第九讲---小灯泡的电功率及其计算.doc

第九讲 小灯泡的电功率及其计算
※知识全解

1.知识回顾
串并联功率与电阻的关系
串联功率之比与电阻成正比：
并联功率之比与电阻成反比：
公式
变形公式（适用于纯电阻电路）
①串联电路中常用公式：P= I2R
②并联电路中常用公式：
P=UI = （适用于所有电路）

2.用电器的电功率

额定功率：用电器在额定电压下的功率；额定电压：用电器正常工作时的电压。
实际功率：用电器在实际电压下的功率；灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率。

3.小灯泡的额定功率和实际功率
⑴额定电压：用电器正常工作时的电压。
额定功率：用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额 =
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示：普通照明，额定电压220V，额定功率25W的灯泡。
若知该灯“正常发光”可知：该灯额定电压为220V，额定功率25W，则:
额定电流 =0.11A 由 灯丝阻值＝1936Ω。
⑵ 当U实 =U额时，P实=P额 用电器正常工作（灯正常发光）
　当U实＜U额 时，P实＜P额 用电器不能正常工作（灯光暗淡）
　①实际功率随电压变化而变化根据 得
②根据如果U 减小为原来的，则P实 =P额　如：U实 =U额；P实 =P额
当U实 >U额 P实 >P额 长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
⑶ 灯L1“220V 100W”， 灯L2“220V 25W”相比较而言，L1灯丝粗短，L2灯丝细长。
判断灯丝电阻口诀：“大（功率）粗短，小细长”（U额 相同）
两灯串联时，灯L2亮，两灯并联时，灯L1亮。
判断哪个灯亮的口诀“串小（功率）并大” （U额 相同）

4.伏安法测灯泡的额定功率：
①原理：P=UI ②电路图：
③选择和连接实物时须注意：
　电源：其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表：并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。
电流表：串联在电路里“+”接线柱流入，“－”接线柱流出。根据据I额=或I额=选择量程。
④实验结论
　　（1）不同电压下，小灯泡的功率不同．实际电压越大，小灯泡功率越大。 
　　（2）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。
7.测量家用电器的电功率：器材：电能表 秒表
可使用两套单位：“W、J、s”、“kw、 kwh、h”
原理：

※例题解析
例1.在测定一个小灯泡功率的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常工作时灯丝的电阻大约为8Ω，电源是四节干电池串联而成的电池组，另外配有实验室常用的两个量程的电流表和电压表，最大阻值分别为10Ω和20Ω的滑动变阻器各一个，则在这个实验中，电流表和电压表量程及滑动变阻器的选择应该是（ ）
A．0～0.6A，0～3V，10Ω B．0～3A，0～15V，10Ω
C．0～0.6A，0～3V，20Ω D．0～3A，0～15V，20Ω
例2．有两个灯泡，L1标有“6V 3W”字样，L2没有标记，测得L2的电阻为6Ω，把它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该电路两端的电压和L2的电功率分别是（ ）
A．12V，3W 　B．12V，1．5W 　C．9V，3W　 　D．9V，1．5W
例3．如图所示，设电源电压保持不变，R是一个定值电阻，在a、b两点
间接入一个标有“3V 2W”功灯泡L1，它恰能正常发光；若在a、b两点间
换接入标有“3V 3W”的灯泡L2，则该灯泡（ ）
A．也能正常发光，其消耗的电功率等于2W
B．也能正常发光，其消耗的电功率等于3W
C．不能正常发光，其消耗的电功率小于3W
D．不能正常发光，其消耗的电功率大于3W
例4. 把两只“220V，60W”的灯泡串联后，接在220伏电路两端，则两灯实际总功率为（ ）
A. 60瓦 B. 30瓦
C. 120瓦 D. 15瓦
例5．将一只标有“12V 6W”的灯泡与一电阻串联后接到电压为12V的电源上，电阻消耗的功率为1W (灯丝电阻视作不变)，则此时( )。
A．灯泡与电阻消耗的总功率为7W B．灯泡与电阻消耗的总功率为6W
C．灯泡消耗的功率大于5W D．灯泡消耗的功率小于5W

