第1节 电流做功
【教学目标】
知识目标:
(1)知道电能表的用途和读数方法
(2)知道电流可以做功及做功的实质
(3)探究影响电流做功的因素
(4)知道电功的单位--焦耳和生活中的常用单位--"度"。
过程与方法:
(1)学会用控制变量法研究问题。
(2)能综合运用学过的知识解决简单的电功计算问题。
情感、态度与价值观:
激发学生的探究欲望,让学生体验探究的过程。
【教学重难点】
(1)重点:掌握电功的概 念、 公式及公式的变形。
(2) 难点:影响电功大小的因素及综合运用学过的知识进行简单的电功计算。
【导学过程】
【创设情景,引入新课】
教师:近期,我们一直在学习电学知识。但说到电,其实,我们最熟悉的还是家庭用电和每
月要交多少多少电费。请同学们讨论并回答。
学生:讨论并回答
【自主预习案】
1、电流可以做功,电流做功的过程就是把______转化为________的过失程,电流做了多少功就表示有多少________转化为____________。
2、.电饭煲把食物加热的过程中,消耗了______能,转化成了______能,________做了功;
电风扇通电转动的过程中,消耗了______ 能,转化成了______能,________做了功;
白炽灯通电发光的过程中,消耗了______能,转化成了______能, ________做了功;
3、 我们可以用_______来衡量有多少的电能发生了转化。功和能量的单位都是______,所以电功和电能的单位也是_______,符号为______。
4、观察家中的电能表(或右图单相感应式电能表),了解电能表面板上或说明书上的技术参数,说出下列参数的含义。
(1).220V: ;
(2).10A: ;
(3).(20A): ;
(4).50Hz: ;
(5).3000r/KW.h: ;
(6).3200imp/(Kw·h): .
5、影响电功的大小的因素有_______、_______、_______。
5、电流所做的功与_______、_______、_______成正比。电功等于____
即w= 其中u的单位是 I的单位是 t的单位是 w的单位是
7、1J= = 。
【课堂探究案】
探究点1:电能表
常见的单相电能表有单相感应式电能表和电子式电能表两种,
(1)电压表示电能表适用的额定电压(额定电压指用电器正常工作时,两端所加的电压),我们的家用电能表额定电压是_______。
(2)电流示数表示电能表持续工作时的最大电流,括号里的数字表示允许在短时间内通过电能表的最大电流。该电能表正常工作时允许通过的最大电流为_____和短时间允许通过的最大电流为______。
(3)电能表常数指用电1 kW·h电能表转盘将转动的圈数,家用电能表电能表常数为:300r/ kW·h,表示消耗1 kW·h的电能转盘转动_______圈。
(4)电能表的示数由四位整数和一位小数(红色框内的数字)组成,如下图所示
两次度数差为 。
(5)电能表的计量单位叫做________,符号是_________,在日常生活中俗称______。1 kW= w,1 h= s.即1 kW·h=________J。
探究点2:电功
1.思考下列实例中电流是否做了功?能量如何转化的?
(1).电风扇转动;(⒉)电炉烧水;(⒊)电灯发光;(⒋)给蓄电池充电;
电流做功有什么特点?
总结:电功是:
2.活动:探究影响电流做功的因素
你的猜想:电流做功可能与 有关
你采用的科学研究方法是:
(1).为了探究电流做功与电压的关系:
你选择的器材是:
你是怎样控制电流和通电时间的,说出你的办法.
你是怎么判断电流做功多少的:
请将你设计的电路用笔画线将电路连接好,并在右面方框内画出电路图
结论:在通电时间相等的情况下,若 相等,电压较大的电灯电流做的功较 。
(2).为了探究电流做功与电流的关系:
你选择的器材是:
你是怎样控制电压和通电时间的,说出你的办法.
你是怎么判断电流做功多少的:
请将你设计的电路用笔画线将电路连接好,并在右面方框内画出电路图
结论:在通电时间相等的情况下,若 相等,电压较大的电灯电流做的功 。
根据你的生活经验,用电器工作的时间越长,消耗的电能就 ,电流做的功就 。
通过以上的研究,你的结论是:
电功的公式为: ,变形公式还有: 、 。
基本单位: ,其它单位: 。
【当堂训练案】
1、我国照明电路的电压为?_______??伏,家用电器之间是?________的(选填“并联”或“串联”),家庭消耗的电能是用_________表来测量的。
2、在物理学中“千瓦时”是下列哪个物理量的单位(???)
A. 电压???????? B.电阻???????? C.电功????????? D.电功率
3、下列仪器、仪表中,可以直接测量电功的是( )
A.电流表 B.电压表 C.电能表 ?? D.测电笔?
4.串联在电路中的两盏灯L1和L2,已知L1的电阻比L2的电阻大,则 灯两端电压大,相同时间内, 灯消耗的电能多, 灯更亮些;若将它们并联在电路中,通过 灯中的电流大些,相同时间内电流通过 灯做功多些, 灯更亮一些。
5.关于电功,下列说法中正确的是 ( )
A.用电器通电的时间越长,电流做的功一定越多。
B.通过用电器的电流越大,电流做的功一定越多。
C.用电器两端的电压越大,电流做的功一定越多。
D.用电器消耗的电能越大,电流做的功一定越多。
6.某电炉的电阻是48.4Ω,接到220V的电路中,通电5min ,电流做了多少J的功?
