18.3 測量小燈泡的電功率（導學案）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【學生版】

18.3測量小燈泡的電功率（導學案）【學習目標】1.會測算小燈泡的實際功率和額定功率，進一步練習使用電流表、電壓表、滑動變阻器。2.通過實驗，體驗小燈泡的電功率隨它兩端電壓的變化而變化的規(guī)律。3.通過實驗認識用電器正常工作與不正常工作對用電器的影響，培養(yǎng)科學使用用電器的意識?！緦W習重點】1.用伏安法測量小燈泡實際功率的方法和步驟；2.區(qū)分額定功率與實際功率以及討論實驗中發(fā)現(xiàn)的新問題。【學習難點】學生自己設計實驗方案、實驗步驟并得出實驗結論?！咀灾黝A習】閱讀教材，完成以下問題：測量小燈泡的電功率一、實驗原理：二、實驗器材：電源、、、小燈泡、滑動變阻器、開關、導線。三、實驗電路：如圖所示。四、實驗步驟：①根據(jù)電路圖連接電路。連接電路時開關要，滑動變阻器的滑片要調節(jié)到阻值端。②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使小燈兩端的電壓分別、、高于額定電壓（不能超過額定電壓的1.2倍），記錄電壓表、電流表的示數(shù)，觀察小燈泡的情況。③計算出小燈泡的實際功率，并記錄在表格中。五、實驗結論：燈泡的亮度取決于燈泡的，實際功率越大，燈泡越。小燈泡的實際功率有個，額定功率只有個。

