【新课标●新课堂】 2.3电路中的电能（第3课时）教学设计-2026-2027学年浙教版科学九年级上册

该初中科学教学设计聚焦“测定小灯泡的电功率”核心实验，通过家用灯泡在不同电压下的亮度变化现象导入，联系伏安法测电阻等前序知识，搭建从原理理解到实验操作的学习支架。 以“探究实践”为主线，设计低于、等于、高于额定电压的三组实验，结合数据记录与现象分析，对比伏安法测电阻实验异同（科学思维），明确实际功率与亮度关系，拓展LED灯节能原理（科学观念），提升学生实验操作与分析能力，助力教师高效突破重难点。

第3节 电路中的电能（第3课时）教学设计 ——测定小灯泡的电功率 【核心概念】能的转化与能量守恒 【内容要求】 1.学习内容：能的形式、转移与转化。 2.内容要求：测定小灯泡的额定功率，会计算小灯泡消耗的电能。 【教材分析】 《测定小灯泡的电功率》电学核心实验课。本节课是学生在掌握电功率公式、额定电压与额定功率、伏安法测电阻基础上的进阶实验，也是初中电学三大重点实验（探究欧姆定律、伏安法测电阻、测小灯泡电功率）的收官实验。 本节课不仅巩固电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法，更能让学生区分额定功率与实际功率的本质区别，理解灯泡亮度与实际功率的对应关系，为后续电学综合计算、动态电路分析奠定实验基础，兼具操作性、探究性和总结性，是中考实验考查的高频重点内容。 教学重点： 1. 测定小灯泡电功率的实验原理、电路连接、规范操作流程； 2. 测量小灯泡在不同电压下的实际功率，总结功率与灯泡亮度的关系。 教学难点： 1. 区分额定功率与实际功率，理解二者的本质区别； 2. 滑动变阻器的规范使用（调节电压至额定值）及实验电路故障分析； 3. 对比伏安法测电阻与测小灯泡电功率的实验异同点。 【教学目标】 1.能根据小灯泡电功率的测定原理，设计实验电路图。再根据提供的实验器材，完成相关的操作步骤。 2.能准确测量小灯泡在额定电压、高于额定电压、低于额定电压下的实际功率，区分额定功率与实际功率。 3.明确小灯泡亮度由实际功率决定，掌握实验常见电路故障的判断方法。 4.通过对比伏安法测电阻实验，学会对比分析、归纳总结的物理学习方法。 5.培养严谨求实、规范操作的科学实验态度，养成如实记录实验数据的习惯。 【教学过程】 【引入】家用灯泡在电压稳定时正常发光，电压偏低时灯光昏暗，电压过高时灯光刺眼甚至烧坏。灯泡的发光亮度不同，说明它的实际功率发生了变化。如图小灯泡“2.5V 0.3A”代表什么含义？能不能直接用公式计算出灯泡工作时的实际功率？ 【探究实践】测定小灯泡的功率 1.实验原理：P=UI （间接测量法） 2.实验器材作用分析： 电流表：串联在电路中，测灯泡电流；电压表：并联在灯泡两端，测灯泡电压； 滑动变阻器：一是保护电路，防止电流过大烧坏器材；二是改变小灯泡两端电压，实现三次实验【低于、等于、高于额定电压（约1.2倍）】。 3.实验电路设计 引导学生结合伏安法实验，画出实验电路图，连接实物图。强调：滑动变阻器一上一下接线、电表正负接线柱、量程选择（2.5V灯泡选电压表0-3V量程，电流表0-0.6A量程）。 4.明确实验任务，设计实验数据记录表。 分组实验，每组4人，分工合作，完成三组实验： ① 使小灯泡两端电压等于额定电压，测额定电流，计算额定功率，观察灯泡正常发光亮度； ② 使小灯泡两端电压低于额定电压（约0.8倍额定电压），测电流、算功率，观察亮度； ③ 使小灯泡两端电压略高于额定电压（不超过1.2倍），测电流、算功率，观察亮度。 特别提醒：电压不可过高，避免烧坏小灯泡。 实验数据记录表 实验次数 电压U/V 电流I/A 电功率P/W 灯泡亮度 功率类型 1 2.5 正常发光 额定功率 2 2 较暗 实际功率 3 3.0 较亮 实际功率 5.实验操作步骤 （1）断开开关，按照电路图连接实物电路，接线时开关保持断开，滑动变阻器调到最大阻值处。 （2）检查电路无误后，闭合开关，缓慢调节滑动变阻器滑片，观察电压表示数。 （3）当电压表示数为额定电压时，停止调节，记录电压、电流数值，观察灯泡亮度。 （4）继续调节滑片，使电压低于额定电压，记录数据、观察亮度。 （5）再次调节滑片，使电压略高于额定电压，记录数据、观察亮度。 （6）断开开关，整理器材，根据公式计算三次实验的电功率。 【常见实验故障及原因】 1.灯泡不亮、电表无示数：电路断路（开关未闭合、导线接触不良）； 2.灯泡不亮、电流表无示数、电压表有示数：灯泡断路； 3.灯泡过亮、滑动变阻器无法调压：滑动变阻器接上面两个接线柱； 4.电表指针反向偏转：正负接线柱接反。 【数据分析，归纳规律】 1. 