7.一个小电动机接在6V的电源上,通电1min电流做功180J。求通过电动机的电流是多大?
课件29张PPT。城市夜景下列各种情况中消耗的电能转化成什么能?电流通过电灯时,电能转化为内能和光能。一、电能的转化电流通过电热器时,电能转化为 内能。电取暖器光能 热能电灯热 能电饭煲机械能。电梯动 能电风扇化学能电镀电流做汉的实质就是:把电能转化为其它开式的能二、电功1、定义:电流所做的功。 电流做功的过程,就是电能向其他形式能转化的过程用电器就消耗了多少电能电流做了多少功就有多少电能转化成其他形式的能用W表示 2、单位:焦耳,简称“焦”,符号:JkW·h3.6×106J1=电流通过白炽灯做功100J100J100J内能、光能电流做功100J=消耗电能100J电能二、电功与哪些因素有关①电功与电压的关系结论:在__ _、_____ _相同的情况下,
_____越大,电流做的功越多。
电流通电时间电压 结论:在_ __、___ ___相同的情况下,____越大,电流做的功越多。
电流电压通电时间②电功与电流的关系结论:在__ _、___ 相同的情况下,
___ ____越长,电流做的功越多。
电压电流通电时间③电功与通电时间的关系小结:电功与哪些因素有关电功与电压、电流以及通电时间有关W=UIt
____越大,____越大,_______越长,电流做的功越多.电压电流通电时间4、计算公式:有谁知道你家里一个月要交多少电费吗?供电部门在收电费之前根据什么来确定用户所用的电量的?电能表IC卡电能表三、测算电费1、认识电能表用来测量电路消耗电能的仪表月末的数字减去月初的数字:561.6kWh-78.2kWh=83.4kWh ‰1、表盘上的读数以KW·h 为单位
2、最后一位是小数位2、电能表读数
1、电能表的作用:
2、220V表示:
3、10(20)A表示:
4、1250r/kwh表示 :二月初电能表的示数__________437445、二月底电能表的示数__________二月份共用电________ kW·h4267. 8 kW·h 4374.4 kW·h 106.6该电能表额定电压为220V该电能表额定电流为10A,短时间内通过的电流允许大些,但不能超过20A。用电器每消耗1kw·h的电能,电能表的转盘转动1250圈。小结:认识电能表测量用电器消耗电能的多少小数kw·h解:由电功的公式得
W=UIt =220V× 0.35A× 1800s =1.386×105J.
答:通电30min,电炉铁消耗了1.386×105J的电能。例题1: 一把电烙铁接在220V的电路中,通过它的电流是350mA,问通电30min消耗了多少电能? 分析:只需求出在30min内的电功,就可以知道所消耗的电能.
已知:U=220V, I=350mA=0.35A, t=1800s.
求:W=?1、关于家庭电路中的电能表,下列说法正确的是(??? )???????????
A.电能表的作用是测量用电器电功率的大小
B.电能表的作用是测量用电器消耗电能的多少
C.电能表转盘转速越快,用电器消耗电能越多
D.电能表的测量值以kW为单位 练一练B练一练2、如下图所示,对于电能表面板上的一些参数的理解,下列说法错误的是(?? )
A.此时电能表的读数为120.7度
B.“220V”是指这个电能表应该在220伏的电路中使用
C.该电能表的额定功率为4400W
D.“600revs/kW·h”是指用电器每消耗1千瓦时电能,电能表的转盘转过600转 C练一练3、如图是某家庭用的电能表及某月月初、月末的两次读数,若按0.5元/kw·h计算,他家本月应缴纳电费??????? 元,若电能表在10min内转了300转,则接在该电能表上的用电器消耗的电能为???????? kw·h。
410.1练一练4、导体两端的电压为6V,通过导体 的电流为0.5A,通电时间为100s,电流做多少功?解:
没有艰苦的学习,就没有最简单的科学发明。课件18张PPT。 我们家里的电能表上的铝盘有时慢悠悠,有时急匆匆。为什么呢?铝盘转动快慢与什么有关系? 铝盘转动快慢不同,表示用电器消耗电能的
快慢不一样。相同的时间内,电风扇和空调消耗的电能哪个多?在相同时间内,空调的电功率大消耗的电能多,电能表的转盘转得越快。1.概念:电功率是表示消耗电能快慢的物理量单位时间内电流所消耗电能的多少
叫电功率。用字母“P”表示。2.计算公式:P=W/t一、电功率3.电功率的单位及物理意义单位名称:
单位符号 :1千瓦=1000瓦某电动机工作时的电功率为60KW表示:
___________________________________。电动机每秒钟消耗60000焦的电能。瓦特(简称瓦)W单位换算:公式推导已经学过那你能推导出电功率与电流、电压之间的关系吗?电功率P和电流I、电压U之间的关系是P=IU符号的意义及单位:I——电流-——安培(A)U——电压——伏特(V)P——功率——瓦特(W)注意:使用这个公式时,只有电流电压的单位是安培、伏特时,所的功率的单位才是瓦特常见用电器的功率1、你能说出千瓦和千瓦时的区别吗?千瓦是电功率的单位
千瓦时为电能(或电功)的单位。2、那你能说出电功率和电能(或电功)的区别吗?电功率表示用电器消耗电能的快慢
电能(或电功)表示用电器消耗电能的多少“25W”表示:该灯的额定功率为25W想一想:1、这个灯泡在什么情况下才会正常发光?二、额定电压和额定功率2、如果这个灯泡接在110V的电路中,它的发光情况会怎样?如果接在300V的电路中,它的发光情况又会怎样?当 ,则P实=P额,用电器正常工作当 ,P实﹥ P额,用电器容易损坏当 ,P实﹤P额,用电器不能正常工作额定电压:
额定功率:用电器正常工作时的电压叫做额定电压用电器在额定电压下的功率叫做额定功率U实=U额U实﹥U额U实﹤U额 某电视机的电功率是250w,每天使用3h,一个月用电多少千瓦时?(按30天计算)
已知:P=250w=0.25kw t=3h×30=90h
求:W 解:W=Pt=0.25kw×90h=22.5kw·h
答:一个月用电22.5kw·h例题讲解例题2、某家庭用节能型日光灯的额定功率为11W,使用时通过的电流是多少毫安?
