人教版九年级物理下册：第18章 第3节 测量小灯泡的电功率（导学案）

第3节测量小灯泡的电功率7课题测量小灯泡的电功率课型新授课教学目标知识与技能1.通过学生自己设计实验，进一步加深对电功率概念的理解.2.通过学生动手操作，巩固电流表和电压表的操作技能.3.通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别.过程与方法1．通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力.2．通过实验，培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力.情感、态度与价值观1．通过学习过程中的讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度.2．通过实验中的观察和比较，培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯.教学重点1．会利用伏安法测定小灯泡的电功率2．对实际功率和额定功率的理解教具准备电源（电池组）、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干、多媒体课件等教学难点电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用教学课时1.5课时课前预习利用“伏安法”测量小灯泡的电功率（1）实验原理：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，就可以根据公式P=UI求出小灯泡的电功率.（2）实验电路图：如图所示，其中a是电流表，b是电压表.（3）按图连接器材，测量前，开关应断开，滑片P应滑到B点.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入只有当用电器两端实际电压等于额定电压时，用电器的实际功率才等于额定功率，此时用电器的工作才是正常的.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？本节课就来研究怎样用实验的方法测量小灯泡的额定功率.备课笔记小组问题探讨：1.电功率的计算公式是什么？2.什么是额定电压？什么是额定功率？3.用电器工作时的电功率一定等于额定功率吗？为什么？7 进行新课用“伏安法”测量小灯泡的电功率(一)利用课件导学1.实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.师一般情况下，实验室里并没有直接测定小灯泡功率的仪器，同学们能不能从刚才回答的问题中找到测定小灯泡电功率的方法呢?答案：上一节课我们学习了“伏安法”，我们可以利用“伏安法”来测电功率.2.实验原理：P=UI根据这一原理，只要测出小灯泡两端的电压和与之对应的电流就能知道小灯泡的电功率.那么，这个实验需要哪些器材？教师用多媒体播放下列填空题，引导学生思考后独立填写，并积极举手发言.填空题：（1）既然要测定小灯泡的功率，当然要有_________；（2）要测量小灯泡两端的电压可用_________；（3）要测小灯泡的电流可用_________；（4）要让小灯泡能工作必须有_________；（5）电源电压不一定等于小灯泡的额定电压，为了能改变小灯泡两端的电压，还需要_________；（6）控制电路的通断还要有_________；（7）连接电路需要_________.答案：（1）小灯泡；（2）电压表；（3）电流表；（4）电源；（5）滑动变阻器；（6）开关；（7）导线.3.实验器材：待测小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干.4.实验电路：5.注意事项：①选用的电源其电压应高于灯泡的额定电压；而滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡正常工作时的电流，最大阻值也应与小灯泡的电阻差不多，这样就能使滑动变阻器的调压效果明显.②电压表的量程应大于小灯泡的额定电压，电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流.③在实验前，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表.④连接实物电路的过程中，要将滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大，以防止电路中电流过大.备课笔记规律总结：1.在测量小灯泡的电功率实验中，串联滑动变阻器的作用：①限制电流，保护电路；②调节小灯泡的电压、电流，以便测出不同电压、电流下小灯泡的电功率.2.伏安法测小灯泡的电功率与伏安法测电阻的阻值实验的异同相同点：(1)伏安法测小灯泡的电功率和伏安法测电阻的阻值的实验电路基本相同，可采用同一电路；(2)实验方法相同，都采用间接测量法，都叫伏安法；(3)测量物理量相同，都测电流I和电压U，间接地计算出电阻R或实际电功率P.不同点：(1)实验原理不同，测小灯泡的电功率的实验原理是P=UI；(2)数据处理方法不同，测电阻时要求测出三个电阻值后求平均值，以减小实验误差；而测电功率时，在小于、等于、大于额定电压的情况下，求出的三个电功率值的含义是不同的，不能用来求平均值.7 行新课⑤滑动变阻器滑片移动要有一定的规律（使灯泡两端的电压逐渐减小或逐渐增大），记录的电压值和电流值要一一对应.⑥调节小灯泡两端电压高于额定电压时要注意，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时实验时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡.6.测量要求：分别测量以下三种情况下的实际功率.使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察小灯泡亮度.(二)学生设计实验，教师巡查指导(三)学生分组实验，教师巡查指导(四)分析实验，总结交流1.由公式P=IU计算小灯泡的功率.（将计算结果填入表中）2.学生讨论交流，并积极举手发言.教师总结：小灯泡实际功率与额定功率的关系(五)拓展思考师刚才我们利用电压表和电流表测出了小灯泡的电功率.某同学在某次实验时发现电流表坏了，但手边有一只定值电阻，那么他还能测出这个小灯泡的功率吗？教师引导学生思考：（1）由P=UI可知，现在有电压表，所以可以测出电压U，但是没有电流表，所以无法直接测出电流I，那么，有没有方法可以得到I呢？