《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

家庭电路中测量用电器实际功率的原理是$P = UI$,需要的测量仪器是电压表和电流表。测量时需要关闭其他用电器,只留下待测用电器工作。

答案： $P = UI$；电压表；电流表。

例1 某同学想借助如图所示的电能表测出家中一盏电灯的电功率。

| 0 | 5 | 6 | 2 | 5 |
| 单相电能表 | | | | |
| 220 V 5 A 50 Hz | | | | |
| 3 000 r/(kW·h) | | | | |
| ××电表厂 | | | | |
(1)测量时除用电能表外,还需要使用的测量工具是秒表。
(2)关掉家中其他所有用电器,只让这盏电灯工作,测得电能表转盘转10圈所用的时间是2 min,则这盏电灯的电功率是100W。
练习1 小明家中的电能表如图所示,小明让一台式电脑单独正常工作,观察到该电脑正常工作20 min电能表的指示灯闪烁了60次,则该电脑的额定功率是300W。若该电脑每天少工作1 h,则一个月(30天)可节约电能9kW·h。

| kW·h | 0 | 9 | 1 | 4 | 9 | 9 |
| DDS425型 | | | | | | |
| 电子式单相电能表 | | | | | | |
| ●脉冲 | | | | | | |
| 220 V 10(20)A 50 Hz | | | | | | |
| 600 imp/(kW·h) | | | | | | |
[方法指导]利用电能表和秒表测量用电器的电功率时,需要先测量一定时间内用电器单独工作时的电能表的转数(或指示灯闪烁次数),从而计算出消耗的电能W,然后根据$ P= \frac{W}{t} $计算电功率。

答案： 【解析】：
（1）根据公式$P=\frac{W}{t}$可知，只要知道消耗的电能和所用的时间就可以计算出电功率，时间可以用秒表来测量，消耗的电能可以用电能表来测量，所以还需要增加一个秒表。
（2）电能表的转盘转$10$圈，电灯消耗的电能$W=\frac{10}{3000}kW\cdot h=\frac{1}{300}kW\cdot h$，时间$t=2min=\frac{2}{60}h=\frac{1}{30}h$，根据公式$P=\frac{W}{t}$可求电灯的电功率$P=\frac{\frac{1}{300}kW\cdot h}{\frac{1}{30}h}=0.1kW=100W$。
练习$1$中，电能表指示灯闪烁$60$次，电脑消耗的电能$W_{1}=\frac{60}{600}kW\cdot h=0.1kW\cdot h$，时间$t_{1}=20min=\frac{20}{60}h=\frac{1}{3}h$，根据公式$P=\frac{W}{t}$可求电脑的额定功率$P_{1}=\frac{0.1kW\cdot h}{\frac{1}{3}h}=0.3kW=300W$。
若该电脑每天少工作$1h$，一个月（$30$天）可节约的电能$W_{节}=P_{1}t_{节}=0.3kW×1h×30=9kW\cdot h$。
【答案】：
(1)秒表；
(2)$100$；
练习$1$：$300$；$9$。

(1)实验室常用伏安法测灯泡的电功率,原理$P = UI$。需要的测量仪器是电压表和电流表。
(2)结论：①不同电压下,小灯泡的电功率不同。实际电压越大,小灯泡的电功率越大。
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。
[拓宽延伸]实验中,多次测量的目的是：比较小灯泡在额定电压、略高于额定电压,低于额定电压时的功率和亮度差异。

答案： 【解析】：
本题主要考查伏安法测灯泡电功率的实验原理、所需测量仪器以及实验结论和目的。
(1) 伏安法测电功率的原理是电功率的计算公式$P = UI$，即通过测量小灯泡两端的电压$U$和通过小灯泡的电流$I$，然后利用公式计算出电功率。
由于需要测量电压和电流，所以所需的测量仪器是电压表和电流表。
(2) 结论部分已经给出，主要是理解小灯泡的电功率与实际电压的关系，以及小灯泡的亮度由实际功率决定。
拓宽延伸部分说明了实验中多次测量的目的，即比较小灯泡在不同电压下的功率和亮度差异。
【答案】：
(1) $P = UI$；电压表；电流表