解:家庭照明电路电压为200V
由电功率公式P=IU可知
I=P/U=11W/220V=0.05A
答:使用时通过日光灯的电流为0.05A练一练1、下列图中的几种用电器,额定功率最接近1000 W的是( )?
D练一练2、一盏灯标有“36V?40W”的字样,将它接入电路时,通过它的电流为1A,则灯的实际功率将( ???)
A.小于40W
B.大于40W
C.等于40W
D.无法判断 A练一练3、将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图8所示。接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是(??? )
A.L1的电阻比L2的小
B.L1的额定功率比L2的大
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些
D.若将两灯并联接入电路,L1发光要亮一些
?
C 学习这件事不在乎有没有人教你,
最重要的是在于你自己有没有觉悟和恒心第2节 电流做功的快慢
【教学目标】
知识与技能:
1.知道电功率的定义、定义式、单位。
2.知道额定电压与额定功率。
3.会用的电功率的公式进行简单的计算。
过程与方法:
1.观察体验电能表铝盘转动和盘跟用电器电功率的关系
2.观察体验用电器的额定功率和实际功率的关系
情感态度与价值观:
感受科学就在我们的生活中。
【教学重难点】
教学重点
掌握电功率的概念;理解额定电压与额定功率;理解电功率与电流电压之间的关系。
教学难点
理解电功率与电流电压之间的关系
【导学过程】
【创设情景,引入新课】
一、引入新课:在电能表后接不同的灯泡,发现电能表的转盘转动的速度不同,为什么?为什么有的灯泡消耗电能快有的消耗电能慢?为了描述用电器消耗电能时的这种差别,我们引入一个新的物理量——电功率。
【自主预习案】
1、电功:电能转化为其他形式能的过程叫做电流做功,简称电功,也可以说用电器消耗电能的过程叫做电功,消耗多少电能电流就做了多少功;
2、物理学中电功率表示:__________
一个用电器电功率的大小等于______
3、有电功率的定义可以知道电功率的定 义式:________。定义式中的各项分别表示 。其中电功率的单位有______。
4、电功率的定义式的推导公式为_______。
5、千瓦时的来历
(1)千瓦时的来历:____________________
(2)一千瓦时是______________________.
说明:利用公式W=Pt解决实际问题时,通常采用两套单位,如果W采用J,P采用必须用W,t必须用S, 如果W采用kW,P采用必须用KW,t必须用h,就是说1J=1W×如果W采用J,P采用必须用W,t必须用S,
1s,1kW.h=1kw×1h。
6、额定功率
(1)额定电压: 。
额定功率: 。
实际电压:_________________________.
实际功率: 。
7、电功率的测量
(1)公式:——————。符号的意义及单位————————————————。使用公式时只有电流、电压的单位是安、伏特时,所得功率的单位才是瓦特。
【课堂探究案】
探究点1:认识电功率
?1.你们在进行100m赛跑时,是不是每个人跑得都一样快呢?
?2.在教师引导下观察(实物投影,其中一个是100W的,另一个是15W的)两个不同灯泡的铭牌,大家说说你观察到的两只灯泡有什么区别?
?3.请你猜想:如果接入电路将会怎样??
?4.请你观察分别将15W和100W的灯泡接在电路中。要观察灯泡的亮度,更要观察电能表铝盘转动的快慢。?
?5.思考问题:电能表铝盘转动的快慢跟什么有关系?
