测功率(学案)

测电功率学案及练习

一、知识与能力聚焦

1．“伏安法”测电功率的原理是： ；实验的目的是： 。

2．滑动变阻器的作用：（1） ；（2）在不同的实验探究中滑动变阻器有不同的作用，①在探究I与U的关系时，滑动变阻器的作用是 ；②在探究I与R的关系时，滑动变阻器的作用是 ；③在用“伏安法”测定值电阻的阻值时，滑动变阻器的作用是 ；④在用“伏安法”测小灯泡的阻值时，滑动变阻器的作用是 ；⑤在用“伏安法”测小灯泡的电功率时，滑动变阻器的作用是 ； 3．在用“伏安法”测小灯泡的电功率时，滑动变阻器规格的选择是实验成功的关键，我们选择的依据是：①是 ；②是电源电压；③是小灯泡的电阻。由此确定滑动变阻器的 电阻和允许通过的 。

4．实验故障是实验是否顺利的关键，因此迅速而准确地判断并排除故障是实验得以顺利进行的保证。在用“伏安法”测小灯泡的电功率时，可能出现以下情况，请给予分析并提出排除方案。

故障1：闭合开关，灯不亮，电压表和电流表均无示数。原因是： 。

故障2：闭合开关，灯不亮，电压表的指针明显偏转，电流表无示数。原因是： ； 或 。

故障3：电压表或电流表的指针反向偏转。原因是： ；后果是 。

故障4：电压表与电流表的指针偏转的角度很小。原因是： ； 或 。 故障5：闭合开关，电表指针超过最大刻度。原因是： ； 或 。

故障6：闭合开关灯泡很暗，滑动变阻器的滑片移动时，电表示数及灯的亮度均无变化。原因是： 。 故障7：闭合开关灯泡很亮，移动滑片时，电表示数及灯的亮度均无变化。原因是： ； 或 。 故障8：闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表的示数均小于灯泡的额定电压。原因是： 。

故障9：闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表的示数均大于灯泡的额定电压。原因是： ； 或 。5．电功率的特殊测量：

（1）电压表的大量程已损坏（小量程无法测额定电压），设计电路时可以 ，使电压表示数为 。如图所示，已知灯泡L的额定电压为U额，电源电压为U且不变，移动滑片，当电压表示数为 时，灯泡正常发光。

（2）没有电压表，利用电流表和定值电阻R0配合测量电功率——欧安法（已知U额）

如图所示，移动滑片，当 （选填：“A1表”或“A2表”）示数为 时，灯泡恰好能正常发光。

（3）没有电流表，利用电压表和定值电阻R0配合测量电功率——伏欧法（已知U额）

如图所示，移动滑片，当电压表示数为 时，保持滑片不动，断开开关将电压表改接在R0两端，再闭合开关，读出电压表的示数U0，则灯泡的额定功率为 。

二、强化练习

1．在“小灯泡电功率”实验中，电源电压为6V，小灯泡L的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω左右，可供选择的滑动变阻器R1、R2的最大阻值分别为10Ω、20Ω，实验电路如图所示。

（1）应该选用的滑动变阻器是 （选填：“R1”或“R2”）；

（2）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来的操作是 ； （3）根据实验数据绘制成的U—I图像如图。根据图像信息，可以算出小灯泡的额定功率为 W，当滑片向左移动时，灯丝的电阻将 （选填：“变大”、“变小”或“不变”）；

（4）向左继续移动滑片，小灯泡突然熄灭，此时电流表示数为0，那么发生的故障是 ，此时电压表的示数是 V。

·教育是一项良心工程·

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无论在什么时候，永远不要以为自己已经知道了一切 2．在测量额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）功率的实验中，老师提供了以下器材：电流表、电压表、开关、电压为6V的电源和滑动变阻器各一个，导线若干．

（1）何刚同学设计了如图1所示的电路图．在连接电路过程中，开关要 ，滑动变阻器的阻值调到 ，理由是 ．

（2）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，电压表有较大示数，分析其原因可能是 ．

（3）纠正电路中的错误后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电流表、电压表的示数如图2甲、乙所示，电路中的电流是 A，小灯泡两端的电压是 V，要测量小灯泡的额定功率，根据电路图，应将滑动变阻器的滑片向 节（选填“左”或“右”）．

