初中物理人教版九年级全册第1节 分子热运动学案设计

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1．测量小灯泡电功率的实验步骤的考查
2．测量小灯泡电功率计算类题型的考查
一、测量小灯泡的电功率
1、伏安法测小灯泡的功率
【实验目的】探究小灯泡的发光情况与小灯泡实际功率的关系。
【实验原理】
【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
【实验步骤】
① 画出电路图（见右图）；
② 按电路图连接实物。注意开关 ，滑动变阻器的滑片移到阻值 。
③ 检查无误后，试触，无异常后闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，然后使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，接下来使小灯泡两端的电压小于额定电压，每次都要观察小灯泡的亮度，测出小灯泡的功率。
④ 根据分别算出小灯泡的额定功率、电压为额定电压的1.2倍时的实际功率、电压低于额定电压时的实际功率。
【实验表格】
【实验结论】 。
【注意事项】滑动变阻器的作用： 。
题型：探究用电器的电功率实验
例1．李明同学为了探究“电功率与电阻的关系”，他找来额定电压均为6V的L1、L2两只灯泡．将两灯串联起来，按照如图所示的电路开始了实验探究，闭合开关后，看见灯L2微微发光，灯L1几乎不发光，则关于两灯的电阻R1和R2、两灯的额定功率P1和P2的大小关系成立的是（不考虑灯丝电阻值随温度的变化） （ ）
A．R1＞R2，P1＞P2 B．R1＜R2，P1＜P2 C．R1＞R2，P1＜P2 D．R1＜R2，P1＞P2
例2．做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有：电压为3V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、已调零的电流表和电压表、开关、导线若干．
（1）用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整．
（2）连好电路闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是 出现断路．（选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）
（3）排除故障后闭合开关S，移动滑片P到某处，电压表的示数如图乙所示．要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“左”或“右”）滑动．
（4）通过移动滑片P，分别记录多组对应的电压表和电流表的读数，绘制成了图丙所示的U﹣I图象，小灯泡的额定功率是 W．
例3．实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干．要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”．根据实验要求回答下列问题：
（1）在这个实验中，控制变量是 ．
（2）画出实验电路图．
（3）写出第一次实验完整的步骤并设计出实验表格．
例4．小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电功率P．他选择了满足这个实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示．
（1）为了测量出小灯泡L正常发光时的电功率P，请添加两条导线完成如图所示的实验电路的连接；
（2）请把小明的实验步骤补充完整：
①断开开关S2，闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，使 ；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3，闭合开关S2，记录电压表的示数为U；
②请用R0及实验数据表示出小灯泡L正常发光时的电功率P，P= ．
例5．小明设计的“测定小灯泡额定功率”实验电路如图甲所示．电源电压为9V．小灯泡的额定电压为3.0V，其电阻约为10Ω．可供选择的滑动变阻器R1和R2的最大阻值分别为l0Ω和50Ω．
（1）图甲中元件B是 ．连接电路时，开关S应处于 （填“闭合”或“断开”）状态；
（2）小明应该选择的滑动变阻器是 （选填“R1”或“R2”）；
（3）小明在连接实物电路时还有导线未接上，如图乙所示，请你用笔画线代替导线，正确完成电路连接（请勿更改原有导线，导线不得交叉）；
（4）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到 （选填“A”或“B”）端；
（5）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时电流表的指针位置如图丙所示，则小灯泡的额定功率是 W．
基础演练
1．A、B、C三盏灯分别标有“220V 100W”“220V 60W”和“110V 100W”的字样，它们正常发光时，通过哪盏灯灯丝的电流大（ ）
A．A灯 B．B灯 C．C灯 D．一样大
2．如图1所示的电路中，甲、乙两灯泡串联后接在电路中，观察到甲灯泡比乙灯泡亮，则下列描述中错误的是（ ）
图1
A．P甲> P乙 B．I甲> I乙 C．U甲> U乙 D．R甲> R乙
3．一盏标有“36V 40W”的电灯接在某电路上，通过灯的电流是1A，则这盏灯的实际功率为（ ）
A．等于40W B．大于40W C．等于36W D．小于36W
4．根据灯泡铭牌（PZ 220-25）所给信息判断，下列说法正确的是 （ ）
A．灯泡适宜在25伏的电路中使用
B．灯泡在任何情况下工作时，电功率都是25瓦
