(人教版)九年级物理 +测量小灯泡的电功率(教学设计)

2024年2月2314:50:10发布者:开心的马骝 23 views 举报
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18.3 测量小灯泡的电功率(教学设计)

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

【复习提问】电功率的计算公式是什么 ? 什么是额定电压?什么是额定功

? 用电器工作时的电功率一定等于额定功率吗?为什么 ?

【总结】只有当用电器两端实际电压等于额定电压时,用电器的实际功率

年级

九年级

授课时间

课题

18.3 测量小灯泡的电功率

教学

目标

1.

会测算小灯泡的实际功率和额定功率,进一步练习使用电流表、电压表、滑

动变阻器。

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与不正常工作对用电器的影响,培养科学使用

用电器的意识。

教材

分析

测量小灯泡的电功率是继“伏安法测电阻”之后的又一综合性实验,两者的共

同点很多,因此教学中要充分利用学生过往的经验。本节的重点是用伏安法测量小

灯泡实际功率的方法和步骤,区分额定功率与实际功率以及讨论实验中发现的新问

题。难点是要求学生自己设计实验方案、实验步骤并得出实验结论。本实验要注重

突出实验探究过程及实验过程中应思考的问题,通过实验加深学生对实际功率的理

解,使学生了解电流、电压是如何影响用电器的实际功率的。本节教学分三步:第

一步是制订计划与设计实验;第二步是进行实验与收集证据;第三步是交流与合作。

关于设计思路:根据 P=UI ,明确要测量的物理量是电流和电压,根据需要测量

的物理量设计出电路图,再根据电路图选择实验器材和仪器。

进行实验与收集证据包括两项内容:一是确定实验步骤,二是观察和记录。

交流与合作:对小灯泡的电功率进行了三次测量,为什么不求小灯泡功率的平

均值?本实验与伏安法测小灯泡电阻比较,有哪些异同点?学生实验中发现的问题,

通过交流讨论,就能够迎刃而解。所以交流与合作也是本节的重要环节。

教学

器材

电源、小灯泡(额定电压 2.5 V )、电流表、电压表、滑动变阻器、发光二极管、

开关、导线等。

多媒体 ppt ,含视频:《测量小灯泡的电功率》、《单伏法单安法测电阻》等。

才等于额定功率,此时用电器的工作才是正常的。

【继续提问】实验室所使用的小灯泡往往只标明其额定电压而不标明其额

定功率,如小灯泡标明的是 2.5V ,有没有办法测定它的额定功率呢 ? 那么怎样测

量小灯泡的电功率呢?

【总结】根据 P=UI ,用电压表和电流表分别测出电压和电流,即可计算出

电功率。同学们在上一章已经测量过小灯泡的电阻,也是同时测量灯泡两端的

电压和电流,还记得是怎么测量的吗?本节课就用伏安法来测量小灯泡的额定

功率和实际功率。 18.3 测量小灯泡的电功率》。

思考问题,交流

讨论并回答,知

道用伏安法来

测量小灯泡的

额定功率和实

际功率。

学习新课

一、电功率

【提问】 测量小灯泡的电功率需要测量哪些物理量?用到哪些实验器材?

画出实验电路图。

【以下活动,师生共同进行】

1. 设计实验

1 )需要测定的物理量

根据公式 P = UI ,若求小灯泡的电功率,需测定小灯两端的电压与通过的电

流。

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

以计算出小灯泡的电功率,这种测量方法也叫做伏安法。

2 )实验电路图

在电路中,使小灯泡与滑动变阻器串联,电压表与小灯并联,电流表串联

在电路中。移动滑动变阻器的滑片,可以改变小灯泡两端的电压及通过的电流,

使小灯泡在不同电压下发光。

(人教版)九年级物理 +测量小灯泡的电功率(教学设计)

3 )选择实验器材

根据小灯泡的额定电压选择实验器材的规格。例如选用的小灯泡标有

2.5V 0.3A ”,则电源至少需要 2 节干电池串联(电压为 3V ),电压表使用 0

3V 量程,电流表使用 0 0.6A 量程。

实验器材:电源、开关、电流表、电压表、 导线、滑动变阻器、小灯泡(额

设计实验,首先

考虑实验原理。

设计并画出电

路图。

会根据小灯泡

的额定电压选

择实验器材的

规格。

定电压 2.5 V )。

4 )设计记录表格

实验次数

电压 U /V

电流 I /A

电功率

P /W

灯泡发光情况

1

2

3

2. 进行实验

1 )按照电路图连接电路。注意断开开关,将滑动变阻器滑片放在阻值最

大处;将电压表和电流表指针调零。

2 )闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 2.5V (等于额定

电压),记下此时对应的电流表示数 ,并观察灯泡的发光情况。

3 ) 闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 2.0V (低于额定

电压),记下此时对应的电流表示数,并观察灯泡的发光情况。

4 )闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数为 2.9V (不能超过

额定电压的 1.2 倍),记下此时对应的电流表示数,并观察灯泡的发光情况。

5 )数据处理

根据公式 P=UI 计算出小灯泡的额定功率和实际功率。

3. 分析与论证

1 )分析表格中的实验数据后,发现小灯泡两端的实际电压越高,小灯

泡的电功率越大,灯泡越亮。

2 )小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定。

3 )小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。

P = UI =2.5V×0.26A=0.65W

4 )实验结论:

