特殊法测功率.doc

课 题测量小灯泡电功率授课日期及时段2018年 1月 9日 8:30-12:00教学目标1、掌握测量电功率的原理和方法2、特殊法测功率的方法归类重点、难点特殊法测功率的方法归类教 学 内 容一、 疑难讲解二、 知识点梳理实验名称测量小灯泡的电功率实验原理实验电路图电路连接开关:连接电路时，开关应该处于断开状态;滑动变阻器:开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处;电表:电流从正接线柱流入，负接线柱流出;电流表与被测元件串联，电压表与被测元件并联;电压表的量程由被测元件的额定电压及电路电压决定;电流表的量程由 电路故障分析电表示数有无的原因:电流表无示数(与电流表串联的电路发生断路或电流表短路);电流表指针满偏(与电流表串联的电路发生短路或所选量程过小);电压表无示数(与电压表并联的电路发生短路或电压表短路或开路);电压表示数接近电源电压(与电压表并联的电路发生断路)小灯泡不亮的原因:电路完好灯不亮(滑动变队器连入电路的阻值太大，接下来的操作是移动滑片观察灯泡是否发光);电路故障灯不亮(灯泡短路或断路，根据电表示数来确定)滑动变阻器滑片移动时电表示数不变:滑动变阻器没有按照“一上一下”的原则连接滑动变阻器的作用改变灯泡两端的电压;保护电路实验操作（1)闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮，并记录电流表和电压表的示数(2）)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍，观察小灯泡的亮度变化并记录此时电流表和电压表的示数(注意:小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)(3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0. 8倍，观察小灯泡的亮度变化并记录此时电流表和电压表的示数实验表格的设计注:设计表格应包含所测物理量如电压、电流、电功率，并标注单位，为得到准确结论实验次数不少于3次多次测量的目的测出(比较)小灯泡在不同电压下的实际功率，探究电功率与电压的关系及小灯泡亮度变化规律(每组数据电压不同，小灯泡实际功率理应不同，求平均值无意义)U一1曲线图像及其分析分析:小灯泡U-I图像是曲线(原因:温度对小灯泡电阻有影响)实验结论(l）不同电压下，小灯泡的功率不同。实际电压越大，小灯泡功率越大(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯池越亮实验拓展特殊法测电功率缺电流表设计思路与实验器材电路设计实验步骤及表达式设计思路:使定值电阻与小灯泡串联，利用串联电路中电流处处相等的特点，来确定通过小灯泡的电流实验器材:电源、开关、定值电阻Ro、电压表、滑动变阻器、导线闭合S、S1，移动滑动变阻器，使电压表的读数为U额;断开S1闭合S2，读出电压表的示数为U1闭合S、S1，移动滑动变阻器，使电压表的读数为断开S1，闭合S2，读出电压表的示数为U1,将电压表调零，断开开关，按图连接电路;调节R2的滑片移动到最左端，调节R1，的阻值使电压表示数为UL保持R，的滑片位置不变，R2的滑片移动到最右端，读出并记录电压表的示数U，断开开关S缺电压表设计思路:使定值电阻与小灯泡并联，利用并联电路中各支路两端电压相等的特点，来确定小灯泡两端的电压，根据P=UI计算电功率实验器材:电源、开关、导线、定值电阻Ro、小灯泡、电流表、滑动变阻器、电阻箱闭合S、S2，移动滑动变阻器，使电流表的读数为断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为I1闭合S、S2，移动滑动变阻器，使电流表的读数为I额;断开S2，闭合S1，读出电流表的示数为I1只闭合S1，移动滑动变阻器滑片，使电流表示数为Io;断开S1，闭合S2，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为I0，时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R只闭合S1,移动滑动变阻器滑片，使电流表示数I0保持滑片P往置不变，再闭合S2，电流表此时示数为I三、 典型例题例1.小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5 V ,6 V的灯泡L1和L2设计了如图所示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关.(1)小灯泡发光时，将电能转化为_能和光能.(2)探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电压表有示数，电流表无示数，则电路故障可能是:_.排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一(3) 探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表二. 表一 表二电压U/V电流I/A情况110.1621.50,2232.50.28电压U/V电流I/A情况410.2852.50.38660.72(4)分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与_有关，不同规格的小灯泡发光亮度还应与_的转化效率有关.