九年级物理全册 第十六章 第三节 测量电功率课件 (新版)沪科版教材

1、第三节测量电功率 【体验体验】电功率的计算及测量电功率的计算及测量活动活动: :观察手电筒上的小灯泡的铭牌观察手电筒上的小灯泡的铭牌(1)(1)小灯泡的小灯泡的3.8V3.8V表示的含义是表示的含义是_,_,0.5A0.5A的含义是的含义是_。(2)(2)根据标注的电压和电流值根据标注的电压和电流值, ,结合电功率的公式结合电功率的公式可可求得小灯泡的电功率是求得小灯泡的电功率是W W。(3)(3)把该小灯泡先接入只有一节干电池的电路把该小灯泡先接入只有一节干电池的电路, ,再接入只有两节再接入只有两节干电池的电路干电池的电路, ,此时小灯泡的发光亮度将变此时小灯泡的发光亮度将变( (选填选填

2、“亮亮”或或“暗暗”),),此时小灯泡的电功率将变此时小灯泡的电功率将变( (选填选填“大大”或或“小小”) )。提示提示: :(1)(1)额定电压为额定电压为3.8V3.8V额定电流为额定电流为0.5A0.5A(2)P=UI(2)P=UI1.91.9(3)(3)亮大亮大1.1.测量小灯泡功率的原理是什么测量小灯泡功率的原理是什么? ?2.2.小灯泡的亮度与小灯泡的电功率有什么关系小灯泡的亮度与小灯泡的电功率有什么关系? ?3.3.如何利用电能表测量小灯泡的电功率如何利用电能表测量小灯泡的电功率? ?探究探究 测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率1.1.实验原理实验原理: :通过通过“体验体验

3、”可知可知, ,要知道小灯泡在不同电压下的要知道小灯泡在不同电压下的电功率大小电功率大小, ,需要测量小灯泡两端的需要测量小灯泡两端的和通过小灯泡的和通过小灯泡的, ,所以测量电功率的原理是所以测量电功率的原理是。提示提示: :在在“体验体验”活动中活动中, ,根据公式根据公式P=UI,P=UI,代入数据可求出小灯代入数据可求出小灯泡的额定功率。故测量小灯泡的电功率泡的额定功率。故测量小灯泡的电功率, ,在测得电压和电流的在测得电压和电流的前提下前提下, ,根据根据P=UIP=UI可以算不同电压下的电功率。可以算不同电压下的电功率。参考答案参考答案: :电压电流电压电流P=UIP=UI2.2.

4、测量器材测量器材: :(1)(1)利用利用测量电压。测量电压。(2)(2)利用利用测量电流。测量电流。(3)(3)在实验中在实验中, ,为了观察不同电压下灯泡亮度为了观察不同电压下灯泡亮度, ,需要多次测量需要多次测量和和, ,故需要增加故需要增加仪器。仪器。参考答案参考答案: :(1)(1)电压表电压表(2)(2)电流表电流表(3)(3)电压电流滑动变阻器电压电流滑动变阻器3.3.实验设计及分析实验设计及分析: :(1)(1)根据所选的器材根据所选的器材, ,设计实验电路图。设计实验电路图。参考答案参考答案: :(2)(2)根据电路图连接实物图并回答问题。根据电路图连接实物图并回答问题。连接

5、电路时连接电路时, ,开关应处于开关应处于状态状态; ;闭合开关前闭合开关前, ,滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的滑片应置于。提示提示: :分析电路图分析电路图, ,结合每个元件的连接特点结合每个元件的连接特点, ,完成实物图连接。完成实物图连接。为保证电路的连接安全为保证电路的连接安全, ,在连接电路时在连接电路时, ,开关应断开开关应断开, ,并在开关并在开关闭合前闭合前, ,把滑片置于变阻器的阻值最大端把滑片置于变阻器的阻值最大端, ,以免开关闭合时以免开关闭合时, ,电电流过大流过大, ,烧毁元件。烧毁元件。参考答案参考答案: :断开阻值最大端断开阻值最大端如何选择电流表和电压表的量

