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$P=\frac{W}{t}$
$P=UI$
用电器在额定电压下工作时的电功率
用电器在实际电压下工作时的电功率
1
无数
测量小灯泡在不同电压下的电功率,理解额定功率与实际功率的区别
$P=UI$
电压表
电流表
2
开关、导线

滑动变阻器
0~3V
0~0.6A
最大阻值处
滑动变阻器
电压表示数
2.5
电流
0.6
0.8
1.08
【分析】
首先回忆电功率的物理意义:电功率是表示电流做功快慢的物理量。根据其定义——单位时间内电流所做的功,可得出定义式;再结合电功的基本公式$W=UIt$,将其代入定义式进行推导,就能得到普遍适用于所有电路的电功率计算公式。
1. 从定义出发:单位时间内电流做的功叫电功率,因此定义式为$P=\frac{W}{t}$;
2. 推导普遍适用公式:将电功公式$W=UIt$代入定义式,可得$P=\frac{UIt}{t}=UI$,该公式对纯电阻和非纯电阻电路都适用,属于普遍适用的公式。
【解析】
1. 电功率的定义是单位时间内电流所做的功,根据定义可得定义式为$\boldsymbol{P=\frac{W}{t}}$;
2. 由电功的基本公式$W=UIt$,代入定义式$P=\frac{W}{t}$,推导得出$P=UI$,此公式适用于所有电路,是计算电功率普遍适用的公式。
【答案】
$P=\frac{W}{t}$;$P=UI$
【知识点】
电功率定义式、电功率通用计算公式
【点评】
本题考查电功率的基础公式,属于电学入门级知识点,重点考查对电功率定义式和通用公式的记忆与理解,是后续学习电功率相关推导公式的基础,需熟练掌握。
【难度系数】
0.9
【分析】
这道题考查电学中额定功率和实际功率的基本定义,解题思路是明确两个功率的核心区别在于工作时的电压条件:额定功率对应用电器在额定电压下的电功率,实际功率对应用电器在实际电压下的电功率,只需准确回忆并填写这两个定义即可。
【解析】
根据电学中相关概念的定义:
用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率;
用电器在实际电压下工作时的电功率叫作实际功率。
【答案】
用电器在额定电压下工作时的电功率;用电器在实际电压下工作时的电功率
【知识点】
额定功率定义、实际功率定义
【点评】
本题为电学基础概念题,重点考查对额定功率和实际功率定义的准确识记,需明确两者的核心差异在于工作电压的不同,是后续学习电学功率计算的重要基础。
【难度系数】
0.9
【分析】
首先需明确额定功率与实际功率的定义:额定功率是灯泡在额定电压下正常工作时的功率,每个灯泡的额定电压是固定值,对应的额定功率是唯一的;实际功率是灯泡在实际工作电压下的功率,实际电压可因电路条件变化(如电源电压改变、电路分压变化等)出现无数种可能,因此实际功率的数量与实际电压的可能取值数量一致。解题时紧扣两者的定义差异,即可判断数量。
【解析】
1. 额定功率的判断:
灯泡的额定功率是其出厂时标定的、在额定电压下工作的功率,额定电压是固定不变的,因此一个灯泡的额定功率只有1个。
2. 实际功率的判断:
实际功率由灯泡两端的实际电压决定,实际电压可以取无数个不同的值(大于、等于或小于额定电压均可),每一个实际电压对应一个实际功率,所以实际功率有无数个。
【答案】
1;无数
【知识点】
额定功率与实际功率
【点评】
本题为基础概念题,核心是区分额定功率(固定值)与实际功率(随实际电压变化)的本质差异,理解概念是解题的关键,有助于后续分析灯泡的发光情况等相关问题。
【难度系数】
0.9
【分析】
这道题考查伏安法测量灯泡电功率的实验目的,思考时需紧扣该实验的核心设计:实验中我们不仅要测量小灯泡在某一电压下的功率,更关键的是通过改变电压,测量小灯泡在不同电压(如额定电压、略高于/低于额定电压)下的电功率,同时结合灯泡亮度变化,理解额定功率(额定电压下的功率)与实际功率(实际电压下的功率)的区别,从而明确实验的双重目标。
【解析】
伏安法测量灯泡的电功率实验,核心目的有两个:一是通过实验操作测量小灯泡在不同电压下的电功率;二是通过实验现象和数据,理解额定功率与实际功率的区别。
【答案】
测量小灯泡在不同电压下的电功率,理解额定功率与实际功率的区别
【知识点】
伏安法测小灯泡电功率、额定功率与实际功率的区别
【点评】
本题属于电学实验基础概念题,聚焦伏安法测小灯泡电功率的核心实验目的,是电学实验的常考基础考点,要求学生准确牢记实验的双重目标,避免仅记单一测量功率的片面认知。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先回忆常见电学实验的原理公式,若为伏安法测电功率这类实验,其核心是通过测量用电器两端的电压U和通过的电流I,再根据电功率的定义式计算功率,因此对应的实验原理公式为$ P=UI $,该公式是计算电功率的基本公式,也是诸多电功率相关实验的核心依据。
【解析】
在如伏安法测电功率的电学实验中,实验原理是利用电功率的计算公式,通过测量用电器两端的电压U和通过用电器的电流I,进而计算出电功率P,对应的实验原理公式为$ P=UI $。
【答案】
$ P=UI $
【知识点】
