特殊法測功率.doc

課 題測量小燈泡電功率授課日期及時段2018年 1月 9日 8:30-12:00教學(xué)目標(biāo)1、掌握測量電功率的原理和方法2、特殊法測功率的方法歸類重點(diǎn)、難點(diǎn)特殊法測功率的方法歸類教 學(xué) 內(nèi) 容一、 疑難講解二、 知識點(diǎn)梳理實(shí)驗(yàn)名稱測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路圖電路連接開關(guān):連接電路時，開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài);滑動變阻器:開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移至阻值最大處;電表:電流從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出;電流表與被測元件串聯(lián)，電壓表與被測元件并聯(lián);電壓表的量程由被測元件的額定電壓及電路電壓決定;電流表的量程由 電路故障分析電表示數(shù)有無的原因:電流表無示數(shù)(與電流表串聯(lián)的電路發(fā)生斷路或電流表短路);電流表指針滿偏(與電流表串聯(lián)的電路發(fā)生短路或所選量程過小);電壓表無示數(shù)(與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生短路或電壓表短路或開路);電壓表示數(shù)接近電源電壓(與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生斷路)小燈泡不亮的原因:電路完好燈不亮(滑動變隊(duì)器連入電路的阻值太大，接下來的操作是移動滑片觀察燈泡是否發(fā)光);電路故障燈不亮(燈泡短路或斷路，根據(jù)電表示數(shù)來確定)滑動變阻器滑片移動時電表示數(shù)不變:滑動變阻器沒有按照“一上一下”的原則連接滑動變阻器的作用改變燈泡兩端的電壓;保護(hù)電路實(shí)驗(yàn)操作（1)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓恰好等于小燈泡的額定電壓，觀察小燈泡的亮，并記錄電流表和電壓表的示數(shù)(2）)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的1.2倍，觀察小燈泡的亮度變化并記錄此時電流表和電壓表的示數(shù)(注意:小燈泡兩端的電壓不能超過它的額定電壓太多)(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓約等于小燈泡額定電壓的0. 8倍，觀察小燈泡的亮度變化并記錄此時電流表和電壓表的示數(shù)實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)注:設(shè)計(jì)表格應(yīng)包含所測物理量如電壓、電流、電功率，并標(biāo)注單位，為得到準(zhǔn)確結(jié)論實(shí)驗(yàn)次數(shù)不少于3次多次測量的目的測出(比較)小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率，探究電功率與電壓的關(guān)系及小燈泡亮度變化規(guī)律(每組數(shù)據(jù)電壓不同，小燈泡實(shí)際功率理應(yīng)不同，求平均值無意義)U一1曲線圖像及其分析分析:小燈泡U-I圖像是曲線(原因:溫度對小燈泡電阻有影響)實(shí)驗(yàn)結(jié)論(l）不同電壓下，小燈泡的功率不同。實(shí)際電壓越大，小燈泡功率越大(2)小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，小燈池越亮實(shí)驗(yàn)拓展特殊法測電功率缺電流表設(shè)計(jì)思路與實(shí)驗(yàn)器材電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟及表達(dá)式設(shè)計(jì)思路:使定值電阻與小燈泡串聯(lián)，利用串聯(lián)電路中電流處處相等的特點(diǎn)，來確定通過小燈泡的電流實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、定值電阻Ro、電壓表、滑動變阻器、導(dǎo)線閉合S、S1，移動滑動變阻器，使電壓表的讀數(shù)為U額;斷開S1閉合S2，讀出電壓表的示數(shù)為U1閉合S、S1，移動滑動變阻器，使電壓表的讀數(shù)為斷開S1，閉合S2，讀出電壓表的示數(shù)為U1,將電壓表調(diào)零，斷開開關(guān)，按圖連接電路;調(diào)節(jié)R2的滑片移動到最左端，調(diào)節(jié)R1，的阻值使電壓表示數(shù)為UL保持R，的滑片位置不變，R2的滑片移動到最右端，讀出并記錄電壓表的示數(shù)U，斷開開關(guān)S缺電壓表設(shè)計(jì)思路:使定值電阻與小燈泡并聯(lián)，利用并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等的特點(diǎn)，來確定小燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI計(jì)算電功率實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻Ro、小燈泡、電流表、滑動變阻器、電阻箱閉合S、S2，移動滑動變阻器，使電流表的讀數(shù)為斷開S2，閉合S1，讀出電流表的示數(shù)為I1閉合S、S2，移動滑動變阻器，使電流表的讀數(shù)為I額;斷開S2，閉合S1，讀出電流表的示數(shù)為I1只閉合S1，移動滑動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為Io;斷開S1，閉合S2，滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表示數(shù)為I0，時，讀出電阻箱連入電路中的電阻為R只閉合S1,移動滑動變阻器滑片，使電流表示數(shù)I0保持滑片P往置不變，再閉合S2，電流表此時示數(shù)為I三、 典型例題例1.小明學(xué)習(xí)了電功率后，用額定電壓分別為2.5 V ,6 V的燈泡L1和L2設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖，來探究燈泡的發(fā)光亮度與哪些因素有關(guān).(1)小燈泡發(fā)光時，將電能轉(zhuǎn)化為_能和光能.(2)探究L1的亮度時，只閉合S、S1，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則電路故障可能是:_.