C．灯泡电压低于220伏时，不发光
D．灯泡在220伏的电压下工作时，电功率是25瓦
5．将两盏“220V 40W”的电灯串联后接在220V的照明电路中，两盏电灯的实际功率之和是（ ）
A．20W B．40W C．60W D．80W
6．将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中，如图2所示。接通电路后发现灯泡L1要比L2亮一些，则下列判断正确的是（ ）
A．L1的电阻比L2的小 B．L1的额定功率比L2的大
C．两灯正常工作时L1发光要暗一些 D．若将两灯并联接入电路，L1发光要亮一些

图2 图3
7．学校综合实践活动小组的同学收集了如下图3四种家庭常用电器的铭牌：请你根据铭牌中给出的信息判断，下列说法中正确的是 （ ）
A．四种家用电器都必须在220V电压下才能正常工作
B．四种家用电器额定频率相同，说明它们工作时的噪声都相同
C．××牌空调机制冷和制热两种工作状态时的额定功率是相同的
D．××牌电冰箱平均每小时消耗电能为0．5kw·h
8．由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标着“PZ220-60”的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W，则导线消耗的功率 （ ）
A．小于5W B．等于5W C．大于5W D．不能确定
9．如图4所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在a、b间接“6V 6W”的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“6V 4W”的灯泡后，再闭合开关，下列说法中错误的是（ ）
图4
A．灯将变亮 B．灯将变暗
C．换接的灯可能烧坏 D．电路总功率要变小
10．如图5所示的电路中，AB为粗细均匀的长为L的电阻导体，以AB上各点对A点的电功率P为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则电功率P随x变化的图线应为（ ）

图5
巩固提高
11．一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图6甲。电源电压为24Ⅴ，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图6乙。当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为 _ _ Ω。调节滑动变阻器R，使灯泡的实际功率为3．6W时，灯泡两端的电压是 V，滑动变阻器R此时电阻 Ω，滑动变阻器R此时实际功率 W。
图6
12．小华、小军同学做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2．5V”字样）。
（1）如图7甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，将缺少的一根导线接好。
图7
（2）小华电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大。接下来应进行的操作是 。（两空按操作步骤先后顺序填写字母代号）
A．更换电池或小灯泡 B．检查电路是否短路
C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置 D．断开电路开关
（3）小华电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是 。
A．更换小灯泡 B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（4）小军换了实验器材又做了一次试验，实验过程中，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图7乙所示，填写表格空白处，该灯泡额定功率为 W。
（5）分析表中实验数据可知，小军所用电源电压约为 V。
（6）若小军手边有“1．5A 50Ω”和“2．0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”、“0～15V”两个量程的电压表，上面第二次实验中他选用的滑动变阻器规格为 ，选用电压表量程为 。
13．小红同学通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。
（1）小灯泡电功率的大小可通过 判断；
（2）小红同学用干电池做电源，把L1“2．5V 0．3A”和L2“3．8V 0．3A”两只灯泡连成如图8甲所示电路，闭合开关进行实验，收集数据如下表：
图8
请你分析现象及数据得出结论： ；
（3）这位同学又在原有器材基础上继续探究电功率与电流的关系，连接方式如图8乙所示，闭合开关S，看到小灯泡L1，一闪即灭，经检查发现灯丝断了，请你分析灯丝烧断的原因 ，说出改进方法 。
14．实验室购买了一批规格为“2．5 V 0．8W”的小灯泡，小明同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，小明同学设计了如图9甲所示的电路图。实验中各元件完好，电源电压保持不变。
图9
（1）接线过程中有一处连接错误，请在错误的接线上打“×”并用笔画线代替导线进行改正，要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大。
（2）小明同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是 （选填字母序号）。
A．检查电路是否断路
