《伏安法测量小灯泡的电功率》教案

《伏安法测量小灯泡的电功率》教案教学目标知识要点课标要求1．测量小灯泡的电功率会测算小灯泡的实际功率和额电功率，练习使用电流表、电压表和滑动变阻器；通过实验，知道小灯泡的电功率随它两端电压的变化规律eq\o(\s\up7(),\s\do5(教学过程))新课引入小明在实验室发现如图所示小灯泡的铭牌已经模糊不清了，偶尔看清“2.5V”字样，但他很想知道则个小灯泡正常工作时的电功率，怎么办呢？同桌的张斌灵机一动，很快帮小明解决了这个问题，聪明的你知道张斌是想出什么办法得出了小灯泡的电功率吗？这节课我们就来解决这个问题，从而导入新课。合作探究探究点一测量小灯泡的电功率1．设计实验：从情景导入中让学生讨论、探究如何测量出这个“2.5V”小灯泡的额电功率和在不同电压下的电功率？需要哪些测量工具？电路图如何设计？学生总结：用电压表和电流表测量分别测量出小灯泡两端的电压和通过的电流，然后通过公式P=UI计算出小灯泡的电功率。电路图为：2．进行实验活动1：让学生根据经验分析，在连接实物图时应该注意哪些问题？并适当的整理。学生总结：（1）连接实物图时，开关应该断开，滑动变阻器应该滑到最大值。（2）电流表和电压表的量程选择要正确，两表的连接方式、接线柱接法要正确。滑动变阻器的选择、接法要正确。（3）电源电压高于小灯泡额定电压。活动2：小组之间交流分析需要测量的数据和记录的数据，划片移动的次数。设计出实验表格，并记录数据。实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡的亮暗1233．分析与论证通过实验数据，让学生分析根据实验数据你能够得出的实验结论有哪些？归纳总结：（1）分析表格中的数据后发现小灯泡两端的实际电压越高，灯泡的电功率越大，灯泡的发光越亮；（2）小灯泡的亮度由实际功率决定，与额电功率无关；（3）小灯泡的实际功率有多个，额电功率只有一个。4．交流与评估实验完成后，让每一个小组进行评估自己组的实验过程。老师做最后的归纳总结。归纳总结：（1）连接电路时，开关应该处于断开状态；（2）连接实物图时，滑动变阻器应该“一上一下”接入电路中，且滑到最大值。（3）滑动变阻器有两个作用：一个是保护电路，另一个是改变小灯泡的两端的电压；（4）电流表、电压表的“+”“-”接线柱接法是否正确。（5）是否是通过“试触”进行量程的选择。典例剖析小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关．找来额定电流小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1，接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图甲所示电路探究．（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整．

（2）闭合开关，滑片P向__________（选填“A”或“B”）端移动，使灯L1发光，先观察__________示数，测出灯L1的相关物理量并记录表中，计算小灯泡L1的额定功率__________瓦．次数电压U/V电流I/A实际功率P/W11.60.2022.50.2432.80.26（3）小明注意到灯L1的亮度变化：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的实验结论_______________________________________。【思路导引】（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，根据灯泡的额定电流确定电流表的量程且串联在电路中，滑动变阻器按“一上一下”的原则串联在电路中；（2）分析表中电压表和电流表示数的变化，根据P=UI分析实际功率的变化，进一步得出实际功率和灯泡亮度之间的关系。【自助解答】板书设计第3节测量小灯泡的电功率第1课时伏安法测量灯泡的电功率教学反思本节实验是电学中最重要的一个学生实验，它涉及的器材最多、操作步骤最复杂，教材中是完全放手让学生去操作完成的，对学生来说难度不小，所以在课堂上，给予了适当的引导、启发，对一些关键性的问题给予了必要的提示，这样学生的正确率得到了明显的提高，实验也能够比较顺利地完成。X本节课的一个重点就是培养学生的评估与交流能力。评估是对实验过程的反思，可以培养学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中汲取经验教训，有利于学生养成严谨的科学态度，有利于发散学生的批判性思维。通过评估，培养学生发现新问题的意识和能力，并尝试改进探究方案。知能演练提升能力提升1.下列各组仪器中,不能用来测量电功率的是()A.电能表和停表 B.电压表和电流表C.电功率仪表 D.电流表和停表2.(多选)在测量小灯泡的功率的实验中,按右图所示电路图连好电路后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,结果灯泡不发光,电流表指针不动,但电压表有明显的示数,则电路故障的原因可能是()A.小灯泡的灯丝烧断了B.电流表内部短路C.连线时,把电流表与电压表互换了D.变阻器的滑片接触不良3.图甲中的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表(如图乙所示)。闭合开关后,两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2所消耗的电功率P1和P2的比值为()A.4∶1 B.1∶4 C.5∶1 D.1∶54.右图是小松同学做电学实验时所画电路图的一部分,根据此图中所提供器材,可以直接研究的问题是()A.测小灯泡正常发光的电阻B.测小灯泡的实际电功率C.测小灯泡消耗的电能D.测小灯泡正常工作时的温度5.利用右图中的电路测小灯泡的额定功率,小灯泡的额定电压是1.5V,若发现电压表示数是1.8V,则滑动变阻器的滑片应向移动;若电压表示数为1.0V,则滑片应向移动。

