測量電功率【教材精研+能力拓展】 九年級物理下冊 （上海滬教版）

8.1.3測量電功率第8章

電能與磁教師xxx滬教版

九年級第二學期測量小燈泡的電功率測量小燈泡電功率中常見故障分析測量小燈泡電功率的幾種常見電路010302CONTANTS目錄測量小燈泡的電功率01

如圖所示，有一個小燈泡，銘牌上

只有額定電壓3.8V，沒有電功率，你們能

想辦法測量出小燈泡的電功率嗎?3.8V這節(jié)課我們進行實驗—“測定小燈泡的電功率”。情景引入怎么測量小燈泡的電功率？本次實驗選擇哪一種方法呢？P=WtP=UI情景引入1．實驗目的：測定小燈泡的額定功率和實際功率。2．實驗原理：P=UI3．應該測量的物理量：4．實驗器材：額定電壓為2.5V的小燈泡一個，3V電源，開關，滑動變阻器，導線若干，除此以外，還需要電壓表、電流表。測量小燈泡的電功率電壓和電流。新知探究5．電路設計新知探究1．根據(jù)電路圖連接電路連接電路時，應注意：

(3)閉合開關前，滑動變阻器應調(diào)到阻值最大。(2)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約10Ω，則電壓表、電流表應選擇的量程分別是0~3V、0~0.6A。(1)開關應斷開。進行實驗新知探究2．閉合開關，調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)達到2.5V，記下電流表的示數(shù)。

3．調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)小于2.5V(可調(diào)到2V)，記下電流表的示數(shù)。4．調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)略大于2.5V(最大只能調(diào)到3V)，記下電流表的示數(shù)。新知探究實驗視頻新知探究小電燈的規(guī)格電壓表的示數(shù)U/V電流表的示數(shù)I/A小電燈的亮度小電燈的功率P/W額定電壓U額=2.5V2.52.02.90.260.220.28正常發(fā)光發(fā)光較弱發(fā)光較強0.650.440.81實驗記錄表新知探究實驗結論(1)當U實=U額，P實=P額，燈泡正常發(fā)光。(2)當U實>

U額，P實>

P額，較正常發(fā)光暗。(3)當U實<

U額，P實<

P額，較正常發(fā)光亮。(4)不同電壓下，小燈泡的功率不同，實際電壓越大，小燈泡功率越大。

(5)小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。

新知探究小明在實驗中，測得小燈泡的三次電功率為0.6W、0.36W、0.72W，他認為小燈泡的額定功率應為三次功率的平均值，你認為小明的說法是否正確？為什么？燈泡在不同的電壓下功率是不同的，小燈泡的額定功率應是在額定電壓下的功率。所以求小燈泡的平均值是沒有意義的。交流與評估新知探究實驗電路連接正確，但是實驗中無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，小燈泡都不能正常發(fā)光(始終比較暗)。小燈泡兩端的電壓比較小，而當滑動變阻器接入電路的電阻為零時，小燈泡兩端的電壓是電源電壓，可見，問題是電源的電壓太低。做此實驗時，電源電壓一定要比小燈泡額定電壓大20%以上。新知探究實驗中最可能出現(xiàn)錯誤的是哪幾個環(huán)節(jié)?在哪方面容易出現(xiàn)較大的誤差?在實驗的設計、操作和分析過程中，你發(fā)現(xiàn)了哪些新的問題?甲燈標有“PZ220V100W”，乙燈標有“PZ220V40W”，將兩盞燈串聯(lián)接在220V電路中，比較兩燈的亮度?，F(xiàn)象：乙燈亮。知識拓展：燈泡亮度的比較結論：當U實≠

U額時，P額小的燈泡亮。新知探究甲燈標有“PZ220V100W”，乙燈標有“PZ220V40W”，兩燈并聯(lián)接在220V電路中，比較兩燈的亮度。比較兩盞燈的亮度，應比較它們的實際功率，實際功率大的燈泡亮。現(xiàn)象：甲燈亮。結論：當U實＝U額時，P額大的燈泡亮。新知探究問題反思1.連接電路時，開關是否處于斷開狀態(tài)。2.滑動變阻器滑滑片是否滑到最大阻值處，滑動變阻器在本實驗中的作用是什么；3.電流表電壓表的正負接線柱是否接反了；4.是否通過試觸進行量程選擇；5.是否認真檢查電路確認無誤后才閉合開關新知探究例題1．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，某同學連接好電路，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，當滑動變阻器連接電路中的電阻變大時，電壓表的讀數(shù)也隨著變大，反之，隨著變小，則發(fā)生這一現(xiàn)象的原因是（）A．電壓表的正、負接線柱接錯了B．電壓表的量程選擇不合適C．電壓表壞了D．電壓表與滑動變阻器并聯(lián)D典型例題例題2.

