灵活变通测量电功率

此文件下载后可以自行修改编辑删除灵活变通测量电功率江苏兰凡跃一、变换电电压测量对象提高测量精确度例1（2016海南）小华用如图1甲所示电路“测量小灯泡的额定功率”，所用小灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒为6V。甲乙图1（1）电路安装并调试好后开始实验，小华在调节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1乙所示，该电流值为______A，则灯泡的额定功率为________W。（2）小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，由此可能造成一定的测量误差，她认为小华可以在前面（1）操作的基础上，对电路稍作改动，就能提高测量数据的精确度。请你帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：①断开开关，________________________________；②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为________V，并读出此时电流表的示数；③计算出灯泡的额定功率。解析（1）小灯泡在额定电压下工作的功率为额定功率，在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数为3.8V时，灯泡正常发光。图乙中电流表接的量程是0～0.6A，根据指针位置可知电流表的读数为0.3A，小灯泡的额定功率P＝UI=3.8V×0.3A=1.14W。（2）因为电压表使用的是0～15V量程，分度值为0.5V，小灯泡正常发光时电压为3.8V是根据电压表指针位置由估计值确定的，所以误差较大。图中小灯泡与滑动变动器串联，而电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，当小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压应为6V－3.8V=2.2V。因此，可以用电压表的0～3V量程测量滑动变阻器的电压，此时电压表分度值为0.1V，电压值为2.2V可由电压表准确读出，从而提高测量数据的精确度。（1）电压表0.31.14（2）①电压表换用“﹣”和“3”两接线柱，从灯泡两端换接到滑动变阻器两端②2.2二、利用串、并联电路特点实现单表测量例2（2016葫芦岛）在物理实验室里，老师连接了如图2所示的电路，让同学们用它测量小灯泡的额定功率（已知小灯泡的额定电流为I额、电源电压为U，R为电阻箱，可以直接读出它的阻值）。请将实验过程补充完整。(1)闭合开关S，调节电阻箱，使电流表示数为_______，并记下此时电阻箱的阻值为R；(2)小灯泡额定功率的表达式为P额=_____________（用符号表示）。图2解析只有电流表，通过调节电阻箱，使小灯泡正常发光，根据串联电路的电压特点，利用电阻箱的阻值R与电流表示数I额及电源电压U之间的关系，得到灯正常发光时的电压。（1）已知小灯泡的额定电流为I额，闭合开关S，调节电阻箱，使电流表示数为I额，小灯泡正常发光，并记下此时电阻箱的阻值为R，电阻箱两端电压UR=I额R。（2）小灯泡与电阻箱串联，电源电压为U，则小灯泡两端电压UL=U﹣UR=U﹣I额R小灯泡的额定功率为P额=ULI额=（U﹣I额R）I额答案（1）I额（2）(U﹣I额R）I额例3（2016齐齐哈尔）在“测量小灯泡的额定功率”实验中，灯泡上标有“3.8V”的字样，电源电压恒定不变。小明找来了一个阻值为R0的电阻和两个开关，并借助部分原有的实验器材，设计了如图3所示的电路，测出了小灯泡的额定功率。R0VPS1S2S3图3请完成下列的实验步骤：（1）闭合开关___________，移动滑片，当电压表的示数为________V时，停止移动滑片，然后再断开闭合的开关；（2）保持滑片的位置不动，再闭合开关___________，读出此时电压表的示数为U；（3）灯泡额定功率的表达式为P额=___________（用已知量和测量的物理量表示）。解析只有电压表，要测量灯泡的额定功率，应让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，在灯泡正常工作前提下，通过断开与闭合开关，改变电压表测量对象，根据串联电路电流相等的特点，借助R0算出电流，得到灯正常发光时的电流。（1）首先让灯泡两端电压等于额定电压3.8V，使灯泡正常工作，应闭合开关S1和S3，移动滑片直至电压表示数为3.8V。（2）当灯泡正常工作时，通过已知电阻R0计算出电路中的电流，应闭合开关S1和S2，读出电压表示数U，此时电压表测R0和灯泡两端总电压R0两端电压，通过R0的电流（3）根据串联电路电流处处相等，灯泡正常工作时电流灯泡的额定功率答案(1)S1和S33.8(2)S1和S2(3)