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9年级下册物理 电功率习题课 第3课时 逐字稿-4,363字

  师:同学们,今天我们共同学习第十五章电工和电热的第二小节电功率习题课的第三课时,主要内容是电功率的测量。

  首先看例一,电子式电能表表盘标有“3000 IMP/千瓦时”字样,将某用电器单独接在该表上工作20分钟,电能表指示灯闪烁了300次。问该用电器在这段时间内消耗的电能是多少千瓦时?它的电功率是多少瓦?

  我们要先明确“3000 IMP/千瓦时”的物理意义,它表示每消耗1度电(1千瓦时),表盘上的指示灯闪烁3000次。借助闪烁次数就能记录家庭消耗电能的多少,再结合计时器就可测量用电器实际电功率,原理是(P = \frac{W}{t})。

  本题中共闪烁300次,用(300\div3000)(次/千瓦时),得到消耗的电能为(0.1)千瓦时。时间(t = 20)分钟(=\frac{1}{3})小时,再利用(P = \frac{W}{t}),即(0.1)千瓦时(\div\frac{1}{3})小时,得到电功率为(300)瓦。这是利用电能表和计时器测量家用电器电功率的一种方法。

  再看下一题,某电水壶工作2分钟,图示电能表的转盘转动了150圈,问电水壶消耗的电能为多少千瓦时?电功率多少千瓦?这些电能又可供一支“220伏 10瓦”的节能灯正常工作多少小时?

  计算时要区分电能和电功率,注意单位。题目中给出“3000转/千瓦时”,电水壶工作2分钟转了150转,(150\div3000)(转/千瓦时),可得到(0.05)千瓦时,这就是这段时间消耗的电能。

  (t = 2)分钟(=\frac{1}{30})小时,利用(P = \frac{W}{t}),(0.05)千瓦时(\div\frac{1}{30})小时( = 1.5)千瓦。要注意单位统一,电能用千瓦时,时间换算成小时,得出的电功率单位就是千瓦。

  第三问中,“这些电能”指的是(0.05)千瓦时的电能,可供电功率为10瓦的节能灯正常工作。将10瓦换算成(0.01)千瓦,利用公式(t = \frac{W}{P}),(0.05)千瓦时(\div0.01)千瓦,得出工作(5)小时。

  除了用电能表和计时器测量家用电器电功率,在实验室我们常用伏安法测用电器的电功率。

  例二,在测量小灯泡功率的实验中,小灯泡额定电压为(2.5)伏,正常发光时电阻约为(10)欧。

  第一问,用笔画线代替导线,将甲图中的实物电路图连接完整。发现开关和滑动变阻器之间缺一根线,连c或d效果相同,直接相连即可。

  第二问,连接好电源,闭合开关,小灯泡发光,但电压表示数为(0)。经检查,图中有(a)、(b)、(c)、(d)四根导线中有一根断了。因为电压表并联在小灯泡两端,灯泡能发光说明电路是通路,而电压表无示数,所以是电压表与小灯泡相连的那根线断路,可判断出是(b)导线。

  第三问,排除故障后,闭合开关测量小电灯的额定功率,移动变阻器的滑片(P),目的是让电压表的示数达到(2.5)伏,所以眼睛应注视着电压表的示数,然后读出电流表的示数,利用(P = UI)得出小灯泡的额定功率为(0.6)瓦。

  第四问,当灯泡正常发光时,将滑片(P)向(b)端移动,选择的接线柱为(a)、(d),向(b)端移动使得滑动变阻器接入电路中的电阻变大,小灯泡的电流将会变小,实际功率也会变小,所以实际功率小于额定功率。

  再看一题,在测小灯泡的电功率的实验中,已知电源电压是(3)伏,小灯泡的额定电压是(2.5)伏,正常发光时电阻约为(8)欧。

  第一问,用笔画线代替导线将电路连接完整,要求向左移动滑动变阻器的滑片使电路中的电流表示数变大,所以应连(a)接线柱。同时,因为小灯泡额定电压为(2.5)伏,电压表选择小量程。

  第二问,连接电路时,开关应该断开,滑动变阻器滑片应移到最大阻值端。根据所选的(a)端,这里应移到(b)端,此时滑动变阻器接入电路中电阻最大。

  第三问,某次实验中电压表示数是(1.8)伏,小于小灯泡的额定电压。要测量小灯泡的额定功率,必须移动滑片使小灯泡两端电压达到(2.5)伏,也就是要让滑动变阻器接入电路中的电阻变小,所以向(a)端移动。此时读出小灯泡正常发光时的电流表的示数,通过(P = UI)相乘得出小灯泡的额定功率为(0.55)瓦。

  下面看例3,有两个小灯泡(L_1)、(L_2),额定电压分别为(2.5)伏和(3.8)伏。甲图是小明测灯泡(L_1)额定功率的实物图不完整,要求将实物电路图连接完整。

  观察图后发现电源没有和开关、滑动变阻器相连,存在断路问题。连接时要考虑电流表、电压表正负接线柱是否接反,正确连接方法是将电源的正极与开关相连,负极与滑动变阻器(d)相连。

  第二,正确连接后,闭合开关应将滑动变阻器滑片移到最大阻值端,即(a)端。闭合开关后移动滑动变阻器的滑片(P),当电压表示数为(2.5)伏时,电流表示数为(0.32)安,可得出小灯泡的额定功率为(0.8)瓦。

  第二问,小华利用图丙测出灯泡(L_2)的额定功率,图中(R)为定值电阻阻值已知,还缺两个开关和一个电表(可能是电流表,也可能是电压表),要求在三个虚框中补上元件,使电路完整且实验操作简单。

  因为要测出(L_2)的额定功率,必须让(L_2)正常发光,所以选择电压表并让它并联在小灯泡(L_2)两端。此时可通过调节滑动变阻器使(L_2)两端电压为(3.8)伏。但要想求出额定功率,还缺一个量,可利用(R)与(L_2)串联电流相等的关系,通过开关的断开与闭合改变电压表的作用,间接地测出(R)两端的电压,通过欧姆定律得到(R)的电流,此电流与灯泡(L_2)的电流相等,再通过公式(P = UI)就可计算得出灯泡(L_2)的额定功率。

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