6、程如何选择电流表和电压表的量程? ?提示提示: :a.a.电压表量程的选择要参考小灯泡的额定电压。电压表量程的选择要参考小灯泡的额定电压。b.b.电流电流表量程的选择表量程的选择, ,应根据小灯泡的额定电压值和所给的电阻应根据小灯泡的额定电压值和所给的电阻, ,结合结合欧姆定律欧姆定律 计算出小灯泡的额定电流计算出小灯泡的额定电流, ,依据小灯泡的额定电依据小灯泡的额定电流选择电流表的量程。在不知道小灯泡电阻的情况下流选择电流表的量程。在不知道小灯泡电阻的情况下, ,可以采可以采用试触的方法。用试触的方法。参考答案参考答案: :a.a.依据额定电压和小灯泡的额定电流。依据额定电压和小灯泡的额定

7、电流。b.b.根据试触法。根据试触法。UIR应如何探究小灯泡的实际功率与它两端电压的关系应如何探究小灯泡的实际功率与它两端电压的关系? ?提示提示: :为了探究小灯泡的实际功率随它两端电压的变化情况为了探究小灯泡的实际功率随它两端电压的变化情况, ,以以及小灯泡的亮度随实际功率的变化情况及小灯泡的亮度随实际功率的变化情况, ,需要用到滑动变阻器需要用到滑动变阻器, ,使小灯泡两端的电压依次等于它的额定电压、为额定电压的使小灯泡两端的电压依次等于它的额定电压、为额定电压的1.21.2倍、低于额定电压倍、低于额定电压, ,测出这三种情况下小灯泡的功率。测出这三种情况下小灯泡的功率。参考答案参考答案

8、: :调节滑动变阻器调节滑动变阻器, ,使小灯泡两端的电压依次等于它的使小灯泡两端的电压依次等于它的额定电压、为额定电压的额定电压、为额定电压的1.21.2倍、低于额定电压。倍、低于额定电压。(3)(3)分析实验数据。通过调节分析实验数据。通过调节得出多组电压和电流示得出多组电压和电流示数及相应的灯泡亮度数及相应的灯泡亮度, ,如下如下计算不同电压下计算不同电压下, ,小灯泡的功率小灯泡的功率, ,填入表格。填入表格。对比功率与灯泡亮度可发现对比功率与灯泡亮度可发现, ,小灯泡的亮度由小灯泡的亮度由决定。决定。电压电压U/VU/V2.02.02.52.53.03.0电流电流I/AI/A0.22

9、0.220.250.250.280.28电功率电功率P/WP/W灯泡发光情况灯泡发光情况暗暗正常正常很亮很亮提示提示: :根据根据P=UIP=UI可计算得出不同电压下的功率。分析表格可知可计算得出不同电压下的功率。分析表格可知: :当小灯泡两端的电压高于额定电压时当小灯泡两端的电压高于额定电压时, ,小灯泡的实际功率大于小灯泡的实际功率大于额定功率额定功率, ,小灯泡比较亮小灯泡比较亮; ;当小灯泡两端的电压等于额定电压时当小灯泡两端的电压等于额定电压时, ,小灯泡的实际功率等于额定功率小灯泡的实际功率等于额定功率, ,小灯泡正常发光小灯泡正常发光; ;当小灯泡两当小灯泡两端的电压小于额定电压

10、时端的电压小于额定电压时, ,小灯泡的实际功率小于额定功率小灯泡的实际功率小于额定功率, ,小小灯泡发光比较暗。所以小灯泡的亮度取决于实际功率灯泡发光比较暗。所以小灯泡的亮度取决于实际功率, ,单纯比单纯比较电流或电压的大小较电流或电压的大小, ,无法判断小灯泡的亮度。无法判断小灯泡的亮度。参考答案参考答案: :滑动变阻器滑动变阻器0.440.440.6250.6250.840.84实际功率实际功率4.4.交流与评估交流与评估: :(1)(1)在实验中在实验中, ,滑动变阻器的作用滑动变阻器的作用: :_;_;_。提示提示: :把滑动变阻器接入电路把滑动变阻器接入电路, ,增大了电路中的电阻增

