18.3《测量小灯泡的电功率》教学设计-2024-2025学年人教版九年级物理下册

第页第十八章电功率第3节测量小灯泡的电功率【方式一】师：同学们，前面我们学习了伏安法测量电阻的方法，大家说一说它的测量原理和测量的基本思路是什么？生：R＝eq\f(U,I)，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，然后利用公式计算出电阻.师：很好！那我们同样用电压表和电流表能不能测出灯泡的电功率呢？这节课我们就来研究一下这个问题.【方式二】教师展示一只铭牌不全的灯泡.师：（一边看上面的铭牌一边说）这只灯泡的额定电压是3.8V，额定功率缺失了，这怎么办？你们能想办法测量出这只小灯泡的电功率吗？生：能！师：这节课我们就来研究测量小灯泡的电功率.1.教师准备：电源、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压为2.5V，附灯座）、开关、导线若干、投影仪等.2.学生准备：教材、课堂用品.课题第3节测量小灯泡的电功率授课人教学目标知识与技能1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率.2.进一步理解额定功率和实际功率.过程与方法通过探究，体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变，并发现其变化的规律.情感、态度与价值观认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响，培养学生科学使用用电器以及节约用电的意识.教学重点用伏安法测量小灯泡的额定功率和实际功率.根据实验原理P＝UI确定实验需要测量的物理量及需要用到的器材，设计电路图，与伏安法测量小灯泡电阻实验对比分析，认识各元件在实验中的作用.教学难点理解实际功率和额定功率的关系.结合上一节对额定功率与实际功率的认识，利用实验时小灯泡的亮度及计算出的电功率，深入认识实际功率与额定功率的联系及区别.教学步骤师生活动设计意图新课导入【教师提问】通过前面的学习我们知道了电功率的计算方法，而我们今天要解决电功率的实际测量问题.现在我给大家一个小灯泡，你们能想办法测量小灯泡的电功率吗？怎样测量？【回答】可以利用电能表和停表测出用电器一段时间内消耗的电能和所用的时间，根据P＝eq\f(W,t)计算出电功率；也可以利用公式P＝UI测出电压和电流，计算出电功率.【教师提问】如果我们现在要测小灯泡的电功率，应该用哪种方法呢？【回答】小灯泡不能接在家庭电路上，应该用第二种方法测.从生活中的问题入手，使学生有亲切感新课教学教师板书课题并展示教学目标测量小灯泡的电功率【提出问题】问题1：如何测量一个额定电压为2.5V小灯泡的额定功率？说出你的实验方法、所要测的物理量和需要的实验器材.问题2：如果要测量低于或高于额定电压下小灯泡的实际功率，什么电路元件可以帮助改变小灯泡两端的电压？【实验目的】测量小灯泡的电功率【实验原理】根据公式P＝UI，测出灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，计算出小灯泡的电功率，电路如图所示.【实验器材】干电池2节、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1只，“2.5V”的小灯泡1个（附灯座），导线若干.【设计并进行实验】（1）按电路图连接实物电路，滑片置于阻值最大处，电压表选择0～3V量程，电流表选择0～0.6A量程.（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表的示数.（3）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压高于额定电压（约为额定电压的1.2倍），观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表的示数.（4）调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录.（5）断开开关，整理实验器材.【实验表格】【实验结论】（1）当U实＝U额，P实＝P额，灯泡正常发光.（2）当U实<U额，P实<P额，较正常发光暗.（3）当U实>U额，P实>P额，较正常发光亮.（4）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.【交流与评估】1.小明在实验中，测得小灯泡的三次电功率为0.6W、0.36W、0.72W，他认为小灯泡的额定功率应为三次功率的平均值，你认为小明的说法是否正确？为什么？2.实验电路连接正确，但是实验中无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不能正常发光（始终比较暗），试分析电路中出现的故障.【教师板书】实验原理：P＝UI实验方法：伏安法实验结论：小灯泡的亮度取决于它的实际功率 通过问题设置，进一步激发学生的学习兴趣课堂小结课堂检测1.小刚利用如图甲所示电路测定小灯泡的电功率。被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右。实验室有如下器材：电源(电压为6V)、电流表(0～0.6A、0～3A)、电压表(0～3V、0～15V)、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R1(20Ω 0.5A)、R2(50Ω 0.5A)、R3(500Ω 1A)。

