《2025年新课程问题解决导学方案九年级物理全一册人教版》

一、电功率
1. 在物理学中用电功率表示电流做功的快慢。
2. 电功率的单位是瓦特,用符号W表示。电功率的单位还有千瓦和兆瓦。
3. 表达电功率的公式有P=W/t和P=UI。

答案： 1. 电功率；2. 瓦特，W，千瓦，兆瓦；3. P=W/t，P=UI

二、额定电压 额定功率
1. 在不同的电压下,同一个小灯泡的亮度不同,实际功率也不一样；小灯泡的电功率随着它两端的电压变化而改变。
2. 用电器正常工作时的电压叫作额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。

答案： 1. 电压；实际功率；电压变化 2. 正常；额定功率

三、电功率的测量
电功率可以使用电力监测仪直接测量,还可以通过测量用电器两端的电压和通过用电器的电流,由电功率公式$P = UI$计算得出。

答案： 电压；电流；$P = UI$

例1
在有些地区的用电高峰,用电器两端的电压会降低。若“220 V 60 W”的灯泡两端的电压降低到 200 V,不计灯丝电阻随温度的变化,求灯泡的电阻及其实际功率。

答案： 答案：由题意可知,灯泡的额定电压 $ U_{额} = 220 \, V $,额定功率 $ P_{额} = 60 \, W $,灯泡两端的实际电压 $ U_{实} = 200 \, V $。
根据电功率的公式 $ P = UI $ 和欧姆定律的公式 $ I = \dfrac{U}{R} $,$ P_{额} = U_{额} I_{额} = \dfrac{U_{额}^{2}}{R} $ 可得灯泡的电阻 $ R = \dfrac{U_{额}^{2}}{P_{额}} = \dfrac{(220 \, V)^{2}}{60 \, W} \approx 807 \, \Omega $。
当灯泡两端的电压为 200 V 时,可认为电阻 $ R $ 不变,灯泡的实际功率 $ P_{实} = \dfrac{U_{实}^{2}}{R} = \dfrac{(200 \, V)^{2}}{807 \, \Omega} \approx 50 \, W $。
答：灯泡的电阻约为 807 Ω,它两端的电压降为 200 V 时的实际功率约为 50 W。
解析：由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定电压和额定功率,再由电功率的公式和欧姆定律,可得计算公式 $ P = \dfrac{U^{2}}{R} $,由此可计算得出灯泡的电阻。最后由实际电压和电阻,可计算得出灯泡的实际功率。
方法指导 解决电功率的有关问题,要注意区别额定功率与实际功率。计算电功率时,要根据题目的待求量和已知量恰当选择公式。如此例题应选择 $ P = UI $,而不选择 $ P = \dfrac{W}{t} $。

例2
在测量标有“3.8 V”小灯泡的额定功率的实验中,实验器材有电压为 6 V 的电源、小灯泡(电阻约为 10 Ω)、电压表(0~3 V~15 V)、电流表(0~0.6 A~3 A)、滑动变阻器 $ R_{1} $“5 Ω 1 A”、滑动变阻器 $ R_{2} $“10 Ω 1 A”、开关一个、导线若干。

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(1)如图甲所示的电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“×”,并画出正确的导线。
(2)为了完成实验,应该选择的滑动变阻器是______(填“$ R_{1} $”或“$ R_{2} $”)。
(3)电路连接正确后,闭合开关,滑片位于某一位置时,电压表示数为 3 V,为了测量小灯泡的额定功率,应将滑片向______(填“左”或“右”)移动。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,则电流表的示数为______ A,小灯泡的额定功率为______ W。实验得出的结论是：小灯泡的实际功率______,小灯泡越亮。
(5)实验时发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,这是因为灯丝电阻与______有关。
(6)实验中若电压表的“0~15 V”测量范围损坏,______(填“能”或“不能”)测量小灯泡的额定功率。

答案：
答案：
(1)如图所示。

[img]
(2)$ R_{2} $
(3)右
(4)0.32 1.216 越大
(5)温度
(6)能
解析：
(1)小灯泡的额定电压为“3.8 V”,电压表选用大测量范围与小灯泡并联,小灯泡电阻约为 10 Ω,由欧姆定律知小灯泡的额定电流约为 $ I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{3.8 \, V}{10 \, \Omega} = 0.38 \, A $,故电流表选用小测量范围与小灯泡串联,变阻器按“一上一下”接入电路中与电流表串联。
(2)根据串联电路电压的规律,小灯泡正常发光时变阻器分得电压为 $ 6 \, V - 3.8 \, V = 2.2 \, V $,由欧姆定律结合
(1)知变阻器的电阻 $ R_{滑} = \dfrac{U_{滑}}{I} = \dfrac{2.2 \, V}{0.38 \, A} \approx 5.79 \, \Omega $,故选用滑动变阻器 $ R_{2} $“10 Ω 1 A”。
(3)小灯泡在额定电压下正常发光,电压表示数为 3 V,小于小灯泡的额定电压 3.8 V,应增大小灯泡两端的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压。
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数如图乙所示,电流表选用小测量范围,分度值为 0.02 A,则电流表的示数为 0.32 A,小灯泡的额定功率 $ P_{L} = U_{L} I_{L} = 3.8 \, V × 0.32 \, A = 1.216 \, W $。实验得出的结论是：小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮。
(5)实验时发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,是因为灯丝电阻与温度有关。
(6)根据串联电路电压的规律,滑动变阻器分得的电压为 $ 6 \, V - 3.8 \, V = 2.2 \, V $。小灯泡要正常发光,需要电压表小测量范围并联在滑动变阻器的两端,记下电流表示数,即可求得小灯泡的额定功率。
关键提示
(1)根据小灯泡的额定电压为 3.8 V 确定电压表的测量范围。
(2)小灯泡的额定电压为 3.8 V,根据串联电路电压的规律,求出滑动变阻器分得的电压,根据分压原理,求出滑动变阻器连入电路中的电阻大小,确定滑动变阻器的规格。
(3)小灯泡在额定电压下正常发光,比较电压表示数与额定电压的大小,根据串联电路电压的规律及分压原理确定滑片移动的方向。
(4)根据电流表小测量范围确定分度值读数,根据 $ P = UI $ 求出小灯泡的额定功率。小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定。
(5)根据灯丝电阻与温度有关,不是一个定值分析。
(6)根据串联电路电压的规律,求出小灯泡正常发光时滑动变阻器分得的电压,从而可将电压表并联在滑动变阻器两端。