例6.如下图是小红同学在“测量小灯泡的电功率”实验中连接的实验电路，小灯泡的额定电压为3.8V，电源电压为6V。

（1）当开关闭合，滑动变阻器的滑片向左滑动时，电流表示数________，电压表示数________。（选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）同组的小刚同学发现接线中有一处错误，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就会符合实验要求。请你在需要改动的导线上打上“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线。
（3）电路连接正确后，他们正常进行实验并将实验数据记录在下表中。若第二次测量时电流表的示数如下图所示，则此时电流为________A，小灯泡的额定功率为________W。
实验次数
1
2
3
电压U／V
3.0
3.8
4.5
电流I／A
0.34

0.42

（4）假设电压表的0～15V量程已损坏，只有0～3V量程能正常使用。若利用现有器材测出小灯泡的额定功率，请画出你设计的电路图。

※小试牛刀
1．标有“220V 25W”、“110V 40W”、“36V 40W”、“36V 60W”四种规格的灯泡，若都在正常工作，其中最暗的灯是（ ）
A．“220V 25W”　　B．“110V 40W”　　C．“36V 40W” 　　D．“36V 60W”
2.甲灯标有“36V、40W”，乙灯标有“110V、40W”，丙灯标有“220V、40W”，当它们均正常工作时（ ）
A. 甲灯中的电流最大，所以甲灯最亮 B. 丙灯两端的电压最高，丙灯最亮
C. 三盏灯的灯丝电阻相同，亮度相同 D. 甲、乙、丙三盏功率相同，亮度相同
3. 两个灯泡，其中灯标有“6伏3瓦”，没有标记，但测得它的电阻为4欧；若把它们串联后接在某一电路时，两灯恰能正常发光，则电路两端电压和灯的额定功率分别为（ ）
A. 8伏，1瓦 B. 8伏，3瓦 C. 12伏，1瓦 D. 12伏，3瓦
4. 标有“PZ110－60”和标有“PZ220－25”的两盏电灯都正常发光时，比较它们在相同时间里消耗的电能（ ）
A. “PZ220－25”的灯消耗电能较多 B. “PZ110－60”的灯消耗电能较多
C. 两盏灯消耗电能一样多 D. 由于额定电压不同，无法比较

5．关于“6V 9W”灯泡L1和“3V 9W”灯泡L2 ，下列说法正确的是( )。
A．L1和L2都正常发光时，它们消耗的电功率不同
B．将它们串联在9V的电源上，它们都能正常发光
C．将它们串联在6V的电源上，L2消耗的电功率较大
D．将它们并联在3V的电源上，L1消耗的电功率较小
6.如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S闭合后，调节滑动变阻器滑片P的为位置，当灯泡L恰好正常发光时，电流表A的示数为0.5A，电压表V的示数为2V。则关于该电路，下述判断正确的是（ ）
A．电源电压是2V
B．灯泡的额定功率是1W
C．若滑片再向右运动，灯泡有可能被浇毁
D．若滑片再向左运动，A表示数将减小，V表示数将增大
7．一只“6V、6W”和一只“6V、3W”的灯泡串联起来接入某电源两端，闭合开关后只有一只灯泡正常发光，另一只发光很暗，则电源电压为（ ）
A．8伏 B．9伏 C．10伏 D．12伏
8．将一只“220V、100瓦”的灯L1和一只“110伏、40瓦”的灯L2，先后接入110伏的电路中，则（ ）
A．L2较亮 B．L1较亮 C．一样亮 D．无法确定
9．在测定小灯泡功率的实验中，当调节滑动变阻器滑片P，使小灯泡两端电压比额定电压高1/5时，此时小灯泡的实际功率与额定功率之比是（ ）
A．36：25　 B．25：36
C．5：6　 D．6：5
10．原来室内电灯正常发光，在台灯开关断开的情况下，当把台灯的插头插入插座时，室内电灯全部熄灭，保险丝熔断，发生这一现象的原因可能是（ ）
A.台灯的功率太大 B.插座处原有短路
C.台灯插头处有短路 D.台灯灯座处有短路
11．把标有“12V 12W”的灯L1和“12V 6W”的灯L2串联起来接在电源电压为12V的电路中，正确的说法是（ ）
A.两灯均能正常发光 B.把电源电压提高到24V，两灯都能正常发光
C.两灯均不能正常发光，但L1灯较亮 D.两灯均不能正常发光，但L2灯较亮
12．如图所示，R1=2R2 ，电源电压U保持不变，当开关断开时，电阻R1（左边的电阻）的功率为P1，当开关闭合时，电阻R1的功率是P′1。则P1：P′1为（ ）
A．2：3　　
B．2：1　　
C．4：9　　
D．9：4
13．一只标有“220V 100W”的灯泡（灯丝电阻不变）与一电阻串联后，接在220V电源上，电阻消耗的功率为10W，则此时（ ）
A．灯泡与电阻消耗的总功率为110W
B．灯泡与电阻消耗的总功率为100W
C．灯泡消耗的功率小于90W
D．灯泡消耗的功率大于90W