在測定小燈泡電功率的實驗中：（1）電源電壓要

小燈泡的額定電壓，串聯(lián)一個滑動變阻器是為了

；（2）閉合開關前，滑動變阻器應放在

位置上，這樣做的好處是

；（3）為了測定有“4.5V”字樣的小燈泡的功率，除了要用電壓表、電流表、小燈泡、開關、滑動變阻器、導線外，還應在下列器材中選用

。A．三節(jié)干電池；B．三節(jié)蓄電池；C．兩節(jié)干電池；D．兩節(jié)蓄電池。稍大于改變小燈泡兩端的電壓與電流達到多次測量的效果阻值最大防止電流過大，燒壞電路元件B典型例題例題3.

在“測定小燈泡的電功率”實驗中，連接了如圖所示的電路。當閉合開關S后，若發(fā)現(xiàn)：（1）燈泡發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則故障原因是

；（2）燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，則故障原因是

；（3）燈泡發(fā)光，但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變，故障原因是

。

電流表短路燈泡發(fā)生短路滑動變阻器連接方法錯誤典型例題

例題4.

小華在“測定小燈泡電功率”實驗中，所用小燈標有“2.5V”字樣，可供使用的電源有1.5V、3V和4.5V三種規(guī)格，實驗電路如圖所示。SLRPVA

①實驗時，應選用電壓為

的電源；閉合電鍵前，變阻器的滑片P應移到最

端（選填“左”或“右”）。②實驗過程中，移動變阻器滑片P的目的是：

。③實驗過程中，判斷小燈泡正常發(fā)光的方法是：

。3伏或4伏右改變小燈兩端的電壓，使之在不同電壓下發(fā)光當電壓表示數(shù)為2.5伏時，小燈正常發(fā)光電源電壓應該大于小燈的額定電壓，所以電源電壓為3伏或4伏。典型例題測量小燈泡電功率的幾種常見電路01②小華在測量中，測量器材中的電壓表（或電流表）已損壞，你能否幫他完成實驗嗎？上面學習的是測定小燈泡電功率的正確電路。但是在實際測量中可能會遇到一些特殊情況，應該用特殊的方法測量。

想想議議①小紅想測量標有額定電壓為“3.8V”小燈的額定功率，電源電壓為4.5伏。但是電壓表的大量程0～15V已損壞，你能幫她想出測量方法嗎？下面學習測定小燈泡電功率的幾種特殊方法。新知探究PAVLR'S

在該電路中，若向右移動變阻器的滑片，變阻器連入電路的阻值變大，則電路中的電流變小，小燈兩端的電壓也變小，即電壓表、電流表的示數(shù)都同時變小。①指電壓表與小燈并聯(lián)。②移動變阻器的滑片時，電流表與電壓表的示數(shù)同時變大或同時變小。正確連接的電路（如圖）1就是這節(jié)課前面學過的電路。新知探究

電壓表與滑動變阻器并聯(lián)（如圖）

例如向右移動變阻器的滑片時，變阻器連入電路的阻值變大，則電路中的電流變小，小燈兩端的電壓也變小，但是變阻器兩端的電壓變大。

所以電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小。2此時移動變阻器的滑片時，電流表與電壓表的示數(shù)一個變大，而另一個變小（指針偏轉(zhuǎn)方向是相反的）。AVLRSP新知探究電源電壓U=UL+UR

電壓表先后分別與小燈、滑動變阻器并聯(lián)。3在這種電路中，電壓表第一次與小燈（或變阻器）并聯(lián)，后來再與另一元件變阻器（或小燈）并聯(lián)。在滑動變阻器滑片的位置不變時（或電路中的電流相等時），此時電源電壓為兩電壓表示數(shù)之和。新知探究伏阻法（測量器材是電壓表）4小明同學在測量一個標有“U額”字樣的小燈泡額定功率的實驗中，發(fā)現(xiàn)電流表損壞，其他元件完好。你能否再添加一些簡易器材，測出小燈泡的額定功率嗎？

