18.3测量小灯泡的电功率-教案—2021-2022学年九年级物理人教版全一册

第3节　测量小灯泡的电功率
教学目标
【知识与技能】
1．知道用伏安法测定小灯泡的功率．
2．知道如何测定小灯泡的额定功率和实际功率．
3．会设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序进行实验、读取数据、计算小灯泡的功率．
【过程与方法】
1．经历测量小灯泡功率的过程，对科学探究的要素有更全面的体验与理解．
2．通过实验，培养学生设计实验的能力、实验操作的能力、分析处理数据的能力．
【情感、态度与价值观】
1．通过实验过程，培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度．
2．通过讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度．
重点难点
【重点】
用伏安法测量小灯泡的电功率．
【难点】
设计实验电路图、表格，排除操作中遇到的困难．
教学过程
知识点一　“伏安法”测量小灯泡的电功率
【自主学习】
阅读课本P96－97，完成以下问题：
1．在实验中，需要测量三种情况下的电功率即电压等于额定电压的功率、电压低于额定电压的功率、电压高于额定电压的功率.
2．为了控制小灯泡的电功率，可以用滑动变阻器与小灯泡串联，从而控制小灯泡两端的电压.
3．可以用公式P＝UI来计算出电功率．
【合作探究】
探究　测量小灯泡的电功率
1．怎样测量小灯泡的电功率呢？
答：用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，就可以用公式计算出小灯泡的电功率．
2．所需的实验器材有哪些？
答：电源、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、导线若干．
3．设计的电路图是？
答：
4．实验步骤．
答：(1)按电路图连接好实物图，两电表选择合适的量程，同时把滑片置于滑动变阻器连入电路阻值最大处．(2)调节滑动变阻器，使电压表的示数略小于小灯泡的额定电压，记下电流表的示数，观察小灯泡的亮度．(3)调节滑动变阻器，使电压表的示数等于小灯泡的额定电压，记下电流表的示数，观察小灯泡的亮度．(4)调节滑动变阻器，使电压表的示数略大于小灯泡的额定电压，记下电流表的示数，观察小灯泡的亮度．(5)整理好实验器材．(6)运用公式P＝UI计算出三次电功率，分析灯泡亮度与电功率的关系．
5．实验数据．
答：
实验 次数 电压
U/V 电流
I/A 功率
P/W 小电灯
亮度
1 2.5 0.31 0.78 正常
2 2.0 0.25 0.50 较暗
3 3.0 0.38 1.14 较亮
6．分析论证．
答：(1)分析表格中的数据后发现小灯泡两端的实际电压越高，灯泡的电功率越大，灯泡的发光越亮．(2)小灯泡的亮度由实际功率决定，与额定功率无关．(3)小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个．
7．实验结论．
答：(1)当小灯泡的U实 ＝ U额时，P实 ＝P额，小灯泡正常发光．(2)当小灯泡的U实＜ U额时，P实＜P额，小灯泡发光较暗．(3)当小灯泡的U实＞ U额时，P实＞P额，小灯泡发光较亮，此时小灯泡可能被损坏．
【教师点拨】
1．测小灯泡的电功率实验，一般要注意如下三个方面：
(1)电路连接：要注意开关应断开，滑动变阻器应连入最大阻值，电流表和电压表正负接线柱接线方式、量程选择正确．
(2)电学计算：要求能从实验仪器的表盘上直接读取数据，运用公式R＝计算小灯泡的电阻，运用公式P＝UI计算小灯泡的实际功率和额定功率，计算时要注意物理量的一一对应性．
(3)规律探究：①会探究小灯泡亮度和电压、电流的关系，这时可以发现：小灯泡两端电压越大，通过的电流越大，小灯泡越亮．②会通过数据去探究小灯泡的电阻变化规律，此时一般可以发现：由于小灯泡温度的升高(发热所致)，小灯泡的电阻越来越大(或者说小灯泡的电阻不是一个定值)．
2．测电阻和测功率的电路图一样，实验器材也一样，但实验原理不一样(分别是R＝和P＝UI)．测电阻需要多次测量求平均值，减小误差，但测功率时，功率是变化的，所以求平均值没有意义.
【跟进训练】
李明同学设计了如图电路测量小灯泡的电功率．
(1)根据图示电路(实物图)，画出电路图．
解答：
(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至A(选填“A”或“B”)端．
(3)实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，该同学利用P＝UI计算出小灯泡的电功率．若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏大(选填“大”或“小”)，原因是电流表测量的是通过小灯泡和电压表的总电流，电压表测小灯泡电压，故电功率测量结果与真实值相比偏大.
知识点二　用电能表测量用电器的电功率
【自主学习】
阅读课本P96－97，完成以下问题：
1．电能表上的参数“2 500 revs/(kW·h)”表示的含义是每消耗1_kW·h的电能，电能表上的转盘转过2_500转.
2．电功率的定义式是P＝.
【合作探究】
如何用如图所示的电能表和秒表测量出某用电器的电功率？
答：首先根据电能表转盘转过的转数n计算消耗的电能，若电能表表盘标有Nr/(kW·h)，则转盘在时间t内转过n转消耗的电能W＝ kW·h；再根据公式P＝计算出用电器的电功率为P＝＝.
【教师点拨】
在用电能表和钟表测量用电器的电功率时应注意如下问题：
1．应将其他用电器的开关断开，只让待测用电器工作．
2．应让电能表的铝盘转的转数为整数，这样便于计算．
3．应该选用一个转速较大的电能表和一个功率较大的用电器来做实验，效果会更好．
【跟进训练】
1．某电能表上标有“3 000 r/(kW·h)”字样，现用它测量接在它上面的一只灯泡的实际功率，只让这一盏灯使用3 min时，铝盘转过15转，则电流表这段时间内做功1.8×104 J，则灯的实际功率为100 W.
2．小明想利用电能表测出家中微波炉的电功率．他观察到电能表上标有1 600 imp/(kW·h)(imp的含义是闪烁次数)，当电路中只有微波炉工作时，测出1 min内指示灯闪烁32次，1 min内微波炉耗电0.02 kW·h，它的电功率为1_200 W.
课堂小结
测量小灯泡的电功率　
练习设计
完成本课对应训练．