測量電功率的幾種特殊方法

1、測量電功率的幾種特殊方法同學們都熟悉用如圖 1 的方法測量小燈泡的電功率，這是測量電功率的標準方法，除過這種方法外，還有幾種測量電功率得特殊方法，這里就結(jié)合幾道考題予以介紹。例 1、要測出一只額定電壓為 3.8V 的小燈泡的額定功率，器材有：電源（電壓恒為 6V） 、阻值合適的滑動變阻器一個、開關(guān)一個、導線若干、電流表一塊、電壓表一塊，其中電流表的量程完好，電壓表的量程只有 0～3V檔可用。請設(shè)計電路，并回答：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，

2、使電壓表的示數(shù)達到＿＿＿V 時，小燈泡恰好正常發(fā)光。若此時電流表的示數(shù)為 0.3A，則小燈泡的額定功率為＿＿＿W。解析：顯然，小燈泡的額定電壓 3.8V 大于電壓表的最大量程 3V，所以我們不能用電壓表直接測量小燈泡兩端的電壓；但是，由于電源電壓已知，我們可考慮通過測量滑動變阻器兩端的電壓間接測量出小燈泡兩端的電壓。因為電源電壓為 6V，小燈泡的額定電壓為 3.8V，這時滑動變阻器兩端的電壓為 2.2V，而2.2V 正好小于 3V，所以

3、可以這樣來測量。因此可得如圖 2 的電路圖。然而，由于電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，所以，要測量小燈泡的額定功率，電壓表的示數(shù)應(yīng)為 2.2V。而小燈泡的額定功率應(yīng)為其額定電壓（一定要注意是 3.8V 而不是 2.2V）和此時電流的乘積，所以有： 。 W A V UI P 14 . 1 3 . 0 8 . 3 ? ? ? ?可以看出，用這樣的電路測量電功率時，當電流表示數(shù)變大時電壓表示數(shù)變?。欢旊娏鞅硎緮?shù)變小時電壓表示數(shù)變大。有時

4、命題者也依此命題，請同學們注意。例 2、在一次測定小燈泡額定功率的實驗中，老師給出了如下器材：額定電壓為 U0 的小燈泡、電源（電壓未知） 、一個阻值為 R 的電阻、一個滑動變阻器、一只電流表、一只電壓表、一個單刀雙擲開關(guān)和若干導線。實驗時不能忽略燈絲的電阻隨溫度的變化。⑴小張同學設(shè)計的實驗電路圖如圖 3，請你根據(jù)這個電路圖寫出測量小燈泡額定功率的主要步驟和需要測量的物理量（物理量用字母表示） 。⑵本實驗中，小燈泡額定功率的表達式 P=

5、＿＿＿＿＿＿＿。⑶若在給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表，請你重新設(shè)計一個實驗電路圖，測量小燈泡的額定功率（只畫出電路圖，不需要說明測量步驟） 。解析：⑴由于題目中只給了電流表，所以設(shè)法使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓是解決問題的關(guān)鍵。從電路圖可以看出，小燈泡與定值電阻并聯(lián)，它們兩端的電壓相等，而定值電阻兩端的電壓為 U=IRR，這樣，如果將 S 擲向 1 時，當電流表的示數(shù)為 U0/R 時，它們兩端的電壓就為小燈泡的額定電

6、壓 U0。因此，我們可以這樣測量小燈泡的額定功率：a、計算當 R 兩端的電壓為 U0 時，通過它的電流為 U0/R；b、S 擲向接線柱 1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為 U0/R；c、保持滑動變阻器滑片不動，S擲向接線柱 2，讀出電流表示數(shù) I。⑵這一步我們來推導 P 的表達式：顯然，L 和 R 是并聯(lián)的，當 S接 1 時，電流表測量的是 R 的電流，大小為 U0/R；當 S 接 2 時，電流表測量的是 R 和 L 的總電流 I 所

7、以，通過 L 的電流為 I-U0/R。而我們前面已經(jīng)看到這時 L 兩端的正好是小燈泡的額定電壓 U0，所以小燈泡的額定功率為： 。 ) ( 00 RU I U P ? ?⑶由于題目中只給出了電壓表，所以應(yīng)設(shè)法測量出小燈泡正常工作時的電流，而定值電阻的阻值已知，若能測量出它兩端的電壓，就能求出它的電流，這時如果小燈泡和定值電阻串聯(lián)，則小燈泡的電流就是定值電阻的電流。因此我們可設(shè)計出如圖 4 的電路來測量小燈泡的額定功率。例 3、某家用電能

8、表上標有“220V 5A 3000r/kWh”的字樣，當家中某用電器單獨工作時，電能表 1min 轉(zhuǎn)了 45 轉(zhuǎn)。由此可估算出該家用電器的總功率為＿＿＿＿W。解析：這道題可根據(jù) 來計算。首先，我們要明白“3000r/kW?h”的意義，它 tW P ?的意義是表盤每轉(zhuǎn)動 3000 轉(zhuǎn)用電器消耗的電能是 1 kW?h。因為電能表 1min 轉(zhuǎn)了 45 轉(zhuǎn)，所以它 1h 應(yīng)轉(zhuǎn)動 2700 轉(zhuǎn)，消耗 0.9 kW?h 的電能。所以有： 。 kW