测量小灯泡的电功率
学习目标
1.加深对电功率的理解;
2.巩固电流表和电压表的操作技能;
3.通过测量,体验额定功率和实际功率的区别; 4.锻炼根据测量公式P=IU设计实验方法的能力; 5.通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度。
学习重点:
通过测量,体验额定功率和实际功率的区别。
学习难点:
锻炼根据测量公式(P=IU)设计实验方法的能力。
知识要点精析
实验目的
知识点一 测量小灯泡的电功率
①学会用电压表、电流表测定小灯泡的功率; ②会测量小灯泡额定功率和实际功率。
实验原理:P=UI 测出小灯泡的电压U和电流I,利用公式P=UI计算求得电功率。 实验器材:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、小灯泡、灯座、导线等。 实验电路图及表格
次数 电压U/V 电流I/A 功率P/W 发光情况 1 2 3
实验步骤:
1.实验前准备:检查仪器是否齐全,规格是否合乎要求,查看小灯泡的额定电压 2.按电路图连电路,查无误,闭合开关,进行实验; 3.调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为
,记录电流表示数
;
;
4.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压等于1.2 5.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压小于
,记下电压表、电流表的示数,并观察小灯泡发光情况; ,记下电压表,电流表的示数,并观察小灯泡发光情况;
6.断开开关,计算电功率值填入表格。
数据分析,总结结论
(1)分析数据知,实际功率随实际电压改变而改变;
(2)灯泡的亮度了取决于灯泡的实际功率,实际功率越大灯泡越亮。
注意事项 1.仪器选择:
①电源:电源电压应高于小灯泡的额定电压。例如:源选择3V的电源。 ②电压表的量程应大于
,电流表的量程应大于灯泡正常的工作电流;在被测电压、电流不超电压表、电流表
的小灯泡电压表量程选0—3V,电流表选0—0.6A的量程。
,至少要选择2节干电池串联作电源,学生电
量程的情况下,应尽可能选用小量程;例如
③滑动变阻器的允许通过最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而其最大阻值应与灯泡的电阻差不多,以便调节效果明显。
2.连电路时注意事项:同伏安法测电阻。
知识点二 利用电能表和钟表测量家用电器的功率
1.原理:
2.仪器:电能表、钟表、家用电器。 3.测量的物理量:电能表表盘的转数,时间。
4.实验步骤:要测某家用电器的功率,可只让其工作,其他用电器关闭,观察记录电能表表盘转数,同时记下钟表的时间值,再计算出功率。
5.计算方法:例如:电能表的参数3000R/kW·h,记录的转数为n转,时间为t(s),则
t秒消耗的电能:
电功率:
注意事项:
①明确电能表参数的物理意义; ②被测的电器一定要单独工作; ③单位的对应关系。
例如:家用电能表的盘面上,标有3000R/KW·h字样,当接入一个用电器正常工作时,1min内电能表的转盘转了15转,则该电器消耗的实际功率是( )
A.5W B.500W C.300W D.3KW
解析:用电器消耗的电能
。
答案:C
规律方法指导
1.测量电功率的方法:
①测量电功率可以使用专用的功率表
②用电能表测量出电流通过小灯泡做的功(消耗的电能)用钟表测出所用的时间,根据公式器的电功率。
计算出要用电
③用电压表测得小灯泡两端的电压,用电流表测得通过小灯炮的电流(用伏安法),然后通过公式P=UI,计算出小灯泡的功率。
2.本实验关于使用滑动变阻器的规律方法。
①本实验测量小灯泡在不同电压下电功率,使用调节电源电压的方法不方便,例如小灯泡的额定电压是3.8V,直接调电源电压调不出来,所以通过串联滑动变阻器,调节灯炮两端电压来完成实验目的。 ②本实验滑动变阻器的作用一是保护电路,二是调节灯泡两端的电压。
③注意事项:连电路时,滑片要滑到阻值最大端。通过的最大电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流。
3.伏安法测小灯泡电阻和测小灯泡电功率的异同点。
①原理不同:,
②仪器相同;电路图相同 ③分析的方法与结论不同
测小灯泡电阻:分析方法是电阻的不同,不是由于电流、电压引起的而是温度引起的,结论是温度越高,电阻越大。 测小灯泡功率:分析方法是电压不同功率不同,功率的变化是由于电压的变化引起的。
经典例题透析基础类型
1.为了测量小灯泡的电功率,在具体实验操作中,
手和眼的分工应该是( ) A.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电流表的示数变化 B.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数变化 C.手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察灯泡是否发光
D.手按开关,眼睛观察小灯泡
解析:在测量小灯泡的电功率时,闭合开关进行实验前,滑动变阻器滑片在阻值最大端,闭合开关后,灯泡两端电压比较小,要提高电压使灯泡的两端电压等于额定电压,必须移动滑片使之电阻变小,因此操作过程中,手移动滑动变阻器的滑片,眼睛观察电压表的示数,让电压表示数等于额定电压。
答案:B
总结升华:这道题考查同学们对实验操作技能的掌握程度。学习时一定要自己亲自动手体验一下实验过程。 举一反三
在测量小灯泡的功率的探究实验中,如果所用小灯泡上标有“6.3V”字样,那么实验时电源电压应怎样选择?说出你的理由,相应的电流表和电压表的量程如何选择?
解析:电源电压应略高于小灯泡的额定电压,小灯泡的额定电压是6.3V,电源电压应选8V;电压表的量程选0—15V的大量程,电流表的量程通过试触来选择。
2.小灯泡标有“3.8V”字样,李镇同学用如图所示的电路来测定小灯泡的额定功率:
(1)至少要用_________节干电池串联起来做电源,
(2)闭合开关后,测小灯泡的额定功率发现电压表的读数为2.5V,则应使滑动变阻器的滑片P向_______滑动, (3)闭合开关后,调节滑动变阻器,测得三组数据如下表,请将所缺数据填入表中: 实验次数 1 2 3 (4)小灯泡的额定功率P=_________。
解析:
① 小灯泡上标的值是额定电压值,每一节干电池的电压为1.5V,所以需要3节干电池串联使用才能提供给灯泡3.8V的额定电压。
② 测小灯泡的额定功率,应使灯泡两端电压等于3.8V,而此时的电压为2.5V<3.8V,应使灯泡电压变大,滑动变阻器的电压应减小,所以滑动变阻器阻值变小,即滑片向左滑。
电压表读数V 3.0 3.8 电流表读数A 0.20 0.21 0.25 ③ ,,。
④ 灯泡的额定功率为它在额定电压下的功率,应选第三组数据的计算
。
答案:(1)3 (2)左 (3)3.2 (4)0.95
总结升华:测小灯泡的功率时,器材的选择均应根据小灯泡的额定值来选择。如电源电压应略高于小灯泡的额定电压,电压表量程应大于灯泡的额定电压,电流表的量程可根据题中的已知条件估算。