探究点2:认识电功率的概念和表示意义
1.电功率是表示_____________________的物理量。
?2.定义:_______________,用字母_____表示。计算电功率的公式是__________,其中W的单位是____,t的单位是_____,P的单位是______。该公式变形之后可以计算电功W=_______,某用电器的功率是150W,表示_____________。
?3.阅读课本小资料,了解常见用电器的电功率。
探究点3:认识千瓦时的来历
?1.因为:1kW=??????? W;1h=?????? s
?所以:1kW·h=1 kW×1h =????????? =????????? ?J。
?2.1kW·h的含义:?????????????????????????。
探究点4:额定电压与额定功率
观察用电器铭牌:小灯泡上标有“2.5V”:表示小灯泡的额定电压是2.5V。
电饭锅标有“220V 700W” :表示额定电压是220V,额定功率是700W。
额定电压:___________________________________
额定功率:___________________________________
普通白炽灯标有“220V 100W” :表示____________________________________
如果把该灯泡接在110V的电路中,灯泡发光____________ (选填“正常”、“很亮”、“很暗”)
如果把该灯泡接在300V的电路中,灯泡发光____________ (选填“正常”、“很亮”、“很暗”),
灯泡 ________________(容易、不容易) 烧坏。
总结:当用电器两端的
实际电压U实 = 额定电压U额 时,实际功率P实 = 额定功率P额,用电器正常工作。
实际电压U实 ﹥额定电压U额 时,实际功率P实 ﹥额定功率P额,用电器容易烧坏。
实际电压U实 ﹤额定电压U额 时,实际功率P实 ﹤额定功率P额,用电器不能正常工作,
( 灯泡发光较暗 )
探究点5:电功率的测量
伏安法测量电功率:P=UI (测量式)
符号的意义及单位:
P——
U——
I——
公式变形:
四、电功率的计算
例1、某家庭用节能日光灯的额定功率是11W,使用时通过的电流是多少毫安?
( 解题时注意单位 )
例2、有一种用于220V的电路中的节能灯,额定功率仅为1W,求通过它的电流。
例3、一个额定电压下工作的电烙铁,功率是100W,电流是454mA.。这个电烙铁的额定电压是多大?
【当堂训练案】
1.电功率反映了?
A.电流做功的多少? B.电流做功的快慢?? C.电流的强弱? D.用电器电阻大小?
2.某用电器的电功率为100W,它的物理意义是_________________________。
3.一盏电灯25h耗电1kW·h,这盏电灯的功率是________W。
4.标有“6V 6W”、“6V 3W”的灯L1和L2,串联接在某电源上。设灯丝电阻不变,则
A.通过灯L1、L2的电流之比为2:1? B.灯L1、L2的实际功率之比为1:2
?C.电源电压为18 V时,L1正常发光?? D.电源电压为9 V时,L2正常发光
5.把标有“PZ220V 100W”的甲灯和“PZ220V 15W”的乙灯相比较,下列说法中正确的是?
A.甲灯的灯丝较细,正常发光的电流较小
?B.甲灯的灯丝较粗,正常发光的电流较大
?C.乙灯的灯丝较细,正常发光的电流较大
?D.乙灯的灯丝较粗,正常发光的电流较小
6.某照明灯额定电压是36V,正常发光时灯丝电阻为24Ω,则照明灯的额定电流是????? ?A.
7.甲灯标有“6V 6W”字,乙灯标有“6V 3W”的字样,若将两灯串连接在6V的电压下工作,?????? ?灯更亮;若将亮灯并联接在同样的电路中,??? ?灯更亮。?
电功率公式及典型例题分析
电功率公式: t
国际主单位: 焦耳(J) 瓦特(W) 秒(s)
常用单位: 千瓦时(kW·h) 千瓦(kW) 小时(h)
公式 、 常用于并联电路(电压不变时)
公式 、 常用于串联电路(电流不变时)
【例1】一把电烙铁接在220V的电路中,通过的电流是350mA,问通电1h消耗了多少电能?【分析】只需求出在1h的电功,就可知道所消耗的电能。【解答】由电功的公式得 W = UIt = 220V×0.35A×3600s = 2.8×105J 答:电烙铁1h消耗电能2.8×105J。
【例2】一定阻值的电阻,接在电压为3V的电路上,消耗的功率为0.6W,求这个电阻的阻值,5min电流做功多少?【分析】:可用P = U2/R求电阻,由W = Pt? 求出电功。【解答】因为P=UI 和 I=U/R 所以 P = U2/R
所以?R = U2/P = (3V)2/0.6W = 15Ω?因为P=W/t 所以 W = Pt = 0.6W×5×60s = 180J 答:这个电阻的阻值是15Ω,5min电流做的功是180J。
对于此题:你还能用什么办法?
【例3】1kwh的电能能使一只“220V 40W”的灯泡正常工作几小时?【分析】由公式P = W/t 得t =W/P,即可求解。若W 取kW·h ,P 取kW,则 t 的单位即为h.【解答】由P = W/t 得 t = W/P = 1kW·h/0.04kW = 25h[答]使电灯工作25h。
不这样算还可以怎么算?