6.测量小灯泡额定功率的实验操作步骤如下,正确的操作顺序为。

A.断开开关;B.将滑动变阻器调到电阻最大的位置;C.设计电路,并画出电路图;D.整理器材;E.闭合开关,调节滑片,使小灯泡两端电压等于额定电压;F.观察并记录电流表的读数;G.断开开关,按电路图连接电路;H.应用公式,计算小灯泡的额定功率。7.实验室购买了一批规格为“2.5V0.75W”的小灯泡,某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时,得到了如下几组数据。次数第一次第二次第三次电压/V22.53电流/A0.340.40.44(1)分析这几组数据,你认为该小灯泡______________________(选填“合格”或“不合格”),原因是:__________________________________________________________。

(2)假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的,则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是(选填“长了”或“短了”)。用这只小灯泡做实验时,容易出现的故障是。

8.小雨在拆装手电筒时,发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样,但上面的电流值已经模糊不清,他想通过实验测量该灯泡的额定功率,图甲为他所连的实验电路。(1)电池盒中至少有节干电池。

(2)经检查发现电路接线有错误,小雨只做了一处改动就闭合开关进行实验。请在他接错的导线上打上“×”,并改正。(3)实验时,小雨移动滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示。则该小灯泡的额定电流为A,额定功率为W。

★9.某实验小组利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率,已知小灯泡的额定电压为2.5V。甲乙丙(1)测量小灯泡电功率的原理是。

(2)请按图甲,用笔画线代替导线,在图乙中把电路连接完整。要求导线不得交叉。(3)正确连接完电路,调节滑动变阻器滑片到阻值最大处,闭合开关后,发现无论怎样移动滑片,小灯泡都不亮,电流表无示数,电压表示数明显,仔细检查,连接无误,那么出现该状况的原因可能是。

A.电流表内部断路B.灯泡的灯丝断了C.灯座内部出现了短路D.滑动变阻器的电阻丝断了(4)将故障排除后,移动滑动变阻器滑片P到某处,电压表示数是2.1V,要测量小灯泡额定功率,滑片P应向(选填“左”或“右”)端移动。

(5)当灯泡正常发光时,电流表示数如图丙所示,其值为A,小灯泡的额定功率为W。

(6)测量小灯泡的电功率(选填“需要”或“不需要”)多次测量求平均值,原因是。

探究创新★10.小林同学在学习了伏安法测电功率的知识后,设计了一个定值电阻的功率能从0连续变化到最大功率的电路,如图甲所示。(1)实验前,开关应断开,滑片P移到(选填“a”或“b”)端;

