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1、第3节 测量小灯泡的电功率 教学设计教学目标1进一步巩固电流表、电压表和滑动变阻器的使用。2经历完整的实验探究过程，进一步体会科学探究的过程。3在测量小灯泡电功率的过程中，进一步体会小灯泡的实际电功率随加在小灯泡两端的电压的改变而改变。4在实验探究的过程，逐步养成精益求精的科学态度。教学重难点教学重点：测量小灯泡电功率的实验设计、额定功率与实际功率的区别教学难点：测量小灯泡电功率的实验设计、实验操作、数据分析教学用具干电池、导线、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表。相关资源图片资源等。教学过程课堂引入你们知道灯泡的铭牌上标明的瓦数是什么意思吗？它标示灯泡的额定功率。这个标示是否准确呢，我
2、们需要来测量一下。大家想一想我们用什么方法来测量呢？新知讲解一、方法猜想引导学生从以下几个方面猜想：1可以使用专用的功率表直接测量。2可以用电能表和秒表由P=W/t间接求出电功率。3可以用电流表、电压表，根据P=UI间接求出电功率。用电流表、电压表间接测量小灯泡的电功率，我们把这种方法称为伏安法测电功率。二、实验：测量小灯泡的电功率教师提出以下问题，让学生讨论回答。1在本实验中我们应该根据实验要求选择哪些实验器材？实验器材：干电池、导线、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表。2选择实验器材时，有哪些注意事项？选用的电源电压应高于灯泡的额定电压。认识所选小灯泡的额定电压。滑动变阻器允许通过的
3、最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值也应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。选择合适的电压表和电流表量程。电压表量程的选择要参照小灯泡的额定电压。若小灯泡的额定电压为2.5 V，则选0-3 V量程；若小灯泡额定电压为3.8 V，则选0-15 V量程。电流表量程的选择，应根据灯泡的额定电流来选择，如果不知道额定电流，可采用试触的方法来选量程。在连接电路时，开关应当处于断开状态，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。开关闭和前，滑动变阻器滑片应滑到阻值的最大端，以防止电路中电流过大，起保护电路的作用。测量小灯泡的电功率，让学生填写划线的内容，以及方框内
4、电路图。实验原理：P=UI。实验目的：测小灯泡的电功率。实验电路图：实验表格（让学生设计实验表格）：实验序号电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡亮度123实验步骤:小灯泡的额定电压为2.5 V。1按电路图连接电路，开关处于断开状态，把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处。2检查电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为2.5 V，记录此时电压表和电流表的示数U、I，观察并记录灯泡亮度。3调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍（3 V），记录此时电压表和电流表的示数U、I，观察并记录灯泡亮度。4调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为1.5 V，记录此时电压表和电流表
5、的示数U、I，观察并记录灯泡亮度。教师出示如下表格并提问：一位同学在测量小灯泡的功率时得到了如下数据，你能从中总结出什么样的规律？实验序号 电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡亮度小灯泡的电阻R/12.50.200.50正常发光12.522.00.180.36发光暗淡11.033.00.220.66发光强烈13.6实验结论：灯泡两端的实际电压越大，灯泡的实际电功率越大，灯泡越亮。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，灯泡发光较亮；当小灯泡U实U额时，P实P额，灯泡发光较暗；小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。学生选择合适的实验器材，自己动手测量小灯泡的