【例4】某校教学大楼有教室24间,每间教室装有“PZ220-40”白炽灯6只。 (1)求引入大楼照明线中的电流; (2)若平均每日用电3h,每月以30日计,每月耗电多少度?【分析】可由P=UI及并联电路中I=I1+I2+……求出大楼照明线中的电流I可由W=Pt求耗电量。【解答】(1)每个教室用电的功率是 P = 40 × 6W = 240W 全楼用电的总功率
P总 = P × 24 = 5.76 × 103W
所以I总= P总/U = 5.76 × 103W/220V = 26.2A (2)全楼月耗电量
5.76 × 103W=5.76 kW
W = P总t = 5.76kW×3×30h = 518.4kW·h = 518.4度 [答](1)照明线中电流是26.2A;(2)每月耗电518.4度。【例5】长短粗细均相等的铜丝、铁丝、铅丝串联在电路中,通电后 ( ) A.铜丝发热多 B.铁丝发热多. C.铝丝发热多 D.三者相同【分析】电流通过导体产生的热量w=Q = I2Rt,三根金属丝串联时,因为通电时间及电流强度均相等,且铁丝的电阻最大,所以铁丝发热最多。【解答】B
【例6】一只标有“PZ220-40”和一只标有“PZ220-100”的灯泡,若:(1)把它们并联在220V的电源上,问哪盏灯亮些?(2)把它们串联在220V的电源上,哪盏灯亮些?
【分析】灯泡的亮暗程度取决于实际功率的大小,因此只要求出并比较两只灯泡的实际功率,就可以判断它们的亮暗了。
【解答】(1)当两只灯泡并联在220V的电源线上时,有U实=U额,所以P实=P额。
因为“PZ220-100”的灯泡的额定功率大,所以此灯泡较亮。
(2)当两只灯泡串联在220V的电源线上时,根据串联电路的特点,
【例7】:甲、乙两灯分别标有“4V,2W”和“6V,3W”的字样,将两灯并联在电路中,哪一个灯更亮?将两灯串联在电路中,哪一个灯更亮些?(所加电压不会使灯丝熔断)
【分析】灯泡的亮度取决于它的实际消耗的电功率,消耗的电功率大些灯泡就亮些。当灯泡两端的电压变化,将引起电功率的变化。而灯丝的电阻是不会随电压的变化而变化的。由灯泡上所标的额定电压和额定功率,可以求出灯丝的电阻。两灯并联时灯泡两端的电压是相等的,所以用公式 。两灯串联时通过灯丝的电流是相同的,所以用公式 。
【解答】先计算出两灯丝的电阻
两灯并联时电压相等
因为 < ,所以 > 即甲灯亮些。
两灯串联时电流相等
因为 < ,所以 < 即乙灯亮些。
答:两灯并联接入电路时,甲灯更亮些。两灯串联接入电路时,乙灯更亮些。
【例8】现有两个小灯泡,上面分别标有“6V, 1. 2W”和“12V,6W”字样,如果把这两个灯泡串联起来,为了使其中一个灯泡持续正常发光,那么加在串联电路两端的电压是 ( )
A.9.4V B.10.8V C.18V D.27V
【分析】要使其中一个灯泡能持续正常发光,必须先找出每盏灯正常发光时的电流,并以其中较小的电流作为两灯串联后的电流,然后求出电路两端的总电压。因
?
第3节 测量小灯泡的电功率
【教学目标】
知识与技能:
1、学会测小灯泡的额定功率和实际功率,
2、加深对电功率的理解;
3、巩固电流表、电压表、滑动变阻器的使用操作技能。
过程与方法:
使学生充分体验科学探究的方法,培养学生制定实验计划与设计实验的能力。
情感态度与价值观:
培养学生实事求是的科学态度和不畏艰难、勇于探究的精神,通过讨论和交流,培养学生合作学习的意识。
【教学重难点】
教学重点:
1、用实验的方法来测量小灯泡的电功率,
2 、实际功率和额定功率的理解;
3、电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用。
教学难点
实验方案的制定。
电流表、电压表、滑动变阻器的正确使用。
【导学过程】
【创设情景,引入新课】
(一)、复习引入:
(1)什么是电功率?电功率的物理意义是什么?
(2)电功率的公式是什么?
(3)什么是额定功率?什么是实际功率?
(4)一只标有“220V 40W”字样的灯,它的含义是什么?
(二)新课教学
提出问题:
教师出示2.5V和3.8V小灯泡、“220V 40W”电灯,让学生观察,说出这些参数的意思。通过学生的观察,提出问题:如何测出小灯泡的额定功率?
【自主预习案】
(一) 实验目的:测小灯泡的电功率。
(二) 实验原理:------------------------------------
(三) 实验器材: 电池组、开关、-------- 、---------、------、 额定电压为2.5V的小灯泡一个、导线若干。
(四) 设计实验:
1 实验电路图:
2 测量要求:分别测量以下三种情况下的实际功率:
(1)使小灯泡在额定电压下发光,测出其功率,观察小灯泡亮度。
(2)使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍,测出其功率,观察小灯 泡亮度。
(3)使小灯泡两端电压低于额定电压,测出其功率,观 察小灯泡亮度。
3 要改变小灯泡两端的电压,该在电路中连入一个什么器材?
4 怎样知道小灯泡在额定电压下发光?不在额定电压下发光?通过什么器材来调节?
【课堂探究案】
(1)引导点拨:由P=UI可以看出,为了测定小灯泡的电功率,必须测出哪些有关的物理量?测这些物理量需要哪些实验器材?如何才能使小灯泡两端的电压正好等于其额定电压?
