第六章

電功率第4節(jié)

燈泡的電功率1.能區(qū)分用電器的額定功率與實(shí)際功率，能從說明書或銘牌上了解家用電器的額定功率。2.會比較小燈泡的亮度，會用伏安法測小燈泡的電功率。

不同的燈泡為什么亮度不同？每個(gè)燈泡上都有銘牌，銘牌上的數(shù)字都有什么物理意義？1.額定電壓與額定功率(1)額定電壓：用電器正常工作時(shí)的電壓。(2)額定功率：用電器在額定電壓下工作時(shí)的電功率。2.實(shí)際電壓與實(shí)際功率(1)實(shí)際電壓：用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓。實(shí)際電壓可以等于額定電壓，也可以高于或低于額定電壓。知識點(diǎn)1額定功率(2)實(shí)際功率：用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的功率。實(shí)際功率可以等于其額定功率，但是，若實(shí)際電壓高于額定電壓，則實(shí)際功率大于額定功率，用電器有可能損壞；若實(shí)際電壓低于額定電壓，則實(shí)際功率小于額定功率，用電器不能正常工作。3.用電器的銘牌以白熾燈的銘牌為例，如圖所示。(1)220V——用電器的額定電壓。(2)100W——用電器的額定功率。知識詳解額定功率與實(shí)際功率的聯(lián)系與區(qū)別：物理量額定功率實(shí)際功率區(qū)別定義用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率用電器在實(shí)際電壓下工作時(shí)的功率是否變化不隨實(shí)際電壓的改變而改變隨實(shí)際電壓的改變而改變聯(lián)系U

實(shí)>U

額，P

實(shí)>P

額；U

實(shí)=U

額，P

實(shí)=P

額；U

實(shí)<U

額，P

實(shí)<P

額

如圖甲所示，把標(biāo)有“6V3W”的燈泡L和滑動變阻器R

串聯(lián)接入恒定電壓為9V的電源上，通過燈泡L的電流I

與燈泡L兩端電壓U的關(guān)系如圖乙所示。則燈泡L正常發(fā)光時(shí)，滑動變阻器接入電路的電阻是______Ω；當(dāng)電路中的電流為0.4A時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率是______

W。61.6解析：理解額定電壓和額定功率的定義，是求用電器正常工作時(shí)電流的前提；求燈泡的實(shí)際功率，找準(zhǔn)已知電流對應(yīng)的電壓值是關(guān)鍵。

方法點(diǎn)撥解答涉及燈泡銘牌及圖像提供條件類串聯(lián)電路問題，分析時(shí)要注意以下關(guān)鍵問題：1.這類題目通常有兩個(gè)隱含條件(1)題目中“燈泡L正常發(fā)光”表示燈泡L兩端電壓等于它的額定電壓。(2)串聯(lián)電路中各處的電流相等也是一個(gè)隱含條件。2.當(dāng)用I-U

圖像提供關(guān)于燈泡的有關(guān)信息時(shí)，一定要注意燈絲電阻是變化的，計(jì)算對應(yīng)電流下的實(shí)際功率，要由圖像找出對應(yīng)的電壓值，然后用公式P=UI計(jì)算燈泡的實(shí)際功率。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄啃襞蓦姽β逝c電壓的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)原理

P=UI。3.測量工具電壓表和電流表(伏安法)。4.電路圖(如圖所示)。知識點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)：測量小燈泡的電功率5.實(shí)驗(yàn)操作的基本要求(1)接線過程中，開關(guān)處于斷開狀態(tài)；(2)

閉合開關(guān)前，應(yīng)該將滑動變阻器的阻值調(diào)至最大，這樣能更好地保護(hù)電路；(3)

電路連接小技巧：連接電路時(shí)，可將其他器材先連接好，最后將電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端。6.滑動變阻器在本實(shí)驗(yàn)中的作用(1)

改變燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，從而實(shí)現(xiàn)多次測量；(2)保護(hù)電路。實(shí)驗(yàn)多次測量目的測量定值電阻的阻值求平均值，減小誤差測量小燈泡的電阻測量不同電壓下燈絲的電阻，研究燈絲電阻與溫度的關(guān)系測量小燈泡的電功率研究小燈泡的電功率與電壓的關(guān)系7.實(shí)驗(yàn)分析的基本要求(1)與前面綜合性實(shí)驗(yàn)相同，注意常見故障的分析；(2)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰疤骄啃襞蓦姽β逝c電壓的關(guān)系”，求平均電功率是沒有意義的；(3)

歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的技巧：結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩須w納，歸納出的結(jié)論不能與實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o關(guān)。

小燈泡電功率的測量結(jié)果為什么不能求平均值？答：在不同電壓下，小燈泡的功率是不同的，只有在額定電壓下，小燈泡的功率才等于額定功率，計(jì)算小燈泡電功率的平均值沒有意義，該實(shí)驗(yàn)測出多組數(shù)據(jù)的目的是測量不同電壓下小燈泡的電功率。某同學(xué)計(jì)劃利用如圖甲所示的器材測量小燈泡的電功率，已知小燈泡的額定電壓是2.5V。(1)實(shí)驗(yàn)中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請?jiān)谶B接錯誤的導(dǎo)線上畫“×”并用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路的正確連接。解：如圖所示。解析：圖甲中，電壓表測量的是小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)后的總電壓，測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電壓表要測量小燈泡兩端的電壓。(2)

閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片位置應(yīng)放在______(填“A”或“B”)端。B解析：閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)放在接入電路的阻值最大的B

端。(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，在完成第1次實(shí)驗(yàn)后，若還需測量小燈泡的額定功率，則需將滑動變阻器滑片______

(選填“A”或“B”)端移動，實(shí)驗(yàn)次數(shù)電壓電流電功率燈泡亮暗情況12.0V0.28A0.56W較暗22.5V正常發(fā)光32.8V0.34A0.95W較亮A直到電壓表示數(shù)為2.5V，若此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為______W。0.8解析：由表格中的數(shù)據(jù)可知，第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，小燈泡兩端的電壓為2.0V，小于其額定電壓2.5V；若還需測量小燈泡的額定功率，則需減小滑動變阻器接入電路的阻值，將滑動變阻器的滑片向A

端移動，直到電壓表示數(shù)為2.5V，如圖乙所示，電流表的量程為0~0.6A，示數(shù)為0.32A，小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W。(4)分析表格中信息可得：在電路安全范圍內(nèi)，小燈泡兩端實(shí)際電壓越大，消耗的電功率______，燈泡越亮。越大解析：分析表格中信息可得：在電路安全范圍內(nèi)，小燈泡兩端實(shí)際電壓越大，消耗的電功率越大，燈泡越亮。(5)小明對數(shù)據(jù)分析后認(rèn)為還可以得出通過燈泡的電流和燈泡兩端的電壓成正比的結(jié)論，這種說法是______(

填“正確”或“錯誤”)

的，理由是____________________________。錯誤解析：由表格中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)過程中，通過燈泡的電流和燈泡兩端的電壓不成正比，所以小明的說法是錯誤的，原因是燈絲電阻隨溫度的升高而增大。燈絲電阻隨溫度的升高而增大特別提醒1.連接電路時(shí)，開關(guān)要斷開，電流表、電壓表及滑動變阻器的接法和電表量程的選擇必須正確。2.接通電路前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至阻值最大處，使電路中電流最小，保護(hù)電路。方法點(diǎn)撥計(jì)算小燈泡的額定功率時(shí)，先找出額定電壓和額定電壓下的電流，然后利用公式P=UI

進(jìn)行計(jì)算。歸納總結(jié)測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：1.當(dāng)U實(shí)大于U額時(shí)，P實(shí)大于P額，燈泡發(fā)光較亮；2.當(dāng)U實(shí)等于U額時(shí)，P實(shí)等于P額，燈泡正常發(fā)光；3.當(dāng)U實(shí)小于U額時(shí)，P實(shí)小于P額，燈泡發(fā)光較暗。1.測量小燈泡電功率的方法:

。

2.實(shí)驗(yàn)原理:用

測出小燈泡兩端的電壓U,用_______測出通過小燈泡的電流I,根據(jù)公式

計(jì)算出小燈泡的功率。

3.實(shí)際功率和額定功率之間的關(guān)系:U實(shí)<U額,

;

U實(shí)=U額,P實(shí)=P額;

