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人教版
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物理
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九年级（下）
第18章
第3节
测量小灯泡的电功率
1.进一步熟悉电流表、电压表和滑动变阻器的使用，会运用它们测算小灯泡的实际电功率和额定电功率；
2.通过实验，体验小灯泡的电功率随它两端电压的变化而变化的规律；
3.通过实验认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响，培养科学使用用电器的意识。
【重点】伏安法测量小灯泡电功率的方法和步骤。
【难点】实验方案、实验步骤的设计和实验结论的得出。
学习目标
比较不同电压下灯泡的发光情况
新知导入
怎么测量灯泡的电功率呢？
只知道额定电压
不知道额定功率
新知导入
不同情况下小灯泡的电功率
小灯泡两端的电压等于额定电压
小灯泡两端的电压小于额定电压
小灯泡两端的电压大于额定电压
额定功率
实际功率
实际功率
新知导入
知识点
“伏安法”
测量小灯泡的电功率
1
P
=
U
I
电压表
电流表
伏安法
用电流表和电压表测量小灯泡的额定功率和实际功率。
实验目的
实验原理
新知探究
开关
电源
实验器材
电压表
电流表
小灯泡
滑动变阻器
导线
新知探究
S
L
A
V
P
实验实物图
实验电路图
新知探究
滑动变阻器的作用
1.保护电路；
2.改变小灯泡两端的电压，使其分别等于、低于或高于额定电压，以便测得小灯泡在不同电压下的不同电功率并比较小灯泡的发光情况。
新知探究
①移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压分别为额定电压、
低于额定电压、高于额定电压（约
1.2U额）
；
②记录电压表和电流表的示数，观察比较灯的亮度有何区别。
实验方案
实验数据记录表格
次数
电压U/V
电流I/A
发光情况
电功率P/W
1
2
3
小灯泡的额定电压是____V。
2.5
2.5
2.0
3.0
新知探究
①
将电压表和电流表指针调零，断开开关，按照电路图连接电路，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。
②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数依次为等于额定电压、低于额定电压和高于额定电压，依次记下电压表示数U和对应的电流表示数I，分别将数据和小灯泡的发光情况记录在表格中；
实验步骤
③根据实验测量数据，计算小灯泡的额定功率和实际功率；
④分析并比较电功率的大小与小灯泡发光情况的关系。
新知探究
新知探究
新知探究
实验数据记录与分析
次数
电压U/V
电流I/A
发光情况
电功率P/W
1
2.5
0.24
正常发光
0.60
2
3
2.0
0.20
偏暗
0.40
3.0
0.28
过亮
0.84
实验数据记录与分析
次数
电压U/V
电流I/A
发光情况
电功率P/W
1
U实=U额
I实=I额
正常发光
P实=P额
2
3
U实<
U额
I实<
I
额
偏暗
P实
额
U实>
U额
I实>
I
额
过亮
P实>P
额
①
小灯泡两端的实际电压越高，电功率越大，灯泡越亮；
②小灯泡的额定功率只有一个，实际功率可以有多个。
同一类型灯泡的亮度由其实际功率决定。
新知探究
思考讨论
某同学在表格中设计了平均电功率一栏，这样合理吗？
次数
电压U/V
电流I/A
发光情况
电功率P/W
1
2
3
2.5
2.0
3.0
平均电功率P/W
这三次的电功率是三个不同电压下的电功率，求平均值没有意义！
新知探究
不
同
点
相同点
测电阻
测电功率
①实验器材、电路图、电路的连接形式相同；
②记录的数据（电压表和电流表的示数）相同；
③使用滑动变阻器的目的相同（改变灯泡两端的电压和它的电流）。
伏安法测量小灯泡的电阻与电功率的对比
实验目的
实验原理
P＝UI
测小灯泡的电阻，认识温度对电阻的影响
测小灯泡的电功率，加深对额定功率和实际功率的理解
R＝
U
I
新知探究
常见故障
原因分析
闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压表无示数
①电源、电流表、导线、开关或滑动变阻器损坏；
②接线柱接触不良
闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表示数很大，等于电源电压
①灯泡断路；②电流表、电压表位置接反
电流表有示数，电压表无示数
灯泡短路
电流表与电压表的指针向零刻度左侧的方向偏转
电流表或电压表的“+”“-”
接线柱接反
电流表与电压表的指针偏转角度很小
①电流表或电压表的量程选择过大；
②电源电压过低；
③滑动变阻器接入阻值过大
新知探究
常见故障
原因分析
电流表指针超过最大刻度
①电流表或电压表量程选择过小；
②电路中出现短路；
③滑动变阻器接入电路阻值太小
移动滑动变阻器滑片时，电表示数及灯泡亮度无变化
滑动变阻器连接时，没有遵循“一上一下”的接线原则，滑动变阻器相当于定值电阻或导线
无论怎样调节滑动变阻器，电压表的示数总小于灯泡的额定电压
电源电压过低
灯不亮，电流表与电压表稍有偏转
①电源电压过低；
②变阻器连入电路的电阻过大
新知探究