（提示：提供已知阻值的定值电阻可以利用，间接求出电流）（2）实验该怎样进行呢？可借鉴上一章中几种特殊方法测电阻的思路.解决方案：①可用电压表测出小灯泡两端电压，如甲图：②要知道流经小灯泡的电流，没有电流表，只要知道与小灯泡串联的定值电阻的电流就可以了，也就是要测出定值电阻两端的电压.即将电压表再并联在定值电阻的两端，测出R两端的电压，如乙图.再通过R两端的电压和R的电阻值就可计算出电路中的电流.教师总结：测量小灯泡电功率的基本原理是P=UI.但在某些情况下，若无法直接测出电流或电压，可以通过其他途径求得.可借鉴上一章中几种特殊方法测电阻的思路.课后大家可对这方面的习题进行归纳整理.备课笔记规律总结：不同电压下，小灯泡的功率不同.实际电压越大，小灯泡功率越大.小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮.7 进行新课测量电功率中的常见故障通过此次实验，请大家谈谈，在设计实验及实验过程中有什么新的感想，发现了什么问题？生1：我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器，阻值最大的位置一错，滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小，合上开关就容易使电表偏转过激.生2：电流表、电压表的接线也很重要，如果接反了，表针“反打”也会损坏电表的.生3：实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好，然后再连接，这样接起来不容易连接错，检查也容易.生4：实验过程中，滑动变阻器开始在阻值最大的位置，调节的时候阻值从大到小，小灯泡两端的电压会从小变到大.测量时为什么不先测低于额定电压时的功率，依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率，以免变阻器阻值一会儿变大，一会儿变小，还容易错.教学板书课堂小结这是一节实验课，主要学习测电功率的方法，感受实际电压下实际功率与额定功率间的关系.通过本节课的实验，同学们进一步加深了对电功率的理解，巩固了电流表、电压表的操作技能，锻炼了设计实验的能力，希望同学们在课后能更充分交流，在相互交流中发现自己的不足甚至是错误，在不断改正错误中学到更多知识.教材习题解答想想做做(P97)选择亮度与小灯泡亮度相当的发光二极管，测量加在它两端的电压和通过它的电流，计算它的电功率.调节加在它两端的电压，获得几组数据.将所得的电功率数值与小灯泡相比，在亮度相当的情况下，哪一个的电功率较小？解：在亮度相当的情况下，发光二极管的电功率小.备课笔记规律总结：“伏安法”测电功率的故障分析7 教材习题解答动手动脑学物理（P97)1.如图是一位同学为测量小灯泡的功率所连的电路.这个电路有什么错误或不妥之处？应该怎样纠正？请你画出正确的电路图.解：解：他的电路错误之处是滑动变阻器接线不能改变电阻，不妥之处是电流表的量程选大了.应该将滑动变阻器的接线改为一上一下，电流表换用较小量程.电路图如图所示.2.某实验小组的同学用如图所示的器材测量小灯泡电功率.已知待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1.2W左右.（1）连接电流表时应选用哪个量程？（2）用笔画出导线完成电路的连接.（3）在虚线框中画出相应的电路图.解：（1）电流表选用0~0.6A量程；（2）如图甲；（3）如图乙.3.李芳家的电能表上标着“3000Revs/（kW·h）”.她用这个电能表来测量某用电器的功率：她把家中的其他用电器都与电源断开，仅让这个用电器工作，1min内电能表的转盘转了15转.该用电器的功率是多少？解：只让这个用电器正常工作，转15转消耗的电能，所用时间t=1min=，所以该电器的电功率4.某电炉在额定电压220V下的功率为1000W，当实际电压只有额定电压的80%时，若电炉的电阻保持不变，此时电炉的实际功率是多少？备课笔记7 教材习题解答解：5.某学校共有电灯100盏，都用60W的普通照明灯泡，平均每天用电4h.如果都改用40W的日光灯，不但可以省电，而且比原来更亮了.该校一年（365天）可节约多少度电？解：节约的电功率P=(60W-40W)×100=2kW，一年总共用电时间t=4h×365=1460h，所以节约的电能W=Pt=2kW×1460h=2920kW·h=2920度.难题解答【例】如图所示是测定小灯泡电功率的实验电路，电路连接正确后闭合开关，发现灯不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是（）.A.灯泡断路B.滑动变阻器短路C.灯丝电阻值过大D.滑动变阻器连入电路阻值过大解析：本题可采用排除法，若灯泡断路，则电流表无示数，故A错误；若滑动变阻器短路，则电流表、电压表都有示数，故B错误；若灯丝电阻过大，电压表有示数，故C错误；当滑动变阻器连入电路的阻值过大时通过灯泡的电流很小，它两端的电压也很小，故D正确.答案：D布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.教学反思1.这是电学里又一个重要的实验，所用仪器最多，而且要注意器材的规格是否符合实验的需要，操作复杂，对学生能力的要求更高，我们应引起高度重视.很多学生的实验失误出现在电表的使用上，包括电表的连接、量程的选取、数值的读出等，所以练习对电表的使用，仍是实验的关键.对电路故障的排除，尽量让学生自己去解决，教师只提供可能的位置和方法，让学生会根据现象排除故障，进一步加深对电路方面通路、短路和断路的体会.备课笔记知识拓展：电能表测电功率原理方法：根据，将待测用电器单独接入电路使其工作，记录电能表转盘转过n圈所用的时间t，由参数NR/(kW·h)可得，待测用电器的电功率注意事项：①电能表记录的电能的单位是kW·h，注意与时间的单位匹配；②测量时只让待测用电器单独工作.7 教学反思2.物理实验的器材、方案的设计不需要死记，一切从实验目的、原理出发，本节教学设计就是从这个思路引导学生如何设计实验的.3.灯泡的额定功率是指灯泡在额定电压下的功率，而不是三次测量的功率求取平均值，这样的结果没有什么物理意义的.这里测量三次的目的，是探究灯泡在不同电压下的实际功率情况.4.特殊测量电功率的方法，可以在课尾提出，让学生在课外讨论探究，激发他们勇攀知识高峰的决心.5.伏安法测量电阻和功率两个实验有许多相同的地方，可要求学生将两个实验对比，找出两个实验的相同点和不同点，使学生所学的这部分知识更透彻更深刻.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结备课笔记7