题目
小丽做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2.5V”字样). (1)如图甲所示,小丽所接的实验电路存在连接错误,但只需改动一根导线,即可使电路连接正确. 请你在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法. (2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数.接下来应进行的操作是:______ A.更换小灯泡 B.检查电路是否断路 C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 (3)实验过程中,当电压表示数为______V时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,其值为______ A,小灯泡的额定功率为______W.
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所属题型:问答题
试题难度系数:中档
答案
(1)电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端,测灯泡和滑动变阻器的总电压,所以电压表的“3”接线柱和滑动变阻器右下端接线柱连接错误,应把电压表并联在灯泡两端,电压表的“3”接线柱和灯泡右端接线柱连接,如下图:
(2)在闭合开关前,滑动变阻器是在阻值最大处,电流表有示数,小灯泡不亮,说明电路中电阻太大,故选C; (3)电压表测的是小灯泡两端的电压,当电压表示数为小灯泡的额定电压时,小灯泡才能正常发光; 电流表使用的0~0.6A,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.24A, P=UI=2.5V×0.24A=0.6W. 故答案为:(1)如上图;(2)C;(3)2.5;0.24;0.6; |
考点梳理
初中三年级物理试题“小丽做测量小灯泡电功率的实验(小灯泡标有“2.5V”字样).(1)如图甲”旨在考查同学们对
电流的测量,电流表的使用及读数方法、
电压的测量,电压表的使用、
测量电功率的实验、
电功率,额定功率、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 电流的测量,电流表的使用及读数方法
- 电压的测量,电压表的使用
- 测量电功率的实验
- 电功率,额定功率
考点名称:电流的测量,电流表的使用及读数方法
电流表的测量方法和技巧
首先要明确你需要测量的是什么电流(交流还是直流)?是什么设备产生的电流(变压器、电动机或者其他设备)?
一般情况下测量电流的设备:
1、电流表 电流表有两种:
1)、直入式:直接串在一次电路中。这种适用于直流电路和小电流交流电路中。
2)、和电流互感器配合使用:这种是把电流互感器串接在一次回路,通过一定的变比感应出一次电流。这种适用于大电流交流回路及高压回路。
2、万用表 万用表测试电流,比较麻烦,不仅要把电路断开把表针串在回路中,而且万用表的量程有限。适用于直流回路和小电流交流回路。
3、钳型表 这种表比较实用,不需要断开电路,直接可以卡在线路上测量电流。但这种不适合高压线路。
电流表及其使用方法、读数方法如下表
考点名称:电压的测量,电压表的使用
电压(交流电压)的测量方法:
1、选档:交流电压档用V表示("V"表示电压,"-"表示交流),也有的万用表用AC表示。在V框内有10、50、250、500、1000五档。选档方法同直流电压档。
2、表笔接法:测量交流电压时,表笔并联在被测电压两端,表笔不分正、负。
3、读数方法:交流的五档和测直流电压时一样都看从上向下数的第二行刻度线,标有V的那行,读数方法也和测直流电压相同。
电压表的特点:
电压表内阻很大,接入电路后相当于开路。由于这个特点,电压表可以直接接到电源两端测量电源电压。如果电压表在使用过程中与用电器串联,电路就相当于开路了。
电压表的使用方法,读数方法
考点名称:测量电功率的实验
测量电功率实验的目的和原理:
1. 实验目的:
1)测定小灯泡额定电压下的电功率;
2)测定小灯泡略高于额定电压下的电功率;
3)测定小灯泡略低于额定电压下的电功率。
2. 实验原理:P=UI
根据公式P=UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式P=UI计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。这是物理学中常用的一种间接测量方法,这种方法又被称为“伏安法”。
3. 实验方法:伏安法
伏安法测小灯泡的电功率:
实验电路图 |
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实验器材 |
电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干 |
实验步骤 |
(1)按电路图连接好电路;
(2)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2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。
(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)。
(4)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。
(5)计算出三种情况下小灯泡的电功率
(6)断开电路,整理器材。 |