14．有甲、乙两只灯泡，分别标有“3V 1.8W”和“4.5V 1.5W”的字样，若将这两只灯泡接入一个电路，要使它们同时正常发光，下图所列方案中可行的是（ ）

14.如图甲是小明做测定小灯泡电功率实验的电路，其中小灯泡额定电压为2．5V，正常发光时灯丝的电阻估计在5～10Ω之间。
(1)小明连接电路后，对其认真检查，发现少连了一根导线，请在图甲中补画这根导线，使电路连接完整。
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 端。(选填“A”或“B”)
(3)闭合开关后，发现灯泡不亮，但电流表、电压表均有比较小的示数，产生此现象的可能原因是 。
(4)调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V时，灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，小灯泡的额定功率是 w。

15. 如图所示电路，灯L上标有“12V 9W”字样，当开关S和都闭合，变阻器的滑片P移到a端时，灯恰好正常发光，电流表示数是1.25A，求：
（1）变阻器的最大阻值是多少？
（2）当开关S闭合，断开，变阻器的滑片P移到b端时，灯消耗的功率是多少？

16．小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率。如图，是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。已知：R1=48．4Ω，R2=96 ．8Ω，电源电压保持不变。请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1，置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？
并简述理由是什么？

（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？

（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？

※自我检测
1.如图所示，灯L1上标有“12V 8W”，L2上标有“24V 12W”，电源电压恒定
为12V，开关S闭合后（ ）
A．电流表A1和A2示数相同
B．电流表A2示数为0.5A
C．灯L1正常发光，且比灯L2亮
D．电压表接法是错误的
2．分别标有"12V 3W”和"6V 3W"的两个灯泡L1、L2，把它们串联起来接到电压为15V的电源上，那么能正常发光的灯是 ( )
A．L1 B．L2 C．L1、L2 D．都不能
3．将一只标有“12V 6W”的灯泡与一电阻串联后 接到电压为12V的电源上，电阻消耗的功率为1W(灯丝电阻视作不变)，则此时（　　）
A．灯泡与电阻消耗的总功率为7W B．灯泡与电阻消耗的总功率为6W
C．灯泡消耗的功率大于5W D．灯泡消耗的功率小于5w
4.把标有“220V 100W”和“220V 40W”字样的两个灯泡串联接在220伏特的电路中下列说法中正确的是( )
A．100W灯泡比40W灯泡亮 B．40W灯泡比100W灯泡亮
C．100W灯泡的实际功率大于它的额定功率 D．40W灯泡的实际功率大于它的额定功率
5．将“PZ220 V一40w”的电灯L1与“PZ220V一100w”的电灯L2串联后接到220V 的照明电路上，消耗的功率分别为P1和P2，若将L1和L2并联后接到同一照明电路上，消耗的功率又分别为P3和P4，则（ ）
A．P4＞P3＞P2＞P1 B．P4＞P3＞P1＞P2
C．P1＞P2＞P4＞P3 D．P2＞P1＞P3＞P4
6．下列各组中都属于电功单位的一组是（ ）
A．焦耳，伏特•安培，千瓦时 B．焦耳，伏特•安培•秒，千瓦时
C．瓦特，伏特•安培•秒，焦耳/秒 D．瓦特，千瓦时，瓦特•秒
7．将“220V 25W”和“220V 40W”的两个灯泡先并联起来接到220V的电路中，后串联起来接入同一电路，则（ ）
A．两种情况下灯泡都能正常发光 B．两种情况下灯泡都不能正常发光
C．并联接入时两灯消耗的总功率比串联时大 D．串联接入时两灯消耗的总功率经并联时大
8.我们知道对于同种灯泡的亮度取决于实际功率的大小。现有两个同种灯泡，其额定值是甲灯“220V 100W”、乙灯“220V 40W”。将甲、乙两灯并联或串联后接在照明电路中。比较甲、乙两灯的亮度，对此下列解释正确的是( )。
A．串联时．因为通过甲、乙两灯的电流一样大，实际功率一样大，所以一样亮
B．并联时，因为甲、乙两灯的电压一样大，实际功率一样大，所以一样亮
C．串联时。两灯电流相等．乙灯的电阻大。根据P=I2R，实际功率大，所以乙灯较亮
D．并联时，两灯电压相等，甲灯的电阻大，根据P=U2/R，实际功率小，所以甲灯较暗
9．四只相同的灯泡分成两组，两只灯泡并联，两只灯泡串联，分别接上电压相同的电源，如果这两组灯泡消耗的电能相等，则串联通电时间是并联通电时间的（ ）
A．8倍 B．4倍 C．2倍 D．0.5倍