（4）李亮同学重新移动滑动变阻器多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图象，如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W．在该图象中发现电流不与电压成正比，这是因为 ． 3．有一只额定电压为2.5V，额定功率为1W的小灯泡，要求较精确地测出它的额定功率．实验台上有下列器材：电源（电压6V）；电流表（0~0.6A和0~3A双量程）；电压表（0~3V和0~15V双量程）；最大阻值5Ω的滑动变阻器和最大阻值为15Ω的滑动变阻器各一只；开关；导线若干．那么，在实验中：

（1）你将选用电压表的哪一量程？答 ，理由是 ． （2）你将选用电流表的哪一量程？答 ，理由是 ．

（3）你将选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器？理由是 ． 4．在用伏安法测电阻和测功率的实验中，实验桌上有 下列器材：两节干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡、开关各一个和若干导线．请你用这些器材测量小灯泡的额定功率和正常工作时的电阻（已知小灯泡的额定功率小于lW）． （1）按本实验要求，用笔画线代替导线将图甲中的器材连成实验电路（注意电表量程的选择，连线不要交叉）． （2）王华实验时，用试触法闭合开关发现，灯泡不亮，电流表指针迅速偏向最大值、电压表无示数．请帮王华分析，此电路的故障可能是 ，在家庭电路中出现这种情况，可能会发生 事故． （3）王华纠正电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，这时电流表的示数如图乙所示，根据实验数据可测得小灯泡的额定功率为 W，正常工作时小灯泡的电阻是 Ω． 5．图1是小红同学在“测量小灯泡的电功率”实验中连接的实验电路，小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压为6V． （1）当开关闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数 ，电压表示数 ．（填“变大”“变小”或“不变”） 电流I/A 0.34 0.42 实验次数 电压U/V 1 3.0 2 3.8 3 4.5 （2）同组的小刚同学发现接线中有一处错误，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就会符合实验要求．请你在需要改动的导线上打上“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线． ·教育是一项良心工程·

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无论在什么时候，永远不要以为自己已经知道了一切 （3）电路连接正确后，他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中．若第二次测量时电流表的示数如图2所示，则此时电流为 A，小灯泡的额定功率为 W． （4）假设电压表的0～15V 量程已损坏，只有0～3V 量程能正常使用．若利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请在虚线框中画出你设计的电路图．

6．为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的功率，现提供如下器材：电压表（量程有“0～3V”和“0～15V”），电流表（量程有“0～0.6A”和“0～3A”），滑动变阻器（规格分别为“10Ω lA”、“20Ω 2A”、“50Ω 1.5A”），开关，学生电源和若干条导线． 小明连接完电路后闭合开关，把滑动变阻器的滑片从一端移到另一端的过程中，测得了如下表所示的六组数据．若灯泡电阻和电源电压在实验过程中不变，请你根据这些数据，解答下列问题： （1）在导体电阻一定时，导体中的电流应随导体两端电压的增大而增大，可实验中电压表的示数越大，电流表的示数却越小，其原因可能是： ．

（2）该实验中所用电源电压是 V，灯泡的电阻是 Ω． （3）该灯泡的额定功率应当是 W．

（4）从实验数据来看，小明所选的滑动变阻器的规格应当是 ．

7．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选用的小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω． （1）为顺利完成实验，现有电压为4.5V和6V的两电池组可供选择，则（ ） A．只能选择4.5V的电池组 B．只能选择6V的电池组

C．两电池组均可选用 D．须将其变成10.5V的电池组使用

（2）小明的同学小惠在借助上述实验器材完成实验时，不小心将电流表损坏，由于没有多余的电流表更换，老师取走电流表，并拿来一个电阻箱代替滑动变阻器接在原电路中．

①闭合开关后，发现灯泡不发光，电压表的示数等于电源电压，则故障的原因可能是灯泡 （选填“短路”或“断路”）； ②排除故障后，当小灯泡在额定电压下工作时，电阻箱接入电路的阻值为R0，则计算小灯泡额定功率的表达式为 ．（电源电压恒定不变）

电流表示数I/A 0.10 0.12 0.15 0.20 0.22 0.25 实验次数 电压表示数 1 3.0 2 2.8 3 2.5 4 2.0 5 1.8 6 1.5 ·教育是一项良心工程· 3