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电功率测量既是电学部分的重点,又是中招考试实验部分的难点,还是实验操作考试的要点,这就要求学生要熟练掌握电功率测量的方法。因此,给同学们简单介绍几种常见测量电功率的方法,供同学们借鉴。
一、专业测量
用电功率表直接可以测量用电器工作时的电功率,这种方法随后可以学到,在这里不做详细的介绍。
二、非专业测量
(一)常规型
要测量一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,现有以下器材:一个电池组,一只滑动变阻器,量程合适的电压表、电流表各一只,开关一个,导线若干。如何设计实验测出小灯泡的额定功率P额?画出设计的电路图,写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。
分析思路:
利用电压表、电流表直接测出小灯泡的额定功率是测电功率最简单、最常用的方法。
分析解答:
⑴设计电路图,如图
⑵步骤:
①断开开关,按电路图连接实物图;
②把滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,再逐渐调节滑片P,使电压表示数为3.8V;
③保持滑片P的位置不变,记下电流表的示数为I0;
⑶表达式P额=3.8 I0
(二)特殊型
I、缺少电流表
一位同学想要测量一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,现有以下器材可供选用:电源(电压未知且保持不变),滑动变阻器,定值电阻R0(阻值已知),电压表各一个,开关两个,导线若干。如何设计实验测出小灯泡的额定功率P额?画出设计的电路图,写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。
分析思路:
测小灯泡的额定功率,需要测出小灯泡两端达到额定电压3.8V时,电路中的电流。当没有电流表时,利用已知阻值的电阻R0和电压表,可以解决电流的大小。
电路选用串联电路。将小灯泡L、定值电阻R0和滑动变阻器RP串联,通过改变RP大小,使小灯泡L两端电压达到3.8V,测出此时R0的电压U0(得到此时电路中的电流I0=U0/R0)
分析解答:
⑴设计电路图
⑵步骤:
① 连接电路,断开S1,闭合S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为3.8V;
②保持滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,读出电压表的示数U;
⑶表达式P额=3.8×(U-3.8)/R0。
II、缺少电压表
给你以下器材:电源(电压未知且保持不变),滑动变阻器,定值电阻R0(阻值已知),量程合适的电流表各一个,开关一个,导线若干。如何设计实验测出一只额定电压为2.5V的灯泡的额定功率P额?画出设计的电路图,写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。
分析思路:
测灯泡的额定功率,需要测出其两端的电压为额定电压2.5V。利用已知阻值的定值电阻R0和电流表可以解决问题。
电路选用并联电路,将灯泡L、定值电阻R0并联后和滑动变阻器RP串联,通过改变RP大小,使通过R0的电流为2.5/ R0,根据并联电路的特点,就能保证灯泡两端的电压为2.5V。
分析解答:
⑴设计电路图
⑵步骤:
①连接电路,先将电流表接入R0支路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为2.5/ R0;
②保持滑片P的位置不变,再把电流表接入灯泡L的支路,读出电流表的示数IL;
⑶表达式P额=2.5IL。
(三)家庭型
小明家有一個刮胡须用的电剃须刀,由于说明书遗失,只知道它的额定电压是220V,没有其他数据。小明想利用他家的电能表和一只秒表,测出该电剃须刀的额定功率。他观察了一下他家电能表的铭牌有如下字样:“220V,10A,50Hz,3600R/kwh”。请你帮他设计一种简便方法,测出这个电剃须刀的功率。要求:写明实验步骤,用字母代表所涉及的物理量;导出计算电功率的公式。
分析思路:
电能表是测量电路中消耗电能的仪表,秒表可以测量用电器工作的时间,根据公式P=W/t可以计算出用电器的电功率。
分析解答:
⑴实验步骤:
①将电剃须刀接入电能表所在的电路,让它独自工作,其余用电器停止工作。
②用秒表测出电能表转盘转过n圈所用的时间t。
⑵电剃须刀功率的表达式P=W/t=n/3600)/t(kw)
三、小试牛刀
1、用如图所示的电路来测量额定电压为0.3A的小灯泡L的额定功率,其中R0是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤:
(1)闭合开关S和S1,断开S2,____________,
(2)_______________________;并记录电流表的示数为I;
(3)则灯泡L的额定功率P=___________。(用已知量和实验中所测物理量的字母表示)
2. 小刚要测定家中一台电风扇的功率,他家可以使用的器材有:一个电能表(电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清,但电能表转盘在工作时能正常转动)、一只标有“220V,40W”的台灯,秒表一只。请你帮他设计一种方法,测出这个电风扇的功率。要求:写明实验步骤,用字母代表所涉及的物理量;导出计算电功率的公式。