11、大了电路中的电阻, ,可以限制可以限制电路中的电流电路中的电流, ,有保护电路的作用有保护电路的作用; ;另外另外, ,通过改变滑动变阻器通过改变滑动变阻器的电阻的电阻, ,来改变小灯泡两端的电压来改变小灯泡两端的电压, ,使小灯泡两端的电压分别等使小灯泡两端的电压分别等于额定电压、高于额定电压、低于额定电压于额定电压、高于额定电压、低于额定电压, ,探究小灯泡实际探究小灯泡实际功率和额定功率的关系。功率和额定功率的关系。参考答案参考答案: :保护电路改变小灯泡两端的电压保护电路改变小灯泡两端的电压(2)(2)小灯泡两端的电压能否超过额定电压很多小灯泡两端的电压能否超过额定电压很多? ?提示提

12、示: :电压过高会烧坏小灯泡。电压过高会烧坏小灯泡。参考答案参考答案: :不能。不能。(3)(3)在此实验中在此实验中, ,能否多次测量求小灯泡功率的平均值能否多次测量求小灯泡功率的平均值? ?提示提示: :由于实验中测出的电功率是在不同的电压下测出的由于实验中测出的电功率是在不同的电压下测出的, ,电功电功率的值是相对于不同电压来说的率的值是相对于不同电压来说的, ,应分别求出各自电压下的电应分别求出各自电压下的电功率。只有额定电压下的电功率才是额定功率功率。只有额定电压下的电功率才是额定功率, ,所以求平均值所以求平均值没有意义。没有意义。参考答案参考答案: :多次测量目的是寻找小灯泡的实

13、际功率随它两端电多次测量目的是寻找小灯泡的实际功率随它两端电压的变化规律压的变化规律, ,所以不能多次测量求平均值。所以不能多次测量求平均值。1.1.实验原理实验原理:P=_:P=_。2.2.实验设计实验设计: :(1)(1)用用_测出小灯泡正常工作时的电压。测出小灯泡正常工作时的电压。(2)(2)用用_测出小灯泡正常工作时的电流。测出小灯泡正常工作时的电流。(3)(3)通过调节通过调节_,_,使小灯泡的电压分别高于使小灯泡的电压分别高于( (低于低于) )小小灯泡两端的灯泡两端的_电压电压, ,观察小灯泡的亮度观察小灯泡的亮度, ,记下电压表、电流记下电压表、电流表示数。表示数。UIUI电压

14、表电压表电流表电流表滑动变阻器滑动变阻器额定额定3.3.实际功率与小灯泡亮度的关系实际功率与小灯泡亮度的关系: :电压电压功率功率灯泡亮度灯泡亮度U U实实UUU额额P P实实_P_P额额比正常发光比正常发光_ 亮亮【拓展延伸拓展延伸】“伏安法测功率伏安法测功率”与与“伏安法测电阻伏安法测电阻”的实验器的实验器材与电路图相同材与电路图相同; ;不同之处不同之处: :实验原理不同实验原理不同, ,数据的处理方式不数据的处理方式不同同,“,“伏安法测电阻伏安法测电阻”要多次实验求平均值要多次实验求平均值, ,而用电器的电功率而用电器的电功率在不同的电压下是不同的在不同的电压下是不同的, ,不能求平

15、均值。不能求平均值。 考点考点 伏安法测小灯泡的电功率伏安法测小灯泡的电功率【典例典例】如图甲是小红在如图甲是小红在“测量小灯泡的电功率测量小灯泡的电功率”实验时连接实验时连接的电路的电路, ,小灯泡的额定电压为小灯泡的额定电压为3.8V,3.8V,电源电压恒为电源电压恒为6V6V。(1)(1)请用笔画线代替导线请用笔画线代替导线, ,将甲图电路连接完整。将甲图电路连接完整。(2)(2)当开关闭合当开关闭合, ,变阻器滑片变阻器滑片P P向左移动时向左移动时, ,电流表示数电流表示数, ,电压表示数电压表示数。( (选填选填“变大变大”“”“变小变小”或或“不变不变”) )(3)(3)调节滑动

