13.3 学生实验:探究——小灯泡的电功率
导学目标
1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。
2.理解额定功率和实际功率。
重点：用伏安法测量小灯泡的额定功率和实际功率。
难点：理解实际功率和额定功率的关系。
自主学习
1.原理：P＝________。
2.画出电路图：
3.设计实验记录表格
4.实验过程
(1)连接电路
(2)闭合开关，调节 ，使电压表的示数等于小灯泡的 电压，读出此时电流表的示数，观察小灯泡的发光情况，最后利用公式 求出额定功率。
(3)利用滑动变阻器调节小灯泡两端的 ，分别测出小灯泡两端的电压低于额定电压、略高于额定电压时的电功率，目的是探寻小灯泡的实际电功率、发光情况与实际电压之间的关系。
合作探究
1.提出问题：
小灯泡在不同电压下工作时，消耗的电功率是否相同？若不相同，如何测量？
2.制定计划：（完成表13-3的实验方案）
1.实验原理是什么？画出电路图
2.选择什么实验器材？连接电路时，每种器材需要注意什么事项？
3.如图，灯泡上的参数对实验有什么帮助？
4.为了方便记录数据，设计一个表格。
3 进行实验，收集证据:
温馨提示：
1.小组成员合理分工，团结协作。
2.准确及时记录数据。
3.需小心调节滑动变阻器，以免因实际电压超过额定电压太多，导致电压过大而烧毁灯泡。不能大于额定电压1.2倍。
4.实验完毕，及时断开开关，节约用电。
4.得出结论:
1.小灯泡在不同电压下工作时，其功率______________________。
2.小灯泡的实际电功率、发光情况与实际电压之间的关系。
当小灯泡U实=U额时，P实=P额；灯泡正常发光
当小灯泡U实>U额时，P实>P额；灯泡比正常发光时亮
当小灯泡U实
当堂检测
1．测量电功率的基本仪表有________和________，这种测量电功率的方法叫作________，测量电功率的原理是________。请在图甲所示虚线框中画出实验电路图，并用笔画线代替导线，按照你所画的电路连接图乙中的实物电路。
2．为了迅速准确地测定额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率，至少要________节干电池，为了提高测量的准确程度，电压表最好选用________V的量程。闭合开关后调节______________，使电压表的示数为________V，若此时电流表的示数为0.2 A，则小灯泡的额定功率为________W。
3．在“测定额定电压为3.8 V的小灯泡的额定功率”的实验中，小明同学拟用下列实验步骤，请你为他合理地排列一下顺序：____________。
A．闭合开关
B．断开开关，按电路图连接电路
C．将测量数据填入表格
D．移动变阻器滑片，使电压表示数为3.8 V
E．计算小灯泡的额定功率
F．读出电流表的示数
G．移动变阻器滑片，使滑动变阻器连入电路中的电阻最大
4．如图所示是小强同学做电学实验时所画电路图的一部分，其中小灯泡的铭牌看不清楚，根据此图，可以直接探究的问题是( )
A．测小灯泡正常发光时的电阻 B．测小灯泡消耗的电能
C．测小灯泡的实际电功率 D．测小灯泡的额定电功率
5．如图所示是“测量小灯泡的电功率”实验的电路图，连接完电路后，闭合开关，发现灯L不亮、电压表示数接近电源电压、电流表的指针几乎没有偏转，电路出现故障的原因可能是( )
A．灯L短路 B．灯L断路
C．电流表选择的量程太大 D．电压表选择的量程太大
6．在实验技能考试中，实验桌上准备的器材：学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测小灯泡及导线若干，在做“测量小灯泡的电功率”实验时，小明在连接电路的过程中，由于疏忽把两表的位置给颠倒了，其他连接正确无误，当开关闭合后，所产生的现象是( )
A．电流表将被烧坏
B．电压表将被烧坏
C．电压表有读数，电流表的读数几乎为0
D．电流表有读数，电压表的读数几乎为0
7．敬明同学是班里的实验“小老师”，他利用额定电压为2.5 V的小灯泡进行“测量小灯泡的电功率”的实验，已知电源电压为4 V。
(1)他在检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，他应将电流表的指针调到____________位置。
(2)图乙是他画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图丙所示的实物电路连接完整。
(3)经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的示数如图18－3－8所示，则此时通过小灯泡的电流是________A，小灯泡两端的电压是________V。记录好数据后，为了测量小灯泡的额定功率，在移动滑动变阻器的滑片时，眼睛要注意观察________表，直至其示数为________。
(4)他完成实验后，在帮助其他实验小组的过程中，发现某实验小组在完成本实验时电路出现故障。请你根据故障现象和检测结果，在下表的空格内写出发生故障的原因。
故障现象
检测结果
发生故障的原因
小灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数
取下小灯泡，电压表和电流表的示数均不变
(5)他在参与某实验小组进行评估时，发现该实验小组的实验记录分析表如下：
实验
序号
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
额定功率P/W
1
2.0
0.24
0.48
P额＝
≈0.71
2
2.5
0.28
0.70
3
3.0
0.32
0.96
你认为该小组的数据处理过程是否正确？答：________，理由：______________________________________________________________________。
我的收获
13.3 学生实验:探究——小灯泡的电功率
一、知识与技能
1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率.
2.理解额定功率和实际功率.
二、过程与方法
通过探究,体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并发现其变化的规律.
三、情感态度与价值观
用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器以及节约用电的意识.
【重点难点】
重点:用伏安法测量小灯泡的额定功率和实际功率.
难点:理解实际功率和额定功率的关系.
【新课导入】
导入1:复习导入
师:同学们,前面我们学习了伏安法测量电阻的方法,大家说一说它的测量原理和测量的基本思路是什么?
