18.3 測量小燈泡的電功率（導(dǎo)學(xué)案）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【學(xué)生版】

18.3測量小燈泡的電功率（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.會測算小燈泡的實(shí)際功率和額定功率，進(jìn)一步練習(xí)使用電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器。2.通過實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)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(shí)驗(yàn)認(rèn)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(xué)使用用電器的意識?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.用伏安法測量小燈泡實(shí)際功率的方法和步驟；2.區(qū)分額定功率與實(shí)際功率以及討論實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的新問題?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：測量小燈泡的電功率一、實(shí)驗(yàn)原理：二、實(shí)驗(yàn)器材：電源、、、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線。三、實(shí)驗(yàn)電路：如圖所示。四、實(shí)驗(yàn)步驟：①根據(jù)電路圖連接電路。連接電路時(shí)開關(guān)要，滑動(dòng)變阻器的滑片要調(diào)節(jié)到阻值端。②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(jì)算出小燈泡的實(shí)際功率，并記錄在表格中。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：燈泡的亮度取決于燈泡的，實(shí)際功率越大，燈泡越。小燈泡的實(shí)際功率有個(gè)，額定功率只有個(gè)。

【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(shí)驗(yàn)器材？畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（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(jì)算出小燈泡的電功率，這種測量方法也叫做法。（2）實(shí)驗(yàn)電路圖在電路中，使小燈泡與滑動(dòng)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(dòng)滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)器材和儀器根據(jù)小燈泡的額定電壓選擇實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格。例如選用的小燈泡標(biāo)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(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、電流表、電壓表、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、小燈泡（額定電壓2.5V）。（4）設(shè)計(jì)記錄表格實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)①按照電路圖連接電路。注意斷開，將滑動(dòng)變阻器滑片放在阻值處；將電壓表和電流表指針調(diào)。②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為（等于額定電壓），記下此時(shí)對應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。③閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(shí)對應(yīng)的電流表示數(shù)，并觀察燈泡的發(fā)光情況。④閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(shí)對應(yīng)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(jì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：小燈兩端的實(shí)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(shí)際功率有個(gè)，額定功率只有個(gè)。P額=UI=W（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①當(dāng)小燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。②當(dāng)實(shí)際電壓低于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率額定功率，小燈泡發(fā)光。③當(dāng)實(shí)際電壓高于額定電壓時(shí)，小燈泡的實(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)驗(yàn)與伏安法測小燈泡電阻相比較，有哪些異同點(diǎn)？【分析】①相同點(diǎn)：測量的物理量相同，都是和；測量的電路（實(shí)驗(yàn)裝置）相同；滑動(dòng)變阻器的作用相同。②不同點(diǎn)：a.實(shí)驗(yàn)原理不同：測電功率的原理；測燈泡電阻的原理。b.實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同：測電功率的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：小燈泡的亮度由它的實(shí)際電功率決定，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。測小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)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(guān)時(shí)，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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，發(fā)光二極管的亮度和電流表示數(shù)幾乎不變，這時(shí)小華將電流表換成量程更小的靈敏電流計(jì)，同時(shí)為了多測幾組數(shù)據(jù)將滑動(dòng)變阻器更換最大阻值比較大的滑動(dòng)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(dāng)?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(shí)（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(dāng)，說明二極管的發(fā)光效率很高。因?yàn)槠胀ǖ臒襞莅l(fā)光時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，很小一部分轉(zhuǎn)化為光能，而大部分的內(nèi)能散發(fā)到了空氣中，浪費(fèi)了大量的電能；新型的二極管光源，可以將電能直接轉(zhuǎn)化為，效率高，只有很小一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以是近年來大力發(fā)展的新型光源．【例題1】某同學(xué)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(cuò)誤的是（）A．當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，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(guān)后，小燈泡不發(fā)光，一定是小燈泡燈絲斷了C．閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)滑到B端D．實(shí)驗(yàn)還可得知，小燈泡的實(shí)際功率越大，小燈泡越亮【例題2】實(shí)驗(yàn)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(xué)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(zhǔn)備了如下器材：電源（電壓恒為6V）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器（“20Ω1A”）、電流表各1個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）若要完成此實(shí)驗(yàn)，還需要的器材是____；請畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；（2）按正確的電路圖連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡強(qiáng)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(shí)驗(yàn)，當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，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(shí)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(dāng)缺少電流表或電壓表時(shí)，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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：借助定值電阻，利用電壓表計(jì)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(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓未知），1個(gè)電壓表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電壓表示數(shù)為U額，此時(shí)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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使得電壓表示數(shù)為I額R0，此時(shí)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(jì)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：借助定值電阻，利用電流表計(jì)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(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓未知），1個(gè)電流表，1個(gè)滑動(dòng)變阻器，1個(gè)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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使得電流表示數(shù)為U額/R0，此時(shí)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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使得電流表示數(shù)為I額，此時(shí)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(shí)驗(yàn)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(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20Ω

1A”。（1）連接電路前，開關(guān)應(yīng)處于___________狀態(tài)；（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于B端的原因是______。電路正確連接后，閉合開關(guān)，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(zhuǎn)，你認(rèn)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(dòng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，使小燈泡L發(fā)光，測出小燈泡L的相關(guān)物理量，記錄和計(jì)算結(jié)果如表，則小燈泡的額定功率為___________W；實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345電壓U/V11.522.53電流I/A0.140.180.220.260.30實(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表不能正常使用。他們選用一個(gè)定值電阻R0，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖，并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：①按圖乙連接電路，檢查無誤后，閉合開關(guān)S，S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(dòng)，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）?！纠}4】小紅在測量小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，選用的小燈泡標(biāo)有“2.5V”字樣。①請你在圖甲電路中用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整。②某次實(shí)驗(yàn)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(yīng)將變阻器滑片向（填“A”或“B”）端移動(dòng)，同時(shí)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(shí)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(shè)計(jì)出了只有電流表、沒有電壓表時(shí)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(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，先使電流表A2的示數(shù)為A時(shí)，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(diǎn)撥】1.小燈泡的亮度取決于小燈泡的實(shí)際功率，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。小燈泡的實(shí)際功率有多個(gè)，額定功率只有一個(gè)。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(shí)驗(yàn)的異同：（1）相同點(diǎn)：①伏安法；測量的物理量相同；②電路相同；③滑動(dòng)變阻器的作用相同。（2）不同點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?；②?shí)驗(yàn)原理不同；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同。

【歸納整理】第3節(jié)測量小燈泡的電功率【課堂練習(xí)】1．在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往需要我們手眼并用，在“測定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，要讓小燈泡在額定電壓下發(fā)光，當(dāng)手移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，眼睛應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(dǎo)線將實(shí)物圖連接起來。要求：滑動(dòng)變阻器的滑片向左移時(shí)，小燈泡發(fā)光變亮。3．伏安法測小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)原理：___________；實(shí)驗(yàn)器材：___________________________、開關(guān)和導(dǎo)線等；實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖所示。實(shí)驗(yàn)方案：（1）在實(shí)驗(yàn)中，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(gè)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(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。（1）正確連接電路后，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最______端（選填“左”或“右”）。（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，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(yīng)繼續(xù)將滑動(dòng)變阻器的滑片向____（選填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為2.5V，若此時(shí)電流表示數(shù)為0.5A，則