九年级物理上册 第十五章《电能与电功率》单表法“测小灯泡额定功率” （新版）粤教沪版.doc

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单表法“测小灯泡额定功率” 单表法测小灯泡额定功率即可考查同学们基本实验技能，又可考查同学们创新思维能力，因此备受中考命题者青睐，我们要特别关注。 一、根据P=UI测得小灯泡额定功率 例1 （xx 南京）现有两只小灯泡L1、L2，它们的额定电压分别为2.5V和3.8V。 小华利用图1所示的电路测出了灯泡L2的额定功率。图中R0为阻值已知的定值电阻， 还缺两个开关和一只电表（电流表或电压表），请在虚线框内补上这三个元件的符号，使电路完整，实验操作简单。 图1 S L2 R0 P 图2 S L2 R0 P V 甲 V S L 乙 15 10 5 0 3 2 1 0 － 3 15 V 图3 解析 实验过程中需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流，而由图知，R0与L2串联，若通过开关转换设法让电压表即可测出灯泡两端电压，又可测出定值电阻两端电压，这样便可利用欧姆定律间接测出通过定值电阻的电流，进而求得通过灯泡的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率。为了测量灯泡L2的额定功率，电压表应与灯泡L2，由此可得实验电路图如图2所示。 答案 如图2所示。 点拨 单表法测功率时，只给电流表通常使用并联电路，只给电压表时通常使用串联电路，利用开关、已知阻值的定值与电表的组合间接测电压或电流达到实验目的。 二、根据P=U2/R测得小灯泡额定功率 例2 （xx 长春）要测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，现有器材：电压恒为6V的电源，一个电压表，标有“50Ω 1A”的滑动变阻器A和标有“Ω 1A”的滑动变阻器B（阻值不变），实验过程如下： （1）选用滑动变阻器A，设计电路如图3甲所示，正确连接电路，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光； （2）断开开关，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用滑动变阻器B替换小灯泡，试触后电压表的示数未超过3V，再闭合开关，调节滑动变阻器 ，使电压表示数为2.5V； （3）保持滑动变阻器 的滑片位置不变，把另一只滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，此时电压表示数如图3乙所示，则小灯泡的额定电功率为 W。 解析 要测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，在提供器材中虽缺少电流表的情况下，但提供了标有“50Ω 1A”的滑动变阻器A和标有“Ω 1A”的滑动变阻器B（阻值不变），若利用等效替代的方法测出了小灯泡正常发光的电阻，则可根据P=U2/R测得小灯泡的额定功率。 分析步骤（1）、（2）可知调节滑动变阻器B，使电压表示数为2.5V，则小灯泡正常发光的电阻RL等于滑动变阻器B连入电路的电阻RB；而电源电压已知，若保持滑动变阻器B的滑片位置不变且把滑动变阻器A的滑片移到阻值最大端，根据此时电压表示数就可测得RB大小：由图3乙知，电压表读数为1.2V，易得变阻器A两端电压为：UA= U源－UB=6V－1.2V=4.8V，通过变阻器A的电流为：IA=UA/RA=4.8V/50Ω=0.096A，故有RB=UB/IB= UB/IA=1.2V /0.096A=12.5Ω。因此，小灯泡的额定电功率为：P=U2/R=（2.5V）2/12.5Ω=0.5W。 答案 （2）B（3）B 0.5 点拨 既然已知小灯泡额定电压，就可充分利用所给器材通过等效替代的方法巧妙测得小灯泡正常发光的电阻，再根据P=U2/R测得灯泡的额定电功率。注意，由于小灯泡的电阻不是一个定值，不可把滑动变阻器A阻值调到最大，再根据电压表读数和电源电压直接求小灯泡的电阻。 A 图4 S1 S2 R1 R2 三、根据P=I2R测得小灯泡额定功率 例3 （xx 葫芦岛）包博同学设计了如图4所示的电路，测量某个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1。请完成实验步骤（已知电源电压为U）。 ① 只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表的示数为 ； ② 只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变， ，使电流表的示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2； ③ 则小灯泡的额定功率表达式为P额= 。 解析 只闭合开关S1时，小灯泡和变阻器R2串联，为使小灯泡正常发光，应使电流表的示数为I1。只闭合开关S2时，变阻器R1和R2串联，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，R2阻值不变，为使变阻器R1连入电路的电阻与小灯泡的电阻相等，应调节滑动变阻器R1的滑片使电流表的示数仍为I1。若再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2，则可求得变阻器R1连入电路的电阻为U/ I2即灯泡正常发光的电阻为U/ I2，进而可得小灯泡的额定功率：P额=I额2R额= I21U/ I2= U I21/ I2。 答案 ① I1 ② 调节滑动变阻器R1的滑片 ③ U I21/ I2 点拨 既然已知小灯泡额定电流，就可充分利用所给器材通过等效替代的方法巧妙测得小灯泡正常发光的电阻，再根据P=I2R测得灯泡的额定电功率。测小灯泡正常发光的电阻的思路：由于电源电压不变，可让灯泡和R1先后与R2串联接入电路且保持灯泡正常发光时R2接入电路的阻值不变和电路中的电流均为灯泡额定电流，则根据R=U/I可知R1接入电路的阻值即为灯泡正常发光时的电阻。