初中物理沪科版（2024）九年级全册第三节 测量电功率精品课件ppt

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册第三节 测量电功率精品课件ppt，文件包含163测量电功率教学课件pptx、163测量电功率分层作业原卷版docx、163测量电功率分层作业解析版docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
想一想如图所示，有一个小灯泡，铭牌上只有额定电压3.8V，没有电功率，你们能想办法测量出小灯泡的电功率吗?
第三节 测量电功率
知识一 测量小灯泡的电功率
（1）需要测定的物理量根据公式P=UI，若求小灯泡的电功率，需测定小灯两端的电压与通过的电流。用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，就可以计算出小灯泡的电功率，这种测量方法也叫做伏安法。
1. 设计实验
（2）实验电路图 在电路中，使小灯泡与滑动变阻器串联，电压表与小灯并联，电流表串联在电路中。移动滑动变阻器的滑片，可以改变小灯泡两端的电压及通过的电流，使小灯泡在不同电压下发光。
（3）选择实验器材 根据小灯泡的额定电压选择实验器材的规格。例如选用的小灯泡标有“2.5V 0.3A”，则电源至少需要2节干电池串联（电压为3V），电压表使用0～3V量程，电流表使用0～0.6A量程。
实验器材：电源、开关、电流表、电压表、 导线、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5 V）。
（1）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。
2. 进行实验与收集证据
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.0V（低于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
（4）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.9V（不能超过额定电压的1.2倍），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。
（5）数据处理根据公式P=UI 计算出小灯泡的额定功率和实际功率。
3. 交流与合作（1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定。（3）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。 额定功率为 P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W
4. 实验结论 （1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W（2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。（3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。
5. 交流讨论（1）对小灯泡的电功率进行了三次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值?【分析】额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。
小灯泡的亮度由它的实际电功率决定，实际功率越大，灯泡越亮。
小灯泡的电阻随着灯丝温度的升高而变大。
（2）本实验与伏安法测小灯泡电阻相比较，有哪些异同点？
课堂小影院——《测定小灯泡的电功率》
【例题1】某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（　　）A．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率了B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了C．闭合开关前，滑片P应滑到B端D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮
A．额定电压是2.5V时，电流就是额定电流，利用P=UI即可算出小灯泡的额定功率，故A正确，不符合题意；B．闭合开关，小灯泡不发光，有可能是小灯泡短路或断路或者电路其它部分有断路，故B错误，符合题意；C．闭合开关前滑动变阻器应位于最大阻值处，即滑片滑到B端，故B正确，不符合题意；D．通过滑动滑片观察电压表和电流表示数，则小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮，故D正确，不符题意。故选B。
【例题2】实验室购买了一批规格为“2.5V 0.8W”的小灯泡，物理兴趣小组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如下器材：电源（电压恒为6V ）、开关、滑动变阻器（“20Ω 1A”）、电流表各1个，导线若干。（1）若要完成此实验，还需要的器材是___________；请在图所示的虚线框内画出实验电路图；
（1）测量小灯泡的额定功率中，需要滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量灯泡电压，电流表测量灯泡电流，开关控制电路通断，故实验还需要的器材是电压表。 测量小灯泡的额定功率的电路图如图所示：
（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，造成这种现象的原因可能是___________；（3）问题解决后继续实验，当小灯泡两端电压为2.5V时，电流表示数如图所示，电流为_____A，小灯泡的电功率为_____W，小灯泡是否符合规格？___________；
（2）按正确的电路图连接好电路，闭合开关，发现小灯泡强烈发光后立即熄灭，说明闭合开关后，灯泡的电流过大，电路中电阻过小，因此原因可能是连接电路前，滑动变阻器滑片没有滑至阻值最大处。（3）由图，电流表示数为0.32A，即灯泡正常发光的电流为0.32A。小灯泡的电功率 P=UI= 2.5V × 0.32A=0.8W与购买的小灯泡规格“2.5V 0.8W ” 相符，说明小灯泡符合规格。
知识二 利用家用电能表测算家用电器的电功率
如要测一只电吹风的电功率，首先要关闭家里所有的电器，只启动电吹风，利用钟表测量电吹风工作时电能表铝盘转n转所用的时间 t。假定这个电能表的盘面上标着“3000 r/（kW·h）”，它表示每消耗 1kW·h的电能，表盘要转 3000 转。那么表盘每转1转，电流做的功为多少呢？你能由此测出电吹风在 t（s）时间内所做的功及电吹风的电功率吗？
【例题3】小明将某家用电器单独接在该电能表所在的电路中正常工作6min，电能表转盘转动32r。该家用电器的电功率是_____W，该家用电器最有可能是_______（选填“电视机”“节能灯”或“空调”）。
知识三 特殊方法测小灯泡的电功率
【设计实验】借助定值电阻，利用电压表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。【实验器材】电源（电压未知），1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。
1. 单伏法（测量器材是电压表，缺少电流表 ）
2. 单安法（测量器材是电流表，缺少电压表）
【设计实验】借助定值电阻，利用电流表计算出灯泡额定电压或额定电流，利用P=UI算出额定功率。【实验器材】电源（电源电压未知），1个电流表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。
