《第3节_测量小灯泡的电功率》素养提升.docxVIP

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第3节测量小灯泡的电功率

一、实验探究题

1.测量小灯泡的电功率

探究准备

（1）实验原理：P=UⅠ

（2）实验器材：电源、开关、导线、_________、_________、________、________。

（3）部分器材的作用

器材

作用

电压表

测量______两端的______

电流表

测量通过______的______

滑动变阻器

①______电路

②改变小灯泡两端的______

（4）根据测量方法，设计实验电路图。

探究过程

（1）确定电表量程：根据小灯泡的额定电压确定电压表量程为_________；根据常见小灯泡的额定电流均小于0.6A确定电流表量程为_________。

（2）根据设计的电路图连接实物图：

（3）操作：闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，分别使电压表的示数小于、等于和大于小灯泡的额定电压，并观察小灯泡的发光情况，记录每次实验时的电压值和电流值以及小灯泡的发光情况。

（4）数据处理：计算出每次实验的小灯泡的电功率。

电压U/V

2.0

2.5

3.0

电流I/A

0.22

0.25

0.28

电功率P/W

[__]

[__]

[__]

灯泡发光情况

暗

正常

很亮

（5）分析归纳：

①当U实U额时，P实________P额，灯泡发光暗

②当U实=U额时，P实________P额，灯泡发光正常。

③当U实U额时，P实________P额，灯泡发光很亮。

延伸思考

（1）在本实验中，为什么不能采取多次测量后求平均值的办法减小实验误差？

（2）在调节小灯泡两端的电压高于额定电压时，对加在小灯泡两端的电压有什么要求？为什么？

2.如图所示，图甲是测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验电路图。

（1）请用笔画线代替导线在图乙中完成实物电路的连接。

（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到最________（选填“左”或“右”）端。

（3）闭合开关，调节滑动变阻器，改变小灯泡两端电压，同时读出通过小灯泡的电流，记录下每次电压和电流的测量值，并依据记录的实验数据，以电压为横坐标，电流为纵坐标，建立直角坐标系，用描点法得到小灯泡的I-U图象如图丙所示，该图象不是一条直线的原因是________。

（4）该小灯泡正常发光时的电流为0.48A，则其额定功率为________。

二、综合提升题

3.如下图是我国首创的十秒级闪充电车，这种电车采用超级电容（一种可以直接以电能形式储存能量的设备，像蓄电池一样也有正、负两极）作为电能存储设备。这种超级电容安全环保，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满，并可让车持续正常行驶5km以上。在制动和下坡时，电车还可以把部分动能再转化为电能为超级电容充电。充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如表。若该汽车在平直公路上匀速行驶，请你解答下列问题：

（1）电动汽车前进和倒车，通过改变________来改变电动机转动方向，电动汽车在行驶过程中主要将电能转化为________。

（2）若该汽车在平直公路上所受的阻力为其重力的0.02，当速度为10m/s，电机输出功率为3×104W，求该汽车的整车质量。

（3）充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少？电容存储设备正常工作时的电流是多少？（不计充电时的能量损耗，结果保留一位小数）。

（4）该车在公路上以30m/s的速度匀速行驶，当驾驶员看到前方路口显示红灯时立即减速，速度由30m/s减小到20m/s。已知该车的动能E与其速度v的关系如表所示。若在此过程中电容存储设备获得的电能为汽车所减少动能的20%，则电容存储设备获得的电能为多少焦。

参考答案

1.【探究准备】

（2）电压表；电流表；小灯泡（U额=2.5V）；滑动变阻器（3）小灯泡；电压；小灯泡；电流；①保护；②电压

（4）

【探究过程】

（1）0~3V；0~0.6A

（2）

（4）0.44；0.625；0.84

（5）①；②=；③

【延伸思考】

（1）因为每一次所求的电功率是在不同电压下的电功率，求平均值没有任何意义。（2）加在小灯泡两端的电压不能高于额定电压太多（一般不能超过1.2倍），且通电时间不能过长；若高于额定电压太多，会烧坏小灯泡。

2.（1）如上所示（2）左（3）小灯泡的电阻随温度的升高而增大（4）1.2W

解析：（1）灯的额定电压为2.5V＜3V，故电压表选用小量程与灯并联，如下图所示：

（2）原电路中，变阻器滑片以左电阻丝与灯并联后再与变阻器滑片以右电阻丝串联，闭合开关前，为