排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如表一(3) 探究L2的亮度時，只閉合S、S2，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如表二. 表一 表二電壓U/V電流I/A情況110.1621.50,2232.50.28電壓U/V電流I/A情況410.2852.50.38660.72(4)分析兩表可知，同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與_有關(guān)，不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應(yīng)與_的轉(zhuǎn)化效率有關(guān).拓展 完成探究后，小明用電源、電流表、滑動變阻器、電阻箱()各1個，2個開關(guān)及若干條導(dǎo)線，對額定電流為0. 1 A的小燈泡的額定功率進(jìn)行了測定.請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出他設(shè)計(jì)的電路圖，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟及測定額定功率的表達(dá)式.實(shí)驗(yàn)步驟:_。表達(dá)式:P額=_例2.測量“小燈泡的電功率”小燈泡的額定電流為0.3 A，燈絲阻值在10一15 之間所提供的器材有:電流表、電壓表、電源(電壓恒為6 V)、開關(guān)各一個，滑動變阻器(“5 2 A”,“20 1A”)兩個，導(dǎo)線若干。(1)圖甲是小明沒有連接完的實(shí)物電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整.(2)小明選用的滑動變阻器的規(guī)格為_.(3)閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_V，小燈泡的額定功率為_W.(4）小紅沒用電壓表，但多用了一個開關(guān)，其他器材與小明的相同，也測出了小燈泡的額定功率.請?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出她設(shè)計(jì)的電路圖，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟及測定額定功率的表達(dá)式.實(shí)驗(yàn)步驟表達(dá)式:P額=_例3.圖甲是小明設(shè)計(jì)的測量一小燈泡額定功率的電路圖.已知定值電阻R0=15,滑動變阻器R( 20 1 A )，電源電壓為18 V，小燈泡的額定電壓為6 V,額定功率約為3W(1)閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最_(選填“左端”或“右端”).(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實(shí)物圖補(bǔ)充完整.(3)小明正確連接電路后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn).小燈泡正常發(fā)光時，電流表的指針如圖丙所示，通過小燈泡的電流為_A，其額定功率為_W.(4)電路中定值電阻R0.的作用是:_。(5)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后，小紅發(fā)現(xiàn)電流表已壞，她利用剩余器材和老師又給的兩個開關(guān)S1, S2及導(dǎo)線，也完成了對小燈泡額定功率的測量.請你在虛線框內(nèi)畫出小紅完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路圖.例4.小明想利用以下提供的器材測量兩只小燈泡的電功率(小燈泡的額定電壓分別為2.5 V,3.8 V,阻值均約為10 ).所提供的器材分別有:電流表、電壓表、單刀雙擲開關(guān)和電源(電壓約為6V)各一個，滑動變阻器(“l(fā)O 2A”,“50 1 A”)兩個，導(dǎo)線若干條.單刀雙擲開關(guān)的符號是當(dāng)?shù)栋獾缴线厱r，a,b兩接線柱連通;刀扳到下邊時，a,c兩接線柱連通.(1)請按下面的要求在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.(要求:設(shè)計(jì)一個電路，只能通過開關(guān)改變電路的連接，完成兩只小燈泡電功率的測量;用一個滑動變阻器.)(2)請你幫助小明在下面畫出記錄一只小燈泡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格.(3)小明按符合設(shè)計(jì)要求的電路圖正確連接電路后，將開關(guān)分別擲于b,c兩點(diǎn)時，發(fā)現(xiàn)其中一個小燈泡發(fā)光過亮，不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn).為了完成實(shí)驗(yàn)，他應(yīng):_。(4)小明改正錯誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，畫出了通過額定電壓為2.5 v小燈泡的電流隨其兩端電壓變化關(guān)系曲線，如圖所示.則這只小燈泡的額定功率是_ W.(5)由圖可知，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，其原因是:_。例5.在測額定電壓為2. 5 V，其電阻大約為10 S2的小燈泡的額定功率時，小明連接了如圖所示的電路，其中電源電壓為6 V.(1)請用筆畫線將圖中的電路連接完整.(2)小明按甲圖連接電路后，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)，經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接完好，則電路故障是:_.排除該故障換用新元件后，閉合開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，小明在操作過程中的不當(dāng)之處是:_。(3)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的有關(guān)情況、記錄與計(jì)算如下表電壓U/V1.522.53電流I/A0.20.220.250.28電功率P/W0.30.440.6250.84燈泡發(fā)亮情況很暗暗正常發(fā)光很亮由此可得，小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的_決定的，小燈泡的額定功率為_W.(4)小敏想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，她在原有器材中去掉電流表，添加了兩個開關(guān)和一個己知電阻R0。