（2）已知小灯泡的额定电流I额 ①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光；②闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。灯泡的额定电压：灯泡的额定功率：
视频讲解——《单伏法、单安法测小灯泡的电功率》
【例题3】实验小组用图所示器材测量小灯泡的电功率，电源电压为4.5V，小灯泡L标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“20Ω 1A”。（1）连接电路前，开关应处于________状态；（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于B端的原因是______。电路正确连接后，闭合开关，他们发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表指针明显偏转，你认为造成这一现象的原因可能是_____；（填字母）A．电流表断路 B．滑动变阻器短路 C．小灯泡灯丝断了 D．小灯泡短路
（1）连接电路前，为了保护电路，开关应处于断开状态。（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于B端，这可以让变阻器接入电路的电阻最大，从而电路的电流较小，保护电路。这是一个串联电路，电流表无示数说明电路有断路，小灯泡不亮，电压表指针明显偏转，那么应该是小灯泡断路了。故选C。
（3）排除故障后，按图甲所示的电路继续进行实验。闭合开关，移动滑片P，使小灯泡L发光，测出小灯泡L的相关物理量，记录和计算结果如下表，则小灯泡的额定功率为 W。由表中信息可知：灯泡实际功率越 ，灯泡越亮。
（4）另一小组用相同器材实验时，发现电流表不能正常使用。他们选用一个定值电阻R0，设计了如图所示的电路图，并进行如下实验操作：①按图连接电路，检查无误后，闭合开关S，S1，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为________V；②S处于闭合状态，滑片不动，断开S1，闭合S2，读出电压表示数为U0；③小灯泡的额定功率：P额=________（用U额、U0、R0表示）。
因小灯的额定电压为2.5V，所以小灯正常发光时，R0与R变两端的电压为U0R= U– U额=4.5V-2.5V=2VS处于闭合状态，滑片不动，断开S1，闭合S2，这时电路还是串联不变，电压表测的是定值电阻R0的电压，读出电压表示数为U0，根据欧姆定律可知电路的电流I=I0=U0/R 小灯泡的电压是额定电压U额，根据电功率的公式可知，小灯泡的额定功率：P额=U额I= U额U0/R
【例题4】小红在测量小灯泡的电功率实验中，选用的小灯泡标有“2.5V”字样。①请你在图甲电路中用笔画线代替导线，将电路连接完整。②某次实验过程中电压表示数为2V，为测定小灯泡的额定功率，小红应将变阻器滑片向 （填“A”或“B”）端移动，同时注意观察电压表的示数变化，直到小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W。
（1）该实验中，灯泡应与电流表串联，电压表应与灯泡并联，如下图所示；连电路时，为保护电路，开关应处于断开状态。（2）此时电压表的示数为2V，小于灯的额定电压2.5V，故应增大灯的电压，根据串联电路分压原理可知，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向B端移动，同时注意观察电压表的示数变化，直到电压表示数为2.5V，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为 P=UI=2.5V×0.3A=0.75W
③小红还设计出了只有电流表、没有电压表时测量小灯泡额定功率的方法，其电路图如图丙所示。已知定值电阻R0为5Ω，小红调节变阻器滑片，先使电流表A2的示数为 A时，再读出电流表A1的示数为0.3A，就测量出小灯泡的额定功率为_______W。
P = UI电源、电压表、电流表、 小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。如图所示。①根据电路图连接实物，连接电路时开关要断开， 变阻器的滑片要调节到阻值最大端。②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯两端的电压分别等于、低于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。 ③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
1．图是灯L1、L2 的U-I 图像。由这两条曲线可知，当电压为100V时，灯L1的实际功率为 ______W，灯L1 的电阻 _________（选填“大于”“小于”或“等于”）灯 L2的电阻。
如图所示，由这两条曲线可知，当电压为100V时，灯L1的电流为0.2A，L2的电流为0.325A左右，故L1的实际功率为P1=U1I=100V×0.2A=20W灯L1、L2的电阻分别为故灯L1的电阻大于灯L2的电阻。
2．某同学用如图所示的实物图测定额定电压为 2.5V、额定功率不大于1W的小灯泡的功率。在该同学连接好的电路中，存在三处错误。请找出： ① ______________________________；② ______________________________；③ ______________________________。
（1）小灯泡的额定电压为2.5V、额定功率不大于1W，则通过灯泡的最大电流I=W/P=1W/2.5V=0.4A 电流表应选小量程，错误是电流表量程太大。（2）图中变阻器接了下面两个接线柱，滑动变阻器连接错误。（3）电流表接入电路时，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出，图中第三处错误是电流表正负接线柱接反了。
电流表正负接线柱接反了
电流表量程太大
滑动变阻器连接错误
3．在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率”的实验中：（1）在连接电路时，开关应该是_______的；（2）在（a）中，请你用笔画线表示导线，把图中的电路连接好（请勿更改原有导线，导线不得交叉）；（3）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为_____V时，小灯泡正常发光。此时，若电流表的示数如图 （b） 所示，其示数为_____ A，小灯泡的额定功率是______W。
（1）连接电路时，开关应处于断开状态；（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，连接电路时，注意电表正负接线柱不要接反。灯泡额定电压是2.5V，电压表选0～3V量程；根据图乙可知，电流表量程选择0～0.6A；（3）闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V；根据图b可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.32A；则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
1. 当电压大于灯泡的额定电压时，灯泡会被烧坏吗？
答：当实际电压大于灯泡的额定电压，灯泡也能发光。但此时发光功率增大，灯泡如果承受不了这个功率，就会烧毁。
答：当实际电压小于灯泡的额定电压，灯泡也能发光，但是其发光的功率显著下降，灯泡变暗。
2. 示例：当实际电压小于灯泡的额定电压时，会出现什么现象?
