名师整理最新物理中考专题复习《灯泡的电功率》精品讲义Word格式文档下载.docx

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微课程1：

【考点精讲】

1.电功率有额定功率和实际功率两种，在用电器设备的铭牌上均标有该设备正常工作的电压值和电流值，它们分别叫做额定电压和额定电流。

与额定电压相对应的功率叫作额定功率，也就是说用电器在额定电压下正常工作的功率叫作额定功率。

这些数据只是生产这些用电器时给它们制定的标准，这些用电器在实际电路中工作时能否达到额定功率还要看电路中的电压（电路中的电压叫实际电压，与实际电压对应的功率叫实际功率），有以下几种情况：

用电器两端的电压

电功率

用电器工作情况

正常工作

不能正常工作，且易损坏

不能正常工作

2.电功率是反映电流做功快慢的物理量。

用电器的额定功率是指用电器在额定电压下工作时的电功率，而实际功率是用电器实际工作时的功率；

对于一个用电器而言，其额定功率只有一个，即在额定电压下的电功率，而实际功率却有很多个，分别对应于不同的实际电压，就有不同的实际功率与之对应。

就电灯泡而言，实际电功率越大，每秒

钟内把电能转化为的光能也就越多，即电灯越亮。

灯泡两端的电压发生改变，灯泡的实际功率就随之改变，灯泡的亮度随之发生变化，所以电灯泡的实际功率决定了电灯泡的亮度。

例题两盏白炽灯，甲标有“PZ220V40W”字样，乙标有“PZ220V25W”字样，比较它们的亮度，下列说法正确的是（）

A.甲一定比乙亮B.乙一定比甲亮

C.都正常工作时，甲比乙亮D.都正常工作时，乙比甲亮

思路导航：

灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，而甲乙两灯的实际功率没法比较，所以A、B选项是错误的；

