实验:伏安法测量小灯泡的电功率
【考情分析】
关于“实验:伏安法测量小灯泡的电功率”这一节设计实验电路并连接实物电路、测量额定功率及两次实际功率、实验表格设计及记录数据、实验步骤的正确性及顺序、总结实验结论、实验中的注意事项。
【知识点睛】
伏安法测小灯泡的电功率
1 实验原理:P=UI
2 实验电路图:
3 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
4 实验步骤:
(1)按设计的电路图连接实物,并设计实验记录表格
(2)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,并记下电流表的示数
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.5倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数
(5)整理实验器材
5 实验表格
次数
电压U(V)
电流I(A)
电功率P(W)
灯泡亮度
U实=U额
U实>U额
U实<U额
6 实验结论:
若U实>U额,则P实>P额,小灯泡很亮
若U实=U额,则P实=P额,小灯泡正常发光
若U实<U额,则P实<P额,小灯泡很暗
7 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
例1小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,所用电源电压恒为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最_________端(选填“左”或“右”).闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数.若电路中仅有一处故障,这个故障可能是:________________.
(3)排除故障后继续实验,小华进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中.在第1次实验中小灯泡不亮的原因是:____________________________________.
(4)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为___________W.实验得出的结论是:小灯泡的实际电功率
______________,灯泡越亮.
(5)小华还发现实验记录也可以用来计算灯丝的电阻,但每次计算出灯丝的电阻却不一样,请你对此做出一种可能的解释:________________________________________.
【试题解析】本题考查伏安法测小灯泡的电功率。
(1)滑动变阻器串联在电路中,接线一上一下;电压表并联在小灯泡两端,使得电流从正接线柱流入负接线柱流出
温度发生了改变,故此时的电阻不同是由于受到温度的影响造成的
答案:
(1)见解析
(2)左 灯泡短路
(3)变阻器接入阻值太大,灯的实际功率太小
(4)0.75 越大
(5)灯丝电阻可能与温度有关
【总结】
熟练掌握实物连图、线路故障、灯的亮度与实际功率的关系以及额定功率的求解
例2小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关.于是找来额定电流均小于0.6A,额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2,先后接在电源电压恒为6V的电路中,按照如图所示的电路开始探究.
(1)请你用笔画线代替导线,根据图甲所示的电路图,将图乙所示实物图连接完整.
(2)小雷正确连接并按规范调节电路后,闭合开关,滑片P向_____(选填“A”或“B”)端移动,使灯L1
发光,测出灯L1的相关物理量,记录和计算结果如表:
(3)小雷注意到灯L1的亮度变化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.结合表中数据得出的结论是小灯泡越亮,它的实际功率越_______________________________.
(4)用灯L2替换灯L1重复上面的实验时,需要改变_______表的量程,发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似.
(5)小雷在实验结束后与同学们讨论:
①有同学认为“用上表中灯L1的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确.”这种说法错误的原因是小雷忽略了___________________对小灯电阻的影响.
②有同学认为“把灯L1换成定值电阻,该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系.”你认为这种说法____________________(选填“正确”或“错误”).
【试题解析】本题考查伏安法测小灯泡的电功率。
(1)已知L1的额定电压是2.5V,电流小于0.6A,故电压表使用0~3V量程,电流表使用0~0.6A.按照分析连接实物电路,如下图所示:
(2)闭合开关,滑片P向A端移动,使灯L1发光;
(3)由表中实验数据可知,随灯泡亮度增大,灯泡的实际功率变大;
(3)用L2替换L1重复上面的实验时,需要改变电压表量程;
(4)
答案:
(1)见解析
(2)A
(3)大
(4)电压
(5)①温度 ②正确
【总结】
掌握实验的注意事项、分析清楚电路结构、认真分析实验数据、掌握“研究导体中的电流与电压的关系”实验的原理是正确解题的关键
练习题
1.小华同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用电源电压恒为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路图连接完整.
(2)在连接电路时,开关始终是________(填“断开”或“闭合”)的,在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最________(填“右”或“左”)端.
(3)闭合开关后小华进行了4次实验,并将有关数据和现象记录在如下的表格中.
表中第1次实验小灯泡不亮的原因是灯泡实际功率________(填“太大”或“太小”).
(4)分析上表中数据可知该小灯泡的额定功率为________W,实验得出的结论是:小灯泡的实际功率________,灯泡越亮.
2.
实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡,小玲同学利用其中一只灯泡做测量小灯泡电功率的实验.
(1)用笔画线把给出的用电器连接成测量小灯泡电功率的电路图.
(2)若电流表有“0~0.6A”和“0~3A”二档,应选择“0~________A”档接入电路中.
(3)滑动变阻器的最大阻值为15Ω,电源电压不变,将滑动变阻器的电阻值从最大调至5Ω的过程中,它的功率变化为________(选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”).
答案:
1.
(1)如图所示
(2)断开 左
(3)太小
(4)0.75 越大
(4)因为小灯泡的额定电压为2.5V,对应的电流为0.3A,则其额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;根据实际功率与亮度对应关系可知:小灯泡的实际功率越大,灯泡越亮
2.
(1)
(2)0.6
(3)先变大后变小