教科版九年级物理 第六章4.灯泡的电功率 教案

第4节 灯泡的电功率
素养目标
1.知道用伏安法测定小灯泡功率的原理。
2.知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率。
3.会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的电功率。
重点难点
重点：用伏安法测定小灯泡的额定功率和不在额定电压下的功率。
难点：额定功率、实际功率的理解，使用电流表、电压表和滑动变阻器的能力。
教学过程
新课导入
情景导入
小明在实验室发现如图所示小灯泡的铭牌已经模糊不清了，偶尔看清“2.5V”字样，但他很想知道这个小灯泡正常工作时的电功率，怎么办呢？同桌的张斌灵机一动，很快帮小明解决了这个问题，聪明的你知道张斌是想出什么办法得出了小灯泡的电功率吗？这节课我们就来解决这个问题，从而导入新课。
复习导入
教师：怎样测量出小灯泡的电阻？
学生：用电流表测出通过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，再用公式计算出小灯泡的电阻。
教师：你能想到测量小灯泡电功率的方法吗？从而引入新课。
课堂探究
1.额定功率
演示实验：教材P98图6-4-2
电压（V） 电流（A） 功率（W） 亮暗程度
2
2.5
2.7
分析数据，总结：
额定电压、额定功率的关系：
（1）当U实＝U额时，则P实＝P额 正常发光
（2）当U实＜U额时，则P实＜P额 较暗
（3）当U实＞U额时，则P实＞P额 较亮
明确额定电压、额定功率的概念；结合机械的铭牌，介绍额定电压和额定功率在实际应用中的作用，和电动机械保养常识。
2.实验:测量小灯泡的电功率
师生共同讨论实验注意事项(在教师启发下,教师问,学生答),边讨论边板书:实验目的、原理、器材、实验电路图、数据表格。
当讨论到实验器材时学生回答一个器材,教师在黑板上记录。然后让学生观察自己实验桌上的器材,再回答下列问题:(下列问题在课前就写在黑板上相应的"器材"位置处)
小灯泡的额定电压是__2.5__伏;
滑动变阻器:最大电阻值是__20__欧;
最大允许电流是___1___安;
电压表量程选___0～3__伏;
电流表量程选__0～0.6__安;
电源__学生常用电源___。
开关一个,导线若干。
让几位同学画出自己设计的实验电路图,一位同学按照第一位同学的电路图连接出实物图,一位同学把自己设计的数据表格写到黑板上。
教师讲述实验注意事项：
（1）连接电路时,开关应 断开 ,滑动变阻器的滑片应置于 最大阻值 位置。
(2)使U=1.2U额时,要小心移动滑动变阻器,以免因实际电压超过额定电压过大,烧坏灯泡。
学生实验,教师巡回指导
实验步骤:
(1)按照电路图连接实物,并认真检查各部分接线是否正确,是否符合要求,若没有把握,可请老师检查。
(2)使小灯泡两端电压等于额定电压,观察小灯泡的发光情况,在数据表格中记下U、I,算出P额。
(3)使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,记录和计算。
(4)使小灯泡两端的电压低于额定电压,记录和计算。
实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 小灯泡的亮暗
1
2
3
实验数据分析和小结
(l)实验完毕,请几组同学汇报实验结果,选一实验做得好的同学将数据填入黑板上的表中。
(2)讨论
①从实验看出,小灯泡在什么情况下正常发光 在什么情况下小灯泡比正常情况更亮 这样做好不好 在什么情况下小灯泡比正常情况下暗
②使用电器时,为什么应该让它在额定电压下工作
③若为了测定小灯泡的额定功率,实验中发现电压表的示数是2伏,那么滑动变阻器的滑片P应向哪个方向移动 若电压表的示数是1.2伏,又如何 (对照图6-4-2分析。)
④两只额定电压都是3.8伏的相同的小灯泡,如何连接才能正常发光 (串联,电源电压是7.6伏;并联,电源电压是3.8伏。)
(3)教师小结P实与P额的三种关系和用电器只有在额定电压下使用才能正常工作。
归纳总结：
（1）分析表格中的数据后发现小灯泡两端的实际电压越高，灯泡的电功率越大，灯泡的发光越亮；
（2）小灯泡的亮度由实际功率决定，与额电功率无关；
（3）小灯泡的实际功率有多个，额电功率只有一个。
板书设计
4 灯泡的电功率
1额定功率
当U实＜U额时，P实＜P额 发光较暗；
当U实＝U额时，P实＝P额 发光正常；
当U实＞U额时，P实＞P额 发光较亮。
2.测量灯泡的额定功率
实验原理：P=UI
电路图：
实验表格：
小灯泡规格 U/V I/A P/W 灯泡亮度
2.5V
2.5V
2.5V
实验结论：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率
当堂检测
1.下列各组仪器中，不能用来测量电功率的是(　D　)