想一想下面學習利用電壓表測小燈泡額定功率的方法——伏阻法。新知探究①除已有的器材外，只需再加一個阻值已知的定值電阻R0和另一塊電壓表即可（或一個電壓表測量2次）。設計的電路圖如下：設計實驗方案一如圖所示，小燈L、定值電阻R0與滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電壓表分別與小燈、定值電阻R0并聯(lián)。其中虛線框內(nèi)的元件組合體相當于電流表，電流為I=U0/R0。新知探究②合上開關，移動變阻器的滑片，使燈泡兩端電壓為額定電壓U額；③滑片不動，再讀出此時R0兩端的電壓為U0。燈泡兩端電壓為U額，小燈泡正常發(fā)光，通過定值電阻的電流即小燈的額定電流

IL＝I0＝U0/R0則小燈泡的額定功率為：

PL＝ULIL＝

U額U0/R0U額U0新知探究設計實驗方案二使定值電阻R0、小燈泡、滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電壓表及三只開關的連接如圖所示；利用串聯(lián)電路中電流處處相等的特點，來確定通過小燈泡的額定電流。①除已有的器材外，只需再加一個阻值已知的定值電阻R0和另兩個開關即可。設計的電路圖如下：新知探究②先閉合開關S和S1，移動變阻器的滑片，使燈泡兩端電壓為額定電壓U額，記下電壓表的示數(shù)U額。③再閉合開關S2，斷開S1，再讀出此時電壓表的示數(shù)為U1。

R0兩端的電壓為

U0=U1–U額

④計算步驟：U額U1新知探究測量小燈泡電功率中常見故障分析01常見滑動變阻器的使用問題

①把銅棒上的兩個接線柱接入電路，則變阻器連入電路中的阻值為0，移動滑片時，不能改變電阻

；②把電阻線圈上的兩個接線柱接入電路，連入電路中的阻值為變阻器的最大阻值，移動滑片時，不能改變電阻

。①此時燈泡比較亮，電流表示數(shù)較大，移動滑動變阻器滑片，電表示數(shù)及燈泡亮度無變化。②此時燈泡比較暗，電流表示數(shù)較小，移動滑動變阻器滑片，電表示數(shù)及燈泡亮度無變化。1新知探究

電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)。

常見故障

原因分析

閉合開關，電燈不亮，

電流表無示數(shù)，電壓表明顯偏轉(zhuǎn)。燈泡斷路燈泡短路電路常見故障的分析判斷①小燈泡故障2AVLRSP新知探究

電流表、電壓表都有示數(shù)且較大，

燈泡發(fā)光較亮。

常見故障

原因分析

閉合開關，電燈不亮，

電流表、電壓表都無示數(shù)。變阻器斷路變阻器短路電路常見故障的分析判斷②滑動變阻器故障2AVLRSP新知探究常見故障原因分析

電流表、電壓表指針向零刻度左側(cè)方向偏轉(zhuǎn)。

電流表、電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小。電表指針超過最大刻度。

電流表、電壓表“+”、“-”接線柱接反。

①電流表、電壓表的量程選擇過大；②電源電壓過低。①量程選擇過??；②電路中可能出現(xiàn)短路。③電表使用問題新知探究1．如圖是一位同學為側(cè)量小燈泡的功率所連的電路。這個電路有什么錯誤或不妥之處？應該怎樣糾正？請你畫出正確的電路圖。課堂練習2．利用如圖所示的器材，測量小燈泡的電功率。(1)在閉合開關前，滑動變阻器連入電路的電阻阻值應最____，即滑片應位于______端（填“左或右”）。大左課堂練習(2)閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則電路中可能出現(xiàn)的故障是___________。燈泡斷路(3)排除故障后，再次閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)如圖所示，此時電流為_____A，小燈泡的功率為_____W。0.30.6課堂練習3．小燈泡上標有“6V3W”字樣，將這盞燈接到3V電壓下，它比正常發(fā)光時_____（選填“亮”或“暗”），這時它的實際功率為_______W。暗0.75課堂練習4.利用如圖所示的器材，測量小燈泡的電功率。（1）

在閉合開關前，滑動變阻器連入電路的電阻阻值應最___，即滑片應位于____端（填“左或右”）。大左課堂練習（2）

閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則電路中可能出現(xiàn)的故障是_________。燈泡斷路課堂練習（3）排除故障后，再次閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表的示數(shù)為2V時，電流表的示數(shù)如圖所示，此時電流為____A，小燈泡的功率為___W。0.30.6課堂練習5.利用如圖所示的電路圖進行“測量小燈泡電功率”的實驗，請分析出現(xiàn)以下各現(xiàn)象時，電路可能出現(xiàn)的故障。(電源、開關、導線及電表均正常)課堂練習(1)閉合開關，燈不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓，電流表幾乎沒有