15.2 电功率 第5课时 学案

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第5课时 电功率（二）
预习目标
1．理解测定小电灯电功率的方法，能根据测量电功率的实验需要，正确选择器材，设计电路和确定实验步骤，会记录实验数据及现象．
2．会根据实验数据及现象进行分析，会处理实验过程中的实验故障．
教材导读
一、温故：测量定值电阻的阻值
1．实验原理：______________．
2．测量电阻需测量的物理量：_______、_______．
3．测量电阻的方法：_______．
4．实验电路图：请你在右边虚线框中画出．（想一想需要哪些器材）
5．实验步骤：
(1)按照电路图连接实物图．
(2)在连接电路的过程中，开关应_______，滑动变阻器的滑片应放在_______．检查无误后，闭合开关，移动滑片，记下电阻两端的电压和通过的电流，将数据记在表格中．
(3)______________________________________________________________________．
(4)算出每次的电阻值，求出平均值，
二、探究新知：测量小电灯的额定功率和实际功率
1．实验原理：_______．
2．测量电功率需测量的物理量：_______、_______．
3．测量电功率的方法：_______．
4．设计实验电路图：请你在右边虚线框中画出．
5．实验器材：
(1)从电路图中看出需要器材及数量：额定电压为2.5 V小灯泡一个、_______、_______、_______、_______、_______以及导线若干．
(2)请你根据所设计的电路图用笔画线代替导线，将下面所提供的实物连接起来．
　6．进行实验
　(1)检查电流表和电压表的指针是否_______，如有偏差，则要将指针调至_______．开关处于_______状态．
(2)按照如图所示的实物图连接电路，注意滑动变阻器的滑片处于_______的位置，选择电压表的量程为_______，选择电流表的量程为_______，接通电路．
(3)调节滑动变阻器，使电压表的示数_______小电灯的额定电压，读出此时_______的示数，从而计算出小电灯的额定功率，并观察小电灯的亮度．
(4)调节滑动变阻器，使电压表的示数略大于小电灯的额定电压（一般可高出额定电压的），读出此时_______的示数，从而计算出小电灯的实际功率，并观察小电灯的亮度．
(5)调节滑动变阻器，使电压表的示数小于小电灯的额定电压，再读出此时_______的示数，从而计算出小电灯的实际功率，并观察小电灯的亮度．
7．收集证据
下表是肖卉同学在测量小电灯的功率实验中所记录的实验数据．(小电灯的规格：额定电压为2.5 V)
8．实验结论
(1)该小电灯的额定功率是_______ W．
(2)小电灯的实际功率随外加电压的变化而变化，当所加电压等于额定电压时，小电灯的实际功率才_______额定功率；所加电压大于额定电压时，小电灯的实际功率_______额定功率；当所加电压小于额定电压时，小电灯的实际功率_______额定功率．
(3)小电灯的亮暗与_______有关，当实际功率_______额定功率时，小电灯正常发光；当实际功率_______额定功率时，小电灯特别亮；当实际功率_______额定功率时，小电灯比较暗．
例题精讲
例1　小明用下列器材测小灯泡的电功率，请你替他完成下列步骤．
(1)设计出实验电路图．
(2)根据电路图用笔画线代替导线，将图甲中的实物连接完整．
(3)在连接电路的过程中，开关应处于_______状态，滑动变阻器的滑片P应调至_______处．
(4)如图乙所示，电压表的示数为_______，电流表的示数为_______，则所测小灯泡的功率为_______．
提示：本题中没有明确表示出电压表和电流表的量程，因此在连接电路图时应根据图中电压表和电流表的表盘所接的量程来选择，读出电压表和电流表的示数后，代入公式P＝UI，计算小灯泡的功率．
解答：(1)实验电路图如图丙所示
(2)连接实物图如图丁所示
(3)断开阻值最大
(4) 4V 1.3A 5.2W
点评：本实验题通过考查测量小电灯功率的实验步骤，着重考查了同学们的实验设计能力、连接线路能力、读取电表示数以及计算小电灯功率的能力．
例2　在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，给出的器材：标有“3.8 V”字样的小灯泡（小灯泡正常发光时电阻大约为10 Ω）、电流表（量程“0～0.6 A”、“0～3 A”一只）、电压表（量程“0～3 V”、“0～15 V”一只）、电源（3V一个、6V一个）、滑动变阻器（“10 Ω 1A”一个、“10 Ω 0.3A”一个）、开关一个、导线若干．
(1)请在图甲虚线框中画出实验电路图．
(2)请选择实验器材：
实验中电源应选______________：电流表量程应选______________；电压表量程应选______________；滑动变阻器应选______________．
(3)电路连接无误后，闭合开关．移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为_______V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示为_______A，则该小灯泡的额定功率为_______W．
提示：选定的器材应保证实验能正常进行．如若电源电压选6V，因滑动变阻器在滑动过程中，它的两端还要分担一部分电压．否则小灯泡两端的电压就难保证为3.8 V；因小灯泡正常工作的电阻约为10 Ω，故小灯泡正常工作时的电流I＝0.38 A，电流表应选“0～0.6 A”量程；电压表应选“0～15 V”量程．当小灯泡两端的电压为3.8 V时正常工作，读出此时电流表的示数，根据P＝UI即可算出小灯泡的额定功率．
解答：(1)电路图如图丙所示 (2)6 V 　0～0.6 A 　0～15 V　“10 Ω 1 A” (3)3.8　0.38 1.444
