测量电功率的几种特殊方法

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1、测量电功率的几种特殊方法同学们都熟悉用如图1的方法测量小灯泡的电功率，这是测量电功率的标准方法，除过这种方法外，还有几种测量电功率得特殊方法，这里就结合几道考题予以介绍。例1、要测出一只额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，器材有：电源（电压恒为6V）、阻值合适的滑动变阻器一个、开关一个、导线若干、电流表一块、电压表一块，其中电流表的量程完好，电压表的量程只有0～3V档可用。请设计电路，并回答：闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数达到＿＿＿V时，小灯泡恰好正常发光。若此时电流表的示数为0.3A，则小灯泡的额定功率为＿＿＿W。解析：显然，小灯泡的额定电压3.8V大于电压表

2、的最大量程3V，所以我们不能用电压表直接测量小灯泡两端的电压；但是，由于电源电压已知，我们可考虑通过测量滑动变阻器两端的电压间接测量出小灯泡两端的电压。因为电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，这时滑动变阻器两端的电压为2.2V，而2.2V正好小于3V，所以可以这样来测量。因此可得如图2的电路图。然而，由于电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，所以，要测量小灯泡的额定功率，电压表的示数应为2.2V。而小灯泡的额定功率应为其额定电压（一定要注意是3.8V而不是2.2V）和此时电流的乘积，所以有：。可以看出，用这样的电路测量电功率时，当电流表示数变大时电压表示数变小；而当电

3、流表示数变小时电压表示数变大。有时命题者也依此命题，请同学们注意。例2、在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了如下器材：额定电压为U0的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一只电压表、一个单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度的变化。⑴小张同学设计的实验电路图如图3，请你根据这个电路图写出测量小灯泡额定功率的主要步骤和需要测量的物理量（物理量用字母表示）。⑵本实验中，小灯泡额定功率的表达式P=＿＿＿＿＿＿＿。⑶若在给出的器材中只将其中的一只电流表改为一只电压表，请你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率（只画

4、出电路图，不需要说明测量步骤）。解析：⑴由于题目中只给了电流表，所以设法使小灯泡两端的电压等于其额定电压是解决问题的关键。从电路图可以看出，小灯泡与定值电阻并联，它们两端的电压相等，而定值电阻两端的电压为U=IRR，这样，如果将S掷向1时，当电流表的示数为时，它们两端的电压就为小灯泡的额定电压U0。因此，我们可以这样测量小灯泡的额定功率：a、计算当R两端的电压为U0时，通过它的电流为；b、S掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表的示数为；c、保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表示数I。⑵这一步我们来推导P的表达式：显然，L和R是并联的，当S接1时，电流表测量的

5、是R的电流，大小为；当S接2时，电流表测量的是R和L的总电流I所以，通过L的电流为。而我们前面已经看到这时L两端的正好是小灯泡的额定电压U0，所以小灯泡的额定功率为：。⑶由于题目中只给出了电压表，所以应设法测量出小灯泡正常工作时的电流，而定值电阻的阻值已知，若能测量出它两端的电压，就能求出它的电流，这时如果小灯泡和定值电阻串联，则小灯泡的电流就是定值电阻的电流。因此我们可设计出如图4的电路来测量小灯泡的额定功率。例3、某家用电能表上标有“220V5A3000r/kWh”的字样，当家中某用电器单独工作时，电能表1min转了45转。由此可估算出该家用电器的总功率为＿＿＿＿W。解

6、析：这道题可根据来计算。首先，我们要明白“3000r/kW•h”的意义，它的意义是表盘每转动3000转用电器消耗的电能是1kW•h。因为电能表1min转了45转，所以它1h应转动2700转，消耗0.9kW•h的电能。所以有：。因此，该家用电器的功率为900W。需要说明的是，这本是一道简单的题目，但是由于学生不注意教材中的小实验，使得本题在某市的中考中得分仅为5%。这就说明对于教材的细节，尤其是应用性强的小实验、阅读材料一定要特别重视。