(2)组织学生进行思考、讨论,设计出实验电路,画在黑板上,并说出实验所需的器材。
(3)、引导学生思考,为了测出小灯泡的额定功率和实际功率,应该设计出怎样的记录表?请学生画在黑板上。
小灯泡的规格
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
灯的发光情况
U=U额
U>U额
U进行实验与收集证据
(1)学生讨论、交流实验的基本步骤,然后请一名学生试述出实验步骤,教师引导、纠错。
A、断开开关,根据设计的电路图连接好电路,将滑动变组器的滑片滑到电阻值最大处。
B、闭合开关,调节滑动变阻器,观察电压表的示数,使小灯泡两端的电压等于额定电压,计算出小灯泡的额定功率。
C、调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,记下电压表和电流表的示数,计算出小灯泡的实际功率。
D、调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压为额定电压的0.8倍,观察小灯泡的发光情况,记下电压表和电流表的示数,计算出小灯泡的实际功率。
(2)分2.5V和3.8V两大组其中2.5V和3.8V各六组,学生进行实验,填好实验记录,教师巡回指导。
4、交流与合作。
学生实验完成后,填写好实验报告,然后在小组间进行交流,讨论,回答下面的问题:
(1)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?什么情况下小灯泡比正常情况下暗?
(2)小灯泡实际消耗的电功率一定等于额定功率吗?
(3)小灯泡在正常发光时的功率是什么功率?
【当堂训练案】
在测定“小灯泡的电功率”的实验中,电源电压为6V,小灯泡的额定电压是2.5V ,小灯泡的电阻约为10欧姆,滑动变阻器上标有“20 1A”字样。
(1)请你把实物电路连接完整
(2)实验中,小明同学连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮并且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因是
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙,则小灯泡的额定功率是
1.小华通过学习得到以下结论,你能帮他填写完整吗?
(1)测量小灯泡的电功率的实验中,依据的原理是 。
(2)在测小灯泡电功率的实验中,除了需要电源、开关和导线外,还需要 、 、
和 。可先将小灯泡与 和 串联,再与 并联接在电路中。
(3)在测小灯泡电功率的实验中,连接电路时,应注意:①开关必须是 的;②闭合开关前,滑动变阻器的滑片滑到 位置。
(4)如图所示,是晓亮同学测小灯泡功率的实验电路图。①请
在甲、乙、丙三处填上合适的元件符号;②在实验开始前,滑片应置 端,当滑片P滑至中点时,小灯泡正常发光,若要求小灯泡的亮度增强,滑片P应移向 端。
2.请你选出你认为正确的一项
(5)如图右图所示,为某同学在做电学实验时的电路图的一部分,根据此电路图,你可判断该同学在做的实验
A.肯定是测定小灯泡的电功率
B.肯定是测定小灯泡的电阻
C.肯定是研究串联或并联小灯泡的电流和电压的关系
D.以上三个均有可能
(6)灯泡的亮度大小说明了灯泡的
A.额定功率的大小 B.两端电压的大小
C.实际功率的大小 D.通过电流的大小
(7)如右图所示电压表读数正常,但电流表指针不动,可能的原因是
A.电流表已烧坏,电路不通 B.电流表完好,电路已接通
C.电流表被短路 D.灯泡接线短路
(8)在测定小灯泡的电功率的实验中,当调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压高于额定电压的1/5时,小灯泡的实际功率是额定功率的
A.6/5倍 B.5/6倍
C.36/25倍 D.4/50倍
课件21张PPT。请同学们思考两个问题。
1、电功率是表示什么的物理量?
2、有哪些计算的方法?电功率的计算公式P=W/tP=UI一、导 入电功率是表示消耗电能快慢的物理量想想议议: 回顾上一章 “测量小灯泡的电阻”的实验,能想办法测量小灯泡的电功率吗?根据公式:P=UI,测量出小灯泡两端的电压和流过灯泡的电流,就能求出电功率.1.实验目的:测量小灯泡的额定功率和实际功率2.实验原理:3.应该测量的物理量:
______和______。电压电流P=UI4.实验器材:
额定电压为2.5V的小灯泡一个,
_________,开关,滑动变阻器,
_________,________,导线若干。电压表电流表电源二、测量小灯泡的电功率(1)实验中为什么加入滑动变阻器?
答:为了能 连续改变小灯泡两端的电压使其达到一定值。想一想 (2)怎样连接小灯泡与滑动变阻器?为什么?答:串联 ,为了能用滑动变阻器改变电路中的电流,从而改变小灯泡两端的电压。
想一想(3)电流表、电压表应分别连在什么位置上?答:电压表应与小灯泡并联,电流表应与小灯泡串联。
想一想(4)滑动变阻器的滑片在闭合开关前应该放在什么位置?为什么?答:电阻值最大的位置,保护电路的作用。
想一想5.实验步骤:(1) 设计电路,连接电路.
(2) 开关闭合前,滑动变阻器移到最大值.