①当小灯泡的实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率,

小灯泡正常发光。

②当实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率,小灯泡

发光较暗。

③当实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率,小灯泡

设计出记录表

格。

以小组为单位

进行实验,收

集证据。

进行分析论证,

归纳出实验结

论。

发光较亮。

4. 交流合作

1 )对小灯泡的电功率进行了三次测量,为什么不求小灯泡功率的平均值 ?

【分析】额定功率是额定电压下的功率,不是不同电压下功率的平均值;

用电器在不同电压下的实际功率不同,把三次测量的平均值作为小灯泡的额定

功率是不合理的。

2 )本实验与伏安法测小灯泡电阻相比较,有哪些异同点?

①相同点:测量的物理量相同,都是电压和电流;测量的电路(实验装置)

相同;滑动变阻器的作用相同。

②不同点:

a. 实验原理不同:测电功率的原理 P=UI ;测灯泡电阻的原理 R=U/I

b. 实验结论不同:测电功率的实验结论:小灯泡的亮度由它的实际电功率

决定,实际功率越大,小灯泡越亮。

测小灯泡电阻的实验结论:小灯泡的电阻随着灯丝温度的升高而变大。

5. 想想做做

1 )小华同学想探究发光二极管的发光情况。他选择了额定电压为 6V

发光二极管换下小灯泡接入电路。闭合开关时,发光二极管的亮度和小灯泡正

常发光差不多,电流表指针偏小,且调节滑动变阻器的滑片时,发光二极管的

亮度和电流表示数几乎不变,这时小华将电流表换成量程更小的灵敏电流计,

同时为了多测几组数据将滑动变阻器更换最大阻值比较大的滑动变阻器。

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2 )小华测出几组数据后作出了发光二极管的 U-I 图像如图所示,他发现

在亮度相当的情况下,发光二极管的功率要比小灯泡小的多,分析原因。

【分析】根据 U-I 图像可知,发光二极管发光时(额定电压为 6V ),电流为

20mA 左右,电功率 P=UI= 6V×0.02A=0.12W ,所以功率比小灯泡小的多,亮度

相当,说明二极管的效率很高。

因为普通的灯泡发光时,电能主要转化为内能,很小一部分转化为光能,

思考交流 2 个问

题,进行回答。

进行“想想做

做”中的实验

(根据条件选

择),分析发光

二极管发光效

率高的原因。

而大部分的内能散发到了空气中,浪费了大量的电能;

新型的二极管光源,可以将电能直接转化为光能,效率高,只有很小一部

分转化为内能,所以是近年来大力发展的新型光源.

【播放视频】——《测定小灯泡的电功率》

【例题 1 】某同学利用如图所示电路,测量额定电压为 2.5V 小灯泡的额定功

率,下列说法错误的是(

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A .当电压表示数为 2.5V 时,测出通过小灯泡的电流,可算出小灯泡的额

定功率了

B .闭合开关后,小灯泡不发光,一定是小灯泡灯丝断了

C .闭合开关前,滑片 P 应滑到 B

D .实验还可得知,小灯泡的实际功率越大,小灯泡越亮

【答案】 B.

【解析】 A .额定电压是 2.5V 时,电流就是额定电流,利用 P=UI 即可算出

小灯泡的额定功率,故 A 正确,不符合题意;

B .闭合开关,小灯泡不发光,有可能是小灯泡短路或断路或者电路其它部

分有断路,故 B 错误,符合题意;

C .闭合开关前滑动变阻器应位于最大阻值处,即滑片滑到 B 端,故 B 正确,

不符合题意;

D .通过滑动滑片观察电压表和电流表示数,则小灯泡的实际功率越大,

小灯泡越亮,故 D 正确,不符题意。

故选 B

【例题 2 】实验室购买了一批规格为“ 2.5V 0.8W ”的小灯泡,物理兴趣小

组的同学通过测量小灯泡的额定功率来鉴别灯泡是否符合规格。他们准备了如

下器材:电源(电压恒为 6V )、开关、滑动变阻器(“ 20Ω 1A ”)、电流表各 1

个,导线若干。

1 )若要完成此实验,还需要的器材是 ____ ;请在图所示的虚线框内画出

观看视频,了解

测定小灯泡电

功率的完整过

程。

做例题1 并进行

交流。

做例题2,会测

算小灯泡的实

际功率和额定

功率,进一步

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