因为当灯泡正常发光时，实际功率等于额定功率，所以比较额定功率即可比较灯泡的亮度，又知：

甲灯的额定功率为40W，乙灯的额定功率等于25W，所以正常发光时，甲比乙亮。

答案：

C

点拨：

本题考查电功率的知识，决定灯泡亮度的是实际功率，实际功率越大，发光时越亮，反之就越暗。

【典例精析】

例题1将标有“220V100W”字样的灯泡接在电压为110V的电路中，灯泡的实际功率是（不考虑温度对电阻的影响）（）

A.100WB.50WC.25W　　D.20W

根据P＝

可知，当灯泡电阻R一定时，P与U2的成正比，若电压U降为原来的

，则P降为原来的

，所以将标有“220V100W”字样的灯泡接在电压为110V的电路中，灯泡的实际功率是

×

100W＝25W。

例题2标有“6V6W”、“3V3W”字样的灯L1和L2（假设灯丝电阻不变），若将它们并联接在某电源上，两灯都发光，下列说法正确的是（）

A.灯L1比灯L2亮

B.灯L1、L2的实际功率之比为2﹕1

C.电源电压为3V时，灯L2正常发光

D.电源电压为9V时，灯L1、L2都正常发光

灯L1和L2的电阻分别为：

R1＝

＝

＝6Ω，R2＝

＝3Ω。

若将它们并联在电路中，它们两端的电压是相等的，根据公式P＝

可知，P1：

P2＝R2：

R1＝1：

2，故B项错误；

L2灯的实际功率比L1灯泡大，灯L2比灯L1亮，故A项错误；

电源电压为3V时，两灯两端的电压均为3V，此时灯L2两端的电压和额定电压相等，正常发光，故C项正确；

电源电压为9V时，两灯两端的电压均为9V，均大于两灯的额定电压，所以两灯会被烧坏，故D项错误。

例题3一盏电灯未接入电路时的灯丝电阻为55Ω，接到220V的电源上正常发光时通过的电流为0.5A，则该电灯的额定功率为W；

从刚接通电源到正常发光过程中，电灯的最大功率为W。

电灯正常发光时的电流和额定电流相等，所以电灯的额定功率P＝UI＝220V×

0.5A＝110W；

刚接通电源时，电灯的电阻最小，电功率最大，所以Pmax＝

＝880W。

110；

880

例题4现有两个小灯泡A和B，分别标有“6V6W”和“6V8W”字样，先将灯泡A与定值电阻R0串联接入电路中，灯泡A恰能正常发光，如图所示。

若用灯泡B替换灯泡A接在电路中，灯泡B的实际功率大于还是小于8W？

请说明理由（电源电压保持不变，不考虑温度对灯丝电阻的影响）

由铭牌可知两灯泡的额定电压相等，根据公式R＝

可知电压相同时，灯泡B的额定功率大、电阻小；

根据串联电路的分压特点可知，替换后灯泡B两端的电压变小，小于6V，由P＝

可知这只灯泡消耗的功率小于8W。

灯泡B的实际功率小于8W，理由如下：

RA＝

＝6Ω

RB＝

＝4.5Ω

由题意知，电路中接入灯泡A时，灯泡A正常发光，灯泡两端的电压为6V，当用灯泡B替换灯泡A时，由于RB<

RA，根据串联电路电压与电阻的关系，则有UB<

UA，灯泡B两端的电压一定小于6V，实际功率小于额定功率8W。

【总结提升】

1.计算电功率的基本公式P＝UI，推导公式P＝

＝I2R（只适用于纯电阻电路）。

如果用电器正常工作，则用电器的实际电压等于额定电压，实际功率等于额定功率，可直接利用公式计算用电器实际电流、电阻等。

2.若用电器的实际电压不等于额定电压，用电器不能正常工作。

在温度变化不大时，一般认为用电器的电阻不变，可由公式R＝

求出用电器的电阻，进而利用电阻和实际电压求出实际功率和电流等。

3.实际功率和额定功率的关系：

P实＝

P额。

微课程2：

1.原理与电路图的设计

生活中我们常见的小灯泡上往往只标额定电压，而不标额定功率。

所以，有时需要知道小灯泡的额定功率是多大，或者探究小灯泡在不同电压下工作时的功率大小、发光情况等，就需要设计实验来测量灯泡的功率，其测量的原理是：

P＝UI。

因此，我们的实

验设计就是要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流。

这种设计方法也可以称作“伏安法”。

常见的电路图如下：

其中电路中的滑动变阻器是用来改变灯泡两端电压的，它可以使灯泡正常发光或变亮、变暗，除此之外还可以改变电路中的电流，对电路起保护作用。

2.电源电压、电流表和电压表量程的选择及滑动变阻器的接线方法

在实验时，有时我们需要选择合适的器材来测量灯泡的功率，选择的主要依据是小灯泡的额定电压，即小灯泡上所标的电压。

如某个小灯泡上标着“3.8V”字样，这表明该灯泡的额定电压是3.8V，我们应该选大于3.8V的电源，否则，灯泡就无法正常工作，相应的电压表的量程要用0～15V；

常见的小灯泡在工作时，电流一般都不会超过0.6A，所以，中考时在测量小灯泡电功率的实验中，电流表的量程往往都是选0～0.6A的，很少出现例外的情况；

至于滑动变阻器的接线问题，我们要采用“一上一下”的接法，在滑动变阻器的四个接线柱中，上面的两个相当于一个，选哪个都可以，但下面两个接线柱选择的不同，滑片移动时电阻大小的变化是不同的，所以有些中考题在这方面有专门要求，同学们在做题时要慎重。

3.实物电路的连接、注意事项、找寻错误电路

在连接电路时最好先把串联电路连好后，再把电压表接在小灯泡的两端，这样可以避免连接时出现错误；

还要注意连接时开关要断开，滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置；

要正确选择电流表和电压表的量程，注意正、负接线柱的接法是否正确，这也是电路连接过程中常出现错误的地方。

4.实验步骤

（1）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡在额定电压下发光，观察其亮度，把对应的电压值和电流值填入设计好的表格中。