额定功率唯一：小灯泡的额定功率是固定值，只有在额定电压下工作时，实际功率等于额定功率，灯泡正常发光。 2. 实际功率可变：实际电压越低，实际功率越小，灯泡越暗；实际电压越高，实际功率越大，灯泡越亮。 3. 灯泡亮度由实际功率决定，与额定功率无关。 【拓展深化】 1.小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大，因此三次实验的电阻值不同，不能求电功率的平均值（区别于伏安法测电阻）。 2.伏安法测电阻 VS 测小灯泡电功率： （1）原理不同：测电阻 R=U/I，测功率 P=UI； （2）数据处理不同：测电阻求平均值减小误差，测功率不求平均值； （3）实验目的不同：测电阻测量定值电阻阻值，测功率探究功率与亮度的关系。 【思考与讨论】 选择亮度与灯泡大致相当的LED灯，比较它两端的电压与电功率，哪一种灯的电功率较小？为什么？ 亮度相当时，LED灯的电功率远小于白炽小灯泡。​ 核心原理：灯泡的发光亮度由实际发光光能功率决定，而非总电功率。白炽小灯泡依靠电流热效应工作，通电后大部分电能转化为内能（热量），仅有极少部分电能转化为光能，发光效率极低；而LED灯属于半导体发光器件，工作时几乎不发热，电能主要直接转化为光能，能量损耗极少，发光效率极高。因此，在输出光能相同（亮度相当）的前提下，LED灯消耗的总电功率更小，更加节能。​ 知识点升华：进一步验证了电功率是消耗电能的快慢，不等同于发光亮度，灯具的发光效率直接决定同等亮度下的实际功率大小。 【随堂例题】 【例1】在测定额定电压为“2.5V”小灯泡电功率的分组实验中。 （1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。 （2）小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，则故障可能是 。排除故障后移动滑片使灯泡正常发光，此时电流表如图乙所示，则小灯泡额定功率为 W。 【答案】（1）如右上图。（2）小灯泡短路；0.75。 【解析】（1）由甲图可知，电压表未并联在小灯泡两灯，故应将电压表的“﹣”接线柱与小灯泡的左接线柱相连； （2）灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，说明与电压表并联的部分短路，即小灯泡短路； 电流表量程是0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数I＝0.3A，灯泡的额定功率P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W。 【例2】图甲是小科的哥哥测定小灯泡额定功率的电路，小灯泡上标有“2.5V”字样。 （1）测小灯泡电压的电压表有“0﹣3V”、“0﹣15V”两个量程，小科的哥哥正确选用了“ ”量程。 （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示。实验测得的该小灯泡的额定功率为 。 （3）小科发现，与我们教材中测小灯泡电功率的电路相比，哥哥的实验电路多了一根导线，这根导线是 。（用图甲中导线旁的字母表示） 【答案】（1）0﹣3V；（2）0.75W；（3）b。 【解析】（1）小灯泡上标有“2.5V”字样，故电压表选用“0﹣3V”量程； （2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.3A，则小灯泡额定功率为： P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W； （3）原电路图中，滑动变阻器和灯泡并联是错误的，在测定小灯泡额定功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表并联在灯泡两端，故哥哥的实验电路多了一根导线，这根导线是b。 【板书设计】 第3节 电路中的电能（第3课时） 1. 实验原理：P = UI​ 2. 实验器材：电源、开关、灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、导线​ 3. 滑动变阻器作用：①保护电路 ②改变灯泡两端电压​ 4. 实验结论：​ ① U实= U额 → P实 = P额 → 正常发光​ ② U实< U额 → P实 < P额 → 灯光较暗​ ③ U实> U额 → P实 > P额 → 灯光较亮​ 5. 核心：灯泡亮度由实际功率决定，额定功率唯一，不求平均功率 【布置作业】 1.完成作业本上相应内容。 学科网（北京）股份有限公司 $