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）移动滑动变阻器得到了一组电压和电流的数据，填入设计的表格

①这种表格设计是否合理？答： （选填“合理”或“不合理”）
②分析这组数据，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是： 。
③假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度 合格产品小灯泡钨丝的长度（选填“大于”或“小于”），得出这个结论的逻辑依据是： 。
④长时间使用这只小灯泡，容易出现的故障是 。
15．如图10甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图，图10乙是实物连接图。其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为2．5V，滑动变阻器上标有“10Ω 1A”。
（1）图乙已连接了部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整；

图10
（2）小明同学连接好电路后，闭合开关时发现灯光特别亮，这表明他在闭合开关前没有___ __；
（3）调节滑片P使电压表的示数为2．5V，此时电流表的示数如图10丙所示，则该灯泡的额定功率为 W。若要增大小灯泡的电功率，则滑片P应向______移动；
（4）在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图10丁所示，通过图像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明： ；
（5）有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是___________________________________________。
1．W•h的电能可以供一只“220V 50W”的灯泡工作 h。一只“110V、100W”的用电器正常工作1h消耗电能为 J。
2．将一个标有“6V 3W”的灯泡和一个18Ω的电阻串联后接到12V的电源上，此时电路中的电流
是 A，灯泡的实际电功率为 W。
3．电动吹风机标有“220V 1100W”字样，正常工作10min，消耗电能 J，它的电阻为 Ω．
标有“220V 2000W”字样的电热水壶正常工作3min，消耗电能 kW·h．
4．在物理课外活动中，李乐同学实地测定了他家里的电冰箱每天消耗的电功．具体操作方法是：首先，他用时钟测出电冰箱在20min内持续工作了6min．从而求出了冰箱的“工作时间系数”（在某段时间内电冰箱的实际工作时间与这段时间的比值）η=________；然后，计算出这台电冰箱每天（24h）的工作时间t =_______h；最后，根据电冰箱铭牌上所标明的额定功率P=150W，计算出此冰箱每天消耗的电功W=_______度．然后，他又将电饭锅单独接入电路中，利用停表计时，72s时间内铝盘转50圈，则72s内电饭锅消耗的电能是 ，该电饭锅的电功率是 W。
5．在做“测小灯泡的额定功率”实验时：
(1)已知小灯泡的额定电压是3．8V，额定功率小于2W，如图甲所示，请你在实物图上用笔画线代替导线连接好（要求正确选择电压表和电流表的量程）．
(2)某同学在连接滑动变阻器时，由于接线错误使滑动变阻器滑片P移动时不能改变小灯泡的亮暗程度．现就下面两种情况，请你判断该同学是如何连接的?
第一种情况：小灯泡较亮时，他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的 端连接．
第一种情况：小灯泡较暗时，他是把两导线的端点分别与滑动变阻器的 端连接．
(3)在正确连接电路并调节滑动变阻器使小灯泡正常发光时，电流表如图乙所示，其读数为_______A，则小灯泡的额定功率是_______W．
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
1．图是在物理实验室测量小灯泡额定功率的实验装置，小灯泡上标有2.5V的字样，采用两节新的干电池做电源。
（1）为保护电路元件安全，连接电路时开关应 ；图中有一根导线还没有连好，应该把它接在电压表 （选填“0”、“3”或“15”）接线柱上。
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至 （选填“C”或“D”）端；闭合开关后，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“C”或“D”）端滑动，直到电压表示数为2.5V时为止。
（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 。
（4）利用所测数据也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为 （保留到整数位）。
他通过调节滑动变阻器的滑片，测出了三组实验数据，如表所示．经过计算发现小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，而且电阻也不同，你认为造成电阻不同的原因是 。
2．小亮同学做测定“小灯泡的额定电功率”实验时所用器材有电压为6V的电源、额定电压为2．5V的小灯泡（小灯泡的额定功率小于1W）、滑动变阻器（50Ω1A）、以及符合实验要求的电表、开关和导线。如图甲是小亮同学没有连接完整的电路。
（1）本实验的实验原理是 。
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整。
（3）小亮同学连好电路后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是 （写出一种即可）。