电功率计算公式
【点评】
本题属于基础识记类题目,主要考查对电学实验核心原理公式的记忆与理解,重点在于掌握电功率基本计算式及其在实验中的应用。
【难度系数】
0.9
【分析】
要解决这道题,需结合“测量小灯泡电功率”的实验原理和电路要求来思考:
1. 测量电功率的原理是P=UI,因此需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流,对应的测量仪器就是电压表和电流表;
2. 灯泡额定电压为2.5V,每节干电池电压为1.5V,2节干电池串联可提供3V电压,能满足灯泡额定电压的需求;电路的基本组成离不开开关(控制电路通断)和导线(连接电路元件);
3. 为了测量不同电压下的电功率,需要能灵活改变灯泡两端电压的器材,滑动变阻器可通过改变接入电路的电阻,改变电路中的电流,从而改变灯泡两端的电压,符合要求。
【解析】
(1) 根据测量小灯泡电功率的实验原理P=UI,需要测量电压和电流,对应的测量仪器是电压表和电流表;
(2) 灯泡额定电压为2.5V,每节干电池电压1.5V,2节干电池串联总电压为3V,可满足灯泡的额定电压需求;电路基本器材除灯泡外,还需要开关控制电路通断、导线连接各元件;
(3) 滑动变阻器能够通过改变接入电路的电阻大小,改变电路电流,进而改变灯泡两端的电压,便于测量不同电压下的电功率,因此控制电压的仪器是滑动变阻器。
【答案】
(1) 电压表;电流表
(2) 2;开关;导线
(3) 滑动变阻器
【知识点】
测量小灯泡电功率;电路基本组成;滑动变阻器的作用
【点评】
本题考查测量小灯泡电功率实验的器材选择,属于电学实验基础考点,要求学生掌握实验原理、电源电压计算及滑动变阻器的作用,是理解电学实验基本构成的重要内容。
【难度系数】
0.8
1
【分析】
首先思考伏安法测小灯泡电功率的实验要求:
1. 电压表量程选择:实验室常用小灯泡额定电压为2.5V,为准确测量且保证安全,应选0~3V量程;
2. 电流表量程选择:结合小灯泡额定电压和常见额定功率,通过计算可知额定电流较小,因此选0~0.6A量程;
3. 闭合开关前,滑动变阻器需调到最大阻值处,此时电路总电阻最大、电流最小,能保护电路元件;
4. 测量功率时,要通过调节滑动变阻器改变电路电阻,从而改变灯泡两端电压,观察电压表示数,使电压处于小于、等于、略大于小灯泡额定电压(2.5V)的状态,同时读出电流表示数来计算功率。
实物连接时,需注意电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器采用“一上一下”的接线方式。
【解析】
(1) 实验室中小灯泡的额定电压通常为2.5V,因此电压表选择0~3V量程;根据小灯泡额定电压和常见额定功率,计算可得额定电流约0.2~0.3A,所以电流表选择0~0.6A量程。
(2) 在闭合开关前,为保护电路,滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处,此时电路电阻最大,电流最小,避免元件受损。
(3) 在测量灯泡的功率时,调节滑动变阻器改变电路电阻,从而改变灯泡两端电压,观察电压表示数,使灯泡两端的电压分别小于、等于和略大于小灯泡的额定电压2.5V,并读出电路中电流的大小,以此计算不同电压下的电功率。
实物电路连接:将电流表串联接入电路,电压表并联在小灯泡两端,滑动变阻器接“一上一下”接线柱,完成电路连接。
【答案】
(1) 0~3V;0~0.6A
(2) 最大阻值处
(3) 滑动变阻器;电压表示数;2.5;电流
(实物连接:电流表串联在电路中,电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器采用“一上一下”接线,连线略)
【知识点】
伏安法测电功率,电表量程选择,滑动变阻器使用
【点评】
本题考查伏安法测小灯泡电功率的实物连接与实验注意事项,涵盖电表量程选择、滑动变阻器的使用等核心实验要点,是电学实验的基础题型,需熟练掌握实验操作规范。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题是要计算不同电压、电流下灯泡的电功率,解题核心是利用电功率的计算公式$P=UI$。首先明确已知条件是每次实验对应的电压和电流数值,只需要将每组的电压和电流代入公式进行乘法运算,就能得到对应的电功率。
【解析】
根据电功率的计算公式$ P = UI $,分别对三次实验的数据进行计算:
① 当$ U_1=2V $,$ I_1=0.3A $时,
$ P_1 = U_1I_1 = 2V × 0.3A = 0.6W $;
② 当$ U_2=2.5V $,$ I_2=0.32A $时,
$ P_2 = U_2I_2 = 2.5V × 0.32A = 0.8W $;
③ 当$ U_3=3V $,$ I_3=0.36A $时,
$ P_3 = U_3I_3 = 3V × 0.36A = 1.08W $。
【答案】
0.6;0.8;1.08
【知识点】
电功率计算
【点评】
本题考查了电功率的基础计算,重点是熟练运用公式$P=UI$,计算时要注意数值代入的准确性,同时从数据也能看出灯泡实际功率与亮度的关系:实际功率越大,灯泡亮度越亮。
【难度系数】
0.9