生:R=,用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,然后利用公式计算出电阻.
师:很好!那我们同样用电压表和电流表能不能测出灯泡的电功率呢?这节课我们就来研究一下这个问题.
导入2:情景导入
教师展示一只铭牌不全的灯泡.
师:(一边看上面的铭牌一边说)这只灯泡的额定电压是3.8 V,额定功率是……唉!额定功率缺失了,这怎么办?
你们能想办法测量出这只小灯泡的电功率吗?
生:能!
问题导入
师:上一节学习了电功率的知识,那么,小灯泡在不同电压下工作时,消耗的电功率是否相同?若不相同,如何测量?
生:回答.
师:这节课同学们自己动手,通过实验研究这个问题.
【课堂探究】
1.提出问题
小灯泡在不同电压下工作时,消耗的电功率是否相同?若不相同,如何测量?
2.制订计划:(完成课本表13-3的实验方案)
(1)实验原理是什么?画出电路图.
(2)选择什么实验器材?连接电路时,每种器材需要注意什么事项?
(3)如图,灯泡上的参数对实验有什么帮助?
(4)为了方便记录数据,设计一个表格.
3.进行实验,收集证据
【温馨提示】
(1)小组成员合理分工,团结协作.
(2)及时记录数据.
(3)需小心调节滑动变阻器,以免因实际电压超过额定电压太多,导致电压过大而烧毁灯泡.
(4)实验完毕,及时断开开关,节约用电.
4.得出结论
(1)小灯泡在不同电压下工作时,其功率 .?
(2)当小灯泡U实=U额时,P实=P额;
当小灯泡U实>U额时,P实>P额;
当小灯泡U实第三节 学生实验:探究——小灯泡的电功率
1.在测定小灯泡电功率的实验中,选用的电源电压应 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)小灯泡的额定电压.滑动变阻器应与灯泡 串联 在电路中,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于阻值最大位置处,这样做的目的是 保护电路 ,滑动变阻器的另一个作用是 调节灯泡两端的电压 .?
2.在“测定小灯泡电功率”的实验中,小灯泡的额定电压为3.8 V,灯丝的电阻约为5 Ω,如图所示是小明同学做这个实验时连接的电路,请指出图中存在的三处错误:
(1) 滑动变阻器接线柱都接在下面的两个接线柱上 ;?
(2) 电流表量程选大了 ;?
(3) 开关与电压表之间的线连错,导致灯泡短路了 .?
3.小华在做“测定小灯泡的电功率”实验时,选取了一个标有“2.5 V”字样的小灯泡进行实验,并连续进行了四次测量,如表所示是他得到的实验数据和观察到的现象.
次数
电压U/V
电流I/A
小灯泡亮度
1
1.50
0.32
发光微弱
2
2.20
0.38
较暗
3
2.50
0.40
正常发光
4
3.00
0.45
很亮
分析上表中的数据和现象,可得到:
(1)小灯泡的额定功率是 1 W.?
(2)小灯泡逐渐变亮,表明灯丝温度逐渐 升高 .?
(3)实验证明:在额定电压下,小灯泡可以正常发光;当实际电压大于额定电压时,实际功率 大于 额定功率,小灯泡 较亮 (选填“较亮”或“较暗”);当实际电压小于额定电压时,实际功率 小于 额定功率,小灯泡 较暗 (选填“较亮”或“较暗”).?
4.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,小灯泡的电阻约为10 Ω.
(1)实验电路图如图(甲)所示,请在图中的圆圈内正确填上电流表和电压表的符号.
(2)用笔画线代替导线把图(乙)所示的电路补充完整.
(3)按图连接好电路,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应调至 B (选填“A”或“B”)端;闭合开关并调节滑动变阻器使灯泡正常发光,这时电流表的指针位置如图(丙)所示,该小灯泡的额定功率为 0.6 W .?
解析:
5.如图(甲)所示是小红同学在“测量小灯泡的电功率”实验中连接的实验电路,小灯泡的额定电压为3.8 V,电源电压为6 V.
(1)当开关闭合,滑动变阻器的滑片向左滑动时,电流表示数 变大 ,电压表示数 不变 .(均选填“变大”“变小”或“不变”)?
(2)同组的小刚同学发现接线中有一处错误,所以才出现上述现象,而且只需要改动一根导线的连接,就会符合实验要求,改动方法是 电压表的负接线柱接到灯泡的左端 .?
(3)电路连接正确后,他们正确进行实验并将实验数据记录在表中,若第2次测量时电流表的示数如图(乙)所示,则此时的电流为 0.38 A,小灯泡的额定功率为 1.444 W.?
实验次数
1
2
3
电压U/V
3.0
3.8
4.5
电流I/A
0.34
0.42
用电能表测量家用电器的电功率
原理:P=.
器材:电能表,秒表.
步骤:(1)观察电能表的规格,从其表盘上记下每消耗1 kW·h的电能,电能表转盘的转数为N.
(2)断开家中其他用电器的开关,只让被测的用电器工作,观察家中电能表的转盘,记录电能表在转过n转时所用的时间t.
(3)计算出该用电器的电功率P=×3.6×106 W.
注意:
①测量前一定要断开其他所有用电器,只闭合待测用电器的开关.
②为了减小误差,要让电能表转的圈数n为整数,同时记下秒表的时间为t;电能表的转数应在几十转以上.
③这里的时间单位一定是秒(s),计算出用电器的电功率的单位是瓦(W).
④要测量用电器的额定功率,还要让用电器正常工作,即要保证用电器两端的电压为220 V时,才能进行上述实验测量.
