测小灯泡额定功率---单电流表或电压表

测小灯泡额定功率---单电流表或电压表
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课 题 测小灯泡额定功率
教学目标 1、知道电能及其单位和单位的换算。

2、知道电能表的作用、读数方法、表上几个参数的意义。

3、知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况。

重点、难点
电功率的相关计算;
一、 知识点梳理复习
1、用一只电流表测额定电压是2.5V 的小灯泡的功率：
（1）用一个阻值为R 0的定值电阻、电流表、小灯泡、滑动变阻器、三
个开关及电源连成图一所示的电路；
（2）闭合开关S 和S 2，调节变阻器，使电流表的示数变为2.5/R 0，此
时灯泡和电阻R 0并联，灯泡正常发光；
（3）断开S 2，闭合S 1，读出此时电流表的示数I 2；
图一
（4）计算可得到灯泡的额定功率：P 额=2.5（I 2-2.5/R 0）
说明：为方便记忆可称为“电流表法”或“已知电阻并联法”
2、用一只电压表测额定电压是2.5V 的小灯泡的功率：
（1）用一个阻值为R 0的定值电阻、电压表、小灯泡、滑动变阻器、三个开关及电源连成图二所示的电路；
（2）闭合开关S 和S 1，调节变阻器，使电压表的示数变为2.5V ，
此时灯泡和电阻R 0串联，灯泡正常发光；
（3）断开S 1，闭合S 2，读出此时电压表的示数U 2； （4）计算可得到灯泡的额定功率：P 额=2.5（U 2-2.5）/R 0
说明：为方便记忆可称为“电流表法”或“已知电阻串联法”
3、用一只电流表测额定电流为“0.3A ”小灯泡的额定功率
（1）用一个已知电阻R 0的定值电阻、电源、开关、滑动变阻器、电流表如图一所示的电路； （2）闭合S 、S 2，断开S 1，移动滑片P ，直到电流表示数为0.3A 。

此时灯泡和R 0并联，灯泡正常发光；
（3）保持滑片P 不动，断开S 2，闭合S 1，此时电流表示数为I ； （4）计算可得小灯泡额定功率为P 额＝0.3（I-0.3）R 0。

为了记忆大家依然可以称这种方法为“电流表法”或“已知电阻并联法”。

4、用一只电压表测额定电流为“0.3A ”小灯泡的额定功率
（1）用一个已知电阻R 0的定值电阻、电源、开关、滑动变阻器、电压表如图二所示的电路；
L S
R 0
A 1S 2S L
S
R 0
V 1S 2
S A R 0
P S
2
S 1S 图
V R 0
P
S
2
S 1S
（2）闭合S 、S 1，断开S 2，移动滑片P ，直到电压表示数为0.3R 0。

此时灯泡和R 0串联，灯泡正常发光；
（3）保持滑片P 不动，断开S 1，闭合S 2，此时电压表示数为U ； （4）计算可得小灯泡额定功率为P 额＝0.3（U-0.3 R 0）。

为了记忆大家称这种方法为“电压表法”或“已知电阻串联法”。

5、用一只电流表测标“0.3A ”字样的小灯泡的额定功率
器材：滑动变阻器、三个开关、电流表、电阻箱Rx 、灯泡、导线若干 步骤：
1.按图一所示电路连接电路；
2.闭合S 、S 2，滑动滑片P ，直到电流表示数为0.3A ；
3.保持滑片P 不动，断开S 2，闭合S 1，调节电阻箱Rx ，直到电流表示数为0.3A ；
4.读取电阻箱Rx 的示数为R 。

计算可得P L ＝0.09R 2。

6、用一只电压表测标“2.5A ”字样的小灯泡的额定功率
器材：滑动变阻器、三个开关、电压表、电阻箱Rx 、灯泡、导线若干 步骤：
1.按图二所示电路连接电路；
2.闭合S 、S 2，滑动滑片P ，直到电压表示数为2.5V ；
3.保持滑片P 不动，断开S 2，闭合S 1，调节电阻箱Rx ，直到电压表示数为2.5V ；
4.读取电阻箱Rx 的示数为R 。