16、变阻器使灯泡正常发光调节滑动变阻器使灯泡正常发光, ,电流表的示数如图乙所示电流表的示数如图乙所示, ,此时电路电流为此时电路电流为A,A,小灯泡的额定功率为小灯泡的额定功率为W W。(4)(4)如果电压表的如果电压表的0 015V15V量程被损坏量程被损坏, ,只有只有0 03V3V量程能正常使量程能正常使用用, ,要求利用原有器材测出小灯泡的额定功率。请在下面的虚要求利用原有器材测出小灯泡的额定功率。请在下面的虚线框中画出你设计的电路图。线框中画出你设计的电路图。【思路导引思路导引】解答本题的三个关键点解答本题的三个关键点: :关键点关键点1:1:电压表量程的选择。电压表量程的选择。关键点

17、关键点2:2:滑动变阻器在电路中的作用。滑动变阻器在电路中的作用。关键点关键点3:3:灯泡额定功率为灯泡额定功率为P P额额=U=U额额I I额额。【精讲精析精讲精析】本题考查测量小灯泡电功率的实验探究。本题考查测量小灯泡电功率的实验探究。(1)(1)测测量小灯泡电功率量小灯泡电功率, ,应测通过小灯泡的电流和两端的电压应测通过小灯泡的电流和两端的电压, ,故电压故电压表应和小灯泡并联表应和小灯泡并联, ,则电压表的则电压表的“-”-”接线柱应和小灯泡左端接接线柱应和小灯泡左端接线柱相连线柱相连( (或和滑动变阻器右下接线柱相连或和滑动变阻器右下接线柱相连);(2);(2)当开关闭合当开关闭合

18、, ,变阻器滑片变阻器滑片P P向左移动时向左移动时, ,滑动变阻器接入电路的阻值变大滑动变阻器接入电路的阻值变大, ,电电路中电流变小路中电流变小, ,即电流表示数变小即电流表示数变小, ,电压表示数电压表示数U UL L=IR=IRL L,R,RL L可认为可认为不变不变,I,I变小变小, ,故故U UL L变小变小;(3);(3)由图乙读得小灯泡正常发光时通过由图乙读得小灯泡正常发光时通过的电流的电流I I额额=0.32A,=0.32A,则小灯泡的额定功率则小灯泡的额定功率P P额额=U=U额额I I额额=3.8V=3.8V0.32A0.32A=1.216W;(4)=1.216W;(4)

19、若电压表的若电压表的0 015V15V量程被损坏量程被损坏, ,只有只有0 03V3V量程能量程能正常使用正常使用, ,小于小于3.8V,3.8V,故电压表不能直接测小灯泡两端的电压故电压表不能直接测小灯泡两端的电压, ,应测滑动变阻器两端的电压应测滑动变阻器两端的电压, ,当滑动变阻器两端的电压当滑动变阻器两端的电压U=6V-U=6V-3.8V=2.2V3.8V=2.2V时时, ,小灯泡正常发光小灯泡正常发光, ,读得此时电流表的示数读得此时电流表的示数, ,即可即可计算出小灯泡的额定功率。计算出小灯泡的额定功率。答案答案: :(1)(1)电路如图所示电路如图所示(2)(2)变小变小变小变小

20、(3)0.32(3)0.321.2161.216(4)(4)电路图如图所示电路图如图所示【方法归纳方法归纳】电功率的测量电功率的测量(1)(1)利用电流表和电压表测量，实验原理利用电流表和电压表测量，实验原理:P=UI:P=UI。(2)(2)用电能表测量用电器电功率用电能表测量用电器电功率: :具体方法具体方法: :a.a.记下电能表每记下电能表每kWkWh h的转数的转数N N。b.b.关闭其他用电器，只让待测用电器工作。关闭其他用电器，只让待测用电器工作。c.c.用停表或钟表测量待测用电器工作时电能表圆盘转用停表或钟表测量待测用电器工作时电能表圆盘转n n转所用转所用的时间的时间t t。d

