第十讲电学压轴实验之测小灯泡电功率1.docx
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第十讲电学压轴实验之测小灯泡电功率1
授课讲义
学员姓名
年级
九年级
科目
物理
日期
时段
授课教师
雷老师
课题
第十讲:
电学压轴实验之测小灯泡电功率
授课目标
1.掌握测小灯泡电功率的方法及考察方式
授课内容:
一、电功
1.定义:
电流通过某段电路所做的功叫电功。
2.实质:
电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
电流做功的形式:
电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3.规定:
电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
4.计算公式:
W=UIt=Pt(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:
W=I2Rt=U2t/R
①串联电路中常用公式:
W=I2Rt W1:
W2:
W3:
…Wn=R1:
R2:
R3:
…:
Rn
②并联电路中常用公式:
W=U2t/R W1:
W2=R2:
R1
③无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所做的总功 常用公式W=W1+W2+…Wn
5.单位:
国际单位是焦耳(J)常用单位:
度(kwh) 1度=1千瓦时=1kwh=3.6×106J
6.测量电功:
⑴电能表:
是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:
电电能表额定电压220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数:
A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
3
2
6
5
4
如:
电能表月初读数________
3
2
4
6
8
月底读数是___________
这个月用电______度合_________J。
B、测量较小电功时,用表盘转数读数。
如:
某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是_________J。
二、电功率
1.定义:
电流在单位时间内所做的功。
2.物理意义:
表示电流做功快慢的物理量。
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3.电功率计算公式:
P=UI=W/t(适用于所有电路)
4.单位:
国际单位瓦特(W); 常用单位:
千瓦(kw)
5.额定功率和实际功率:
⑴额定电压:
用电器正常工作时的电压。
额定功率:
用电器在额定电压下的功率。
P额=U额I额=U2额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:
普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知:
该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流I=P/U=0.11A灯丝阻值R=U2额/P=2936Ω。
⑵当U实=U额时,P实=P额 用电器正常工作(灯正常发光)
当U实<U额时,P实<P额用电器不能正常工作(灯光暗淡),有时会损坏用电器
当U实 >U额时P实 >P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈) P实=0用电器烧坏(灯丝烧断)
测定小灯泡电功率实验
1.目的:
测定小灯泡的额定功率和实际功率。
2.实验器材:
小灯泡、电池组、滑动变阻器、电键、电压表、电流表和若干导线。
3.实验原理:
用电压表、电流表测出小灯泡两端的电压及通过的电流,用P=UI算出小灯泡的功率。
(再次强调:
不能用其它变形公式计算!
!
)
4.实验电路图与实物图
5.实验步骤
a.根据电路图正确连接电路,注意连接电路的时候要断开电键;
b.移动滑片P,使滑动变阻器的电阻全部接入电路,闭合电键,接通电路,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡在额定电压下正常发光,记下电流表和电压表的示数;
c.用P=UI,算出小灯泡的额定功率;
d.移动滑动变阻器滑片,使小灯泡两端的电压比额定电压稍高和稍低,分别观察小灯泡的发光情况与在额定电压时发光的情况有什么不同,分别记下电压表和电流表的示数。
e.用P=UI,分别此时算出小灯泡的实际功率。
注意:
测定小灯泡电功率的题目中考必考,而且是压轴题,所以一定要引起考生的重视。
考试形式会多变,甚至有时候题目中故意给出的错误的方法或结果,都要求从题目中看出来,并加以改正,解这类题目好比是侦探探案过程,需要一定的逻辑思维能力,当然对基础的掌握程度也是很关键的。
例题分析:
测小灯泡电功率,最主要就是分清它工作的三个状态对应的电压值、电流值的特点以及黄金公式:
U=U1+IRP
可类比伏安法测电阻的做法
基础渐入
一:
连线
例1.小李做“测定小灯泡电功率”的实验。
实验时所用的电源电压恒定不变,小灯泡上标有3.8伏字样,滑动变阻器上标有“20Ω1A”字样。
(1)小李连接电路如图3所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图3中正确连接。
要求:
滑片P向右移动时,小灯泡变暗。
(1)
Tips:
滑片右移是怎么移?