也完成了“測量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)，請你在虛線框內(nèi)畫出小敏設(shè)計(jì)的電路圖，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟及小燈泡額定功率的表達(dá)式.實(shí)驗(yàn)步驟:_表達(dá)式:P= 拓展：(1)小明想換用一只額定電壓為3. 8 V的小燈泡再次測量其電功率，應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為 此時的電流表示數(shù)如圖所示，則此小燈泡的額定功率為_W.（2) 測量小燈泡額定功率_(選填“需要”或“不需要”)多次測量求平均值，原因是_。(3)由此實(shí)驗(yàn)可得燈泡的電功率與電壓之間的關(guān)系是:_。四、課堂練習(xí)1.在“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：“3.8V ？A”的小燈、“10，1A”的滑動變阻器、四節(jié)新干電池等。（1）連接電路時開關(guān)應(yīng)。（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整，使閉合開關(guān)時滑動變阻器連入電路的電阻最大。（3）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，兩電表均無示數(shù)為了查找故障，小明將電壓表拆下，在開關(guān)閉合狀態(tài)下，分別將電壓表接在電源、滑動變阻器及開關(guān)兩端，結(jié)果只有接在滑動變阻器兩端時，電壓表無示數(shù)，則肯定出現(xiàn)故障的元件是。（4）排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，滑片P移到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為測量燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向端移動，直至電壓表的示數(shù)為3.8V，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是。（5）若用該電路測量規(guī)格是“2.5V,0.3A”燈泡的額定功率，須對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，寫出你的做法。方法一：；方法二：。2.要測量一個額定電壓是.08V的小燈泡的額定功率,估計(jì)小燈泡工作時的電阻約為10.現(xiàn)有電流表、電壓表、開關(guān)各一個,三個規(guī)格分別為“10,1A”、“500.5A”和“1K,0.1”的滑動變阻器,導(dǎo)線若干,電源(8V)一個.(1)小星設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,通過分析你認(rèn)為小星應(yīng)選用規(guī)格為 的滑動變阻器.(2)請你根據(jù)圖甲所示的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖乙中的器材連成實(shí)驗(yàn)電路(要求減小誤差,導(dǎo)線不要交叉).(3)小星正確選擇了滑動變阻器,按圖連接好電路,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表無示數(shù),任意移動滑動變阻器的滑片,電壓表示數(shù)不變(示數(shù)不為零).具體原因是 (4)小星排除故障后,繼續(xù)實(shí)驗(yàn).當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時,電流表的示數(shù)如圖丙所示,則通過小燈泡的電流為 A,該燈泡的額定功率是 W3.“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，電源電壓恒為，小燈泡的額定電壓為。（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物連接完整。（2）現(xiàn)有滑動變阻器（）和（），實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選用滑動變阻器 ；（3）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑到_端（填“”或“”）；（4）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表和電壓表均有示數(shù)，接下來他首先應(yīng)該操作的是_（填序號）；A.檢查電路是否開路B.檢查電路是否短路C.移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（5）實(shí)驗(yàn)過程中，移動滑動變阻器的滑片的同時，眼睛應(yīng)注視_（填序號）A.電壓表示數(shù)B.電流表示數(shù)C.滑動變阻器滑片（6）調(diào)節(jié)滑片至某位置時，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為_；（7）圖丁是小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的小燈泡的電流與電壓關(guān)系圖象。由圖象可知，小燈泡的阻值隨電壓的增大而_（填“增大”、“減小”或“不變”）。4.小明做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，其中小燈泡上只標(biāo)有“0.22A”字樣（1）如圖是他未完成的實(shí)驗(yàn)電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確：（2）閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)放在端（填“A”或“B”）；（3）該實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器除了能保護(hù)電路外，主要作用還有：（4）他實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合開關(guān)，移動滑片至小燈泡正常發(fā)光時，變阻器連入電路的電阻恰為最大阻值的一半，但此時無法從電壓表V上精確讀出額定電壓但他觀察到在上述實(shí)驗(yàn)過程中，電流表A的示數(shù)范圍為0.200.22A經(jīng)思考后，他在電路中再連接一個電壓表V并按規(guī)范重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電壓表V的示數(shù)從2.0V逐漸變大、電壓表V的示數(shù)從4.0V逐漸變小電壓表V接在電路中的位置是 。