人教版八下全套同步课程辅导8.3测量小灯泡的电功率
第三节测量小灯泡的电功率一、教材解读根据电功率的公式P=iu,测出小灯泡的电流和电压，就可以计算得出小灯泡的功 率在额定电压下测出的功率就是额定功率调节滑动变阻器改变小灯泡两端的电压 使它略高于或略低于额定电压，测出对应的电流值，就可以计算出小灯泡不在额定电 压下的功率根据实验的要求，设计出电路，并画出实验电路图，如图所示。然后按电路图选择 实验器材并将器材连接成电路，进行实验.(1使小灯泡在额定电压下发光，测出小灯泡中的电流，算出小灯泡的功率.(2使小灯泡上的电压约为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，测出小灯 泡中的电流，算出小灯泡的功率.(3使小灯泡上的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，测出小灯泡中的电 流，算出小灯泡的功率.设计如下的表格，把三次实验数据填写在表格里'1- - '电压U/V电流I/A |1U +* 1分析实验现象和实验数据，归纳得出实验结论:(1小灯泡的发光情况由实际功率 决定，功率越大,灯泡越亮；(2灯泡实际消耗的功率随着加在它两端的电压而改变 .电 压越大，功率越大；(3灯泡两端实际电压等于额定电压时，灯泡正常发光；低于额定电压时，灯泡比正 常发光时暗；高于额定电压时，灯泡比正常发光时更亮.(4灯泡的实际功率可以等于额 定功率，也可以不等于额定功率.二、激活思维【问题1】按如图所示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时，测得5组实验数据，并记录在表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况图10次数1 2 3 4 5U/V 3.0 3.5 3.8 4.0 4.5I/A 0.28 0.30 0.31 0.32 0.34实验次数|电爪农示数/V|屯流农示，IrmI请你仔细分析实验数据和实验现象，回答以下问题：(1小灯泡的额定功率是W ;(2小灯泡亮度变化规律是；(3除了表格中列出的数据和现象外，你还能发现的问题是【解析】小灯泡的额定电压为3.8V ,由实验数据可得，当小灯泡两端电压等于额定电压时，通过的电流为0.31A ,小灯泡的额定功率为 W V A IU P 18.18.331.0=?=额额;从实验数据和现象可以看出，随着小灯泡两端电压的增大，灯泡中的电流也增大，灯泡耗电的电功率由W V A U I P 84.00.328.0111=?=逐渐增大为 W P 05.12=、W P 18.13=、W P 28.14=、W P 53.15=灯泡发光的亮度逐渐增加.同时，由欧姆定律可以计算出五次实验时灯泡的电阻依次是：Q =Q =Q =Q =Q =2.13,5.12,3.12,7.11,7.1054321R RR R R很明显，灯泡的电阻是变化的，并且电阻随灯丝中电流的增大而增大.【答案】(1灯的额定功率是1.18W ;(2灯泡的功率越大，灯泡的亮度越大;(3灯 丝的电阻是变化的.【点评】本题考查分析处理实验数据和现象、归纳总结得出物理规律的能力 解题过程中，要善于运用欧姆定律和电功率公式计算得出小灯泡发光时的电阻、电 功率，结合小灯泡发光的亮度，概括总结得出灯泡亮度和电功率的关系及灯丝电阻和 电功率的关系.【问题2】(2006盐城利用如图所示的实验器材，测定额定电压为6V的小灯泡电功率.増加已知滑动变阻器上标有 “ 12Q 1A字样, 电源电压保持不变.实验步骤如下:A .连接电路.在甲图上补画一根导线,使得测定小灯泡电功率的电路完整，要求滑片P向右移动时，小灯泡变暗.B. 连好电路后，要使滑动变阻器的电阻全部接入电路，应先将滑片P移至端，再闭合开关S，此时电压表示数为4.2V，对应的电流表示数如图乙所示.C. 调节滑片,当P移至ab中点时，小灯泡恰好正常发光.D. 继续调节滑片，当P移至另一点时，灯泡偏亮，读出电压表、电流表值分别为6.5V、0.52A ,记录在下表中.实验次数电压表示数/V电流表示数/A亮度功率/W14,2偏暗26.01E常36.50. 52偏亮3.381请你填全上表空格中的数据，再分析表格中的信息.得到的结论是（写出两条即可：【解析】当滑片P向右移动时，灯泡变暗，说明电路中电流变小，滑动变阻器阻值 变大。因此滑动变阻器的a接线柱与开关连接。当电压表示数为 4.2V时，电流表示 数为 0.4A。此时有 U 电源=U L +U P =4.2V+0.4R 0=4.2V+0.4 >2V=9V ;当 P 移至 ab中点时，灯泡正常发光,U L =6V ;R P =21R 0=6 此时U电源=U L +U P ,即 9V=6V+I X 6Q ,I=0.5A【答案】A.滑动变阻器的a接线柱与开关连接;B.b或最右;D.第一次实验:0.4 1.68第二次实验:0.5 3;结论:灯泡的实际电功率越大，灯泡越亮；灯泡电阻随电压增大 而增大。【点评】本题将实验与电路分析计算结合起来，考察学生在实验中分析处理数 据的能力【问题3】在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电 压为0U的小灯泡、电源(电压未知、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电 流表、一个单刀双掷开关和若干导线，如图7-24.实验时不能忽略灯丝的电阻随温度 而发生的变化(1小张同学设计的实验电路图如图所示，请你根据电路图用笔画线连接未完成 的实物连线(2写出用以上实验电路测定小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量(物理量用字母表示.(3本实验中，小灯泡额定功率的表达式 P=.