拓展 完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱()各1个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0. 1 A的小灯泡的额定功率进行了测定.请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式.实验步骤:_。表达式:P额=_例2.测量“小灯泡的电功率”小灯泡的额定电流为0.3 A，灯丝阻值在10一15 之间所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6 V)、开关各一个，滑动变阻器(“5 2 A”,“20 1A”)两个，导线若干。(1)图甲是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整.(2)小明选用的滑动变阻器的规格为_.(3)闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，读数为_V，小灯泡的额定功率为_W.(4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其他器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率.请在虚线框内画出她设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式.实验步骤表达式:P额=_例3.图甲是小明设计的测量一小灯泡额定功率的电路图.已知定值电阻R0=15,滑动变阻器R( 20 1 A )，电源电压为18 V，小灯泡的额定电压为6 V,额定功率约为3W(1)闭合开关S前，滑片P应滑到最_(选填“左端”或“右端”).(2)请用笔画线代替导线将图乙的实物图补充完整.(3)小明正确连接电路后，进行实验.小灯泡正常发光时，电流表的指针如图丙所示，通过小灯泡的电流为_A，其额定功率为_W.(4)电路中定值电阻R0.的作用是:_。(5)小明完成上述实验后，小红发现电流表已坏，她利用剩余器材和老师又给的两个开关S1, S2及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量.请你在虚线框内画出小红完成实验设计的电路图.例4.小明想利用以下提供的器材测量两只小灯泡的电功率(小灯泡的额定电压分别为2.5 V,3.8 V,阻值均约为10 ).所提供的器材分别有:电流表、电压表、单刀双掷开关和电源(电压约为6V)各一个，滑动变阻器(“lO 2A”,“50 1 A”)两个，导线若干条.单刀双掷开关的符号是当刀扳到上边时，a,b两接线柱连通;刀扳到下边时，a,c两接线柱连通.(1)请按下面的要求在虚线框内画出实验电路图.(要求:设计一个电路，只能通过开关改变电路的连接，完成两只小灯泡电功率的测量;用一个滑动变阻器.)(2)请你帮助小明在下面画出记录一只小灯泡实验数据的表格.(3)小明按符合设计要求的电路图正确连接电路后，将开关分别掷于b,c两点时，发现其中一个小灯泡发光过亮，不能进行实验.为了完成实验，他应:_。(4)小明改正错误后进行实验，依据实验记录的数据，画出了通过额定电压为2.5 v小灯泡的电流随其两端电压变化关系曲线，如图所示.则这只小灯泡的额定功率是_ W.(5)由图可知，通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比，其原因是:_。例5.在测额定电压为2. 5 V，其电阻大约为10 S2的小灯泡的额定功率时，小明连接了如图所示的电路，其中电源电压为6 V.(1)请用笔画线将图中的电路连接完整.(2)小明按甲图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数，经检查，导线连接完好，则电路故障是:_.排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，小明在操作过程中的不当之处是:_。(3)实际实验的有关情况、记录与计算如下表电压U/V1.522.53电流I/A0.20.220.250.28电功率P/W0.30.440.6250.84灯泡发亮情况很暗暗正常发光很亮由此可得，小灯泡的发光亮度是由灯泡的_决定的，小灯泡的额定功率为_W.(4)小敏想进行实验创新，她在原有器材中去掉电流表，添加了两个开关和一个己知电阻R0。也完成了“测量小灯泡额定功率”的实验，请你在虚线框内画出小敏设计的电路图，并写出实验步骤及小灯泡额定功率的表达式.实验步骤:_表达式:P= 拓展：(1)小明想换用一只额定电压为3. 8 V的小灯泡再次测量其电功率，应先调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为 此时的电流表示数如图所示，则此小灯泡的额定功率为_W.（2) 测量小灯泡额定功率_(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值，原因是_。(3)由此实验可得灯泡的电功率与电压之间的关系是:_。四、课堂练习1.在“测定小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：“3.8V ？