例2 在“测定小灯泡电功率”的实验中,电源电压为4.5 V,小灯泡额定电压为2.5 V、电阻约为10 Ω。

(1)本实验的原理是P=UI。
(2)在图甲所示电路图中补全电压表、电流表,并将图乙中的实物连接完整。
图略（电压表与灯泡并联，量程选0-3V；电流表与灯泡串联，量程选0-0.6A，注意正负接线柱连接）
(3)闭合开关前,图乙中滑动变阻器的滑片P应位于A(选填“A”或“B”)端。
(4)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,原因可能是灯泡断路（或灯泡与灯座接触不良等）(写出一种即可)。
(5)小叶同学闭合开关,移动滑片P到某一点时,电压表示数如图丙所示为2.2V,则此时小灯泡的实际功率小于(选填“大于”“小于”或“等于”)额定功率,在此基础上,若他想测量小灯泡的额定功率,应将图中滑片P向B(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为2.5 V。
(6)小向同学移动滑片P,记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制成图丁所示的I-U图像,根据图像信息,可计算出小灯泡的额定功率是0.5W。
(7)在测量小灯泡额定功率时不能(选填“能”或“不能”)将所测得的几组数据求平均值。
(8)经多次测量和计算比较,小刚发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值,而是变化的,其可能的原因是灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化。
[方法指导]小灯泡在不同的实际电压下的实际电功率不同,取平均值没有意义,故测量电功率实验不取平均值。灯泡灯丝的电阻大小会受温度高低的影响,温度越高,小灯泡灯丝电阻越大。
练习2 小明利用如图甲所示的电路图,测量额定电压为2.5 V(阻值约为10 Ω)的小灯泡的电功率。

(1)按照图甲所示的电路图,用笔画线代替导线在图乙中将实物图连接完整。(导线不能交叉)
图略（电压表与灯泡并联，量程选0-3V，电流表与灯泡串联，量程选0-0.6A，滑动变阻器“一上一下”连接，注意正负接线柱）
(2)电路连接完成后,闭合开关发现：小灯泡不亮,电流表无示数,电压表示数接近电源电压,出现这种故障的原因可能是灯泡断路（或灯泡与灯座接触不良等）。
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图丙所示,则小灯泡的额定功率为0.5W。

答案： 【解析】：
（1）本题主要考查“测定小灯泡电功率”的实验原理、电路连接、故障分析、电表读数、功率计算以及影响电阻的因素等知识点。
实验原理是$P = UI$，通过测量电压和电流来计算电功率。
（2）需要根据电路图连接实物图，注意电表量程选择和正负接线柱连接。
（3）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处，以保护电路。
（4）根据电路故障现象分析故障原因，如灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数，可能是灯泡断路。
（5）读取电压表示数，比较实际电压和额定电压，根据$P = UI$判断实际功率和额定功率大小关系，要使灯泡正常发光，需调节滑动变阻器使电压表示数为额定电压。
（6）从$I - U$图像中找出额定电压对应的电流，根据$P = UI$计算额定功率。
（7）由于小灯泡在不同电压下实际功率不同，不能取平均值。
（8）灯泡灯丝电阻受温度影响，温度越高电阻越大，所以电压与电流比值变化。
对于练习2，同样考查电路连接、故障分析、电表读数和功率计算等知识点，按照上述思路进行分析解答。
【答案】：
例2
(1)$P = UI$
(2)图略（电压表与灯泡并联，量程选$0 - 3V$；电流表与灯泡串联，量程选$0 - 0.6A$，注意正负接线柱连接）
(3)A
(4)灯泡断路（或灯泡与灯座接触不良等）
(5)2.2；小于；B
(6)0.5
(7)不能
(8)灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化
练习2
(1)图略（电压表与灯泡并联，量程选$0 - 3V$，电流表与灯泡串联，量程选$0 - 0.6A$，滑动变阻器“一上一下”连接，注意正负接线柱）
(2)灯泡断路（或灯泡与灯座接触不良等）
(3)0.5（电流表量程$0 - 0.6A$，分度值$0.02A$，示数为$0.2A$，$P = UI = 2.5V×0.2A = 0.5W$）