计算可得P L ＝6.25/R 2。

值得注意的是用以上“等效替代法”都采用了灯泡和电阻箱“串联短路连接”，根据小灯泡上所标字样选用不同电表。

若是给定电表，那么就应按以前几篇所称的“电流表法”和“电压表法”，下面给出两个图，请你自己设计两个题目并写出步骤。

L x R 2
S 1
S S
P
图
L
x R 2
S 1
S S
P
图
L x
R 2
S 1
S S
P
L x
R 2
S 1
S S
P
图
三、经典例题
例1将“6V 3W”和“6V 6W”的两只灯泡L1和L2串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则( )
A．电源电压为12V时，两只灯泡均能正常发光
B．两个灯泡发光时，灯泡L
2比灯泡L
1
亮一些
C．灯泡发光时，电路中允许通过的最大电流为1A
D．灯泡L
1正常发光时，灯泡L
2
的实际功率是1.5W
例2、在“测量小灯泡电阻”和“测小灯泡功率”（小灯泡的额定电压为2.5V）两个实验中：（1）都需要测出三组电压值和电流值，前者的目的是_____________；后者的目的是__________ （2）下表是李烁“测小灯泡功率”实验时记录的数据，由此可知小灯泡的额定功率P
额
=___________W。

（3）同学们在交流实验体会时，有的同学提出：可以根据李烁的测量数据，在非额定电压条件下
求出小灯泡的电阻，再由公式，求出小灯泡的额定功率P
额
'，请用这种方法根据表格中
的数据算出P
额'（要求有必要的计算过程），将P
额
和P
额
'进行比较，并分析说明产生这种差异的
根本原因。

解：（1）用电压表和电流表测小灯泡的电阻和电功率，测量电路和方法完全相同，前者利用
计算灯泡的电阻，后者利用P=IU计算灯泡的功率，测量过程中都要测出三组电压值和电流值，前者的目的是进行多次测量，求电阻的平均值，减小测量的误差；后者的目的是测小灯泡在额定电压下的额定功率和不在额定电压下的实际功率，并加以比较，寻求小灯泡的发光亮度和实际功率及实际电压的关系。

（2）小灯泡的额定电压为2.5V，由实验数据知道，灯泡两端电压等于额定电压时，通过灯泡
的电流为0.22A，小灯泡的额定功率P
额=IU
额
=0.22A×2.5V=0.55W。

（3）根据实验测得的数据，U
1=3V时，I
1
=0.25A，此时灯泡的电阻，小
图图
灯泡的额定功率，P
额'＜P
额
，原因是灯丝的电阻受温度的影响，电
压高时，灯丝温度高，测得的电阻偏大，由可知计算出的P
额'值偏小，若选择U
3
=2V、I
3=0.20A计算电阻R
3
，由计算出的P
额
'值将偏大。

注意：本题考查分析处理实验数据、归纳总结得出实验结论的能力。

通过解题，加深对用电压
表、电流表测灯泡电阻和电功率实验的相同之处和不同之处的理解和掌握，同时探究发现灯泡灯丝的电阻是随温度升高（或实际电功率的增大）而增大的，通常我们解题认为灯丝电阻恒定不变，只是为了简化解决主要问题而采取的一种近似。

例3、下图是测定额定电压为2.5V小灯泡额定功率的实物连接图。

（1）请在方框内画出电路图。

（2）实验过程中某一时刻电压表示数如图甲所示，为了测得小灯泡的额定功率，闭合开关后，应把图中的滑动变阻器滑片P向_________（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为2.5V为止，这时电流表示数如图乙所示，为_________A，则此时灯泡的额定功率是_____________W。

