九年級科學(xué)上冊 第3章 能量的轉(zhuǎn)化與守恒 專題分類突破七 實(shí)驗(yàn)專題：電功率測量練習(xí) （新版）浙教版.doc

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專題分類突破七　實(shí)驗(yàn)專題：電功率測量 探究點(diǎn)　1　普通方法測量電功率 【例1】　一個(gè)額定電壓是2.5 V的小燈泡，其正常工作時(shí)電阻約10 Ω。小明想測定這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材： 甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙 例1(1)圖 電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為A：“5 Ω　1 A”，B：“20 Ω　0.5 A”，C：“1 kΩ　1 A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源(電壓為6 V)。 (1)小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖，通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為 __B__(選填“A”“B”或“C”)的滑動變阻器。 (2)圖乙已連接了部分電路。請你根據(jù)圖甲所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。 【答案】 (2)如圖所示 例1答圖 (3)小明正確選擇了滑動變阻器，按圖甲的電路圖連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變(示數(shù)不為零)且小于2.5 V。具體原因是__滑動變阻器選用了A、B兩個(gè)接線柱__。 (4)小明排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5 V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率是__0.75__W。 例1(2)圖 (5)小明根據(jù)測量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了I—U圖象，如圖所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓__不成__(選填“成”或“不成”)正比，這是因?yàn)開_燈絲電阻隨溫度變化而變化__。 變式　如圖所示是某規(guī)格的小燈泡L和定值電阻R的U－I圖象。 (1)圖中表示小燈泡U－I圖象的是__②__(填序號)； (2)若它們串聯(lián)、并聯(lián)時(shí)總電阻的值分別為R串和R并，請?jiān)趯?yīng)的圖上坐標(biāo)區(qū)域內(nèi)畫出它們的U－I圖象(R串、R并的U－I圖象分別用③和④表示)； 變式圖 【答案】 (2)如答圖 變式1答圖 探究點(diǎn)　2　特殊方法測功率 【例2】　小燈泡額定電壓已知，在如圖所示電路中R阻值已知，無電壓表也能測出該燈泡額定功率的是(　C　) A　　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　　　D 變式訓(xùn)練2圖 變式　如圖所示電路，電源電壓不變，R是定值電阻。將一個(gè)“6 V　2 W”的小燈泡接在a、b兩點(diǎn)間，小燈泡恰能正常發(fā)光；若換一個(gè)“6 V　3 W”的小燈泡接在a、b兩點(diǎn)間，則這個(gè)小燈泡(　A　) A. 比正常發(fā)光時(shí)暗些 B．比正常發(fā)光時(shí)亮些 C．恰能正常發(fā)光 D．燈絲將會被燒壞 考點(diǎn)　3　家庭電路測用電器的電功率 【例3】　杭州中考電視機(jī)可以用遙控器關(guān)機(jī)而不用斷開電源，這種功能叫做待機(jī)功能。這一功能雖給人們帶來了方便，但在待機(jī)狀態(tài)下電視機(jī)仍然要消耗電能卻鮮為人知。例如小明家的一臺34寸彩色電視機(jī)的待機(jī)功率大約是10瓦，假如他家電視機(jī)平均每天開機(jī)4小時(shí)，看完電視后總是用遙控器關(guān)機(jī)而不切斷電源。試計(jì)算： (1)小明家一年(365天)中因這臺電視機(jī)待機(jī)浪費(fèi)的電能是多少千瓦時(shí)？ (2)請你設(shè)計(jì)一種測電視機(jī)待機(jī)功率的方法。 (3)請你就電視機(jī)待機(jī)功能的正確使用方法提出一條建議。 解：(1)小明家電視機(jī)一年的待機(jī)時(shí)間為：t＝(24－4)h365＝7 300 h； 一年待機(jī)消耗的電能為：W＝Pt＝0.01 kW7 300 h＝73 kwh； 答：消耗電能為73 kWh； (2)方法1：利用秒表和電能表，關(guān)閉其他所有用電器，只讓待測電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，測出在一段時(shí)間t內(nèi)電能表表盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)n，再根據(jù)P＝的關(guān)系計(jì)算出電視機(jī)的待機(jī)功率； 方法2：利用交流電流表和交流電壓表測出電視機(jī)待機(jī)時(shí)通過的電流與兩端的電壓，再根據(jù)P＝UI的關(guān)系計(jì)算出電視機(jī)的待機(jī)功率。 (3)長時(shí)間不看電視時(shí)應(yīng)采用關(guān)機(jī)切斷電源的方法，而不采用待機(jī)的方法。 