1．在进行实验时，往往需要我们手眼并用，在“测定小灯泡额定功率”的实验中，要让小灯泡在额定电压下发光，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察（　　）A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置C．电压表的示数 D．电流表的示数
灯在额定电压下正常发光，在“额定电压下测定小灯泡额定功率”的实验中，当手移动变阻器滑片时，眼睛应观察电压表示数，使达到额定电压，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。
2．如图，测量小灯泡电功率的实验电路图。电源为两节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V，额定电功率约0.8W左右。请你用笔画线代替导线将实物图连接起来。要求：滑动变阻器的滑片向左移时，小灯泡发光变亮。
小灯泡的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联；灯的额定电功率约0.8W左右，灯的额定电流约为I=P/U=0.8W/2.5V=0.32A故电流表选用小量程与灯串联；滑动变阻器的滑片向左移时，小灯发光变亮，即电流变大电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中.
3. 李芳家的电能表上标着“3000revs/（kW·h）”。她用这个电能表来测量某用电器的功率：她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，1 min内电能表的转盘转了15转。该用电器的额定功率是多少？
（3）要测得小灯泡的额定功率，他还应继续将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为2.5V，若此时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定电功率为________W。
4．为测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，某同学设计了如图甲所示的电路。（1）正确连接电路后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最____端（选填“左”或“右”）。（2）调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示为_______A。
（1）为了保护电路，所以闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值的最大处，即置于滑动变阻器的最右端。（2）电流表连接的是小量程0~0.6A，一个大格代表0.2A，一大格又分了10个小格，一小格代表0.02A，所以此时电流表的示数为0.42A。（3）为了测得小灯泡的额定电功率，应调节滑片使电压表的示数为额定电压为2.5V，此时电压表的示数为2V，根据串联电路的电压规律，要想让灯两端的电压达到额定电压2.5V，使串联的滑动变阻器两端的电压减小，即滑动变阻器的电阻变小，所以滑片向左移动。灯的额定电压为2.5V，此时电流表示数为0.5A，根据P=UI得P=UI=2.5V×0.5A=1.25W
5. 在“测量小灯泡电功率”的实验中（小灯泡标有“2.5V”字样）．（1）如图甲所示，正确连接电路后，闭合开关，小明发现无论怎样调节滑动变附器，灯泡都不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路故障可能是________________．（2）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为了继续完成实验，应将滑片P向_______端移动．小明根据实验所测的数据，作出如图丙所示的图像，则小灯泡的额定功率为________W．（3）测量结束后，小明应先__________ ，然后拆除_______上的导线，再拆除其它导线．
电流表无示数，可能为电路不通为断路，又因电压表有示数，则电压表所测用电器断路，即小灯泡断路；串联分压，小灯泡额定电压为2.5V，此时电压不足2.5V，则需要减小滑动变阻器阻值，滑片向A端滑动，由丙图可得当小灯泡电压为2.5V时，对应电流为0.2A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.2A=0.5W测量结束后，应先断开开关再拆解，拆解时应首先拆解电源上的导线。
6. 做“测量小灯泡额定功率”的实验（灯泡的额定电压U额＝2.5V，灯丝电阻阻值不变）。（1）连接电路后，闭合开关，若小灯泡较暗，电流表有示数，电压表有示数，调节滑动变阻器的滑片，两表的示数都不变，原因是滑动变阻器接了_________两个接线柱。（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，则小灯泡的额定电功率为_______W。
0.75
（3）同组的小月同学设计了一个电路，如图丙，也测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻的阻值R＝25Ω，正确操作步骤如下：①只闭合开关S和_____，调节滑动变阻器滑片使电流表示数为I1=___A；②闭合开关S和_______，断开开关_______，保持滑动变阻器滑片位置不动，读出电流表示数为I2；③小灯泡的额定电功率表达式为P额＝_________ 。（用物理量符号表示）
0.1
（1）连接好电路，闭合开关，电流表有示数，则电路为通路；若小灯泡较暗，说明电路的电流较小，电路的电阻较大，且无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，说明变阻器没有了“变阻”的作用，造成这一现象的原因可能是：滑动变阻器接了下面的两个接线柱。（2）排除故障后如图甲，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止，此时电流表的示数如图乙，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，即灯泡的额定电流为0.3A，则小灯泡额定功率为P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W