选择亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，测量加在它两端的电压和通过它的电流，计算它的电功率。调节加在它两端的电压，获得几组数据。
将所得的电功率数值与小灯泡相比，在亮度相当的情况下，哪一个的电功率较小？
新知探究
比较三种不同类型电灯的发光情况
在亮度相当的情况下，发光二极管的电功率小
新知探究
典例1
如图所示是测定小灯泡电功率的实验电
路，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.灯泡断路
B.滑动变阻器短路
C.灯丝电阻值过大
D.滑动变阻器连入电路阻值过大
解析：若灯泡断路，则电流表无示数，故A错误；若滑动变阻器短路，则电流表、电压表都有示数，故B错误；若灯丝电阻过大，电压表有示数，故C错误；当滑动变阻器连入电路的阻值过大时通过灯泡的电流很小，它两端的电压也很小，D项正确。
D
新知探究
典例2
在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，实验用的是实验室常用的双量程电流表和电压表。
（1）请将甲图电路连接好；
（2）在闭合开关前，滑片应移到_______
（选填“左”或“右”）端；
（3）电路连接无误后闭合开关，但无论怎样移动滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路故障是___________。
左
小灯泡断路
新知探究
（4）实验时，要使小灯泡正常发光，应移动滑片使电压表的示数为_____V，此时电流表的示数如图乙所示，其示数为______A，则小灯泡的额定功率是______W。
3.8
0.7
2.66
在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，实验用的是实验室常用的双量程电流表和电压表。
典例2
新知探究
（5）实验时，由于电压表大量程的分度值是0.5V，所以让小灯泡恰好正常发光难以实现。
小明思考：电压表的小量程的分度值不
是0.1V嘛!
后利用现有器材重新设计了
一个电路从而解决了这个问题。
请画出这个电路的电路图。
在“测定小灯泡额定功率”的实验中，电源电压为6V，小灯泡的额定电压为3.8V，实验用的是实验室常用的双量程电流表和电压表。
S
L
A
V
P
典例2
新知探究
知识点
利用电能表测量用电器的电功率
2
秒表
电能表
实验原理
实验器材
P
=
W
t
电能表
秒表
待测电灯等用电器
新知探究
实验：用电能表测量小灯泡的电功率
新知探究
典例3
周末，妈妈在家用挂烫机熨烫衣物，善于观察的小华发现，当家里只有挂烫机单独使用时，30min后电能表示数由
变成了
，则这段时间挂烫机消耗的电能为_____kW·h，挂烫机的实际功率为_____W。
解析：
由表盘上两次示数可知这段时间消耗电能：
W=124.1kW·h－123.5kW·h=0.6kW·h，
所以挂烫机的实际功率：
P
=
=
=
1.2kW=1200W。
W
t
0.6
kW·h
30
60
h
0.6
0
1
2
3
5
0
1
2
4
1
1200
新知探究
测量小灯泡的电功率
实验原理
P
=
UI
用电能表测用电器的电功率
电路图
实验结论
小灯泡两端的实际电压越高，电功率越大，灯泡越亮
伏安法
S
L
A
V
P
课堂小结
1.在“测定小灯泡额定功率”的实验中，当手一动变阻器滑片时，眼睛应观察（
）
A.灯泡的发光情况
B.变阻器滑片的位置
C.电压表的示数
D.电流表的示数
C
课堂达标
2.在今年的实验技能考试中，实验桌上准备的器材有：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放颠倒了，其他连接正确，当开关闭合后，所产生的现象是（ ）
A．电流表被烧坏
B．电压表被烧坏
C．电压表有示数，电流表的示数几乎为零
D．电流表有示数，电压表的示数几乎为零
C
课堂达标
3.某同学利用图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。电源电压保持4.5V不变，灯泡上标有“3
V
1
W”字样（灯丝的电阻不变）。闭合开关，将滑片P滑到某一位置时，电压表的指针指示的位置如图乙所示。下列说法错误的是（ ）
A．灯泡的额定功率为1
W
B．灯泡正常发光时的电阻为9
Ω
C．灯泡的实际功率为0.64
W
D．此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比为7：8
D
课堂达标
S
课堂达标
解析：
（1）由灯泡铭牌“3V
1W”可知灯泡的额定功率是1W；
（2）灯泡正常发光时的电阻
；
（3）灯泡和滑动变阻器串联，此时灯泡实际电压U实=U总－U=4.5V－2.1V=2.4V，灯泡的电阻不变，所以，此时灯泡的实际功率:
；
（4）此时灯泡和滑动变阻器的阻值之比：
。
R
=
=
=9Ω
U额2
P额
(3V)2
1W
P实
=
=
=0.64W
U实2
R
(2.4V)2
9Ω
=
=
=
U灯
U滑
R灯
R滑
2.4V
2.1V
8
7
S
4.如图所示的四个电路中，电源电压已知，电阻R的阻值已知，根据电压表或电流表的示数，无论直接还是间接均不能求出灯泡电功率的电路是（
）
C
课堂达标
5.某电炉在额定电压220V下的功率为1000W，当实际电压只有额定电压的80%时，若电炉的电阻保持不变，此时电炉的实际功率是多少？
解：
P实
=
U实2
R
P额
=
U额2
R
课堂达标