课时18.3 （教学设计）测量小灯泡的电功率-2021-2022学年九年级物理下册精品备课导学案+教学设计+课件+练习（人教版）

18.3课时 测量小灯泡的电功率 教学设计 知识点一：伏安法测量小灯泡的电功率 （1） 实验目的 学习用电压表和电流表测量小灯泡的额定功率和实际功率，并加以讨论； （2） 实验原理 要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式可知，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，再测出通过小灯泡的电流，即可算出小灯泡的电功率。 （3） 电路图 （4） 设计实验并进行实验 （5） ①检查电路连接无误后，将电压表的示数调整到等于小灯泡的额定电压，记录电压表和电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况； ②调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数低于小灯泡的额定电压，记录电压表示数和电流表示数，观察小灯泡的亮度情况； ③调节滑动变阻器的滑片，让小灯泡两端的电压高于额定电压，记录电压表示数和电流表示数，观察小灯泡的亮度情况。 （6） 用公式计算小灯泡的额定功率和实际功率，记录在下表中。 实验序号 电压/V 电流/A 电功率/W 小灯泡亮度 1 2.5 0.31 0.78 正常 2 2.0 0.25 0.50 较暗 3 3.0 0.38 1.14 较亮 分析和论证 ①分析表格实验数据后，发现小灯泡两端电压越大，小灯泡实际功率越大，灯泡发光越亮。可见，小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。 ②小灯泡两端的实际电压只有在不高于额定电压时，才处于安全使用状态。 ③小灯泡的额定功率只有一个，但是实际功率可以有多个。 （7） 实验结论 ①当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光； ②当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率低于额定功率，小灯泡发光较暗； ③当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率高于额定功率，小灯泡较亮； 小灯泡的亮度由其实际功率来决定，实际功率越大，灯泡越亮（理解：小灯泡的实际功率越大，相同时间内能将更多的电能转化为光能） 注意：①在连接电路时，电压表的量程选择要参考小灯泡的额定电压来进行，若小灯泡是2.5V，则电压表选择0-3V就可以了，电流表一般情况都是选择0-0.6A，因为小灯泡一般规格是（1.2V-3.8V）额定电流都不高于0.6A。 ②调节小灯泡两端的电压时实际电压不能高于额定电压的1.2倍，否则烧坏小灯泡，同时通电时间不宜过长。 ③实验中改变小灯泡两端电压的方式是移动滑动变阻器连入电路的阻值大小。 伏安法测电阻和伏安法测电功率的异同点 相同点：①实验电路相同；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都是测量电流和电压。 不同点：①实验原理不同，测电阻的实验原理是，测电功率的实验原理是；②实验数据处理方式不同，测电阻中，处理数据，多次测量求平均值减小实验误差；而测电功率的实验中多次实验是寻找在不同电压下的电功率有什么规律。 在不同电压下，灯泡的实际功率是不同的，只有在额定电压下，灯泡的实际功率才和额定功率相同，计算小灯泡的实际功率没有意义；该实验多次测量的目的是测量不同电压下的灯泡的电功率，寻找规律。 （8） 多次测量的目的（类比） ①在测量小灯泡电功率实验中，多次测量的目的是为了研究小灯泡的亮度（或电功率）与小灯泡两端电压的关系。 ②在测量小灯泡电阻的实验中，多次测量的目的是研究小灯泡的电阻是否与温度有关。 ③在测量定值电阻的实验中，多次测量的目的是为了求平均值，以减小实验误差。 知识点二：实验中电路故障的分析 现象 故障原因 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数 （1） 滑动变阻器接成了定值电阻； （2） 电源电压过低。 闭合开关，灯泡不亮，电流表、电压无示数 （1） 回路上出现断路现象 闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转 （1）灯泡的灯丝断路； （2）电流表和电压表的位置互换了。 电流表与电压表指针反方向偏转 “+”“-”接线柱接反了 电流表、电压表指针偏转角度很小 （1） 电流表电压表的量程选择太大了； （2） 电源电压过低。 电表指针偏转超过刻度线范围 （1） 量程选小了； （2） 电源电压太大了 滑片滑动时，电表及灯泡的亮度无变化 滑动变阻器的接线柱接成了“同上”或“同下” 无论怎么样调节滑动变阻器，电压表示数总是小于灯泡的额定电压 电源电压过低 无论怎么移动滑动变阻器，电压表示数示数总是大于灯泡的额定电压 电源电压过高且滑动变阻器的阻值选择太小了 闭合开关瞬间，灯泡发出强光后熄灭，电流表指针回到零刻度线，电压表有示数 灯泡两端的电压过高，滑片没有置于阻值最大处。 关于功率大小与灯泡亮度情况的比较 如果是钨丝灯，那么功率越大，亮度越大；如果不是同一种类型的光源，例如钨丝灯和二极管，在电功率相同时，钨丝灯中有大部分能量转换为内能，而二极管几乎全部转化为光能，所以二极管更亮一些。或者说在亮