根據(jù)相關(guān)信息可計(jì)算出電源電壓為V，滑動變阻器的最大阻值為，小燈泡的額定功率為W5.在測量小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中,小燈泡的額定電流0.3A,燈絲阻值在10-15之間,所提供的器材有:電流表、電壓表、電源(電壓恒為6V ),開關(guān)各一個,滑動變阻器(50，1A )一個,導(dǎo)線若干.(1)如圖甲所示是小明沒有連接完的實(shí)物電路,請用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖補(bǔ)充完整.(2)閉合開關(guān)前,圖甲中的滑片P應(yīng)位于 (選填“左”或“右”)端;閉合開關(guān)后,無論怎樣移動變阻器滑片P,發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮,電壓表有示數(shù),電流表無示數(shù),原因可能是 (寫出一種即可).(3)排除故障,閉合開關(guān),移動滑片,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A 時,電壓表的示數(shù)如圖乙所示,該數(shù)為 V,小燈泡的額定功率為 W.(4)小亮利用該電路探究電流跟電阻的關(guān)系,他將小燈泡換成多個定值電阻R,保持電壓表示數(shù)始終為2V,多次更換阻值不同的定值電阻R,并記錄各次電流表的示數(shù),若不更換其他器材,為了能夠完成實(shí)驗(yàn),更換的電阻阻值不能大于 .五、課后作業(yè)6.在“測定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，選用如圖甲所示的器料，其中電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V（燈絲電阻約為12）（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整（2）為了能夠順利完成實(shí)驗(yàn)探究，下列兩種規(guī)格的滑動變阻器應(yīng)選用A“100.5A”的滑動變阻器 B“500.5A”的滑動變阻器（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出小燈泡的電流隨它兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖乙），分析圖象你可以得到哪些有價值的信息？（兩條即可）（4）小紅在缺少電壓表的情況下，利用電流表和已知定值電阻R（）等其他器材，設(shè)計(jì)了電路丙圖，也測出了燈泡的額定功率請你把下面的步驟補(bǔ)充完整閉合S、，斷開， 。滑動變阻器P的位置不動，閉合，斷開，記下電流表的示數(shù)I表達(dá)式P額= 7.在測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10。（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整。要求：當(dāng)滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大；連線不得交叉。（2）小宇同學(xué)閉合開關(guān)，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為_，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片P向_（選填“”或“”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V。（3）小宇同學(xué)繼續(xù)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的關(guān)系圖像，根據(jù)圖像信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是_W，還可以得出：小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而_（選填“增大”“減小”或“不變”）。（4）小葉同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，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，請你找出她在實(shí)驗(yàn)中兩個操作不當(dāng)之處是：_；_。8.小明進(jìn)行“測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有器材：額定電壓為2.5 V的小燈泡(正常發(fā)光電阻約為10 )若干個，電壓恒為8 V的電源1個，電流表、電壓表、開關(guān)各1個，規(guī)格分別為“20 1 A”、“50 0.5 A”和“50 0.2 A”的滑動變阻器各1個，導(dǎo)線若干。圖17(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格為“_”的滑動變阻器。(2)連接的電路如圖17所示，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將開關(guān)斷開；滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑到_(選填“左”或“右”)端。(3)小明閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是_。(選填字母序號)A.檢查電路是否斷路B.更換小燈泡C.移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光(4)小明同學(xué)正確操作實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345發(fā)光情況正常較暗更亮微光熄滅電壓U/V2.52.13.00.90.5電流I/A0.280.260.300.190.15圖18分析數(shù)據(jù)可知：小燈泡的額定功率為_W；第5次實(shí)驗(yàn)中，燈泡熄滅的原因是?！就卣埂啃∶饔靡粋€額定電壓為6 V的發(fā)光二極管換下小燈泡接入電路，閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)此二極管都不發(fā)光，且電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，經(jīng)檢查整個電路連接完好，則故障原因是：；故障排除后，調(diào)節(jié)滑動變阻