(1)步骤:
①_______________________________________________,
②_______________________________________________。
(2)电风扇的功率表达式P=_______________________。
一、专业测量
用电功率表直接可以测量用电器工作时的电功率,这种方法随后可以学到,在这里不做详细的介绍。
二、非专业测量
(一)常规型
要测量一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,现有以下器材:一个电池组,一只滑动变阻器,量程合适的电压表、电流表各一只,开关一个,导线若干。如何设计实验测出小灯泡的额定功率P额?画出设计的电路图,写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。
分析思路:
利用电压表、电流表直接测出小灯泡的额定功率是测电功率最简单、最常用的方法。
分析解答:
⑴设计电路图,如图
⑵步骤:
①断开开关,按电路图连接实物图;
②把滑动变阻器的滑片P置于最右端,闭合开关,再逐渐调节滑片P,使电压表示数为3.8V;
③保持滑片P的位置不变,记下电流表的示数为I0;
⑶表达式P额=3.8 I0
(二)特殊型
I、缺少电流表
一位同学想要测量一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率,现有以下器材可供选用:电源(电压未知且保持不变),滑动变阻器,定值电阻R0(阻值已知),电压表各一个,开关两个,导线若干。如何设计实验测出小灯泡的额定功率P额?画出设计的电路图,写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。
分析思路:
测小灯泡的额定功率,需要测出小灯泡两端达到额定电压3.8V时,电路中的电流。当没有电流表时,利用已知阻值的电阻R0和电压表,可以解决电流的大小。
电路选用串联电路。将小灯泡L、定值电阻R0和滑动变阻器RP串联,通过改变RP大小,使小灯泡L两端电压达到3.8V,测出此时R0的电压U0(得到此时电路中的电流I0=U0/R0)
分析解答:
⑴设计电路图
⑵步骤:
① 连接电路,断开S1,闭合S2,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数为3.8V;
②保持滑片P的位置不变,断开S2,闭合S1,读出电压表的示数U;
⑶表达式P额=3.8×(U-3.8)/R0。
II、缺少电压表
给你以下器材:电源(电压未知且保持不变),滑动变阻器,定值电阻R0(阻值已知),量程合适的电流表各一个,开关一个,导线若干。如何设计实验测出一只额定电压为2.5V的灯泡的额定功率P额?画出设计的电路图,写出测量的方法和所测物理量以及P额的表达式。
分析思路:
测灯泡的额定功率,需要测出其两端的电压为额定电压2.5V。利用已知阻值的定值电阻R0和电流表可以解决问题。
电路选用并联电路,将灯泡L、定值电阻R0并联后和滑动变阻器RP串联,通过改变RP大小,使通过R0的电流为2.5/ R0,根据并联电路的特点,就能保证灯泡两端的电压为2.5V。
分析解答:
⑴设计电路图
⑵步骤:
①连接电路,先将电流表接入R0支路,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为2.5/ R0;
②保持滑片P的位置不变,再把电流表接入灯泡L的支路,读出电流表的示数IL;
⑶表达式P额=2.5IL。
(三)家庭型
小明家有一個刮胡须用的电剃须刀,由于说明书遗失,只知道它的额定电压是220V,没有其他数据。小明想利用他家的电能表和一只秒表,测出该电剃须刀的额定功率。他观察了一下他家电能表的铭牌有如下字样:“220V,10A,50Hz,3600R/kwh”。请你帮他设计一种简便方法,测出这个电剃须刀的功率。要求:写明实验步骤,用字母代表所涉及的物理量;导出计算电功率的公式。
分析思路:
电能表是测量电路中消耗电能的仪表,秒表可以测量用电器工作的时间,根据公式P=W/t可以计算出用电器的电功率。
分析解答:
⑴实验步骤:
①将电剃须刀接入电能表所在的电路,让它独自工作,其余用电器停止工作。
②用秒表测出电能表转盘转过n圈所用的时间t。
⑵电剃须刀功率的表达式P=W/t=n/3600)/t(kw)
三、小试牛刀
1、用如图所示的电路来测量额定电压为0.3A的小灯泡L的额定功率,其中R0是阻值已知的定值电阻,R是滑动变阻器。请根据实验电路图补充完成下面的主要测量步骤:
(1)闭合开关S和S1,断开S2,____________,
(2)_______________________;并记录电流表的示数为I;
(3)则灯泡L的额定功率P=___________。(用已知量和实验中所测物理量的字母表示)
2. 小刚要测定家中一台电风扇的功率,他家可以使用的器材有:一个电能表(电能表的表面上每千瓦时转数的数据已模糊不清,但电能表转盘在工作时能正常转动)、一只标有“220V,40W”的台灯,秒表一只。请你帮他设计一种方法,测出这个电风扇的功率。要求:写明实验步骤,用字母代表所涉及的物理量;导出计算电功率的公式。
(1)步骤:
①_______________________________________________,
②_______________________________________________。
(2)电风扇的功率表达式P=_______________________。