九年級物理上冊 第十五章《電能與電功率》缺表變通測量電功率 （新版）粵教滬版.doc

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缺表變通測量電功率 測量小燈泡的電功率是一個重要的實(shí)驗(yàn)，近幾年不少地方缺電流表（或電壓表）測電功率的考題經(jīng)常出現(xiàn)，這對同學(xué)們運(yùn)用知識解決問題的能力提出了較高的要求，下面結(jié)合考題進(jìn)行分析。 圖1 一、等流法測小燈泡的額定功率 例1 （xx蘇州）在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，已連接的部分電路如圖1所示。圖中電源電壓恒定，小燈泡上只能看到“3.8V”字樣。 (1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表損壞，他們想設(shè)計(jì)一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)。于是向老師要了一個阻值為R0的定值電阻（阻值適當(dāng)）和一個單刀雙擲開關(guān)（符號為： ），借助原有的實(shí)驗(yàn)器材，順利完成了實(shí)驗(yàn)。假如由你來做該實(shí)驗(yàn)，要求電路只連接一次，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。 ①在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。 ②簡述實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________________________ _____________________________________________（用相應(yīng)的字母表示測出的物理量）。 圖2 ③寫出燈泡額定功率的表達(dá)式P額＝_____________（用已知量和測量的物理量表示） 解析 (1)伏安法測量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)，電壓表與小燈泡并聯(lián)測燈泡兩端電壓，因?yàn)樾襞蓊~定電壓為“3.8V”，電壓表量程應(yīng)選“0～15V”，電流表與燈泡串聯(lián)，測量通過燈泡的電流，滑動變阻器接法“一上一下”，實(shí)物連接圖如圖2所示。 圖3 (2)①沒有電流表，不能直接測量出小燈泡正常工作時(shí)的電流，只能借助阻值已知的定值電阻R0想辦法獲得小燈泡正常工作時(shí)的電流。由于串聯(lián)電路中電流處處相等，可以把燈泡與定值電阻和滑變串聯(lián)，先用電壓表確定小燈泡正常發(fā)光，再用電壓表測出定值電阻兩端電壓，求出通過定值電阻的電流，即小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，然后由求出燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖3所示。 ②實(shí)驗(yàn)步驟：a．根據(jù)電路圖連接電路，閉合開關(guān)S1，S2接1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V。 b．保持滑動變阻器滑片位置不變，S2接2，讀出電壓表示數(shù)U。 ③通過燈泡的電流： 燈泡的額定功率： 點(diǎn)評 在有電壓表，無電流表的情況下測燈泡額定功率，設(shè)計(jì)思路是利用單刀雙擲開關(guān)和定值電阻，結(jié)合串聯(lián)電路電流相等的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)滑片使電壓表的示數(shù)為小燈泡的額定電壓，小燈泡正常發(fā)光，然后借助單刀雙擲開關(guān)，測出燈泡和定值電阻的總電壓，即可得到定值電阻兩端的電壓，可求出通過定值電阻的電流，即小燈泡的額定電流。 二、等壓法測小燈泡的額定功率 例2 （xx揚(yáng)州）在測“3.8V”小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中： (1)連接的實(shí)物電路，如圖4甲所示。閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到_____（選填“A”或“B”），其作用是_________________________。 (2)對照實(shí)物電路，補(bǔ)充完整圖4乙的電路圖。 圖4 乙 甲 A 2 － 0.6　3 V 2 － 3　 15 A B (3)圖5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________。 A B C D 圖 5 圖6 解析 (1)由圖4甲的實(shí)物圖可知，滑變接的右下端的接線柱，為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到阻值最大位置處，即遠(yuǎn)離右下端的A端。 (2)根據(jù)實(shí)物電路圖，圖4乙虛線框內(nèi)所缺元件是滑動變阻值器，完整電路圖如圖6所示。 (3)沒有電壓表，無法直接測量電壓，應(yīng)將電阻與燈泡并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路各支路的電壓相等，當(dāng)電阻R兩端的電壓為3.8V時(shí)，通過它的電流為，所以電流表的接法中即能直接單獨(dú)測出電阻的電流，又能間接測出通過燈泡的電流。A圖中無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，不正確；B圖無法得知燈泡兩端的電壓是否為3.8V，也不正確；C圖中電流表可直接與電阻串聯(lián)，根據(jù)可得知兩端的電壓是否為3.8V，又可測出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，C正確；D圖電路在接法上無法確定小燈泡是否正常發(fā)光，不正確。正確答案選C。 點(diǎn)評 在有電流表，無電壓表的情況下，要想讓小燈泡正常發(fā)光，必須借助并聯(lián)電路各支路電壓相等的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)滑片，使通過定值電阻的電流為，這樣定值電阻兩端的電壓便是3.8V，表明小燈泡正常發(fā)光。