(1)小刚在实验过程中，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是______；

(2)正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则电路的故障可能是______；

A.灯泡短路

B.灯泡断路

C.滑动变阻器短路

D.滑动变阻器断路

(3)闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，经多次测量，小刚画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像(如图丙)，则小灯泡的额定功率为______W。在多次测量中，小刚还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比______(选填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是______；

(4)灯泡的功率测量完毕，小刚用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小刚应选用滑动变阻器______(选填“R1”、“R2”或“R3”)【答案】断开开关，将电流表换接小量程

B

0.625

变大

小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大

R2

10【解析】解：(1)电流表指针偏转过小，应断开开关，将电流表换接小量程；(2)电路正确连接后，闭合开关，移动滑片P，发观灯泡总不亮，且电流表无示数，但电压表示数接近6V，则故障原因可能是灯泡断路，故选B；(3)由图象知，在额定电压下，通过灯泡的电流为I=0.25A，所以灯泡的额定功率为P额=U额I=2.5V×0.25A=0.625W；

由图象知，当电压为0.5V时，对应的电流为0.1A，电压与电流比值大小为5Ω；当电压为2.5V时，对应的电流为0.25A，电压与电流的比值为10Ω，所以，当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大，原因是小灯泡两端的电压增大，温度升高，小灯泡电阻变大；(4)电源电压为6V；由图象知，电阻两端的电压为U=IR=0.5A×5Ω=2.5V保持不变；则变阻器两端的电压始终为U滑=6V−2.5V=3.5V；当电流值为0.5A时，变阻器的阻值最小R小=U滑I大=3.5V0.5A=7Ω，；当电流为值为0.1A时，变阻器连入电路中的阻值最大R大=U滑I小2.在“测量小灯泡的电功率”的实验中，电源电压6V恒定不变，小灯泡的额定电压为2.5V(电阻约为10Ω)。

(1)请用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整(要求滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮)；

(2)闭合开关前，应将滑片移到______端(选填“A”或“B”)；

(3)闭合开关，移动滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示为______A，则小灯泡的额定功率为______W；

(4)由(3)中数据可知，实验中滑动变阻器连入电路的阻值不能小于______Ω(保留一位小数)；

(5)完成实验后，爱动脑筋的小明又设计了一种不用电流表测量小灯泡的额定功率的方案，R0为已知阻值的定值电阻，设计的电路图如图丙所示，请将下列实验步骤；

补充完整；

①检查电路无误后，闭合开关S和S1，断开开关S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为U甲；

②______，保持滑动变阻器的滑片位置不动，读出电压表的示数U1；

③小灯泡额定功率的表达式：P额=______(用U额、U【答案】B

0.3

0.75

11.67

闭合开关S和S2，断开开关S1

【解析】解：(1)滑动变阻器采用一上一下的连接方式，且与小灯泡串联，滑动变阻器滑片向左移动时灯泡变亮，即接入的电阻变小，故滑动变阻器应选择A端接线柱，电路连接如图所示：

(2)为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片位于最大电阻处，滑动变阻器的滑片应移到B端；(3)小灯泡的额定电压为2.5V，当电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；如图乙所示，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数为0.3A，由P=UI得灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；(4)由欧姆定律计算灯泡正常发光时的电流为0.3A，根据串联电路中电压规律可知滑动变阻器两端电压为：U滑=U−UL=6V−2.5V=3.5V，滑动变阻器接入电路的电阻为：R滑=U滑I=3.5V0.3A