【合作探究】探究一、測量小燈泡的電功率【想一想】測量小燈泡的電功率需要測量哪些物理量？用到哪些實驗器材？畫出實驗電路圖。1.設計實驗（1）需要測定的物理量根據(jù)公式P=UI，若求小燈泡的電功率，需測定小燈兩端的與通過的。用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過小燈泡的電流，就可以計算出小燈泡的電功率，這種測量方法也叫做法。（2）實驗電路圖在電路中，使小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表與小燈并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中。移動滑動變阻器的滑片，可以改變小燈泡兩端的電壓及通過的電流，使小燈泡在不同下發(fā)光。（3）選擇實驗器材和儀器根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇實驗器材的規(guī)格。例如選用的小燈泡標有“2.5V0.3A”，則電源至少需要2節(jié)干電池串聯(lián)（電壓為3V），電壓表使用量程，電流表使用量程。實驗器材：電源、開關、電流表、電壓表、導線、滑動變阻器、小燈泡（額定電壓2.5V）。（4）設計記錄表格實驗次數(shù)實驗次數(shù)電壓U/V電流I/A電功率P/W燈泡發(fā)光情況1232.進行實驗①按照電路圖連接電路。注意斷開，將滑動變阻器滑片放在阻值處；將電壓表和電流表指針調。②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為（等于額定電壓），記下此時對應的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。③閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.0V（低于額定電壓），記下此時對應的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。④閉合開關，調節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.9V（不能超過額定電壓的1.2倍），記下此時對應的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。⑤數(shù)據(jù)處理根據(jù)公式P=UI計算出小燈泡的功率和功率。3.分析與論證（1）分析表格中的實驗數(shù)據(jù)得出：小燈兩端的實際電壓越高，小燈的電功率越，燈泡越。（2）小燈泡的亮度直接由它的決定。（3）小燈泡的實際功率有個，額定功率只有個。P額=UI=W（4）實驗結論：①當小燈泡的實際電壓等于額定電壓時，小燈泡的實際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。②當實際電壓低于額定電壓時，小燈泡的實際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。③當實際電壓高于額定電壓時，小燈泡的實際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。4.交流合作（1）對小燈泡的電功率進行了三次測量，為什么不求小燈泡功率的平均值?【分析】額定功率是額定電壓下的功率，不是不同電壓下功率的平均值；用電器在不同電壓下的實際功率不同，把三次測量的平均值作為小燈泡的額定功率是不合理的。（2）本實驗與伏安法測小燈泡電阻相比較，有哪些異同點？【分析】①相同點：測量的物理量相同，都是和；測量的電路（實驗裝置）相同；滑動變阻器的作用相同。②不同點：a.實驗原理不同：測電功率的原理；測燈泡電阻的原理。b.實驗結論不同：測電功率的實驗結論：小燈泡的亮度由它的實際電功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。測小燈泡電阻的實驗結論：小燈泡的電阻隨著燈絲溫度的升高而。5.想想做做（1）小華同學想探究發(fā)光二極管的發(fā)光情況。他選擇了額定電壓為6V的發(fā)光二極管換下小燈泡接入電路。閉合開關時，發(fā)光二極管的亮度和小燈泡正常發(fā)光差不多，電流表指針偏小，且調節(jié)滑動變阻器的滑片時，發(fā)光二極管的亮度和電流表示數(shù)幾乎不變，這時小華將電流表換成量程更小的靈敏電流計，同時為了多測幾組數(shù)據(jù)將滑動變阻器更換最大阻值比較大的滑動變阻器。（2）小華測出幾組數(shù)據(jù)后作出了發(fā)光二極管的U-I圖像如圖所示，他發(fā)現(xiàn)在亮度相當?shù)那闆r下，發(fā)光二極管的功率要比小燈泡小的多，分析原因?！痉治觥扛鶕?jù)U-I圖像可知，發(fā)光二極管發(fā)光時（額定電壓為6V），電流為左右，電功率P=UI=，所以電功率比小燈泡小的多，亮度相當，說明二極管的發(fā)光效率很高。因為普通的燈泡發(fā)光時，電能主要轉化為內能，很小一部分轉化為光能，而大部分的內能散發(fā)到了空氣中，浪費了大量的電能；新型的二極管光源，可以將電能直接轉化為，效率高，只有很小一部分轉化為內能，所以是近年來大力發(fā)展的新型光源．【例題1】某同學利用如圖所示電路，測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率，下列說法錯誤的是（）A．當電壓表示數(shù)為2.5V時，測出通過小燈泡的電流，可算出小燈泡的額定功率了B．閉合開關后，小燈泡不發(fā)光，一定是小燈泡燈絲斷了C．閉合開關前，滑片P應滑到B端D．實驗還可得知，小燈泡的實際功率越大，小燈泡越亮【例題2】實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V0.8W”的小燈泡，物理興趣小組的同學通過測量小燈泡的額定功率來鑒別燈泡是否符合規(guī)格。他們準備了如下器材：電源（電壓恒為6V）、開關、滑動變阻器（“20Ω1A”）、電流表各1個，導線若干。（1）若要完成此實驗，還需要的器材是____；請畫出實驗電路圖；（2）按正確的電路圖連接好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡強烈發(fā)光后立即熄滅，造成這種現(xiàn)象的原因可能是_________；（3）問題解決后繼續(xù)實驗，當小燈泡兩端電壓為2.5V時，電流表示數(shù)如圖所示，電流為_____A，小燈泡的電功率為_____W，小燈泡是否符合規(guī)格？___________；（4）興趣小組按上述操作測量了這批小燈泡在電壓為2.5V時的電功率，發(fā)現(xiàn)其中一些小燈泡不符合規(guī)格，如果問題出在鎢絲的制作環(huán)節(jié)，其原因可能是___________。探究二、特殊方法測小燈泡的電功率一些情況下，當缺少電流表或電壓表時，我們可以借助于其它一些器材，測出小燈泡的電功率。1.單伏法（測量器材是電壓表，缺少電流表）設計實驗：借助定值電阻，利用電壓表計算出燈泡的額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。實驗器材：電源（電壓未知），1個電壓表，1個滑動變阻器，1個已知阻值為R0的定值電阻。（1）已知小燈泡的額定電壓U額①電路如圖所示。閉合S、S1，斷開S2，調節(jié)滑動變阻器R，使電壓表示數(shù)為U額，此時燈泡正常發(fā)光；②閉合S、S2，斷開S1，電壓表測出R0與L兩端的電壓U合。燈泡的額定電流：I額=燈泡的額定功率：P額=（2）已知小燈泡的額定電流I額①電路如圖所示。閉合S，S1，斷開S2，調節(jié)滑動變阻器R，使得電壓表示數(shù)為I額R0，此時燈泡正常發(fā)光；②閉合S，S2，斷開S1，電壓表測出R0與L兩端的電壓U合。③計算燈泡的額定電壓：U額=U合-I額R0燈泡的額定功率：P額=U額I額=2.單安法（測量器材是電流表，缺少電壓表）設計實驗：借助定值電阻，利用電流表計算出燈泡的額定電壓或額定電流，利用P=UI算出額定功率。實驗器材：電源（電壓未知），1個電流表，1個滑動變阻器，1個已知阻值為R0的定值電阻。（1）已知小燈泡的額定電壓U額。①閉合S、S1，斷開S2，調節(jié)滑動變阻器R，使得電流表示數(shù)為U額/R0，此時燈泡正常發(fā)光；②閉合S、S2，斷開S1，電流表測出通過R0與L的合電流I總。③燈泡的額定電流：I額=燈泡的額定功率：P額=（2）已知小燈泡的額定電流I額。①閉合S、S2，斷開S1，調節(jié)滑動變阻器R，使得電流表示數(shù)為I額，此時燈泡正常發(fā)光；②閉合S、S1，斷開S2，電流表測出通過R0與L的合電流I總。燈泡的額定電壓：U額=U燈泡的額定功率：P額=【例題3】某實驗小組用圖甲所示的器材測量小燈泡的電功率，已知電源電壓恒為4.5V，待測小燈泡L的額定電壓為2.5V，滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω

1A”。（1）連接電路前，開關應處于___________狀態(tài)；（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于B端的原因是______。電路正確連接后，閉合開關，他們發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表指針明顯偏轉，你認為造成這一現(xiàn)象的原因可能是_________；（填字母）A．電流表斷路

B．滑動變阻器短路

C．小燈泡燈絲斷了

D．小燈泡短路（3）排除故障后，按圖甲所示的電路繼續(xù)進行實驗。閉合開關，移動滑片P，使小燈泡L發(fā)光，測出小燈泡L的相關物理量，記錄和計算結果如表，則小燈泡的額定功率為___________W；實驗次數(shù)12345電壓U/V11.522.53電流I/A0.140.180.220.260.30實際功率P/W0.140.270.440.90燈泡亮度逐漸變亮（4）另一小組用相同器材實驗時，發(fā)現(xiàn)電流表不能正常使用。他們選用一個定值電阻R0，設計了如圖乙所示的電路圖，并進行如下實驗操作：①按圖乙連接電路，檢查無誤后，閉合開關S，S1，調節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為________V；②S處于閉合狀態(tài)，滑片不動，斷開S1，閉合S2，讀出電壓表示數(shù)為U0；③小燈泡的額定功率：P額=________（用U額、U0、R0表示）。【例題4】小紅在測量小燈泡的電功率實驗中，選用的小燈泡標有“2.5V”字樣。①請你在圖甲電路中用筆畫線代替導線，將電路連接完整。②某次實驗過程中電壓表示數(shù)為2V，為測定小燈泡的額定功率，小紅應將變阻器滑片向（填“A”或“B”）端移動，同時注意觀察電壓表的示數(shù)變化，直到小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為W。③小紅還設計出了只有電流表、沒有電壓表時測量小燈泡額定功率的方法，其電路圖如圖丙所示。已知定值電阻R0為5Ω，小紅調節(jié)滑動變阻器的滑片，先使電流表A2的示數(shù)為A時，再讀出電流表A1的示數(shù)為0.3A，就測量出小燈泡的額定功率為_______W?！揪v點撥】1.小燈泡的亮度取決于小燈泡的實際功率，實際功率越大，小燈泡越亮。小燈泡的實際功率有多個，額定功率只有一個。2.伏安法測小燈泡的電功率與伏安法測小燈泡的電阻的實驗的異同：（1）相同點：①伏安法；測量的物理量相同；②電路相同；③滑動變阻器的作用相同。（2）不同點：①實驗目的不同；②實驗原理不同；③實驗結論不同。

【歸納整理】第3節(jié)測量小燈泡的電功率【課堂練習】1．在進行實驗時，往往需要我們手眼并用，在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，要讓小燈泡在額定電壓下發(fā)光，當手移動變阻器滑片時，眼睛應觀察（）A．燈泡的發(fā)光情況 B．變阻器滑片的位置C．電壓表的示數(shù) D．電流表的示數(shù)2．如圖，測量小燈泡電功率的實驗電路圖。電源為兩節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V，額定電功率約0.8W左右。請你用筆畫線代替導線將實物圖連接起來。要求：滑動變阻器的滑片向左移時，小燈泡發(fā)光變亮。3．伏安法測小燈泡的電功率實驗原理：___________；實驗器材：___________________________、開關和導線等；實驗電路圖：如圖所示。實驗方案：（1）在實驗中，通過調節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓等于_____，觀察_______，記下電壓值和______，算出它的______，這個功率就是它的________；………4．為測量額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，小明設計了如圖甲所示的電路。（1）正確連接電路后，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片置于最______端（選填“左”或“右”）。（2）調節(jié)滑動變阻器，當電壓表示數(shù)為2V時，電流表示數(shù)如圖乙所示為____A。（3）要測得小燈泡的額定功率，他還應繼續(xù)將滑動變阻器的滑片向____（選填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為2.5V，若此時電流表示數(shù)為0.5A，則