次数

电压U/V

电流I/A

功率P/W

发光情况

1

2

3

（2）移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡在高于额定电压1.2倍的电压下发光，观察其亮度，把对应的电压值和电流值填入表格中。

（3）再次移动滑片，使小灯泡在低于额定电压下发光，观察其亮度，把对应的电压值和电流值填入表格。

（4）根据公式P＝UI，计算出小灯泡的额定电功率和实际电功率并填入表格中。

5.电路故障的判断

在实验过程中，往往会出现诸多故障，正确地判断和快速地排除故障，这也是实验技能强弱的重要表现之一。

电路故障的判断是学习的难点，总的说有两种：

开路和短路。

如果开关闭合，电流表有示数，小灯泡不亮往往是短路，也可能是滑动变阻器的阻值过大；

如果开关闭合，电路中无电流时，常常是开路，出现开路时，哪部分电路两端有电压，则开路往往就发生在那部分电路中。

究竟是哪部分电路出现故障，还要根据具体的情况来判断。

6.分析实验数据和得出结论

实验表明，小灯泡的发光亮度与

其实际功率有关，实际电功率越大，灯泡越亮；

灯泡越亮，其灯丝温度越高，灯丝的电阻值也越大，因为金属导体的电阻会随着温度的升高而增大。

例题1某同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是（）

A.闭合开关前，滑片P应移到B端

B.闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了

C.当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率

D.实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮

闭合开关前，滑片应移到B端，使其阻值取最大值；

闭合开关后，小灯泡不发光的原因有很多，并不一定是小灯泡灯丝断了；

当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率；

小灯泡的亮度要看小灯泡的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮。

B

例题2小明按如图所示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：

电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻约为10Ω，变阻器甲的规格“10Ω1A”、乙的规格“50Ω0.5A”，电流表量程有“0～0.6A”、“0～3A”，电压表量程有“0～3V”、“0～15V”，下列说法不正确的是（）

A.当电压表示数为2.5V时，灯泡消耗的功率等于额定功率

B.为减小误差，电压表量程选“0～3V”，电流表量程选“0～0.6A”

C.变阻器应选择甲“10Ω1A”

