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第十六章 電流做功與電功率 專題訓練七 特殊方法測電功率練習 ?類型一　伏阻法測電功率 1．用電壓表和已知阻值的電阻測燈泡的電功率，在測量時，如圖ZT7－1甲所示，將燈泡與已知阻值的電阻R0串聯(lián)，用電壓表測出電阻R0兩端的電壓U1，求出通過R0的電流I，即通過燈泡的電流的表達式I＝________，用電壓表測出燈泡兩端的電壓U2，運用公式P＝UI即可求出燈泡的電功率P＝________。如果有兩個電壓表，則中途就不用再拆下電壓表，直接測量即可，如圖乙所示。 圖ZT7－1 2．用如圖ZT7－2所示的電路來測量燈泡的額定功率，小燈泡上標有“2.5 V”字樣，R0阻值已知。 (1)將實驗過程補充完整： A．對照電路圖連接好電路，并將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處。 B．閉合開關，_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 C．斷開開關，整理器材。 (2)用測量所得物理量和已知量的符號表示出小燈泡的額定功率P額＝____________。 (3)寫出本實驗中滑動變阻器的作用：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 圖ZT7－2 3．在測量標有“3.8 V”字樣的小燈泡額定功率的實驗過程中，小強的電流表損壞了，老師給了他一個已知阻值為R的定值電阻和若干個開關，小強設計了如圖ZT7－3所示的電路，在不改變該電路連接的情況下，正確測出小燈泡的額定功率。 圖ZT7－3 ①正確連接電路后，并將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大處；接下來的實驗步驟是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②保持滑片位置不動，斷開開關S1，閉合開關S、S2，記下電壓表的示數(shù)U2。 ③小燈泡額定功率的表達式P＝____________。 ?類型二　安阻法測電功率 4．如圖ZT7－4所示，某同學手中只有電流表時，利用一個已知阻值的電阻R0設計了四個測未知電阻Rx電功率的電路，其中不可行的是(　　) 圖ZT7－4 5．用電流表和已知阻值的電阻測燈泡的電功率，在測量時，如圖ZT7－5所示，將燈泡與已知阻值的電阻R0并聯(lián)，用電流表A1測出通過R0的電流I1，用電流表A2測出通過燈泡L的電流I2，R0兩端的電壓的表達式U＝________，燈泡的電功率的表達式P＝________。 圖ZT7－5 6．曉亮利用阻值為R0的定值電阻和一只電流表測量未知電阻Rx的電功率。他選擇了滿足這個實驗要求的器材，并連接了部分實驗電路，如圖ZT7－6所示。 圖ZT7－6 (1)為了測出電阻Rx的電功率，請再添加一根導線，將電路補充完整。 (2)開關S1、S2都閉合時，電流表的示數(shù)為I1；只閉合開關S2時，電流表的示數(shù)為I2。請用I1、I2和R0表示Px，Px＝______________。 7．為了測定標有“2.5 V”字樣小燈泡的額定功率，某同學設計了如圖ZT7－7甲所示的電路圖，其中定值電阻R0的阻值為5 Ω。 圖ZT7－7 (1)請你依據(jù)電路圖用筆畫線代替導線，將圖乙連接完整。(導線不得交叉) (2)正確連接好電路后，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器滑片，使電流表A1示數(shù)為________A時，小燈泡正常發(fā)光。此時電流表A2的示數(shù)如圖ZT7－8所示，則小燈泡的額定功率為________W。 圖ZT7－8 (3)在實驗測量過程中，電流表A1與R0串聯(lián)起來的作用相當于________。 ?類型三　替代法 8．小燈泡的額定電壓為2.5 V，為了測量小燈泡的額定功率，小華設計了如圖ZT7－9所示的電路。L是小燈泡，R是電阻箱，RP是滑動變阻器，S1是單刀雙擲開關。 圖ZT7－9 (1)按電路圖連接實物圖時開關應________，并將滑動變阻器滑片移至阻值最大處。 (2)閉合開關S后，應先把開關S1接到觸點________(選填“1”或“2”)，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為________V，然后把開關S1接到另一觸點，并調節(jié)電阻箱R，直到電壓表示數(shù)為________V，讀出此時電阻箱的示數(shù)為10 Ω，則小燈泡的額定功率為________W。 9．小鷺利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率，設計并連接了如圖ZT7－10甲所示的部分實驗電路。 圖ZT7－10 (1)請你添加一條導線，將圖甲的實物圖補充完整，并使滑動變阻器的滑片P向右滑動時接入電路的阻值變大。 (2)閉合開關S1，將開關S2扳向________(選填“1”或“2”)，調節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I1，如圖乙所示，I1＝________A。 (3)將開關S2扳向另一端，保持____________的阻值不變，調節(jié)________的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I1。 (4)若此時R＝7.0 Ω，小燈泡的實際功率P1＝________W。 (5)若小燈泡的額定電流為I0＝2I1，下列關于額定功率P0與實際功率P1的數(shù)值關系，你認為最有可能的是________。(電阻隨溫度變化) A．P0＝2P1 B．P0＝3P1 C．P0＝4P1 D．P0＝5P1 ?類型四　電能表、停表法測電功率 10．小麗利用電能表和停表測某用電器的電功率，當電路中只有這個電器工作時，測得在15 min內消耗的電能為0.3 kWh，則這個電器可能是(　　) A．電冰箱 B．空調 C．電視機 D．節(jié)能燈 11．李芳家的電能表上標著“600 r/(kWh)”字樣，她用這個電能表來測量電熱水壺的功率：她斷開了家中其他用電器，僅讓電熱水壺工作，2 min內電能表轉了18圈，則電熱水壺消耗的電能是________kWh，電功率是________W。 12．為了測量電熱水壺燒水時的功率，同學們進行了分組實驗。 (1)甲實驗組的同學利用家中的電能表和停表進行測量。請你設計出實驗操作的過程，并用測出的和已知的物理量表示電熱水壺的實際功率。 (2)乙實驗組的同學在實驗室里取其他器材進行實驗。他們設計出另外兩種實驗方法，請你寫出其中的一種測量方法，要求畫出電路圖，簡述實驗步驟。 詳解詳析 1.　 2．(1)調節(jié)滑動變阻器，使燈泡兩端的電壓為2.5 V，讀出R0兩端的電壓U1　(2)2.5 V (3)保護電路；改變燈泡兩端的電壓，使電壓值等于小燈泡的額定電壓 3．①閉合開關S、S1，斷開S2，移動滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)為3.8 V ③3.8 V 4．D　5.I1R0　I1I2R0 6．(1)如圖所示 (2)I2R0(I1－I2) 7．(1)如圖所示 (2)0.5　0.75　(3)電壓表 8．(1)斷開　(2)1　2.5　2.5　0.625 9．(1)如圖所示 (2)1　0.2　 (3)滑動變阻器　電阻箱 (4)0.28　(5)D [解析] (1)單刀雙擲開關應控制燈泡與變阻箱分別與滑動變阻器串聯(lián)，使滑動變阻器的滑片P向右滑動時接入電路的阻值變大，則應將變阻器滑片左邊的電阻連入電路，即將A接線柱與開關右邊連接。 (2)閉合開關S1，將開關S2扳向“1”，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，圖乙中電流表量程為0～0.6 A，則示數(shù)為I1＝0.2 A。 (3)將開關S2扳向“2”，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節(jié)變阻箱連入電路的阻值，當電流表示數(shù)為I1時，此時變阻箱連入電路的電阻與上次實驗中電流為I1時燈絲電阻相同。 (4)燈絲中電流為I1時，阻值一定為R，若此時R＝7.0 Ω，則小燈泡的實際功率：P實＝IR＝(0.2 A)27 Ω＝0.28 W。 (5)若小燈泡的額定電流為I0＝2I1，假設燈泡的阻值不變，則P額’＝IR＝(2I1)2R＝4IR＝4P1。 由于燈泡的阻值不是定值，會隨溫度的升高而變大，所以，當燈泡在正常工作時，燈泡的阻值變大，則額定功率P0＞P額’＝4P1，所以最有可能的額定功率值是5P1。 10．B　[解析] 由公式P＝可得，用電器的功率P＝＝1.2 kW＝1200 W。以上幾種電器功率超過1000 W的只有空調。故選B。 11．0.03　900 [解析] 600 r/(kWh)表示的是電路中每消耗1 kWh的電能，電能表的轉盤轉600圈，求出轉盤轉18圈時電路中消耗的電能，然后根據(jù)P＝求出用電器的功率。 本題中轉盤轉動18圈消耗的電能：W＝＝0.03 kWh；用電器的功率：P＝＝＝0.9 kW＝900 W。 12．(1)①斷開家中其他用電器，電路中只接入電熱水壺，用停表測出時間t內電能表轉盤轉過的圈數(shù)n；②由電能表銘牌找出電路消耗1 kWh電能表轉盤轉過的圈數(shù)N，則電熱水壺消耗的電能W＝n＝1 kWh＝3.6106 J，電熱水壺的實際功率P＝＝3.6106。 (2)把電熱水壺與電流表串聯(lián)接入電路，用電壓表測出電水壺的電壓，由電功率公式求出電熱水壺的功率；電路圖如圖所示。實驗步驟：①根據(jù)電路圖，連接實物電路；②閉合開關，讀出電壓表與電流表的示數(shù)；③由電功率公式P＝UI求出電熱水壺的實際功率。