21、.d.计算待测用电器的实际功率计算待测用电器的实际功率: :WPt。6n3.6 10 JNPt1.1.在在做做“测量小灯泡电功率测量小灯泡电功率”的实验的实验中中, ,某班四位同学所连接某班四位同学所连接的电路图如图所示的电路图如图所示, ,其中连接正确的是其中连接正确的是( () )【解析解析】选选B B。本题考查判断电路的连接情况。本题考查判断电路的连接情况。A A图中电压表不图中电压表不能与灯泡串联能与灯泡串联, ,故故A A错错;C;C图中电压表未接入电路图中电压表未接入电路, ,且电流表正负且电流表正负接线柱接反接线柱接反, ,故故C C错错;D;D图中电压表只用了一个接线柱图中电压

22、表只用了一个接线柱, ,未接入电未接入电路路, ,不能使用不能使用, ,故故D D错错; ;只有只有B B图中的电路连接正确图中的电路连接正确, ,故选故选B B。2.2.在今年的实验技能考试中在今年的实验技能考试中, ,实验桌上准备的器材有实验桌上准备的器材有: :学生电源、学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干。电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干。在做测量小灯泡的电功率实验时在做测量小灯泡的电功率实验时, ,小明在连接电路的过程中小明在连接电路的过程中, ,由由于疏忽于疏忽, ,把两表的位置给颠倒了把两表的位置给颠倒了, ,其他连接正确无误。当

23、开关闭其他连接正确无误。当开关闭合后合后, ,所产生的现象是所产生的现象是( () )A.A.电流表将被烧坏电流表将被烧坏B.B.电压表将被烧坏电压表将被烧坏C.C.电压表有读数、电流表的读数几乎为电压表有读数、电流表的读数几乎为0 0D.D.电流表有读数、电压表的读数几乎为电流表有读数、电压表的读数几乎为0 0【解析解析】选选C C。本题考查电路故障的判断。当把电压表和电流。本题考查电路故障的判断。当把电压表和电流表的位置给颠倒后表的位置给颠倒后, ,由于电压表串联在电路中由于电压表串联在电路中, ,且电压表的阻值且电压表的阻值特别大特别大, ,所以导致电路中的电流很小所以导致电路中的电流很

24、小, ,所以电压表有读数所以电压表有读数, ,电流电流表的读数几乎为零。故选表的读数几乎为零。故选C C。3.3.为了测量小灯泡的电功率为了测量小灯泡的电功率, ,在具体实验操作中在具体实验操作中, ,手和眼的分工手和眼的分工应该是应该是( () )A.A.手移动滑动变阻器的滑片手移动滑动变阻器的滑片, ,眼睛观察电流表眼睛观察电流表B.B.手移动滑动变阻器的滑片手移动滑动变阻器的滑片, ,眼睛观察电压表眼睛观察电压表C.C.手移动滑动变阻器的滑片手移动滑动变阻器的滑片, ,眼睛观察灯泡是否发光眼睛观察灯泡是否发光D.D.手按开关手按开关, ,眼睛观察小灯泡眼睛观察小灯泡【解析解析】选选B B

25、。本题考查了测功率实验中的操作。测量小灯泡。本题考查了测功率实验中的操作。测量小灯泡的电功率时的电功率时, ,是否达到额定功率是否达到额定功率, ,主要看小灯泡两端的电压是否主要看小灯泡两端的电压是否达到额定电压达到额定电压, ,所以应用手移动滑动变阻器的滑片所以应用手移动滑动变阻器的滑片, ,眼睛观察电眼睛观察电压表。故选压表。故选B B。4.4.在一电路中有两个小灯泡在一电路中有两个小灯泡, ,观察它们的发光情况后观察它们的发光情况后, ,发现亮度发现亮度不同不同, ,对亮度较强的小灯泡对亮度较强的小灯泡, ,下面讨论正确的是下面讨论正确的是( () )A.A.通过它的电流一定大通过它的电