（3）若电源电压为6V，滑动变阻器有“10Ω 1.5A”和“20Ω 1A”两种规格，那么实验中应选用规格为_________的滑动变阻器。

解：（1）实验电路图如图所示；
（2）要使电压表示数为2.5V，变阻器的滑片P应向左移动；电压表示数为2.5V时，电流表的
示数为0.24A，灯泡的额定功率P
额=IU
额
=0.24A×2.5V=0.6W；
（3）灯泡正常发光时的电流I=0.24A，此时变阻器两端电压U
R =U-U
额
=6V-2.5V=3.5V，变阻器
连入电路的电阻，要使灯泡在实验中不致被烧坏，变阻器连入电路的电阻不得小于14.6Ω，实验中应选用规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器。

注意：本题综合考查设计实验，选择器材、读取电表示数和分析处理实验数据的能力。

用电压表和电流表测量灯泡的功率是一个非常重要的实验，应明确该实验的原理，会设计和连接实验电路，能根据欧姆定律和电功率公式通过计算和分析选择实验器材，理解各元件（特别是滑动变阻器）的作用，能收集、整理和处理实验数据并归纳总结得出实验结论，通过探究实验，提高综合运用知识的能力。

例4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多少？
例5某校教学大楼有教室24间，每间教室装有“PZ220-40”白炽灯6只。

（1）求引入大楼照明线中的电流；
（2）若平均每日用电3h，每月以30日计，每月耗电多少度？
中考连接：
34 ．（2013年河北中考）小明学习了电功率后，用额定电压分别为2.5 V 、6 V的灯泡L1和L2设计了图14所
示的电路图，来探究灯泡的发光亮度与哪些因素有关。

（1）小灯泡发光时，将电能转化为能和光能。

（2 ）探究L1的亮度时，只闭合S、S1，发现电压表
有示数，电流表无示数，则电路故障可能是：。

排除故障后，继续实验，收集的数据及现象如表一。

（3）探究L2的亮度时，只闭合S、S2，进行实验，收集的数据及现象如表二。

（4）分析两表可知，同一规格的小灯泡发光亮度与有关，
不同规格的小灯泡发光亮度还应与的转化效率有关。

【拓展】完成探究后，小明用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱（）各1个，2 个
开关及若干条导线，对额定电流为0.1 A 的小灯泡的额定功率进行了测定。

请在虚
线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达
式。

实验步骤：
表达式：P 额= 。

答案：
34．（7分）（2012河北中考）测量“小灯泡的电功率”．小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10Ω～15Ω之间．所提供的器材有：电流表、电压表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（“5Ω 2A”、“20Ω1A”）两
个，导线若干
（1）如图1是小明没有连接完的实物电路，请你用笔画线代替导线将实物图补充完整．
（2）小明选用的滑动变阻器的规格为_________．
（3）闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图2所示，读数为_________V，小灯泡的额定功率为_________W．
（4）小红没用电压表，但多用了一个开关，其它器材与小明的相同，也测出了小灯泡的额定功率．请在虚线框内画出她设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式．实验步骤：
表达式：P额=_________．
四、课堂练习
1、两只额定电压都是220V的灯泡，标志模糊不清，要比较它们的额定功率，可观察灯丝的粗细，则（）
A、灯丝细的功率大
B、灯丝细而长的功率大
C、灯丝粗而短的功率大
D、灯丝粗而短的功率小
3、在“测定小灯泡功率”的实验中，若把电流表并联在电灯两端，把电压表串联在电路中，如图所示，则闭合开关S后，可能出现的情况是（）
A、灯泡不亮
B、电流表指针有明显偏转
C、电压表示数为电源电压
D、电流表被烧坏
4、在“测定小灯泡的功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数虽然有变化，却始终达不到灯泡的额定电压，其原因可能是下述的哪一种（）
A、变阻器的电阻太大
B、电压表的量程太大
C、电源电压太低
D、电流表的量程太大
5、在下图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S闭合时，只有一个灯泡发光，且电压表的示数为6V，产生这一现象的原因可能是（）
A、灯L1短路
B、灯L2短路
C、灯L1断路
D、灯L2断路
6、有一位同学在做测量小灯泡功率的实验时（电路如图），闭合开关时发现灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数，请对照电路图分析，电路的故障是
A、ab间断路
B、cd间断路
C、ef间断路
D、ef间短路
7、一位同学在做测小灯泡功率的实验，正确连好电路后，闭合开关时发现灯泡特别亮，这说明它在闭合开关前
A、滑片一定置于b端
B、滑片一定置于中点
C、滑片可能置于a端
D、滑片可能置于b端
8、某同学用一个电源（不知电压）、两个开关，一个电流表、一个滑动变阻器R（20Ω，2A）和若干导线来测一个小灯泡的额定功率，小灯泡上仅标有“0.2A”字样，额定电压已看不清楚。