点评：这类题考查的重点是实验器材的选择与使用，在测定小灯泡的额定功率时，电源是给小灯泡及电路提供电压的，电源电压高于小灯泡的额定电压；电压表量程的最大值应高于小灯泡的额定电压；电流表量程的最大值应高于小灯泡正常工作时的电流；滑动变阻器的额定电流应略大于小灯泡正常工作时的电流，且其阻值变化范围应满足分压要求，
例3　在“测定小灯泡的功率”的实验中，某同学在实验时选用额定电压为2.5 V的小灯泡（电阻约为10 Ω），电源为2节干电池，规格为“30 Ω 1A”的滑动变阻器．
(1)请按图甲用笔画线代替导线，把图乙的实物电路连接完整．
(2)正确连接电路后，闭合开关前应把滑动变阻器的滑片移到_______的位置．
(3)（多选题）若电路元件完好，且连接正确，闭合开关后，下列现象中会出现的是 ( )
A．小灯泡不能正常发光
B．电流表示数为零
C．电压表示数为2.5 V
D．若移动滑动变阻器的滑片，电流表，电压表的示数随着改变
(4)（多选题）若小灯泡灯丝已断，闭合开关后，下列现象中会出现的是 ( )
A．电流表指针不偏转 　　　　　B．电压表指针不偏转
C．电压表示数为3V 　　　　　　D．滑动变阻器失去调节作用
提示：在“伏安法”测电阻或测功率的实验中，闭合开关前，为了保护电路元件（主要是电流表），滑动变阻器的滑片要移到最大阻值的位置，这时电路中的电流最小，电路安全，元件不会损坏．小灯泡正常发光与否和小灯泡两端的电压是否等于额定电压有关．如果灯丝断了，由于电压表的电阻很大，即使开关闭合，电路仍然为断路状态，滑动变阻器失去了调节作用，但电压袁仍有读数．
解答：(1)如图丙所示 (2)最大阻值 (3)A 　D　(4)A　 C　 D
点评：本题着重考查的是实验操作过程中所出现的现象，以及电路由于故障之后所出现的一些不正常现象．同学们在实验过程中要重视实验中所出现的现象，要善于观察、分析和研究，不能一味追求实验结果或实验结论．
热身练习
1．小丽做“测量小灯泡电功率”的实验（小灯泡标有“2.5 V”字样）．
　(1)如图甲所示，小丽所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的接法．
(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作是_______．
A．更换小灯泡
B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
(3)实验过程中，当电压表示数为_______V时，小灯泡达到额定功率，此时电流表的示数如图乙所示，为_______A，小灯泡的额定功率为_______W．
2．在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，张超同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为6V的电源、额定电压为3.8 V的小灯泡和一个标有“20Ω 1.5 A”的滑动变阻器，设计了如图甲所示的电路．
(1)如果小灯泡的额定功率小于2W，电流表的量程选_______A为宜．
(2)请用笔画线代替导线，按如图甲所示的电路图，将图乙中的实物电路连接完整．（连线不得交叉）
(3)在实验中，若电压表示数为2V，则灯泡的实际功率_______（大于／等于／小于）额定功率．
(4)当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表示数增大，则滑动变阻器接入电路的接线柱应是_______，当电压表的示数为_______V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数为0.4 A，则小灯泡的额定功率为_______W．
(5)另一组的同学按同一电路连接好最后一根导线，小灯泡立即发出明亮耀眼的光并很快熄灭，检查后发现连线正确．请你找出实验中两个操作不当之处：
　　 ①__________________________________________________________________；
②__________________________________________________________________．
3．小明在做“测量小灯泡电功率”的实验，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5 V，小灯泡的额定电压为2.5 V(阻值约为10 Ω)．
(1)图甲是小明画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图乙中未完成的电路连接好．（要求：电流表、电压表选择合适的量程；滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小；导线不能交叉）
(2)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丙所示，则此时流过小灯泡的电流是_______A，小灯泡两端的电压是_______V，小灯泡的实际功率是_______W．
(3)改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，小明画出了小灯泡的电流I随其两端电压U变化的关系图像（如图丁所示），根据图像提供的信息，计算出小灯泡的额定功率为_______W，小灯泡灯丝的电阻随电压增大而_______（增大／不变／减小）．
参考答案
1．(1)如图所示 (2)C (3)2.5 0.24 0.6　2．(1)0～0.6 (2)如图所示 (3)小于 (4)A　3.8 1.52　 (5)①连接电路时开关没有断开　②没有将滑动变阻器的滑片P调到阻值最大位置
3．如图所示　(2)0.22 1.8 　0.396 (3)0.625
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