6、电功率。学生分组实验，教师巡视指导，帮助同学解决在实验过程中遇到的疑难问题。指导学生在实验过程中掌握正确的实验操作方法，并掌握相应的实验技能。掌握实验的进展，帮助学生对实验数据进行整理及分析。三、故障分析实验过程中常出现下列故障，让学生分析故障的原因。1闭合开关，电灯不亮，两电表无示数。原因：电路存在断路。检查电路，找到断开的位置。2滑动变阻器不起作用。原因：可能同时连接金属杆两端的接线柱，此时电路中电流过大，有烧坏灯泡的危险。可能同时连接金属丝两端的接线柱，使滑动变阻器变成了定值电阻。3闭合开关后，电表（电流表，电压表）指针反偏。原因：两电表的“+”“-”接线柱接反了，可能损坏电表。4电压表
7、、电流表指针偏转的角度过小（或超过了最大刻度）。原因：电压表、电流表选择的量程过大（或过小）。电源电压太小（或太大）。5电流表有示数，电压表无示数。原因：电压表损坏。灯泡短路。6灯泡较亮，但电压表示数低于额定电压；灯泡较暗，但电压表示数高于额定电压。原因：电压表接错，没有测灯泡两端的电压。7闭合开关后，灯泡不亮，电流表指针几乎不偏转，而电压表指针却偏转较大。原因：灯泡断路。电流表、电压表位置互相对换了，电压表直接测电源电压。8闭合开关之前，灯泡已亮，电流表和电压表也正常偏转，而闭合开关后，灯泡反而熄灭，两电表也停止偏转。原因：将开关错误地并联在电源两端。开关闭合前，电路为通路，所以电灯和电表都
8、正常工作。开关闭合后，电源被短路，所以电灯灭、电表也停止偏转。这种错误会烧坏电源，实验时应设法避免。9闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后立刻又回到零刻度线处，电压表仍有示数。原因：连接滑动变阻器时，误将滑片置于最小的阻值处，此时滑动变阻器连入电路的阻值为零，没有起到分压作用，所以造成灯泡两端的电压过高，超过了额定电压，所以灯泡发出强光，但很快被烧坏，故电流表指针马上回到零刻度线处，而电压表仍与电源连通，所以电压表仍有示数。四、拓展实验：用电能表测量小灯泡的电功率实验原理：P=W/t。实验器材：家庭电路、电能表、待测用电器、秒表。实验步骤：（1）使所测用电器单独工作，用秒表测
9、出所测用电器工作的时间t，用电能表测出该用电器在时间t内消耗的电能W。（2）利用公式P=W/t算出该用电器的电功率。典型例题例1 在小明“测量小灯泡的电功率”的实验中，有如下器材：电源为两节新的干电池，小灯泡额定电压为2.5 V，阻值约为10 ，滑动变阻器上标有“20 1 A”字样。（1）请你在图甲中用笔画线代替导线帮助小明完成电路连接（要求导线不得交叉）；（2）连接电路时，小明应让开关处于_状态，滑动变阻器的滑片置于_端（填“A”或“B”）；（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡处_（选填“短路”或“断路”）；（4）排除故障
10、后，闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流是_A，则小灯泡的额定功率是_W；（5）请你判断：小明能否求小灯泡在2V、2.5V和3V时对应的电功率的平均值，_（选填“能”或“不能”），原因是_。解析：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与灯并联，变阻器按一上一下接入电路中，如下所示：（2）连接电路时，小明应让开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于阻值最大处的B端；（3）若灯泡短路，灯泡不亮，电压表示数为0，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；若灯泡断路，灯泡不亮，电流表无示数，电压表串联在电路中测电源电压，电压表有示数，符合题意；故出现这一故
11、障的原因可能是小灯泡处断路；（4）调节滑动变阻器，使小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02 A，此时通过小灯泡的电流是0.28 A，则小灯泡的额定功率是PUI2.5 V0.28 A0.7 W（5）灯在额定电压下的功率为额定功率，灯在不同电压下的功率不同，故不能将小灯泡在不同电压下的电功率取平均值。答案：（1）如上所示；（2）断开；B；（3）断路；（4）0.28；0.7。（5）不能，灯在额定电压下的功率为额定功率，灯在不同电压下的功率不同，故不能将小灯泡在不同电压下的电功率取平均值。课堂小结一、实验目的：测量小灯泡的电功率二、实验原理：P=UI。三、实验器材：干电池、导线、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表。四、实验步骤五、数据处理 8 / 8