,P實(shí)>P額。伏安法

電壓表

電流表

P=UIP實(shí)<P額

U實(shí)>U額

用伏安法測小燈泡的額定功率和實(shí)際功率時(shí)應(yīng)注意的問題1.電源的選定電源電壓應(yīng)高于小燈泡的額定電壓,燈泡的規(guī)格是選擇電源電壓的依據(jù),例如要測額定電壓是2.5V小燈泡的功率,至少要用兩節(jié)干電池串聯(lián)作電源。2.電表量程的選擇在量程選擇上,電壓表的量程要大于小燈泡的額定電壓,電流表的量程要大于小燈泡的額定電流。3.滑動變阻器的作用滑動變阻器在實(shí)驗(yàn)中有兩方面的作用,一是限流保護(hù)電路,二是分壓作用?；瑒幼冏杵饕耙簧弦幌隆鼻掖?lián)接入電路,否則將不起分壓作用,閉合開關(guān)前,滑片應(yīng)處于阻值最大的位置,否則起不到保護(hù)電路的作用。

【例題】

在測量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)用一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、開關(guān)、電壓為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個(gè)標(biāo)有“20Ω

1.5A”的滑動變阻器,設(shè)計(jì)了電路如圖甲所示。(1)如果小燈泡的額定功率小于2W,電流表的量程選

A為宜。

(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線,按照圖甲所示的電路圖,將圖乙的實(shí)物電路連接完整(連線不得交叉)。(3)在實(shí)驗(yàn)中,若電壓表示數(shù)為2V,則小燈泡的實(shí)際功率________(選填“大于”“小于”或“等于”)額定功率。

(4)當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時(shí),電流表示數(shù)增大,則變阻器接入電路的接線柱應(yīng)是D和

;當(dāng)電壓表的示數(shù)為

V時(shí)小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為0.4A,則小燈泡的額定功率為

W。

(5)另一組的同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線,小燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅。檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確,請你找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處:①___________________________________________________;

②____________________________________________________。解析:(1)如果小燈泡的額定功率小于2

W,通過小燈泡的電流就小于0.53

A,電流表的量程應(yīng)選0~0.6

A。(3)當(dāng)實(shí)際電壓小于額定電壓時(shí),小燈泡的實(shí)際功率也小于它的額定功率。(4)滑動變阻器的滑片離接入電路的“一下”接線柱越遠(yuǎn),連入的電阻就會越大,所以滑動變阻器接入電路的接線柱是D和A。(5)當(dāng)接入最后一根導(dǎo)線時(shí),小燈泡就發(fā)光,可知連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)。小燈泡發(fā)出明亮耀眼的光,說明電路中電流很大,原因是滑動變阻器沒有調(diào)到最大值。答案:(1)0~0.6

(2)如圖所示

(3)小于

(4)A

3.8

1.52(5)①連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開

②沒有將變阻器的滑片調(diào)到阻值最大位置1.測量小燈泡的電功率的電路圖如圖所示,其中正確的是(

)B選項(xiàng)A中電壓表串聯(lián)在電路中,電流表并聯(lián)在電路中,故選項(xiàng)A錯誤;選項(xiàng)C中電壓表測的是電流表兩端的電壓,選項(xiàng)C錯誤;選項(xiàng)D中電流表正、負(fù)接線柱接反了,選項(xiàng)D錯誤。2.測量小燈泡的額定功率時(shí),應(yīng)測量的主要物理量是

(

)A.燈泡的額定電壓和電阻B.燈泡的額定電流和電阻C.燈泡的實(shí)際電壓和電流D.燈泡的額定電壓和電流D測量小燈泡的額定功率,原理是P=UI,被測小燈泡兩端電壓應(yīng)等于額定電壓,并測出這時(shí)的電流,這時(shí)燈的功率等于額定功率,故選D。3.為了測量小燈泡的電功率,在具體操作過程中,手和眼的分工應(yīng)該是(

)A.手移動滑動變阻器的滑片,眼觀電流表B.手移動滑動變阻器的滑片,眼觀小燈泡發(fā)光情況C.手移動滑動變阻器的滑片,眼觀電壓表D.手按開關(guān),眼觀電流表C在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中,在用手調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí),眼睛要觀看電壓表,使電壓表的示數(shù)等于額定電壓、稍高于或低于額定電壓,所以選項(xiàng)C正確。4.在做測量小燈泡的額定功率的實(shí)驗(yàn)時(shí),已知小燈泡的額定電壓是3.8V,其中電源是三節(jié)串聯(lián)的干電池,燈絲的電阻大于10Ω,則電流表應(yīng)選

量程,電壓表應(yīng)選

量程。0~0.6A0~