A”的小灯、“10，1A”的滑动变阻器、四节新干电池等。（1）连接电路时开关应。（2）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大。（3）闭合开关，发现灯泡不亮，两电表均无示数为了查找故障，小明将电压表拆下，在开关闭合状态下，分别将电压表接在电源、滑动变阻器及开关两端，结果只有接在滑动变阻器两端时，电压表无示数，则肯定出现故障的元件是。（4）排除故障后继续实验，滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向端移动，直至电压表的示数为3.8V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是。（5）若用该电路测量规格是“2.5V,0.3A”灯泡的额定功率，须对实验进行适当调整，写出你的做法。方法一：；方法二：。2.要测量一个额定电压是.08V的小灯泡的额定功率,估计小灯泡工作时的电阻约为10.现有电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为“10,1A”、“500.5A”和“1K,0.1”的滑动变阻器,导线若干,电源(8V)一个.(1)小星设计了如图甲所示的电路图,通过分析你认为小星应选用规格为 的滑动变阻器.(2)请你根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的器材连成实验电路(要求减小误差,导线不要交叉).(3)小星正确选择了滑动变阻器,按图连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无示数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表示数不变(示数不为零).具体原因是 (4)小星排除故障后,继续实验.当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图丙所示,则通过小灯泡的电流为 A,该灯泡的额定功率是 W3.“测量小灯泡的电功率”的实验电路图如图甲所示，电源电压恒为，小灯泡的额定电压为。（1）请用笔画线代替导线将图乙中的实物连接完整。（2）现有滑动变阻器（）和（），实验时应选用滑动变阻器 ；（3）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到_端（填“”或“”）；（4）闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，但电流表和电压表均有示数，接下来他首先应该操作的是_（填序号）；A.检查电路是否开路B.检查电路是否短路C.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光（5）实验过程中，移动滑动变阻器的滑片的同时，眼睛应注视_（填序号）A.电压表示数B.电流表示数C.滑动变阻器滑片（6）调节滑片至某位置时，小灯泡恰好正常发光，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为_；（7）图丁是小明根据实验数据绘制的小灯泡的电流与电压关系图象。由图象可知，小灯泡的阻值随电压的增大而_（填“增大”、“减小”或“不变”）。4.小明做“测定小灯泡电功率”的实验，其中小灯泡上只标有“0.22A”字样（1）如图是他未完成的实验电路，请你用笔画线代替导线将电路连接正确：（2）闭合开关前，滑片应放在端（填“A”或“B”）；（3）该实验中，滑动变阻器除了能保护电路外，主要作用还有：（4）他实验步骤正确，闭合开关，移动滑片至小灯泡正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半，但此时无法从电压表V上精确读出额定电压但他观察到在上述实验过程中，电流表A的示数范围为0.200.22A经思考后，他在电路中再连接一个电压表V并按规范重新实验，发现电压表V的示数从2.0V逐渐变大、电压表V的示数从4.0V逐渐变小电压表V接在电路中的位置是 。根据相关信息可计算出电源电压为V，滑动变阻器的最大阻值为，小灯泡的额定功率为W5.在测量小灯泡的电功率的实验中,小灯泡的额定电流0.3A,灯丝阻值在10-15之间,所提供的器材有:电流表、电压表、电源(电压恒为6V ),开关各一个,滑动变阻器(50，1A )一个,导线若干.(1)如图甲所示是小明没有连接完的实物电路,请用笔画线代替导线将实物图补充完整.(2)闭合开关前,图甲中的滑片P应位于 (选填“左”或“右”)端;闭合开关后,无论怎样移动变阻器滑片P,发现小灯泡始终不亮,电压表有示数,电流表无示数,原因可能是 (写出一种即可).(3)排除故障,闭合开关,移动滑片,当电流表的示数为0.3A 时,电压表的示数如图乙所示,该数为 V,小灯泡的额定功率为 W.(4)小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系,他将小灯泡换成多个定值电阻R,保持电压表示数始终为2V,多次更换阻值不同的定值电阻R,并记录各次电流表的示数,若不更换其他器材,为了能够完成实验,更换的电阻阻值不能大于 .五、课后作业6.