操作不方便.

不方便觀察燈泡亮度的變化經(jīng)常更換電阻操作不方便

〔一題多考〕圖甲為“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路，電源是三節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω.分析小燈泡的U-I或I-U圖像(1)小玲同學(xué)從N往M移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)燈的亮度越來越亮(填“亮”或“暗”).實(shí)驗(yàn)過程中讀取數(shù)據(jù)和記錄小燈泡的發(fā)光情況如下表所示.

實(shí)驗(yàn)序號小燈泡兩端的電壓U/V通過燈絲的電流I/A小燈泡的發(fā)光情況11.50.18暗22.00.25暗32.50.28亮42.80.31很亮亮(2)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖乙中畫出該圖像.答案圖(3)分析表格中的數(shù)據(jù)可知：①小燈泡的額定功率為

0.7

W，小燈泡正常發(fā)光時的電阻為

8.93Ω

(結(jié)果保留兩位小數(shù)).

②當(dāng)U實(shí)=U額時，P實(shí)

=

P額，燈泡正常發(fā)光；當(dāng)U實(shí)<U額時，P實(shí)

<

P額，燈泡比正常發(fā)光時更暗；當(dāng)U實(shí)>U額時，P實(shí)

>

P額，燈泡比正常發(fā)光時更亮.

0.78.93Ω=<暗>亮③實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小燈泡兩端的電壓逐漸增大時，通過它的電流也隨之增大，燈泡的亮度也變亮，這說明燈泡的亮度取決于它的實(shí)際功率.

④在不同電壓下，小燈泡的電阻不相同，原因是燈絲電阻受到溫度的影響.

實(shí)際功率溫度4.小周同學(xué)帶領(lǐng)組員做“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖甲所示，電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V.(1)該實(shí)驗(yàn)的原理是P=

UI

.閉合開關(guān)前，要將滑片移動至變阻器的

b

(填“a”或“b”)端.

(2)閉合開關(guān)S，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為

1.7

V；若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中的滑片P向

a

(填“a”或“b”)端移動，使電壓表的示數(shù)恰好為

2.5

V，并記下此時電流表的示數(shù).

UIb1.7a2.5(3)移動滑片P，記錄下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丙所示的圖像，根據(jù)圖像信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是

0.5

W.

(4)如果閉合開關(guān)后燈泡不發(fā)光，電壓表沒有示數(shù)，而電流表有示數(shù)，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)是燈泡處發(fā)生了故障，則電路可能出現(xiàn)的故障是燈泡處短路(填“斷路”或“短路”).

0.5短路課后|鞏固提升課堂|探究學(xué)習(xí)課后|鞏固提升課前|自主預(yù)習(xí)【基礎(chǔ)評價】5.決定小燈泡工作時亮暗程度的物理量是()A.電流 B.實(shí)際電功率C.電壓 D.電功B6.如圖是小明測量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖，下列說法正確的是(設(shè)小燈泡電阻不變)()A.向右移動滑片，燈泡變亮，電壓表與電流表的比值變小B.向右移動滑片，燈泡變亮，電壓表與電流表的比值變大C.向左移動滑片，燈泡變暗，電壓表與電流表的比值變大D.向左移動滑片，燈泡變暗，電壓表與電流表的比值不變D7.小明用如圖甲所示的器材測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率.(1)連接好電路后閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，

此時若發(fā)現(xiàn)電流表指針向左發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)，原因是

B

.

A.電流表沒有調(diào)零B.電流表正、負(fù)接線柱接反了(2)糾錯后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，移動滑動變阻器的滑片P，多次進(jìn)行測量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出小燈泡的U-I圖像如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為

0.625

W.

(3)從圖乙中我們可以看出小燈泡的電流與其兩端的電壓并不成正比，這是因?yàn)樾襞莸碾娮桦S溫度的變化而變化.

B0.625溫度8.在“測量小燈泡的電功率和電阻”的實(shí)驗(yàn)中，榮榮同學(xué)選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，電源電壓為6V.(1)為了順利完成實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有滑動變阻器的型號為R1“10Ω

1.5A”和R2“20Ω

1A”供選擇，則

B

.

A.只能選擇R1B.只能選擇R2C.R1與R2均可選用B

(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線按照圖甲所示的電路圖將圖乙中的實(shí)物電路連接完整，要求：閉合開關(guān)前滑動變阻器連入電路的電阻最大.答案圖由電路圖可知，滑動變阻器與開關(guān)、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡額定電壓為2.5

V，電壓表應(yīng)選0~3

V

量程，燈泡正常發(fā)光時的電流約為0.25

A，電流表應(yīng)選0~0.6

A量程，滑動變阻器采取“一上一下”接法，當(dāng)滑動變阻器右下接線柱與開關(guān)左接線柱相連時，滑動變阻器的電阻絲接入電路最長，即滑動變阻器接入電路的電阻最大.(3)電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是

C

.

A.更換小燈泡B.檢查電路是否斷路C.移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光C閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大、電路中電流太小所致，接下來應(yīng)移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，故A、B不符合題意，C符合題意.

0.78.9

(5)在測量小燈泡的電阻時，榮榮為了使測量更準(zhǔn)確，采用了多次測量不同電壓下的電阻值求平均值的方法，你認(rèn)為榮榮的做法不是(填“是”或“不是”)必要的.

由于小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，不同電壓下，燈泡的電阻不同，不能求平均值，所以榮榮的做法不是必要的.不是【素養(yǎng)實(shí)踐】9.小華同學(xué)利用如圖所示的器材測量小燈泡的電功率.實(shí)驗(yàn)中電源電壓3V不變，燈泡的額定電壓為2.5V(電阻約為10Ω)，滑動變阻器的規(guī)格為(10Ω

1A).(1)電路接好后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)約為3V，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn).產(chǎn)生故障的原因可能是小燈泡斷路.

(2)移動滑片P到某位置，電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時的電壓為

2.2

V；要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向

A

(填“A”或“B”)端移動.

(3)該同學(xué)連接好電路后，按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，得到了小燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是

0.625

W.

小燈泡斷路2.2

A0.625(4)實(shí)驗(yàn)中，燈泡的電流與電壓不成正比關(guān)系，這主要是因?yàn)樾襞莸碾娮枋軠囟扔绊?

(5)事實(shí)上，