（4）小亮同学排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，同时，眼睛应注视 （选填序号）。
A．小灯泡亮度 B．电压表示数 C．电流表示数 D．滑动变阻器滑片
（5）小亮同学移动滑动变阻器滑片P到某处时，电压表的示数为2．2V，要测量小灯泡的额定功率是，应将滑片P向 端移动（选填“A”或“B" ）。当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W，此时小灯泡的电阻是 Ω。该实验中滑动变阻器除了保护电路外，还有 的作用。
（6）小亮利用该电路探究电流跟电阻的关系，他将小灯泡换成多个定值电阻R，保持电示数始终为如图丙所示，多次更换阻值不同的定值电阻R，并记录各次电流表的示数，若不更换其他器材，为了能够完成实验，更换的电阻阻值不能够大于 Ω。
3．在测“3.8V”小灯泡电功率实验中：
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图实物连接完整。
（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障可能是____ _____。
（3）排除故障后，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙为_______A，灯泡额定功率为_______W。
（4）图丙所示电路中（R阻值已知），无电压表也能测出该灯泡额定功率的是__________。
4．小明按如图所示的电路进行实验，已知电源电压不变，闭合开关，改变a、b之间的电阻箱R的阻值，得到一组电压表的示数U—R的图象如图乙所示。
（1）随着电阻箱接入电路中的阻值增大，定值电阻R0两端的电压___（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）将a、b间的电阻箱换成未知电阻Rx，读得电压表示数为4.5V，则Rx=______Ω，此时电路中电流为______ A。
（3）取下Rx，分别将电阻RA和RB接入a、b之间，读得对应的电压表示数为1V和3V，在这两种情况下，R0上消耗的电功率变化了多少？
5．某同学用电流表和电压表测某一电热器的额定功率（额定电压已知），于是他设计了如图所示的实验电路图。电源电压U恒定，滑动变阻器电阻最大值为R，电热器电阻为Rx。
⑴ 用电流表和电压表测功率的原理是 。（用公式表示）
⑵ 实验操作过程中，移动滑动变阻器的滑片，同时应观察并记
录 的示数。
⑶ 若实验操作中该同学发现不论怎样调节滑动变阻器P的位置，电压表的示数几乎不发生改变，且查得电路各处连接无误，电路元件完好无损，产生这一现象的原因是 ，该同学认为在图中只需加一根导线，就能使滑片P在滑动过程中明显的改变电热器两端的电压。请你在图中画出这根导线。[
6．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。
（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：
① ；
② 。
7．在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V。
（1）小明在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示，请用笔画线代替导线把图甲中的电路连接好（导线不得交叉）。
（2）在检查电路连接时，滑动变阻器的滑片应该移到 (A/B)端。
（3）实验时，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 V，此时电流表的示数如图乙所示，其示数为 A，那么小灯泡的额定功率是 W。
（4）小华为了得到比较准确的小灯泡额定功率，她用同一套器材做了三次实验，（她将电压表调到3.8V，图丙是其中一次实验所调的电压表示数），获得三组数据，并进行了数据处理，如下表：
①她测得的功率有差异的主要原因是 。
②这样处理数据的方法是否正确？ （正确/不正确），其理由是 。
8．在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒定。
(1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。
(2)连接完实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，其故障原因可能是:________________________________。
(3)故障排除后，开始实验，在移动变阻器滑片的过程中，眼睛应注视_____ 的示数，直至灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为_________W。
(4)完成上述实验后，小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1，将S2拨到触点________(选填“1”或“2”) ，移动滑片，使电压表的示数为______V;
②再将开关S2拨到触点____________(选填“1”或“2”)，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=______________________(用已知量和测量量表示)。
次数
电压/V
电流/A
电功率/W
发光情况
1
2
3
实验次数
电压表示数／V
电流表示数／A
灯泡亮度
1
1
0.2[
较暗
2
2.5
正常发光
3
6
0
不发光
实验次数
1
2
3
U/v
2.0
2.5
2.8
I/A
0.30
0.38
实验序号
电流表示数/A
额定功率/W
额定功率的平均值/W
1
0.71
2.698
2[来源:Z。
0.69
2.622
3
0.68
2.584