在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器料，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12）（1）用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路连接完整（2）为了能够顺利完成实验探究，下列两种规格的滑动变阻器应选用A“100.5A”的滑动变阻器 B“500.5A”的滑动变阻器（3）根据实验数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图乙），分析图象你可以得到哪些有价值的信息？（两条即可）（4）小红在缺少电压表的情况下，利用电流表和已知定值电阻R（）等其他器材，设计了电路丙图，也测出了灯泡的额定功率请你把下面的步骤补充完整闭合S、，断开， 。滑动变阻器P的位置不动，闭合，断开，记下电流表的示数I表达式P额= 7.在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10。（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为_，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向_（选填“”或“”）端移动，使电压表的示数为2.5V。（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的关系图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是_W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而_（选填“增大”“减小”或“不变”）。（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：_；_。8.小明进行“测量小灯泡的电功率”的实验，现有器材：额定电压为2.5 V的小灯泡(正常发光电阻约为10 )若干个，电压恒为8 V的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“20 1 A”、“50 0.5 A”和“50 0.2 A”的滑动变阻器各1个，导线若干。图17(1)实验中应选择规格为“_”的滑动变阻器。(2)连接的电路如图17所示，实验前应将开关断开；滑动变阻器的滑片P应滑到_(选填“左”或“右”)端。(3)小明闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是_。(选填字母序号)A.检查电路是否断路B.更换小灯泡C.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光(4)小明同学正确操作实验测得的数据如下表所示：实验次数12345发光情况正常较暗更亮微光熄灭电压U/V2.52.13.00.90.5电流I/A0.280.260.300.190.15图18分析数据可知：小灯泡的额定功率为_W；第5次实验中，灯泡熄灭的原因是。【拓展】小明用一个额定电压为6 V的发光二极管换下小灯泡接入电路，闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，发现此二极管都不发光，且电流表无示数，电压表有示数，经检查整个电路连接完好，则故障原因是：；故障排除后，调节滑动变阻器，小明测出几组数据后作出了发光二极管的UI图像如图18所示，当该发光二极管正常工作时的电阻为_。9.小明利用如图所示的电路来测量小灯泡额定功率,电源电压为4.5V,小灯泡的额定电压为2.5V。(1) 将图1中的电路连接完整(要求滑片向左移动时电流表的示数变大).(2)连接电路时开关应(3)闭合开关后灯泡不亮,电流表和电压表都没示数,原因可能是滑动变阻器 (4)排除故障后,滑片移到某一位置时电压表示数如图2,要测小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器连入电路的阻值变 (填“大”或“小”).当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图3,则小灯泡的额定功率为 W(5) 小红实验时发现桌上没有电流表,却多了一个滑动变阻器(最大阻值用表示),她设计如图4示电路,测出了额定电压=2.5V的灯泡的额定功率,补全下列步骤.闭合开关,先调节滑动变阻器的滑片到最左端,再调节另一滑动变阻器的滑片,直到 时为 止;将的滑片滑到最右端,读出这时电压表的示数为U;小灯泡的额定功率表达式P= 。10.在做测定小灯泡额定力率的实验中，小明同学连接的实物电路如图9所示其中小灯泡额定电压为2.5V额定功率小于1W图中有一根导线未连接请你用笔画线代替导线将实物电路连接完整接通电路后发现电流表无示数电压表示数接近3V若电路只有一处故障则可能是 排除故障后，再闭合开关移动滑动变阻器的滑片当滑片P处于某一位置时电压表示数为2V，若想测量小灯泡的额定功率应将滑片P向 （选填“A”或“B”茄移动当电压表的示数为2.5V时,电流表的示数如图10所示则小灯泡额定功率是 W。【拓展】小明又重新设计了如图11的电路图，测量另一个小灯泡的额定功率己知电源电压为U，该小灯泡正常发光的电流为请与出实验步骤和小泡额定功率的表达式：实验步骤只闭合 只闭合 额定功率表达式：