九年級(jí)物理上冊(cè) 第十五章《電能與電功率》單表法“測小燈泡額定功率” （新版）粵教滬版.doc

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單表法“測小燈泡額定功率” 單表法測小燈泡額定功率即可考查同學(xué)們基本實(shí)驗(yàn)技能，又可考查同學(xué)們創(chuàng)新思維能力，因此備受中考青睞，我們要特別關(guān)注。 一、根據(jù)P=UI測得小燈泡額定功率 例1 （xx 南京）現(xiàn)有兩只小燈泡L1、L2，它們的額定電壓分別為2.5V和3.8V。 小華利用圖1所示的電路測出了燈泡L2的額定功率。圖中R0為阻值已知的定值電阻， 還缺兩個(gè)開關(guān)和一只電表（電流表或電壓表），請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)補(bǔ)上這三個(gè)元件的符號(hào)，使電路完整，實(shí)驗(yàn)操作簡單。 圖1 S L2 R0 P 圖2 S L2 R0 P V 甲 V S L 乙 15 10 5 0 3 2 1 0 － 3 15 V 圖3 解析 實(shí)驗(yàn)過程中需要測出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，而由圖知，R0與L2串聯(lián)，若通過開關(guān)轉(zhuǎn)換設(shè)法讓電壓表即可測出燈泡兩端電壓，又可測出定值電阻兩端電壓，這樣便可利用歐姆定律間接測出通過定值電阻的電流，進(jìn)而求得通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率。為了測量燈泡L2的額定功率，電壓表應(yīng)與燈泡L2，由此可得實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示。 答案 如圖2所示。 點(diǎn)撥 單表法測功率時(shí)，只給電流表通常使用并聯(lián)電路，只給電壓表時(shí)通常使用串聯(lián)電路，利用開關(guān)、已知阻值的定值與電表的組合間接測電壓或電流達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 二、根據(jù)P=U2/R測得小燈泡額定功率 例2 （xx 長春）要測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率，現(xiàn)有器材：電壓恒為6V的電源，一個(gè)電壓表，標(biāo)有“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器A和標(biāo)有“Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器B（阻值不變），實(shí)驗(yàn)過程如下： （1）選用滑動(dòng)變阻器A，設(shè)計(jì)電路如圖3甲所示，正確連接電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光； （2）斷開開關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器A的滑片位置不變，用滑動(dòng)變阻器B替換小燈泡，試觸后電壓表的示數(shù)未超過3V，再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器 ，使電壓表示數(shù)為2.5V； （3）保持滑動(dòng)變阻器 的滑片位置不變，把另一只滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大端，此時(shí)電壓表示數(shù)如圖3乙所示，則小燈泡的額定電功率為 W。 解析 要測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率，在提供器材中雖缺少電流表的情況下，但提供了標(biāo)有“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器A和標(biāo)有“Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器B（阻值不變），若利用等效替代的方法測出了小燈泡正常發(fā)光的電阻，則可根據(jù)P=U2/R測得小燈泡的額定功率。 分析步驟（1）、（2）可知調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器B，使電壓表示數(shù)為2.5V，則小燈泡正常發(fā)光的電阻RL等于滑動(dòng)變阻器B連入電路的電阻RB；而電源電壓已知，若保持滑動(dòng)變阻器B的滑片位置不變且把滑動(dòng)變阻器A的滑片移到阻值最大端，根據(jù)此時(shí)電壓表示數(shù)就可測得RB大?。河蓤D3乙知，電壓表讀數(shù)為1.2V，易得變阻器A兩端電壓為：UA= U源－UB=6V－1.2V=4.8V，通過變阻器A的電流為：IA=UA/RA=4.8V/50Ω=0.096A，故有RB=UB/IB= UB/IA=1.2V /0.096A=12.5Ω。因此，小燈泡的額定電功率為：P=U2/R=（2.5V）2/12.5Ω=0.5W。 答案 （2）B（3）B 0.5 點(diǎn)撥 既然已知小燈泡額定電壓，就可充分利用所給器材通過等效替代的方法巧妙測得小燈泡正常發(fā)光的電阻，再根據(jù)P=U2/R測得燈泡的額定電功率。注意，由于小燈泡的電阻不是一個(gè)定值，不可把滑動(dòng)變阻器A阻值調(diào)到最大，再根據(jù)電壓表讀數(shù)和電源電壓直接求小燈泡的電阻。 A 圖4 S1 S2 R1 R2 三、根據(jù)P=I2R測得小燈泡額定功率 例3 （xx 葫蘆島）包博同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路，測量某個(gè)小燈泡的額定功率，這個(gè)小燈泡正常工作的電流為I1。請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟（已知電源電壓為U）。 ① 只閉合開關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電流表的示數(shù)為 ； ② 只閉合開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變， ，使電流表的示數(shù)為I1；再將滑動(dòng)變阻器R2的滑片調(diào)到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2； ③ 則小燈泡的額定功率表達(dá)式為P額= 。 解析 只閉合開關(guān)S1時(shí)，小燈泡和變阻器R2串聯(lián)，為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使電流表的示數(shù)為I1。只閉合開關(guān)S2時(shí)，變阻器R1和R2串聯(lián)，保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，R2阻值不變，為使變阻器R1連入電路的電阻與小燈泡的電阻相等，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片使電流表的示數(shù)仍為I1。若再將滑動(dòng)變阻器R2的滑片調(diào)到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2，則可求得變阻器R1連入電路的電阻為U/ I2即燈泡正常發(fā)光的電阻為U/ I2，進(jìn)而可得小燈泡的額定功率：P額=I額2R額= I21U/ I2= U I21/ I2。 答案 ① I1 ② 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1的滑片 ③ U I21/ I2 點(diǎn)撥 既然已知小燈泡額定電流，就可充分利用所給器材通過等效替代的方法巧妙測得小燈泡正常發(fā)光的電阻，再根據(jù)P=I2R測得燈泡的額定電功率。測小燈泡正常發(fā)光的電阻的思路：由于電源電壓不變，可讓燈泡和R1先后與R2串聯(lián)接入電路且保持燈泡正常發(fā)光時(shí)R2接入電路的阻值不變和電路中的電流均為燈泡額定電流，則根據(jù)R=U/I可知R1接入電路的阻值即為燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。