26、流一定大B.B.它的电阻一定大它的电阻一定大C.C.它的额定功率一定大它的额定功率一定大D.D.它的实际功率一定大它的实际功率一定大【解析解析】选选D D。本题考查了用电器的工作状态不同的影响因素。本题考查了用电器的工作状态不同的影响因素。灯泡的亮度取决于实际功率灯泡的亮度取决于实际功率, ,亮度越强的灯泡亮度越强的灯泡, ,实际功率越大。实际功率越大。故选故选D D。5.5.在在“测量小灯泡的功率测量小灯泡的功率”的实验中的实验中, ,小明要测量一个标有小明要测量一个标有“2.5V”2.5V”字样的小灯泡的额定功率字样的小灯泡的额定功率, ,通过实验得到这个小灯泡通过实验得到这个小灯泡的的U

27、-IU-I关系图像关系图像, ,如图所示。由图可知如图所示。由图可知: :小灯泡的额定功率小灯泡的额定功率P=P=W;W;当当U=1.5VU=1.5V时时, ,小灯泡的电阻小灯泡的电阻R=R=。【解析解析】本题考查了根据图像计算电功率。小明要测量的小灯本题考查了根据图像计算电功率。小明要测量的小灯泡的额定电压为泡的额定电压为2.5 V2.5 V，由题图可知，小灯泡的额定电流为，由题图可知，小灯泡的额定电流为0.25 A0.25 A，所以额定功率为，所以额定功率为P=UI=2.5 VP=UI=2.5 V0.25 A=0.625 W0.25 A=0.625 W；当；当U=1.5 VU=1.5 V时

28、，通过小灯泡的电流为时，通过小灯泡的电流为0.2 A0.2 A，根据公式，根据公式答案答案: :0.62 57.5 0.62 57.5 U1.5 VR7.5 I0.2 A。6.6.有两个定值电阻有两个定值电阻R R1 1=12,R=12,R2 2=24,=24,串联后接在某电源上串联后接在某电源上,R,R1 1、R R2 2两端的电压之比为两端的电压之比为;R;R1 1、R R2 2消耗的电功率之比为消耗的电功率之比为; ;如果并联后接在同一电源上如果并联后接在同一电源上, ,通过通过R R1 1、R R2 2的电流之比的电流之比为为;R;R1 1、R R2 2消耗的电功率之比为消耗的电功率之

29、比为。【解析解析】本题考查电功率与电阻的关系。两电阻串联本题考查电功率与电阻的关系。两电阻串联, ,通过它通过它们的电流相等们的电流相等, ,则它们两端的电压之比等于它们的电阻之比则它们两端的电压之比等于它们的电阻之比; ;根根据据P=UIP=UI可知可知, ,电功率之比等于它们两端的电压之比电功率之比等于它们两端的电压之比; ;如果并联在如果并联在同一电源上同一电源上, ,它们两端的电压相同它们两端的电压相同, ,根据根据U=IRU=IR可知可知, ,通过的电流通过的电流与定值电阻的电阻成反比与定值电阻的电阻成反比, ,根据根据P=UIP=UI知知, ,电功率之比和电流之比电功率之比和电流之

30、比相同。相同。答案答案: :12121212212121217.7.某同学在某同学在“测定小灯泡额定功率测定小灯泡额定功率”的实验中的实验中, ,所用电源电压所用电源电压为为6V,6V,小灯泡小灯泡L L的额定电压为的额定电压为2.5V,2.5V,他按图甲所示的电路进行实他按图甲所示的电路进行实验。实验时验。实验时, ,他调节滑动变阻器滑片的位置他调节滑动变阻器滑片的位置, ,观察小灯泡发光的观察小灯泡发光的情况情况, ,并记录电表的示数并记录电表的示数( (如表所示如表所示),),请回答下列问题请回答下列问题: :实验次数实验次数 表示数表示数/V/V 表示数表示数/A/A1 12.02.00.170.172 22.52.50.200.203 33.03.00.220.22(1)(1)请你用笔画线代替导线请你用笔画线代替导线, ,根据图甲所示的电路图根据图甲所示的电路图, ,将图乙所将图乙所示实物图连接完整。示实物图连接完整。(2)(2)分析表中实验数据分析表中实验数据, ,可知小灯泡可知小灯泡L L的额定功率为的额定功率为W W。(3)(3)小施同学分析表中实验数据后小施同学分