沪科版九年级物理全一册 16.3 测量电功率教案

第三节 测量电功率
1、知识与技能
(1) 会使用电压表和电流表测量小灯泡的电功率。
(2)加深学生对于额定功率和实际功率的理解。
(3)巩固电压表和电流表的操作技能。
2、过程与方法
(1)通过测量和观察灯泡的明暗程度，体验额定功率和实际功率的区别。
(2)锻炼学生根据测量公式（P=UI）设计实验的能力；
3、情感态度和价值观
(1)通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度
(2)培养学生初步的处理信息和交流信息的能力
(3)在实验过程中培养严谨的科学态度，提高设备安全意识。
【教学重点】
测定小灯泡的电功率
【教学难点】
电压表，电流表和滑动变阻器的正确使用以及实验中各种故障的排除。
【教学方法】
实验法、讨论法、归纳法。
【课前准备】
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡各一、开关、导线、电能表、秒表等
【课时安排】
1课时
1、 导入新课
在生活和生产实践中，经常需要知道用电器的电功率，有时还需要通过实验来测量。你能测量用电器的电功率吗？
今天我们就来探究怎样测量用电器的电功率
二、讲授新课
(一)、测量小灯泡的电功率
1、设计实验
（1）、实验原理
由电功率公式P=UI可以看出，用伏特表测量出小灯泡两端的电压和用安培表测小灯泡的电流，根据电功率公式就可以计算小灯泡的额定功率和不在额定电压下的实际功率。这种方法叫“伏安法”测电功率。
（2）、实验器材:
电源、小灯泡、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、导线若干。
（3）、实验电路图
2、进行实验与收集证据
（1）实验步骤
①按照电路图连接如图所示的实物图，连接电路时开关应断开，滑动变阻器的滑片应滑至 阻值最大处；
②移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，观察灯泡亮度并记录电压表、电流表的示数；
③移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数略高于小灯泡的额定电压（电压约为额定电压的1.2倍），观察灯泡亮度并记录电压表、电流表的示数。
④检查无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数略低于小灯泡的额定电压，观察小灯泡亮度并记录电压表、电流表的示数；
⑤换用另一规格的灯泡，重复上述实验，并将数据记录在表格中。
（2）、测小灯泡的电功率视频
（3）、实验记录表格
小灯泡两端的电压U/V 通过小灯泡的电流I/A 小灯泡的电功率P/W 小灯泡发光情况
2.5 0.22 0.55 正常发光
3 0.24 0.72 较亮
2 0.2 0.4 较暗
(4)、实验结论：
①当Ｕ实＝Ｕ额时，则Ｐ实＝Ｐ额．电灯正常发光
当Ｕ实＞Ｕ额时，则Ｐ实＞Ｐ额．电灯亮度较亮
当Ｕ实＜Ｕ额时，则Ｐ实＜Ｐ额 . 电灯亮度较暗
②小灯泡正常发光时的功率是小灯泡的额定功率；
③小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
3、交流与合作
（1）通过与同学们的交流与合作，你能回答下面的问题吗？
①小灯泡正常发光时的功率是什么功率？
②调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压略高于或略低于其额定电压时，小灯泡的功率是什么功率？能否说这是小灯泡的额定功率？为什么？
①小灯泡正常发光时的功率是额定功率。
②小灯泡两端的电压略高于或略低于其额定电压时，小灯泡的功率是实际功率；
不能，小灯泡只有在额定电压下时消耗的电功率才是额定功率。
（2）“伏安法”测电功率应注意的问题是：
①电流表、电压表的量程选择要合适，在不超过量程的前提下，应尽可能使电表指针偏转角度大一些，以便减小 误差。
②滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的额定电流，而滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的阻值差不多，以使调节效果明显。
③调节小灯泡两端的电压使之高于额定电压时，在看清电流表示数的前提下，所用时间越短越好，以防损坏小灯泡。
(3)常见故障分析:
①、闭合开关，灯不亮，电流表、电压表无示数可能的原因是什么？
接线柱接触不良或导线断了或电源、电流表电压表、开关损坏。
②、闭合开关灯不亮，电流表几乎无示数，电压表指针偏转较大的可能原因是什么？