实验表格 |
次数 |
电压U(V) |
电流I(A) |
电功率P(W) |
灯泡亮度 |
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实验结论 |
U实=U额,P实=P额,正常发光;
U实>U额,P实>P额,比正常发光更亮;
U实<U额,P实<P额,比正常发光更暗。 |
注意事项 |
(1)选择的器材规格要合适,例如滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流;
(2)连接电路时开关断开,滑动变阻器滑到阻值最大处;
(3)使小灯泡的电压高于额定电压时,要注意观察电压表示数的变化,以免电压过高,烧坏小灯泡 |
伏安法测电阻与测功率的异同点:
补充:
(1)伏安法测功率。滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。多次测量的目的是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率,不是为了多次测量求平均值。所以设计的表格中没有“平均功率” 这一栏。
(2)伏安法测定值电阻时,滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流和电阻两端电压,因电阻阻值不变,这是为了多测几组对应的电压、电流值,多测几次电阻值,用多次测量求平均值来减小误差。
(3)伏安法测小灯泡电阻时,由于灯丝电阻大小与温度有关。在不同的工作状态下,小灯泡温度不同。灯丝电阻也不同。因此测灯丝电阻时滑动变阻器的作用是为了保护电路和改变电路中的电流,不是为了多次测量求平均值。
随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,小灯泡的实际功率是不断变化的,因此求功率的平均值是没有意义。为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况,所以电功率不能求平均值。
考点名称:电功率,额定功率
电功率的定义:
单位时间内电路中电场驱动电流所作的功。若直流电路两端的电压为U,流过该段电路的稳恒电流为I,则单位时间内电场力驱动电流所作的功为
P=IU。
电功率的单位是“瓦(特)”(W)或“千瓦”(kW)。
电功率学习要诀:
1.电能的计量
电能单位是焦耳(J),生活常用千瓦时(KWh)。
电能表测耗电能,用电等于计数差。
1度=1KWh=3.6×106J
600r/KWh表示
每耗一度电。转盘转600圈。
转盘转n圈,耗电n/600KWh.
2.电功率
消耗电能的快慢,电功率用P表示。
1秒之内耗电能,叫这电器电功率。
P等电能除时间P=u/t,电压电流两相乘P=UI.
功率单位是瓦特,1(W)等1伏安,1W=1VA.
已知p、t求耗能,W等于p乘t.
3.电功率计算
电灯电器有标志,额定电压(U0)额功率(P0)。
正常发光用电流,I等P0除U0.I=P0/U0.
电压改变功率变,其中电阻是不变。
遇见电器求电阻,R等U2除以P,R=U2/P.
4.焦耳定律
焦耳定律说热量,三个因素有关联。
电流平方是关键,乘上电阻和时间。
热量单位是焦耳,损耗能量常用此。
5.保险丝
铅锑合金保险丝,电阻较大熔点低。
过粗烧线不保险,过细电路常断电。
选择合适保险丝,千万别用铁铜丝。
电功率误区提醒:
1、比较串连电路中两电阻的电功率时,因电流处处相等,一般使用计算;
2、在并联电路中,由于各支路两端电压相等,运用计算。
【典型例题】
例析:
现有两个小灯泡,上面分别标有“6V,1. 2W”和“12V,6W”字样,如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是( )
A. 9.4V B. 10.8V C. 18V D. 27V
解析:
要使其中一个灯泡能持续正常发光,必须先找出每盏灯正常发光时的电流,并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流,然后求出电路两端的总电压。因
两灯串联后的总电阻R=R1+R2=30Ω+24Ω=54Ω。所以加在串联电路两端的电压为
U=IR=0.2×54V=10.8V
答案: B
额定功率定义:
直流电路中,额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率(rated output )。它在正常运行工作状况下,动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率。常以“千瓦”为单位。
额定功率的计算:
一般的用电器都在铭牌上标记了“额定电压 额定功率”,
如图物1所示的某品牌电风扇,铭牌中就标明了“220V 65W”,根据这两个已知物理量,一是利用公式P=UI变形为I=P/U,可算出该用电器的额定电流,即正常工作时的电流;二是利用推导公式P=U2/R为R=U2/P,可直接算出该用电器的电阻.三是在此基础上,利用铭牌给出的额定电压、额定功率,可直接求出实际电压下的实际功率:
依据灯丝电阻不变,可得R=U2额/P额=U2实/P实,
所以P实=U2实÷U2额×P额=(U实÷U额)2×P额
例:将标有“220V 40W”的灯泡接在200V的电路中.灯泡消耗的实际功率_______额定功率(选填“大于”、“等于”或“小于”);如果该灯泡正常发光5h,将会消耗_____kW·h的电能。
思路导引:根据P实=(U实÷U额)2×P额可知,功率与电压的平方成正比.如果实际电压小于额定电压,实际功率必定小于额定功率;灯泡消耗的电能可利用公式W=Pt算出。
解答:小于 0.2