学习任务二 额定电压 额定功率
|情境探究|
按如图所示电路图连接实物电路，移动滑片，使标有“2.5 V”的小灯泡两端的电压分别等于、小于、略大于2.5 V，观察小灯泡的亮度，读出电流表示数，并计算比较不同电压下小灯泡的电功率。


(1)小灯泡两端电压等于2.5 V时，小灯泡发光，此时小灯泡电功率为W。
(2)小灯泡两端电压等于2.0 V时，小灯泡发光，此时小灯泡电功率为W。
(3)小灯泡两端电压等于2.8 V时，小灯泡发光，此时小灯泡电功率为W。
|探究归纳|
1.额定电压:用电器时的电压。
2.额定功率:用电器在下工作时的电功率。
3.额定电压和额定功率通常标注在用电器的铭牌上。如电熨斗上标注的“220 V 500 W”，表示它的额定电压是V，额定功率是W。
4.实际功率与额定功率之间的关系

电压 电功率 用电器工作状态
$U_实=U_额$ $P_实$$P_额$ 正常工作
$U_实＞U_额$ $P_实$$P_额$ 容易损坏
$U_实＜U_额$ $P_实$$P_额$ 不能正常工作

【情境探究】
(1)正常 0.7 (2)较暗 0.52 (3)较亮 0.84
【探究归纳】
1.正常工作
2.额定电压
3.220 500
4.= ＞ ＜

例3 把标有“220 V 40 W”和“220 V 60 W”的两个灯泡串联在220 V电路中，两个灯泡都比正常发光暗，这是因为每个灯泡的（）

A.额定电压变小
B.额定功率变小
C.实际功率小于额定功率
D.额定电压小于实际电压

C

例4 如图所示，灯泡L标有“6 V 3 W”字样，不计温度对灯丝电阻的影响。当开关S₁、S₂均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表示数为1.5 A，灯泡L正常发光。
(1)求灯泡L正常发光时的电阻。
(2)求灯泡L正常发光10 min消耗的电能。
(3)求电阻为R的定值电阻的电功率。
(4)开关S₁闭合、S₂断开，滑片P在最右端时，电流表的示数为0.25 A，求此时灯泡的实际功率。

解 (1)由$P=\frac{U^2}{R}$可得，灯泡L正常发光时的电阻$R_\mathrm{L}=\frac{{U_\mathrm{额}}^2}{P_\mathrm{额}}=\frac{(6\ \mathrm{V})^2}{3\ \mathrm{W}}=12\ \Omega$。
(2)灯泡L正常发光10 min消耗的电能
$W=P_\mathrm{额} t=3\ \mathrm{W} × 10 × 60\ \mathrm{s}=1\ 800\ \mathrm{J}$。
(3)当开关$S_1$、$S_2$均闭合，滑动变阻器的滑片P在最左端时，灯泡L、定值电阻并联，电流表测量干路电流，灯泡L正常发光，则电源电压$U=U_\mathrm{额}=6\ \mathrm{V}$。
由$P=UI$可得通过灯泡L的电流
$I_\mathrm{L}=\frac{P_\mathrm{额}}{U_\mathrm{额}}=\frac{3\ \mathrm{W}}{6\ \mathrm{V}}=0.5\ \mathrm{A}$，
通过定值电阻的电流
$I_R=I-I_\mathrm{L}=1.5\ \mathrm{A}-0.5\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{A}$，
电阻为R的定值电阻的电功率
$P=UI_R=6\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A}=6\ \mathrm{W}$。
(4)当开关$S_1$闭合、$S_2$断开，滑片P在最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，灯泡L与滑动变阻器串联。
此时灯泡的实际功率
$P_\mathrm{实}={I'}^2 R_\mathrm{L}=(0.25\ \mathrm{A})^2 × 12\ \Omega=0.75\ \mathrm{W}$。
答：(1)灯泡L正常发光时的电阻是12 Ω。
(2)灯泡L正常发光10 min消耗的电能是1 800 J。
(3)电阻为R的定值电阻的电功率为6 W。
(4)此时灯泡的实际功率为0.75 W。

学习任务三 电功率的测量
1.直接测量:利用电力监测仪。
2.间接测量:先测量出用电器两端的电压和通过用电器的电流,再根据公式计算得出。

$P=UI$