(3) 调节滑动变阻器,使电压表示数小于,
等于和略大于灯泡的额定电压.分别
读出电流表的示数,并且观察小灯泡
的亮度. 设计测量小灯泡电功率的实验电路图动画演示:测小灯泡的电功率实验记录表实验记录表实验记录表小灯泡的实际电功率不一定等于额定功率实验分析:模拟实验练习1、在测量额定电压为“3.8V”的小灯泡的额定功率的实验中,电源电压为6V;小灯泡的功率不超过1.5W,则关于电压表和电流表的量程选择正确的是( )
A、0~3V 0~0.6A
B、0~15V 0~0.6A
C、0~15V 0~3A
D、0~3V 0~3AB练一练2、在测量小灯泡(2.5V 0.5A)电功率的实验中,(1)电源应至少选择____节干电池,
(2)要测量小灯泡的额定功率,闭合开关后,正确的操作为___________
__________________________________. (3)某次实验时
电压表和电流表的
示数如图所示,
则此时小灯泡的
实际功率为 W。调节滑片使电压表的示数为2.5V,记下电流表的示数0.51二练一练3、一个灯泡的灯丝烧断了,把断了的灯丝搭在一起,灯泡会更亮。怎样解释这个现象?练一练没有艰苦的学习,就没有最简单的科学发明。测量小灯泡的电功率
用电压表、电流表测量小灯泡电功率的实验是初中电学实验的重点之一,也是各省市中考重点考查的实验之一。考试中,除了考查实验原理、电路图、连接实物电路和读仪表的能力外,为了培养同学们动手动脑的能力,还出现了一些创新性题型(如考查对电路故障分析和解决实际问题的能力等等),笔者对近年来中考中出现的相关考点进行了归纳整理,希望对学生了解和掌握该实验有所帮助。
一:知识梳理
[实验目的]测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率
[实验原理]根据公式P=UI,测出灯两端电压和通过灯泡电流,计算出小灯泡的电功率
[实验器材]电源、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线
[实验电路]根据实验的目的和原理设计如下电路
[实验注意事项]
1、按电路图连接实物电路时注意。
(1):连接过程中开关应始终处于断开状态。
(2):实验前,首先要根据小灯泡的额定电压,需选择合适的电源,并估计电路中电流、电压的最大值,选择合适量程的电流表、电压表,同时还要注意电流表、电压表正负接线柱的连接;选择滑动变阻器要满足通过滑片的移动能改变小灯泡两端的电压略大于、等于和略小于灯泡的额定电压,并保证正确接法(一上一下)2、合上开关前,应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上,若不是,要弄清楚什么位置是最大位置并调整。
3、调节滑动变阻器的过程中,要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小,怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小。
4、根据串联分压的原理,熟练地调节滑动变阻器,测出小灯泡在三种不同电压下使用时的实际功率,但不要误以为三次测量后要计算平均功率,小灯泡的电功率是随电压的变化而变化的,这与伏安法测电阻中多次测量取平均值来减小误差是不同的,小灯泡的电功率的测量是没有平均值而言的,也是没有物理意义的。
二:中考考查类型及典例
[中考考查类型一]实验所需测定的物理量,实验过程中操作的顺序及其原因分析;重要实验步骤及仪器安装、电路连接以及对实验数据分析并求解相关问题的考查。
典型题例一:在“测定小灯泡额定功率”的实验中,电源为两节新的干电池,小灯泡的额定电压为2.5V,灯丝的电阻约为8Ω,滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样。
(1)实验的原理(用公式表示)是________________。
(2)请在虚线框内画出该电路的电路图。
(3)在连接电路时,开关应处于_______状态,滑动变阻器的滑片应调到____处。
(4)请用笔画线代替导线,把图中的电路元件连接成实验电路。(连线不得交叉)
(5)实验过程中,调节滑动变阻器,当电压表的示数为_____V时,灯泡正常发光。若此时电流表的示数如图所示,则通过灯泡的电流为_____A,小灯泡的额定功率是___W。
(6)为了能得到比较准确的小灯泡的额定功率,小明改变了接入电路的滑动变阻器的阻值,分别得到三组数据,算出三个电功率值,再求平均值,他这样做合理吗?为什么?