(4若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表,请你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率(不需要说明实验步骤【解析】（1根据电路图连接未完成的实物连线如图 7-25所示.（连接电路时，要 注意单刀双掷开关有三个接线柱，动触片和灯泡相连接，两个静触片分别和电流表的 正负接线柱相连接（2由电路图可以看出，单刀双掷开关的动触片接触点1时灯泡L和电阻R并联, 电流表测R中的电流；开关的动触片接触点2时灯泡L和电阻R仍然并联，电流表 测干路中的电流.由于只有电流表而没有电压表，灯泡两端的电压测量问题需要转化 为电流测量问题，然后利用欧姆定律计算出灯泡两端电压.利用图7-24所示电路测定小灯泡额定功率的实验步骤是：计算出R两端电压 等于灯泡L的额定电压0U时,通过它的电流R U I R 0=；®S掷向接线柱1,调节滑动变阻器,使电流表示数为R U 0（此时灯泡L两端电压为0U ;保持滑动变阻器的滑片位置不动,S掷向接线柱2, 读出电流表示数I .（灯泡L和电阻R并联电路的干路电流（3小灯泡的额定功率0000(U R U I U I I U I P R L -=-=(4若将如图所示器材中的电流表改换为电压表，要测量灯泡L的额定功率,电压可用电压表直接测量，电流就需要进行间接测量可将灯泡L和电阻R串联,测量两个不同 的电压值,最后计算出灯泡的额定功率可以测量出小灯泡的额定功率的实验电路图 如图所示【点评】本题考查综合运用欧姆定律、电功率公式、串联电路和并联电路特点 解决实际问题的能力解题时要能灵活运用转化的物理思想方法将电压的测量转化 为电流的测量或把电流的测量转化为电压的测量，借此达到测量小灯泡额定功率的 目的.三、优化集训：双基平台1.(2006年浙江省在 测量小灯泡电功率的实验”中,某班四位同学所连接的电路 如图所示，其中连接正确的是(315 V0.6 3 A 3 15 V0.6 3 A 15 V 0.6 3 A 15 V 0.6 3 A A BC D2.(2006年北京市下表是某同学研究电阻消耗的电功率与该电阻阻值之间的关系”时记录的实101520305060叭6666660. 60. 10. 30.20.120.13.62.41. 81. 20+720*63. 某小组同学探究小灯泡发光时的亮度与哪些因素有关.他们用九只不同规格的灯泡分别接入电路，使它们都正常发光，并用电压表和电流表分别测得小灯泡正常发 光时的电压和电流.该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度，把九只灯泡分成三组，每 组的亮暗程度相同，且第一组最亮，第二组其次，第三组最暗.实验中记录的有关数据分 别如表一、表二、表三所示 .表i（第一组）实验序号电压（V）电诜（A）1->62 AM)2121.003240-50表二（第二组）实验岸号电压（V）1电流（人）n46512!0.50624nr ojs我三（第三组）电(£(V)j电流(A)73jLOO-r1jRs. A（1分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象，可得出的 初步结论是：.（2分析比较实验序号 勺数据及观察到的现象,可得出的初步结论是：当通过灯泡的电流相等时，灯泡两端的电压越大，灯泡越亮拓展提高4. 在测定小灯泡额定功率”的实验中：电路如图所示，小灯泡的额定电压为2.5V, 电阻约为10Q电源为两节干电池.（1请用笔画线代替导线，将图甲中的元件连成符合这个实验要求的电路（连线不能交叉.(2正确连好电路后，闭合开关S,发现灯L不发光，故障的原因可能是(A. 电流表处有开路B. 电压表正负接线柱处开路C. 小灯泡L短路D. 小灯泡L的灯丝断了(3排除故障后，当小灯泡L正常发光时，电流表指针位置如图7-20乙所示,则小 灯泡L的额定功率为W.5. (2006年南通市课改区在 测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源为两节铅蓄 电池,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10Q滑动变阻器上标有“20Q IA字样，某同 学已连接的部分电路如图甲.(i该同学连接的电路中有错误，请用笔在错误处划“淋明.(2错误改正后，请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整(3闭合开关，将变阻器的滑片移到某位置时，电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示，则此时小灯泡中的电流是 A,小灯泡的额定功率是 W.(4另一同学连好电路闭合开关后，发现小灯泡先很亮后熄灭，你认为他在连接电 路时可能出现的问题是6. (2006年河北省一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A。小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“ 10Q IA、” “50Q O 5A和' “ 1kQIA"的滑动变阻器，导线若干，电源(电压为12V(1小明设计了如图所示电路图，通过分析休认为小明应选用规格为 的滑动变阻器。(2请你根据电路图.用笔画线代替导线，将电路连接完整。(3小明正确选择了滑动变阻器，将图中的电路补充连接后，闭合开关,发现灯泡发光较暗,电流表有示数任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变(示数不为零且小于6V。具体原因是(4小明排除故障后，继续实验。当电压表的示数为6V时.电流表的示数(如图所示为A,小洒泡的额定功率是W。(5不改变上面连