他经过思考后，设计并连接了电路。

在进行实验时，他发现滑动变阻器的滑片P在中点时，小灯泡能正常发光，最后，该同学测出了小灯泡的额定功率。

（1）、你知道这个小灯泡的额定电流是多大吗？
（2）、请你动脑想一想，该同学是怎样连接电路的，请你帮他画出实验电路图。

（3）、请你简要说明这个同学测这个小灯泡额定功率的步骤、所测的物理量，并写出有关的计算过程和这个小灯泡额定功率的数学表达式。

9．（2009·福建安溪22）一小灯泡标有“6V 1.8W”字样，它正常工作时的电阻是Ω。

但是在它不工作时，用测电阻的仪表测得它的电阻却是8Ω。

关于这种差异的合理解释是：金属的电阻随的改变而改变。

10.(09·广西柳州)34.如图所示，电源电压为9V，标有“6 V 6 W”字样
的灯泡正常发光。

求
(1)灯泡的电阻；
(2)电阻R的阻值大小。

11．（09·沈阳）如图所示，小灯泡L上标有“6V 3W”字样。

闭合开关，小灯泡正常发光，电流表的示数为1．5A。

求：
(1)小灯泡L正常发光时灯丝的电阻；
(2)定值电阻R0的阻值；
(3)通电l min电路消耗的总电能。

五、课后作业
1、测量小灯泡的电功率实验中，依据的原理是____________________________________________。

2、小灯泡两端的电压为6V，通过的电流为0.5A，则该灯泡的实际电功率是______________W.
3、一个电暖器标有“220V 2000W”的字样。

加在电暖器两端的电压是220V，则此电暖器的额定电功率是______W，通过电暖器的电流是__________A。

若加在电暖器两端的电压调为100V，则通过的
电流是__________A（不考虑温度对电热丝的影响），这时电暖器的实际功率是___________W。

4、将一个标有“36V 18W”的灯泡接入电路中，测得通过灯泡的电流是0.4A，那么灯泡的实际功率________额定功率（填“大于”、“等于”或“小于”）。

5、测量小灯泡功率的实验中，连接电路时，应注意：①开关必须是___________的；②闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片滑到__________的位置。

6、灯泡亮度的大小说明了灯泡的：（）
A、额定功率的大小
B、两端电压的大小
C、实际功率的大小B、通过的电流的大小
7、现有两个额定电压均为6V的灯泡串联在同一电路中，如图所示，当开关闭合后L
1
两端的电压是6V，两灯都正常发光，则下列说法中不正确的是：（）
A、L
2两端的电压也一定是6V B、L
2
与L
1
的额定电功率也一定相同
C、L
2的电阻比L
1
的大D、L
2
与L
1
的实际电功率相同
8．如图所示，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，定值电阻R=6 ，当开关S闭合时，小灯泡正常发光。

求：(1)小灯泡正常发光时的电流；
(2)定值电阻两端的电压；
(3)定值电阻R在l0s内消耗的电能。