(2)移了之后电阻怎么变?
(3)小灯变暗是指功率变小了,还是电流变小了?
Key:
滑动变阻器左接线柱和小灯泡串联.
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,常见的物理测小灯泡电功率实验题的特点,也是基础题型,让孩子用类比法明白实验电路图。
例2.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源电压为3伏且保持不变,滑动变阻器标有“5Ω3A”的字样,所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个。
小华连接的电路如图17(a)所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中正确连接
(1)。
(用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)
Tips:
这道题学生会认为非常简单,待会儿小试牛刀里需要选一道连接滑动变阻器的题目,最好是选择需要确定接线柱的题型.
Key:
接线柱接在小灯的右接线柱.
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,也是基础题型,让孩子用类比法明白实验电路图。
二:
填表
例3.某同学利用电源、电流表、电压表、电键、标有“20Ω2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压为3.8伏.该同学实验步骤正确,实验数据记录在下表中。
当电键刚闭合时,电流表和电压表的示数分别为0.2安、2伏,此时小灯泡较暗。
当滑动变阻器的滑片恰好在中点上(即变阻器连入电路的电阻为10欧),小灯正常发光。
他继续移动变阻器的滑片到端点时,电流表的示数为0.3安,小灯比正常发光时要亮。
请将下表填写完整,并计算出小灯的功率和电阻。
Tips:
“要让学生学会一种思路,只需知道一组电压和电流就可以求出电源电压”,看看这道题电源电压知道了吗?
Key:
0.4;10;3.8;0.22;0.836;17.3;6;0.3;1.8;20。
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,理解测小灯泡电功率的实验原理,利用好万能公式
例4.小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,小灯标有“0.3A”字样,估计小灯的额定功率在1.2瓦以上。
他正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键时,电压表示数如图14(a)所示,电流表示数为0.2安,此时小灯发光较暗。
接着他移动变阻器的滑片直至小灯正常发光,电压表的示数如图14(b)所示。
他继续移动变阻器的滑片到端点时,电流表的示数为0.32安,小灯比正常发光时要亮。
请将下表填写完整,并计算出小灯的功率。
Tips:
“滑动变阻器阻值为零时,电压表显示的就是电源电压”、“小灯泡正常发光时,就是额定电压和额定电流,即小灯标识”.
Key:
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,理解测小灯泡电功率的实验原理,利用串并联电路特点
三:
算功率求电阻
例5.小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中,所用电源电压不变,滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,小灯标有“0.3A”字样,估计小灯的额定功率在1.2瓦以上。
实验时他正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤,闭合电键时,变阻器接入电路的电阻为________欧,电压表示数如图5(a)所示,电流表示数为0.2安,此时小灯发光较暗。
为了测出小灯泡的额定功率,他移动变阻器的滑片,当电流表的示数等于_________安时,小灯正常发光,此时电压表的示数如图5(b)所示,小灯泡正常发光时的电压为_________伏,小王同学在实验中所用电源的电压为_________伏,小灯泡的额定功率为_________瓦。
Tips:
注意小灯的额定功率只说了在“1.2瓦以上”,很多学生会默认为1.2瓦,造成“把未知当成已知”的错误,所以我们可以这样问学生:
“小灯的额定功率已知吗?
”心细的学生会从最后一个空格处得出答案,如果已知,还会让你求吗?
Key:
20;0.3;4.5;6;1.35
【教学建议】:
从已知入手,读好电表,找准读数。
最后利用串并联电路的特点求出电源电压,求出额定功率
例6.在“测定小灯泡的电功率”实验中,小红同学所用电源电压不变,小灯标有“2.5V”字样。
她正确连接电路,实验步骤正确,闭合电键时,电压表、电流表的示数分别为1.3伏和0.16安。
然后她将滑动变阻器的滑片移动到中点位置时,发现小灯正常发光。
接着她将滑片移动到另一端,发现小灯闪亮一下熄灭了,此时电流表的示数为_______安,而电压表的示数如图8(a)所示。
于是她更换电压表量程,发现电压表的示数如图8(b)所示,则电源电压为_______伏,滑动变阻器的最大阻值为________欧,小灯的额定功率为_______瓦。
(a)(b)
Tips:
为了引导学生找到小试牛刀和例题的异同之处,我们可以这样问学生“这道题中的滑动变阻器最大阻值已知吗?