10．如图所示，灯标有“24V 8W”接在电源电压为36V 且保持不变的电路中，将开关S闭合，待各电表读数稳定后，下列说法不正确的是（ ）
A．电流表、的示数相同
B．电流表的示数为0.94A
C．电压表示数为36V
D．电流表的示数是0.44A
1.有一种亮度可以调节的小台灯，其电路图如图甲所示。电源电压为24V，灯泡L的额定电压为24V，通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图乙所示，当灯泡正常发光时，灯丝的电阻为________Ω。调节滑动变阻器R，使灯泡L的实际功率为3.6W，灯泡两端的电压是________V，此时滑动变阻器R连入电路的阻值为________Ω。

12．小明利用标有 “6V  6W”的灯泡L1和“6V  3W”的灯泡L2进行串联。当L1正常发光时，通过L1的电流为      A。如图甲所示：Ａ、Ｂ分别为通过灯泡L1和L2中的电流随两端电压变化关系曲线。现将两灯连入图乙所示电路中，使其中一个灯泡正常发光时，电路消耗总功率为     W。

12．如右上图所示，电源电压保持12V不变，小灯泡标有“3V 1.5W”的字样，电流表的量程是0～0.6A，滑动变阻器的规格是“50Ω  1A”，为了保证电路各元件都能安全使用，则滑动变阻器连入电路的阻值至少是 Ω，在滑片移动过程中，整个电路消耗的最大功率是 W。

13.小强同学在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为3.8V，额定功率不超过2W．

(1)连接电路时开关应 ____ _，电流表的量程应选 _____ 量程．
(2)请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．
(3)闭合开关前，图1中滑动电阻器的滑片P应位于_____端(选填“A”或“B”)．
(4)小强在实验中连接好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是__ __．
(5)排除故障后，小明同学闭合开关移动滑片P到某一点时发现电压表、电流表情况如图2，电压表的示数为__ ___V，电流表示数为__ ___A，小灯泡的实际功率为__ ___w．
(6)小强想测量小灯泡的额定功率，但电源电压不够，于是他用已有的数据计算出小灯泡的额定功率为__ w，这个计算结果比小灯泡的额定功率___ __，因为__ ___．

※创新挑战
1．据报道，目前我国移动电话已超过4.5亿部，居全球首位．移动电话所用的电源大多为锂离子电池，中国科健股份有限公司生产的B-6380M标准型3.6V锂电池上标有“900mA．h（提示：能在900mA电流下工作1小时）”的字样，则这块锂电池充满电后，贮存的电能是 kWh，若手机的工作电流为7.5mA，此电池可供手机工作 　h。
2.太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。
有一种太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为。在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为，并对车上的电动机提供的电流，试问：
⑴ 太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
⑵ 如果这辆汽车的电动机电能最终转化为机械能的效率75％，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？

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