變式　愛物理的笑笑同學(xué)晚上放學(xué)回家，他想和爸爸一起利用家里面的電能表測量家用電器的電功率，爸爸非常高興，愿意和笑笑一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們觀察了家里面的電能表如圖所示，并注意到家中的燈泡比平常要亮一些，笑笑猜測可能是燈泡兩端的電壓超過了220 V。家中此時(shí)僅有一只標(biāo)有“PZ 220－100”字樣的白熾燈在工作，聰明的笑笑和爸爸配合記錄發(fā)現(xiàn)，電能表在20 min內(nèi)轉(zhuǎn)了121轉(zhuǎn)。 (1)這只電燈的電阻多大？(電燈的電阻保持不變) (2)在20 min內(nèi)，這只電燈消耗的電能是多少？ (3)此時(shí)該燈泡的實(shí)際功率多大？家中的實(shí)際電壓是多少？ 變式圖 解：(1)由P＝可得，電燈的阻值： R＝＝＝484 Ω； (2)電燈消耗的電能：W＝ kWh＝1.452105 J； (3)燈泡的實(shí)際功率：P＝＝＝121 W； 由P＝可得，U實(shí)＝＝＝242 V。 1．在用電流表與電壓表測小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，已知小燈泡上標(biāo)有“3.8 V”字樣。 (1)請用筆畫線將圖甲中的電路連接完整。 【答案】 (1)圖略 (2)實(shí)驗(yàn)中小新同學(xué)的電流表損壞了，老師告訴他已經(jīng)沒有電流表可換，而給了他一個(gè)已知阻值為R的定值電阻和若干個(gè)開關(guān)，小新重新設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，測量小燈泡的額定功率。請你幫他補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟和表達(dá)式：①按照電路圖正確連接電路；②斷開開關(guān)S2，閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使得__電壓表的示數(shù)為U1＝3.8_V(或電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓)__；③保持滑片位置不動，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S、S2，記下電壓表的示數(shù)為U2；則測得小燈泡額定功率的表達(dá)式為P＝__或(若表 達(dá)式中包含字母U1，則在前面一空中必須交代U1為額定電壓或?yàn)?.8 V)　(電源電壓未知)。 　　　甲　　　　　　　　　乙 變式2圖 (3)小新經(jīng)過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大，他還想比較以下兩種情況下燈泡實(shí)際電功率的大小關(guān)系：①燈泡實(shí)際電壓為額定電壓一半時(shí)的實(shí)際電功率P1；②燈泡實(shí)際電流為額定電流的一半時(shí)的實(shí)際電功率P2；利用所學(xué)物理知識請你幫他比較出P1與P2之間正確關(guān)系應(yīng)該為：P1__大于__P2。 (4)若用阻值分別為10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值電阻分別代替圖甲中的小燈泡，還可以完成“探究電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中始終保持電壓表示數(shù)為3 V，為能完成探究，則滑動變阻器最大阻值至少為__30__Ω(設(shè)此時(shí)電源電壓為6 V且恒定不變)。 2．在一次測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，老師提供了下列器材：額定電流為I0的小燈泡、電源(電壓未知)、一個(gè)阻值為R的定值電阻、一個(gè)滑動變阻器、一個(gè)電流表(或電壓表)、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和若干導(dǎo)線。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的電路圖，并寫出實(shí)驗(yàn)的主要步驟和額定功率的表達(dá)式。 【答案】方法一：電路圖如圖(1)所示 第2題答圖(1) 　　第2題答圖(2) 步驟：第一步：S擲向2，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為I0R。 第二步：S擲向1，保持滑片不動，記下電壓表的示數(shù)U。 表達(dá)式：P＝(U－I0R)I0。 方法二：電路圖如圖(2)所示。 步驟：第一步：S擲向1，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為I0。 第二步：S擲向2，保持滑片不動，記下電流表的示數(shù)I。 表達(dá)式：P＝I0(I－I0)R。 3．小宇從商場買回一個(gè)銘牌上規(guī)格為“220 V　1 000 W”的電爐。由于目前市場上某些商品存在的質(zhì)量問題，小宇準(zhǔn)備在家中對這個(gè)電爐進(jìn)行檢驗(yàn)，看看它是否能達(dá)到額定功率。請你幫他想一個(gè)簡便的方法，盡快地作出判斷。給你提供的器材是小宇家中的電能表(如圖所示)、電源插座(電壓220 V)和計(jì)時(shí)器等。 第3題圖 答： (1)準(zhǔn)備一只有秒數(shù)顯示的電子表，關(guān)閉家中所有用電設(shè)備。 (2)將電爐和電源接通后，從某一時(shí)刻開始對電能表表盤轉(zhuǎn)動次數(shù)進(jìn)行記錄，并同時(shí)開始記時(shí)。 (3)設(shè)電能表表盤轉(zhuǎn)動的次數(shù)為k，所用的時(shí)間為t(s)。 (4)計(jì)算電爐的實(shí)際功率 P＝＝. (5)如果P≈1 000 W，說明電爐在額定功率上達(dá)到質(zhì)量要求。