九年级物理电功率实验探究专题

电功率实验探究专题

1.伏安法和特殊方法测量小灯泡电功率

例1．在测定小灯泡额定功率的实验中（所用灯泡的额定电压U0=3.8V）．

（1）小明实验小组采用图甲的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V

排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为

．

（2）小红实验小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）．①电路如图丙所示，小红按电路图连接好电路；②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一

位置，读出电流表示数I1；③开关S拔到位置2，滑片位置

不动

（选填“向右移”、“向左移”或“不动”），读出

电流表示数I2．先算出灯泡的电阻：R L= （请你

用所测的物理量表示），再根据P0=U02/R L，计算灯泡的额定功

率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，

原因是灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R L

与灯泡正常发光时的阻值不相等，所以根据P0=求出的功

率与额定功率的真实值相差较大；仔细分析后，他们认为要

准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为：开关

S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I1==为

止，读出电流表示数I1；

例2.某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定

时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，向实验室借来

了如下实验器材：电源、关、滑动变阻器、电阻箱（符号）

，电压表、电流表及导线．他们通过实验完成了探究．

（1）他们经过思考，通过测出电阻箱两端的电压和通过的

电流，计算出电阻箱消耗的电功率，从而得到电功率与电阻

的关系．请你在虚线框内画出他们探究的实验电路图．

（2）该电路中滑动变阻器的作用除保护电路外，另一个重

（3

（4）完成上述实验后，小明又借了一个标为“3.8V”字样

的小灯泡，一个单刀双掷开关，设计了如图1所示

实验电路图来测小灯泡的额定功率．请完成下列实验步骤：

（a）闭合开关S1，将开关S2

R0．

（b）再将开关S2U．

（c）灯泡额定功率的表达式P= ．

例3.小明利用满足实验要求的电源（电压保持不变）、阻值

已知的定值电阻R1和电阻箱R2（电路图符号）、已

调零的电压表、滑动变阻器、开关、导线，证明“当电流保

持不变时，R2消耗的电功率P2与电阻R2阻值成正比．”他设

计了如图所示实验电路和实验，步骤但不完整，请你根据要

求补充实验步骤，画出实验数据记录表．

实验步骤：

（1）按照电路图连接电路，在开关闭合前滑动变阻器滑片

调到阻值最大位置．

（2）调节电阻箱R2的阻值，闭合开关S1和S2，调节滑动变

将实验数据

记录在表格中．

（3）断开开关，改变电阻箱R2的阻值，闭合开关S1和S2，

中．

（4）仿照步骤（3），再做4次实验，记录相关数据．

（5）利用公式P

2=

（U-U

1

）；计算6次R2消耗的功

率，将数值记录表中．

实验数据记录表：

例4.为粗略测算电热器的功率，甲乙两小组的同学提出了

一个实验的原理设想：利用如图所示的电热器对水进行加热，

测量相关的数据，计算出水吸收的热量，如果忽略掉热损失，

就可以粗略地认为电热器消耗的电能等于水吸收的热

量，然后再计算电功率．根据这个思路，他们将电热器放入

一塑料杯里（杯外还包装有泡沫塑料），杯内装有水．甲、

乙两组同学分别使用两个不同的电热器，以及质量不同的水

进行实验．表1、表2分别是甲、乙两个小组的实验数据．（已

知水的比热容C）

表1 水的质量m=400g （甲组数据）

时间

（ t ）

/min

0 1 2 3 4 5 6 7 8

温度

（ T ）

/℃

70 76 82 89 94 100 100 100 100

表2 水的质量m=350g （乙组数据）

时间

（ t ）

/s

0 30 60 90 120 150 180 210 240

温度

（ T ）

/℃

22 26 30 33 37 40 43 46 48

（1）实验前，同学们对两加热器的发热丝进行了观察比较，

发现它们的材料和长度相同，于是他们马上判断出两电热丝

的阻值不相同，

（2）这个实验方案的计算原理是P= ；（物理量符

号参照数据表所示）

（3）要计算电功率，甲小组处理数据时，只选择了前六个

数据，其原因是若计算加热时间取“8min”，则其测量值比

/小）

/数据处理错误）．

（4）合理处理数据后，他们对比了老师给的电热器铭牌数

练习1倩倩同学在做“探究小灯泡的亮度与电功率的关系”

实验时，观察到小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯的额定功

率小于1W，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样，而电源上却看

不到电压值．

（1）连接电路之前，开关应断开，如图甲所示．但电路连

接中有一处存在错误，请将连接错误的导线用“×”标出，

用笔画线代替导线将正确导线连入电路（要求：滑动变阻器

左滑时灯泡变亮）；

（2）正确连接电路后，按要求操作，闭合开关时电压表和

（3

时灯正常发光，图丙是灯泡电流

与加在灯两端电压的关系图，则小灯泡灯的额定功率为

；

（4）继续调节滑动变阻器滑片，小灯泡发出耀眼的白光后

A、回

到0刻度 B、达到满刻度 C、超过满刻度）；

（5）该探究实验中，滑动变阻器除了能保护电路元件外，

（6）完成实验后，同组的旦旦同学只改变了电压表的位置

也测出了灯泡的额定功率，如图丁所示（电源电压不变），

，即可测