(2)请你按照他的设计,用笔画线代替导线将实物图乙连接完整(电压表量程选0~3V,导线不能交叉)。知能演练·提升1.D电能表可测一段时间内某电路消耗的电能,根据P=Wt可计算出电功率,选项A中仪器可测电功率;用电压表测出某用电器两端的电压,用电流表测出通过它的电流,再利用P=UI可计算出电功率,故选项B中仪表可测电功率;选项C是专用测电功率仪表;而选项D中电流表能测电路中的电流,停表测时间,不能计算电功率,应选D2.AC如果灯丝烧断了,电压表串联在电路中,通过电流表的电流很小,电流表的指针几乎不动,电压表测电源电压,指针有明显偏转,故选项A正确;如果电流表内部短路,电流表无示数,但灯泡仍能正常发光,与灯泡不发光相矛盾;如果电流表与电压表互换,由于电流表电阻很小,灯泡被短接,由于电压表内阻很大,电流表无示数,电压表有示数,故选项C正确;若滑动变阻器滑片接触不良,电流表无示数,灯泡不发光,电压表无示数,与电压表有示数相矛盾。3.A由题图可知,灯泡L1和L2并联,电流表A1测干路中的电流,电流表A2测L2中的电流,两表指针偏转角度相同,则所选量程不同,电流表A1的量程为0~3A,电流表A2的量程是0~0.6A。则干路中的电流I=5I2,通过L1的电流I1=I-I2=5I2-I2=4I2,则两灯泡的功率之比为P1P2=U所以正确的选项是A。4.B根据电路图可知,电压表测灯泡两端的实际电压,电流表测通过灯泡的实际电流。根据R=UI可求出灯泡的电阻,但灯泡的电阻受温度的影响,不同电压下灯泡的电阻不同,不能直接测小灯泡正常发光的电阻,故选项A不符合题意;知道灯泡的实际电压和实际电流,据公式P=UI可计算出灯泡的实际功率,故选项B符合题意;根据W=UIt可知,测小灯泡消耗的电能时需要知道通电时间,故选项C不符合题意;要测小灯泡正常工作时的温度,需要用到温度计,故选项D不符合题意。故选B5.解析滑动变阻器跟小灯泡串联,当小灯泡两端的电压高于其额定电压时,可使滑片向右滑动,使滑动变阻器连入电路的电阻变大,所分得的电压变大,小灯泡两端的电压变小;同理,当小灯泡两端的电压小于其额定电压时,可使滑片向左移。答案右左6.解析实验操作应按设计电路、连接电路、实验操作、数据处理、整理器材的顺序进行。答案CGBEFADH7.解析(1)由题表格数据可知,小灯泡的电压为额定电压2.5V时,通过的电流I=0.4A,则灯泡的实际功率P实=UI=2.5V×0.4A=1W,因在额定电压下小灯泡的实际功率P实>P额=0.75W,所以,该小灯泡不合格。(2)因P实>P额,由P=U2R的变形式R=U2P可知,这个小灯泡内钨丝的电阻小于合格产品的电阻;因导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关,且材料相同、横截面积相同时,长度越小,电阻越小;所以,这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比短了;这只小灯泡做实验时答案(1)不合格在额定电压的条件下小灯泡的实际电功率大于额定功率(2)短了小灯泡容易烧坏8.解析(1)电源电压应当高于灯泡的额定电压3.8V,故最少为3节干电池串联。(3)电流表的示数为0.3A,额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。答案(1)3(2)如图所示(3)0.31.149.解析(1)测量小灯泡电功率的原理是P=UI。(2)滑动变阻器按一下一上连入电路中与灯串联,小灯泡的额定电压为2.5V,电压表选用小量程与灯并联,如图所示。(3)若电流表内部断路,则整个电路断路,两表都没有示数,A不符合题意;若灯泡的灯丝断了,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源电压,电压表示数明显,B符合题意;若灯座内部出现了短路,电压表示数为0,C不符合题意;滑动变阻器的电阻丝断了,则整个电路断路,两表都没有示数,D不符合题意。(4)灯在额定电压下正常发光,电压表示数为2.1V小于灯的额定电压2.5V,应增大灯的电压,根据串联电路电压的规律,应减小滑动变阻器的电压,由分压原理知,应减小滑动变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向右移动,直到电压表示数为额定电压。(5)当灯泡正常发光时,电流表示数如题图丙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,其示数为0.30A,小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.30A=0.75W。(6)测量小灯泡的电功率不需要多次测量求平均值,原因是小灯