答:_____________________________________________________________。
(7)正确连接好电路,闭合开关后,发现灯泡两端的电压只有2V,这时应调节滑动变阻器的滑片向_______移动(依实物图),使电压表的读数为_________V,才能使小灯泡正常发光。
(8)实际实验的有关记录与计算如下表:
实验次数
电压/V
电流/A
功率/W
1
2.0
0.26
0.52
2
2.5
0.30
0.75
3
3.0
0.32
0.96
该同学注意到小灯泡的亮度变化是:第一次比第二次暗,第三次比第二次亮。你认为,根据他观察的现象和实验数据分析,可得出一些什么结论呢?请说出两点(两点的意思应不同) ;
。
答案:(1)P=UI (2)如下图所示
(3)断开、滑动变阻器最大阻值处 (4)略 (5)2..5 0.3 0.75(6)不合理 实验测量的是小灯泡在三种不同电压下使用时的实际功率,小灯泡的电功率是随电压的变化而变化的,小灯泡的电功率的测量是没有平均值而言的,也是没有物理意义的 (7)略(依实物图) 2.5 (8)灯泡两端电压越大,功率越大;灯泡实际功率越大,灯泡越亮
[中考考查类型二]根据所给测量工具或自选测量工具或在测量工具不够的情况下,如何设计实验来测量小灯泡的额定功率
测定小灯泡电功率通常采用伏安法,用电压表测电压,用电流表测电流,但如果缺少其中某一电表或其中某一电表量程损坏,如何采用转换法,来设计实验进行测量。
1:电压表和定值电阻替代法测量小灯泡的额定功率
典型题例二:现有电压表、滑动变阻器、已知阻值的电阻R0、额定电压为2.5V的待测小灯泡、电池组、开关各一个、导线若干,利用以上器材测定该小灯泡的额定功率。要求:在方框内画出实验电路图
写出实验的步骤:
写出测定小灯泡的额定功率的表达式:
答案:(1)如下图所示
(2)实验步骤:
a:根据电路图连接电路,电压表并联在小灯泡的两端;
b:闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5V;
c:滑片不动,再将电压表并联在R0两端,闭合开关记下电压表的示数U2
(3)小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V U2/ R0
2:电流表和定值电阻替代法测量小灯泡的额定功率
典型题例三:现有电流表、滑动变阻器、已知阻值的电阻R0、额定电压为2.5V的待测小灯泡、电池组、开关各一个、导线若干,利用以上器材测定该小灯泡的额定功率。要求
在方框内画出实验电路图
(2)写出实验的步骤: 。
(3)写出测定小灯泡的额定功率的表达式: 。
答案:(1)如下图所示
实验步骤:
a:根据电路图连接电路,先将电流表与电阻R0串联;
b:闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表的示数I0和R0的乘积为2.5V;
c:滑片不动,再将电流表与小灯泡串联,闭合开关记下电流表的示数I
小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V· I
3:伏安法的转换法测小灯泡的额定功率
典型题例四:在用电流表、电压表测小灯泡功率的实验时,灯泡上标有“3.4V” 字样。小红设计了实验电路图,如图甲所示,并连接了部分实验电路,如图乙所示。
(1)请帮助小红完成实验电路的连接。
(2)假若电压表15V量程损坏,3V量程能正常使用,电源电压为6V且稳定不变,仍利用现有的器材完成实验,你认为如何操作___________________ 。
答案:(1)略。
将电压表接在滑动变阻器两端,调节滑片,当电压表的示数为2.6V时,就表明灯泡正常工作了,记下电流表的示数。
4:通过测量小灯泡正常发光时的电流来测量小灯泡的额定功率
典型题例五:萧宏同学设计了一种实验方案测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率(其中电源电压未知,电阻R的阻值已知)。
方案为:(1)电路图如上图所示,将开关S拨到位置1,移动滑片P至任一位置,读出电流表的示数I1。
(2)将开关S拨到位置2,滑片位置不动,读出电流表的示数I2。
(3)现算出灯泡的电阻RL= (请你用所测的物理量表示),再根据P0=U02/RL,计算出小灯泡的额定功率。他按此方案测量,发现实验结果与真实值相差较大,原因是 。
仔细分析后,他认为要准确测出灯泡的额定功率,只需将上述步骤(1)改为
。
答案:(1)I1R/(I2-I1)
(2)灯丝电阻随温度而变,测出的R值不是正常工作状态下的电阻。
(3)开关S拨到位置1,移动滑片,直至电流表示数为3.8V/R。
[中考考查类型三]:实验故障分析
电学实验中的故障一般有这样几种情况:连接电路时,开关未断开;滑动变阻器未以最大阻值接入电路;电表连接方式错误(电压表并联、电流表串联);电表量程选择错误;电表测量对象错误;滑动变阻器连接错误;用电器短路;用电器断路等等。
典型题例六:小明在用电流表和电压表测量额定电压为2.5V小灯泡电功率的实验中,,所用仪表完好,按照电路图连好电路后,在实验过程中分别出现了下列情况,请你帮他找出各自故障的原因。
(1)连接好电路,闭合开关后,看到电流表指针如下图所示偏转,原因是:__________________ _。
(2)将最后一根导线刚连好,马上看到灯泡发光,原因是:______________________________ ___。
(3)闭合开关后发现灯泡不亮,你认为电路故障原因不可能是( )
A.灯泡没有旋进灯座
B.开关接触不良
C.灯泡的灯丝断了
D.电流表被短路
(4)连接好电路,闭合开关后,发现小灯泡不亮,而电压表有示数,电流表示数为零,产生这一现象的原因是_____________________________。(写出一条即可)。
(5)连完电路并闭合开关后,发现小灯泡不亮,电压表示数为零,电流表有示数,产生这一现象的原因是_________________________________。
(6)接好电路后,闭合开关发现小灯泡特别亮,其原因是 。
(7)当闭合开关时,小灯泡较暗,滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度,其原因是: 。
(8)若在实验中电流表、电压表都正常工作而且都有示数,灯泡能发光,滑动变阻器也能正常工作,但无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数都低于2.5V,则原因可能是(只写出一条即可); 。
答案:
(1)电流表的“+”“-”接线柱接反了。
(2)连接电路时,开关未断开。
(3)D
(4)小灯泡处发生断路;电压表串联在电路中,电流表并联在小灯泡两端
(5)小灯泡处发生短路
(6)滑动变阻器未以最大阻值接入电路
(7)滑动变阻器接了下面两个接线柱,滑动变阻器相当于一个定值电阻
(8)电源老化(或电源电压不够)