电流表、电压表的位置接反或灯丝断了或灯与灯座接触不良。
③、滑动变阻器滑片移动时，电流表的示数及灯泡亮度不变可能原因是什么？
滑动变阻器接错了。
④、电流表、电压表的指针反方向偏转可能原因是什么？
电流表、电压表的接线柱接反了。
⑤、导线发热冒烟，电流表示数很大可能原因是什么？
发生了短路
二、利用电能表测算电功率
怎样用电能表测算用电器的电功率呢？用电能表测算家用电器电功率的方法是：
（1）观察表盘，看每消耗1kW h 的电能，电能表表盘 转过的转数；
（2）算出电能表转一转消耗的电能W1；
（3）关闭家中其他用电器，只让待测家用电器(例如电饭锅）工作；
（4）在一定时间t内数出电能表转过的圈数n；
（5）家用电器的电功率就为P= nW1/t
求解过程中， 要让单位统一，即电功的单位用kW h，电功率的单位就是kW，时间的单位就是h；电功的单位用J，电功率的单位就是W，时间的单位就是s。
例: 如图是某同学家中的电能表，现用它测量一只灯泡的实际功率．他关掉其他电器只让该灯泡工作，电能表转盘转过30转用时10min，这段时间灯泡消耗的电能是(　　)kW h ，灯泡的实际功率是(　　)W．
解析：
该电能表转1圈用电器消耗的电能为：
W1=1/3000kW h,
这段时间段内灯泡消耗的电能是: w2=nw1=1/3000kW h×30=0.01 kW h，
灯泡的实际功率是:
三、课堂练习
1、如图是测定小灯泡电功率的电路图。电路连接正确后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动。产生这一现象的原因可能是（ ）
A.滑动变阻器短路
B.灯丝电阻值过大
C.灯泡断路
D.滑动变阻器连入电阻值过大
答案：D
2、如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向上滑动时,观察到的现象是(　　)
A. 电路消耗的总功率变小,电压表示数不变
B. 电路消耗的总功率变大,电压表示数变大
C. 灯泡变暗,电压表示数变大
D. 灯泡变亮,电压表示数不变
答案：A
3. 如图所示是测额定电压为2.5V灯泡的额定功率的电路图。
1 a是( )表，b是( )表
2 如果灯泡的阻值为10Ω，电源由两节干电池串联组成，电流表有量程0—0.6A和0—3A两档，电压表量程为0—3V和0—15V两档，那么a表量程应选( ) 档，b表量程应选( ) 档。
答案：电压;电流; 0-3V; 0—0.6A
4、在该实验中，某同学在连接滑动变阻器时，由于粗心，连接的电路闭合开关后，移动变阻器的滑片时并不能改变灯泡的亮度，请你根据以下情况来判断该同学的连接过程中分别出现了何种错误？
（1）小灯泡始终都很亮时，原因：_______________。
（2）小灯泡始终都很暗时，原因______________________。
答案：滑动变阻器连接错误，使用了上面两个接线柱;
滑动变阻器连接错误，使用了下面两个接线柱.
四、课堂小结
1、实验目的：测量小灯泡的电功率
2、实验原理：P=UI
3、实验方法：伏安法。
4、实验结论：
①当Ｕ实＝Ｕ额时，则Ｐ实＝Ｐ额．电灯正常发光
当Ｕ实＞Ｕ额时，则Ｐ实＞Ｐ额．电灯亮度较亮
当Ｕ实＜Ｕ额时，则Ｐ实＜Ｐ额 . 电灯亮度较暗
②小灯泡正常发光时的功率是小灯泡的额定功率；
③小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
测量电功率
一、测量小灯泡的电功率
（1）、实验原理P=UI伏安法测电功率
（2）、实验结论：①当Ｕ实＝Ｕ额时，则Ｐ实＝Ｐ额．电灯正常发光
当Ｕ实＞Ｕ额时，则Ｐ实＞Ｐ额．电灯亮度较亮
当Ｕ实＜Ｕ额时，则Ｐ实＜Ｐ额 . 电灯亮度较暗
②小灯泡正常发光时的功率是小灯泡的额定功率；
③小灯泡的亮度是由小灯泡的实际功率决定的。
二、利用电能表测算电功率
关闭家中其他用电器，只让待测家用电器(例如电饭锅）工作。
1．通过创设情境学生参与，合作交流，不断深入探究的方式，让“学生实验”真正成为培养学生自主动手操作的平台。
2．以物理知识和技能为载体，让学生多经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养学生的探究精神，实践能力。
3．通过探究实验活动以使学生能区分额定功率、实际功率，了解实际功率与额定功率大小之间的关系。培养学生的思维技能、实验操作技能以及分析概括等能力。
4、学生实验时进行有效指导。有的学生对实验是出现的故障或一些问题能够自己解决，或在老师的帮助下解决，如：发现电流表不动、小灯泡不亮。学生检查发现滑动变阻器的一条导线接触不良……
5、课堂气氛活跃，学生互动性较强。