内容正文:
第3节 测量小灯泡的电功率
教学目标
1.知道测量小灯泡电功率的原理,会测量小灯泡的额定功率和实际功率。
2.加深对电功率的理解,进一步理解额定功率和实际功率的区别。
3.巩固电流表、电压表和滑动变阻器的使用操作技能。
重点难点
重点
1.用伏安法测量小灯泡电功率的方法。
2.对实际功率和额定功率的理解。
难点
1.电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用。
2.测量小灯泡实际功率的实验设计。
教学用具
电源、电压表(0~3 V 0~15 V)、电流表(0~0.6 A 0~3 A)、滑动变阻器、导线、开关、多媒体课件等。
教学过程
一、创设情境,导入新知
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“2.5 V”字样,但他很想知道这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。
二、自主合作,感受新知
阅读教材并结合生活实际,完成预习部分。
三、师生互动,理解新知
1.设计实验
从情境导入中让学生讨论、探究如何测量出这个“2.5 V”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:
(1)可以分别测量以下三种情况下小灯泡的实际功率。
①使小灯泡在额定电压下发光,测出小灯泡的功率。
②使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察小灯泡的亮度,测出它实际的功率。
③使小灯泡两端的电压高于额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,测出它实际的功率。
(2)用电压表和电流表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。
(3)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阻值处。
(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,滑片移动的次数。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
1
2
3
3.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,与额定功率无关;
(3)小灯泡的实际功率有多个,额定功率只有一个。
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。教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,且滑到最大阻值处。
(3)滑动变阻器有两个作用:①保护电路,②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。
教师提问:测量小灯泡的电功率能否取平均值呢?为什么?
学生讨论后回答:测电功率不能求平均值,因为测小灯泡电功率的实验是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况。不同电压下小灯泡的发光情况是不一样的,所以不能求平均值。
思考:(多媒体课件展示)
(1)两只额定电压相同的小灯泡,如何连接才能正常发光?
(2)在测小灯泡功率的实验中,如果有一只电表坏了,你可以选用什么适当的器材,采用什么方法测定它的额定功率?
(3)怎样设计方案测量家用电冰箱的功率?
典例解读 (2017·兰州)为了研究小灯泡在不同电压下工作时(实际电压不允许超过额定电压的五分之一),消耗的电功率是否相同,某同学选取一个额定电压为2.5 V的小灯泡。
(1)请你帮他设计电路,并画出电路图;
(2)他还准备了:蓄电池(6 V),电流表(0~0.6 A
0~3 A)、电压表(0~3 V 0~15 V)、滑动变阻器R1(10 Ω 0.6 A)、滑动变阻器R2(50 Ω 0.6 A)、开关、导线若干。为了完成实验,应选择滑动变阻器______接入电路,电压表选用______量程;
(3)由实验测得,通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示。由图可知,小灯泡正常发光时,通过灯丝的电流是______A,此时消耗的电功率为______W;
(4)通过数据分析可以得出:________________________________________________________________________。
【解析】研究小灯泡的电功率,应