D.由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同

当电压表示数为2.5V即灯泡两端的电压为2.5V时，灯泡消耗的功率等于额定功率，故A正确；

灯泡的额定电流为I＝

＝0.25A，所以电流表的量程选0～0.6A，故B正确；

灯泡正常发光时，变阻器两端的电压UR＝U－UL＝6V－2.5V＝3.5V，变阻器接入电路中的电阻R＝

＝14Ω＞10Ω，所以变阻器选“50Ω0.5A”，故C不正确；

由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同，故D正确。

例题3小红用如图甲所示的电路测定小灯泡的额定功率，小灯泡

的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为6Ω。

除小灯泡外，实验室提供的器材有：

电压为6V的电源，电流表（0～0.6A、0～3A），电压表（0～3V、0～15V），滑动变阻器R1（20Ω1.5A），滑动变阻器R2（5

Ω1A），开关一个，导线若干。

实验中，小红经过分析将电流表选用了（0～0.6A）量程。

①为保证实验的顺利进行，提高实验的准确性，电压表量程应该选　　，滑动变阻器应该选　　。

②请按照小红设计的电路图，帮助她用铅笔画线代替导线，把乙图中实物连接图补充完整。

③闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到　端（选填“左”或“右”）；

实验中，由于某种原因，导致电压表的示数变为零，电流表的示数增大，则电路可能出现的故障是　　。

①小灯泡的额定电压是2.5V，因此电压表量程选择0～3V；

电源电压是6V，要想使小灯泡正常发光，必须串联一个滑动变阻器起分压作用：

分担的电压U′＝6V－2.5V＝3.5V，电路中的电流等于灯泡的额定电流，即I′＝I灯＝

＝0.4A，则此时滑动变阻器接入电路的阻值为R′＝

＝8.75Ω，因此选择R1（20Ω1.5A）。

②电压表量程选择0～3V，滑动变阻器按照“一上一下”的方式接入电路，如下图所示：

③做任何电学实验，连接电路时开关都要断开，滑片移到最大阻值处，滑动变阻器下端选择的是左端的接线柱，因此滑片要移到右端；

电压表示数为零，说明电压表被短路或者与电源连接部分有断路，因为电流表有示数，所以电路无断路，因此电路故障是电压表局部短路（或小灯泡L局部短路）。

①0～3V量程；

R1（20Ω1.5A

②实物连接图如下：

③右；

电压表局部短路（或小灯泡L局部短路）。

例题4在测量“小灯泡的电功率”实验中，小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10~15Ω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（“5Ω2A”、“20Ω1A”）两个，导线若干。

（1）如图所示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，电压表的示数如上图所示，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，其他器材与小明的相同，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：

①；

②；

表达式：

P额＝。

（1）小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝阻值在10～15Ω之间，则其额定电压约为3～4.5V，故应将电压表接线柱“15”与小灯泡右端相连；

（2）当小灯泡正常发光时，电路中的总电阻R总＝

＝20Ω；

灯丝阻值在10～15Ω之间，此时滑动变阻器有效阻值约为10～5Ω，故应用选择“20Ω1A”的滑动变阻器；

（3）此时电压表选择的量程是“0～15V”，示数为4V，故小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝4V×

0.3A＝1.2W；

（4）没有电压表，不能直接测出小灯泡的额定电压，题设中已知小灯泡的额定电流，要想求出它的额定功率，只需间接测量出它的额定电压即可。

具体方法是：

可调节滑动变阻器使电流表的示数为小灯泡的额定电流0.3A，保持滑动变阻器的阻值不变，设计一个短路开关使小灯泡被短路，再记下电流表的示数I，则滑动变阻器接入电

路中的阻值为

，它与小灯泡串联时分得的电压为

0.3A，那么小灯泡的额定电压为6V－

0.3A，小灯泡的额定功率为P＝UI＝（6V－

0.3A）×

0.3A＝（1－

）×

1.8W。

（1）如甲图所示

（2）20Ω1A（3）41.2（4）如乙图所示①只闭合S1，移动滑片P，使电流表的示数为0.3A；

②滑片P位置不变，再闭合S2，电流表的示数为I；

（1－

1.8W

另类测量小灯泡电功率的方法

方法导引：

缺少电流表（电压表），也就是无法测量出灯泡正常工作情况下的电流（电

压），那么我们就必须借助于电路的变化（主要运用电路中不同开关的闭合和断开达到目的），通过另一种途径得出灯泡正常工作时的电流（电压），然后再用公式P＝UI求出其额定功率。

（一）缺少电流表

实验器材：

额定电压已知的灯泡、电源、电压表、定值电阻R、滑动变阻器各一个，开关两个。

实验电路：

如图所示：

（1）闭合开关S1，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数等于灯泡的额定电压，让灯泡正常发光；

（2）保持滑片的位置不变，断开开关S1，再闭合开关S2，读出电压表的示数为U；

（3）求出灯泡额定功率的数学表达式：

P＝U额×

。

（二）缺少电压表

额定电压已知的灯泡、电源、电流表、定值电阻R、滑动变阻器各一个，开关两个。

（1）闭合开关S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数为U额/R，表示灯泡此时正常发光；

（2）闭合开关S2，断开S1，保持滑片的位置不变，读出电流表的示数为I；

（I－U额/R）

在伏安法测量灯泡功率的实验中，如果缺少电流表或电压表，往往要添加一个定值电阻。

若缺少电流表，通常是将灯泡与定值电阻组成串联电路，运用电路中的电流处处相等，求得功率；

若缺少电压表，就要将灯泡与定值电阻组成并联电路，由电路中各支路两端的电压相等，使灯泡正常发光，从而求得结果。