A.电能表和停表 B.电压表和电流表
C.电功率仪表 D.电流表和停表
2.(多选)在测量小灯泡的功率的实验中，按如图所示电路图连好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，结果灯泡不发光，电流表指针不动，但电压表有明显的示数，则电路故障的原因可能是(　AC　)
A.小灯泡的灯丝烧断了
B.电流表内部短路
C.连线时，把电流表与电压表互换了
D.变阻器的滑片接触不良
3.如图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分，根据此图中所提供器材，可以直接研究的问题是(　B　)
A.测小灯泡正常发光的电阻
B.测小灯泡的实际功率
C.测小灯泡消耗的电能
D.测小灯泡正常工作时的温度
4.利用下图中的电路测小灯泡的额定功率，小灯泡的额定电压是 1.5 V，若发现电压表示数是 1.8 V，则滑动变阻器的滑片应向　右　移动;若电压表示数为1.0 V，则滑片应向　左　移动。
5.小雨在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3.8 V”的字样，但上面的电流值已经模糊不清，他想通过实验测量该灯泡的额定功率，图甲为他所连的实验电路。
(1)电池盒中至少有　3　节干电池。
(2)经检查发现电路接线有错误，小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验。请在他接错的导线上打上“×”，并改正。
答案：如图所示
(3)实验时，小雨移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为3.8 V时，电流表的示数如图乙所示。则该小灯泡的额定电流为　0.3　A，额定功率为　1.14　W。
6.在测定小灯泡的电功率的实验中，小明同学选取了一个标有“2.5 V”、额定功率约为1 W的小灯泡和必要的实验器材，连接的电路如图甲所示。
次数 电压表示数U/V 电流表示数I/A 灯泡亮度
1 1.50 0.32 发光微弱
2 2.00 0.38 较暗
3 2.50 正常发光
4 3.00 0.46 很亮
(1)闭合开关前，老师检查发现小明同学连接的电路有一根导线连接错误，请你在错误的连线上画“×”，并只移动一根导线，用笔画线代替导线将电路连接正确。
答案：如图所示
(2)经检查电路连接正确后，小明连续进行了4次测量，并把测量的数据和观察到的现象填写在表格里，其中第3次测量时电流表的示数如图乙所示，此时的电流为　0.42　 A，小灯泡的额定功率为　1.05　W。
(3)从表格中的数据可知，灯丝的电阻随两端电压的增加而　增大　(选填“增大”或“减小”)，灯丝电阻发生变化的本质是电阻随　温度升高　而增大。
教学反思
备课资源
测小灯泡额定功率的其他实验
一、伏阻法1
器材：一块电压表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，开关，电源。
电路图：
实验步骤：1，按照电路图连接实物
2，先将表接到灯泡两端，移动滑动变阻器，闭合开关，使U1示数达到额定电压，把表接到定值电阻两端，读数U2，用I=U2/R0计算出电流，所以小灯泡额定功率：P额=（U1U2）/R0
二、伏阻法2
器材：一块电压表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，单刀双掷开关，电源。
电路图：
实验步骤：1.按照电路图连接实物
2.闭合S，将S1打到1位置，移动滑动变阻器，使电压表示数为灯泡的额定电压U1,将开关S1打到2位置，电压表读数U2，用U2-U1计算出R0两端电压，I=(U2-U1)/R0,
P额=(U2-U1) U1/R0
注意：一定要先打到1，再打到2，定值电阻和灯泡的位置不能交换，不然无法使灯泡在额定电压下工作，无发求出额定电压。
三、安阻法1
器材：一块电流表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，开关，电源。
电路图：
实验步骤：1.按照电路图连接实物
2.将电流表与定值电阻串联，调节滑动变阻器，使这时电流表示数I1乘R0的值等于灯泡的额定电压，拆下电流表，将电流表与灯泡串联，电流表示数为I2，
P额=I1I2R0
四、安阻法2
器材：一块电流表，导线，滑动变阻器，待测灯泡（只知道额定电压），已知阻值的定值电阻，单刀双掷开关，电源。
电路图：
实验步骤：1.按照电路图连接实物
2.闭合S，将S1打到b位置，移动滑动变阻器，使电流表示数I1乘R0为灯泡的额定电压,将开关S1打到a位置，电流表读数I2，用I2-I1计算出灯泡两端电流P额=(I2-I1)R0I1
注意：一定要先打到b，再打到a，定值电阻和灯泡的位置不能交换，不然无法使灯泡在额定电压下工作，无发求出额定电压。