”
Key:
0;4.5;20;0.5.
【教学建议】:
从已知额定电压入手,读好电表,找准读数。
最后利用串并联电路的特点求出电源电压,求出额定功率
知识梳理:
一起来总结一下注意的问题:
课堂练笔:
1.在“测定小灯泡的电功率”实验中,请填写空格处的内容。
① 实验原理:
(5) 。
② 实验前,某同学观察小灯泡的额定电压为2.5伏,并使电键处于 (6) 位置,滑动变阻器的滑片移至如图12中 (7) (选填“a”或“b”)处。
③ 闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,观察小灯泡的亮度和电压表示数变化的情况,当电压表的示数为额定电压时,电流表的示数为0.3安,则小灯泡的额定功率为 (8) 瓦。
④ 移动滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数如图13所示,这时小灯泡的实际功率为 (9) 瓦,灯泡比正常发光情况下 (10) (选填“亮”或“暗”)。
Key:
(5)P=UI;(6)断开;(7)b;(8)0.75; (9)0.616; (10)暗。
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,测小灯泡电功率的实验原理、实验目的及操作步骤。
利用公式直接求功率。
2.某同学在“测定小灯泡额定功率”的实验中,所用小灯标有“2.5V”字样,
(1)请你在虚线框中画出正确的电路图。
(用2B铅笔在答题纸的相应位置作图)(9)。
连接电路时,电键应处于(10)状态。
(a)
(2)当小灯正常发光时,电流表示数如图16(b)所示,则小灯泡的额定功率为(11)瓦,实验中,移动滑动变阻器的滑片是为了(12)。
Key:
(9)图略(10)断开;(11)0.6;(12)使小灯两端电压为额定电压。
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,测小灯泡电功率的实验原理、实验目的及操作步骤。
明确滑动变阻器的作用。
3.在“测定小灯泡的电功率”实验中,请完成空格处的内容。
① (9) :
测定小灯泡在不同电压下的电功率。
②实验原理:
(10) 。
③在图14所示的电路中,为了测出额定电压为2.5伏小灯泡的额定功率,闭合电键S,移动滑动变阻器的滑片P,眼睛应注意观察 (11) 的示数;当电压表的示数为2.5伏时,电流表的示数为0.3安,则小灯泡的额定功率为 (12) 瓦。
Key:
(9)实验目的;(10)P=UI(11)电压表;(12)0.75;
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,测小灯泡电功率的实验原理和目的,利用公式直接求功率。
4.小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验,电源电压为6伏且保持不变,滑动变阻器标有“2A10Ω”的字样,所用小灯泡是额定电压为“2.2V”和“2.5V”中的一个。
①小华连接的电路如图11(a)所示,图中尚有一根导线未连接,请用笔线代替导线在图中正确连接,
(1)(用2B铅笔在答题纸的相应位置连线)
②闭合电键后,移动滑动变阻器的滑片,发现滑片在中点附近某位置时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图12(b)所示,则该实验中所用小灯泡的额定功率为
(2)瓦。
接着,小华又移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡发出耀眼的亮光,则此时小灯泡的电功率(3)额定功率(选填“小于”、“等于”或“大于”),可判断他是将滑片向变阻器的(4)端移动(选填“左”或“右”)。
Tips:
首先找到判断额定电压的突破口。
Key:
(1)电流表和滑动变阻器左下接线柱相连
(2)1.75(3)大于(4)右(图中连着线圈右端)或左(图中连着线圈左端)。
【教学建议】:
本题要求学生熟悉,也是常见题型,让孩子用类比法明白实验电路图,并且要注重求功率的过程
5.某同学在“测定小灯泡电功率”的实验中,所用实验器材有:
6伏的电源、标有“0.3安”字样的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及若干导线,实验器材均完好。
他把实验情况填写在下表中。
实验序号
电流(安)
电压(伏)
灯泡亮暗
1
1.4
3.8
比正常发光时暗
2
1.5
3.5
正常发光
3
1.6
3.2
比正常发光时亮
①请指出该同学实验中的一个错误
(1)。
②小灯的额定电压为
(2)伏,额定功率为(3)瓦。
③比正常发光暗时,小灯的实际功率为(4)瓦。
Tips:
根据小灯的亮暗程度,判断出电流、电压的变化,从而得到实验的错误所在。
Key:
(1)电压表接入变阻器两端(或电流表量程读错);
(2)2.5;(3)0.75;(4)0.616
【教学建议】:
让学生明白实验中电流、电压的来历,从而找出错误
6.某同学在做“测小灯泡电功率”的实验中,滑动变阻器上标有“20Ω2A"字样,灯泡上所标“2.2V”字样清晰可见,他按图13所示的电路图正确连接电路进行实验。
闭合电键S.该同学在移动滑动变阻器的滑片的过程中,发现滑片P移到某位置时,灯泡发光正常,此时电表的示数如图14所示,则小灯泡的额定电流为(11)安,又通过分析可知电压表V2的示数(12)伏,根据测得的数据求得小灯泡的额定功率是(13)瓦。
Tips:
根据滑动变阻器的最大阻值和额定电压以及电路的连接方式得出结果。
Key:
(11)0.24;(12)5;(13)0.528
【教学建议】:
要灵活把握电路的连接方式,找到各个物理量之间的关系,进而得出结果。
课后巩固:
1、某同学做“测定小灯泡的功率”实验,选用规格相同的标有0.2A(正常发光电流)的小灯若干个。
该同学先把甲灯接入电路,并正确连接电路,他实验步骤正确,当闭合电键S,观察到电压表示数为6伏,电流表示数为0安,然后他把甲灯取下,换上乙灯重新实验,观察到电压表示数为0伏,电流表示数为0.3安。
上述实验过程中,无论怎样移动滑片P,灯始终不亮。
则电源电压为伏,滑动变阻器的最大阻值为_________欧。
他换用一个相同规格的丙灯接入电路,重新进行实验,当小灯正常发光时,电压表的示数如图1所示,则小灯的额定功率为_________瓦,此时滑动变阻器接入电路的阻值为__________欧。
图1
答案:
6;20;0.5;17.5
2、某同学“测定小灯泡功率”实验中,所用电源电压保持不变,滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,小灯泡上标有“3.8V”的字样。
该同学正确连接电路,闭合电键,发现电流表的示数为0.18安,电压表示数为2.4伏。
当他把滑动变阻器的滑片移到某一位置时,发现电压表和电流表的示数如图2所示,为了精确地测出小灯泡的额定功率,该同学经过思考,对实验的电路略作调整,并继续移动滑片,发现当小灯正常发光时,滑片的位置恰好在中点上(即滑动变阻器连入电路的电阻为10欧)。
画电路图处
图2
(1)请画出该同学调整后测定小灯泡功率电路图。
(2)请按表格中的要求填写完整
物理量
实验次序
小灯两端的电压
(伏)
通过小灯的电流(安)
小灯电功率P
(瓦)
1
2.4
0.18
0.432
2
3
小灯的额定电压伏
小灯的额定电流安
小灯的额定功率瓦
答案:
(1)略
(2)3;0.2;0.6;
3.8;0.22;0.836
3、甲、乙两同学分别做“测定小灯泡的功率”实验,电源电压均为4.5伏且不变,选用滑动变阻器都标有“10Ω1A”字样,所用小灯泡的额定电压分别为“2.2伏”和“2.5伏”。
两位同学分别正确连接电路进行实验,乙同学把滑片移到中点处时(即变阻器接入电路的电阻为5欧)灯正常发光。
甲同学移动滑片至电流表示数如图6所示,灯正常发光。
实验观察到两盏灯正常发光时的亮度接近。
则甲同学所测小灯泡额定功率为________瓦,接入滑动变阻器的阻值为_________欧姆;乙同学所测小灯泡的额定电流为_________安,额定功率为________瓦。
图6
答案:
1.1;4.6;0.4;1
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- 关 键 词:
- 第十 电学 压轴 实验 灯泡 电功率