15.2 （第二课时）伏安法测量小灯泡电功率-2021-2022学年九年级下册物理同步分层教案（苏科版）

专项十五 电功和电热 2 电功率 第2讲 伏安法测量小灯泡电功率 【知识梳理】 1、 电功率的测量 1． 利用功能关系：用电能表测用电器消耗的电能W。用秒表测用电器的用电时间t。由定义式P=W/t计算出电功率。 2． 利用伏安法：实验室中，常常通过电流和电压的测量来间接得知用电器的电功率。电功率与电压、电流的关系：P=U1 2、 实验：伏安法测量小灯泡的电功率 1． 原理：P=UI 2． 器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、灯座、开关、导线若干。 3． 实验注意事项： 1　 开关应处于断开状态 2　 滑动变阻器滑片P处于最大阻值处(目标是为了保护电路)； 3　 按照电路图连接实物图。在连接电路时先连接串联的主电路，后连接电压表； 4　 注意电表的连接，量程的选择； 5　 检查有无短、断路故障； 4． 实验步骤(多次测量)：能过调节滑片P的位置，通常分三次使灯泡两端电压分别等于额定电压、低于额定电压、高于额定电压，分别记下此时的电流表、电压表示数和小灯泡的发光情况。 5． 得到两个结论： 1　 因为灯泡的灯丝电阻随温度变化而变化，所以，实际电压不同，实际功率不同，所以求平均值无意义！ 2　 灯泡亮度由实际电功率决定。 【易混淆点】 1、 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，并加以比较。 2． 实验原理：要测量小灯泡的电功率，根据电功率公式，可以用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流。 3． 实验器材：电源、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线若干。 4． 设计并进行实验： 1　 按照图所示的电路图连接好实验电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片置于最大阻值处。 2　 检查电路连接无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。 3　 调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小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。 4　 调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，记录电压表与电流表的示数，观察并记录小灯泡的发光情况。 5　 整理好实验器材。 6　 用公式计算出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 5． 分析与论证 1　 分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的电功率越大，灯泡发光越亮。 2　 小灯泡的亮度直接由它的实际功率决定。 3　 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。 4　 小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。 6． 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，小灯泡的实际更率小于额定功率，小灯泡发光较暗。 3　 当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。 7． 注意事项 1　 电源电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流，滑动变阻器的最大阻值应与小灯泡的电阻差不多，这样会使滑动变阻器的调压效果明显。 2　 连接电路时，电压表的量程要参照小灯泡的额定电压来选择，电流表的量程应根据灯泡的额定电流来选择，如果灯泡的额定电压或电流位置，则要采用试触的方法判断。 3　 连接电路时，开关要断开，防止由于电路连接错误而发生短路，损坏电流表。 4　 闭合开关前，要将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，以防止电路中电流过大，其保护电路作用。 5　 调节小灯泡两端的电压高于额定电压时要注意缓慢调节滑动变阻器的滑片，实际电压不能超过额定电压的1.2倍，同时通电时间不能过长，否则容易烧坏小灯泡。 注意：伏安法测小灯泡电功率与伏安法测电阻阻值的异同。 相同点：①实验电路基本相同，可采用同一电路；②实验方法相同，都是伏安法；③测量的物理量相同，都测量电流I和电压U。 不同点：①实验原理不同，测小灯泡电功率的实验原理，测电阻阻值的实验原理是；②数据处理方式不同，测电阻阻值时需要多次测量，最后求平均值以减小实验误差，而测小灯泡电功率时也需要多次测量，但不能用来求平均值，而是寻找不同电压下的电功率有什么规律。 2、 实验中电路故障分析 故障 现象 故障原因 灯泡 不亮 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数 ①滑动变阻器接成定值电阻 ②电源电压太低 闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流