沪科版九年级上册物理 第16章 【教案一】16.3 测量电功率

第三节
测量电功率
教案
教学目标：
⒈会测小灯泡的额定功率和实际功率，进一步练习使用电流表、电压表和滑动变阻器。
⒉培养学生制定计划与设计实验的能力。
⒊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。
重点、难点：
制定计划与设计实验是本节的重点；自己设计电路测量小灯泡的功率和各种故障的排除的本节的难点。
教学准备：
实验器材：干电池2节、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1只，“2.5V”的小灯泡1个（附灯座），导线若干（以上器材每实验小组一套）
教学设计：
教师活动
学生活动
说明
复习引入：
出示课前测评
①
是电功率，电功率的大小表示是电流做功的
。
②电功率的计算式P=
=
③
是额定电压，
是额定功率。
④一只灯泡标有“220V
40W”，它的含义是
。
常用的小灯泡标有额定电压（如1.5V，2.5V，3.8V）而未标明额定功率，那么它的额定功率如何知道呢？[]
引入新课教学，板书课题，并出示学习目标。
新课教学
⒈制定计划与设计实验
⑴点拨思路：电功率的计算公式是？
由P=UI可以看出，要测小灯泡的功率需测量的物理量有？
如何使小灯泡两端电压正好等于其额定电压呢？
⑵让学生画出实验电路图
并让学生指出根据电路图需选择的器材、仪器有哪些？画出实验装置图。
⑶为测小灯泡的额定功率和实际功率，应设计怎样的记录表？
师强调学生要观察各种情况下灯的发光情况。
⒉进行实验与收集证据
⑴找一生试述实验的步骤
师强调注意的问题，并总结步骤如下：
①按设计电路图连接实物。
②检查电路无误后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，此时注意观察电压的示数，当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数，代入P=UI公式算出小灯泡的额定功率。
③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，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI，算出小灯泡此时的实际功率。
④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数，代入公式P=UI，算出小灯泡此时的实际功率。
⑤整理实验器材。
电压（V）
电流（A）
电功率（W）
灯泡发光情况
U=U额
U＞U额
U＜U额
⑵学生进行实验，师巡回指导
①解决同学们在实验中遇到的疑难问题。
②指导学生掌握正确的操作方法和实验技能。
③掌握实验的进展，记录下实验做得好的小组。
⒊交流与合作
实验后再与周围同学交流，回答课本上的两个问题。
师了解学生交流的情况。
⒋利用家用电能表测算家用电器电功率
本实验安排学生在家长的帮助下课外完成，课内强调实验的方法及测算方法。
测算方法强调如下：
⑴表盘每转一圈电流所做的功：
W0=3.6×106/3000J=1.2×103J。
⑵在时间t内表盘转n圈所做的功：
W=nW0=
n×1.2×103（J）。
⑶电吹风的电功率
P=W/t=
n×1.2×103/t（W）
总结扩展：
⒈给你电源、变阻器、开关、电流表和一只定值电组及导线若干，如何粗略地没出一小灯泡上额定功率？（如电流表换成电压表呢？）注：额定电压已知
⒉一辆汽车上用的灯泡上标有“12V
××W”（××看不清），为了确定该灯泡的额定功率，下列方法中最佳的方案是（
）
A、接入12V电源，使之正常发光，再与有标记的灯泡比亮度来判断
B在实验室中用干电池和等测出灯泡的电阻值，再用P=U2/R计算[]
C、接入12V的电源本上，用测出灯泡中的电流，再用P=UI计算
D、直接与标有“12V”的灯泡从外观上比较确定。
做题
思考
认标
回答：P=UI
回答：灯泡两端的电压U与灯泡中的电流I
思考回答：电路中串联滑动变阻器画实验电路图并交流，说出应选择的器材，画出装置图。
思考确认实验数据记录表格的确定。
明确实验的具体步骤[]
[]
进行实验与收集证据
完成实验及数据处理后，再对课本上的两个问题进行讨论
阅读“迷你实验室”后展开讨论：⒈测一只电吹凤的电功率的方法？⒉如何测算？
讨论交流，理清解答过程。
布置作业：
⒈在家长协助下完成用电能表和钟表测家用电器的电功率的实验。
板书设计
第三节
测量电功率
一、测量小灯泡的电功率
⒈实验目的：测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的实际功率。
⒉实验原理：P=UI
⒊实验电路图：
⒋实验器材：
⒌实验数据记录表：
电压（V）
电流（A）
电功率（W）
灯泡发光情况
U=U额
U＞U额
U＜U额
[]
二、电能表和钟表测家用电器的电功率：
⒈实验方法：
⒉测算方法：
第一步，表盘每转一圈电流所做的功：
W0=3.6×106/3000J=1.2×103J。
第二步，在时间t内表盘转n圈所做的功：
W=nW0=
n×1.2×103（J）。
第三步，用电器工作时的电功率P
P=W/t=
n×1.2×103/t（W）
教学反思：
教学参考
家用电能表的使用常识
⒈常见家用电能表的规格及选用
电能表一般分为单相表和三相表两种。家庭使用的是单相表，其额定工作电压为220V，额定频率为50Hz，额定工作电流型号不同而有2.5A，3A，5A，10A等不同规格，通常在家用电能表的额定负荷电流数字后有一个括号，括号内标有额定电流数值2倍的数字，如“2.5（5）A”字样，这说明2.5A的电能表可以承受到5A的工作电流仍能保证安全运行，但是在这样超负荷的情况下是不能长期运行的。
根据以上介绍的额定电压和额定电流，就可用公式P=UI来算出电能表能承爱多大功率。如家中电器总功率为1100W，则应先用5A的电能表，考虑到电能表的过载能力和电器并不同时使用的情况，一般5A的电能表可应用功率总和为2200W左右的家用电器。但若家里需要装使用时间较长的大功率用电器，例如空调机、电热汀等，则必须视需要到供电部门申请更换额定电流较大的电能表[如规格为“10（20）A”的]，否则将使电能表损坏甚至引起火灾。另外使用时应特别注意，尽量不要几个大功率的电器同时使用，以免烧掉熔丝和损坏电能表。
⒉检验家用电能表是否走准的简便方法
打开家中某一盏灯后，测量一下这时电能转一圈需要多长时间（转盘上都有一个红色标志），把这盏灯的功率和电表转一圈的时间记下来，再换一盏灯，同样记下这两个数字。然后对照下表：
电器功率P/W
10
15
25
40
50
60
80
200
…
转一圈的时间t/s
120
80
48
30
24
20
15
12
…
表中的数字是怎么计算出来的呢？我们知道，1kW·h就是功率为1000W的电器1h用的电能，即1kW·h=1000W×3600s＝3.6×106J。
若电表盘面上标着“3600R/1kW·h”，则表示消耗1kW·h电需转3000圈，因此每转一圈所用的电能为3.6×106J/3000r=1.2×103J/r。
若某电器的功率是P（W），使用时电表转一圈要用多少时间呢？这可应用以下公式计算
t=（1200J/r）/
PW=1200（s/r）/
P。
实际计算时，只要用t=1200/P即可，式中P就是所用的电器功率。
当然，实际测量时总有一定误差（尤其测量时间用手表的话，必定有误差）。例如当开40W电灯时，记录到的时间是29s，开15W电灯的时间即是81s，等等。这些数字虽然与上述表中不完全符合，但可以认为被检验的表仍然是走准的。
如果电能表不是消耗1kW·h的转数为3000r，而是1000r，那么只要将上式中的3000换成1000即可。