九年级物理（人教版）全一册导学案：第十八章第三节--测量小灯泡的电功率.doc

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1、第三节 测量小灯泡的电功率教学目标：1通过学生自己设计实验，进一步加深对电功率概念的理解；2通过学生动手操作，巩固电流表和电压表的操作技能；3通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别教学重点： 用伏安法测定小灯泡的电功率，对实际功率和额定功率的理解教学难点： 电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用知识点一：测量小灯泡的电功率 1.实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。 2.实验原理：根据公式P=UI，测出灯两端电压和通过灯泡电流，计算出小灯泡的电功率。 3.实验设计：根据实验的目的和原理设计如下电路。 （1）使灯泡在额定电压下发光，测出小灯泡的功率，观察亮度。 （2）使灯泡两

2、端电压为额定电压的1.2倍，测出它的功率，观察亮度。 （3）使灯泡两端电压低于额定电压，测出它的功率，观察亮度。 4.实验步骤： （1）按上述电路图连接实物电路。连接电路时断开开关，并将滑动变阻器阻值调到最大。 （2）检查电路连接无误，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压达到小灯 泡的额定电压，记下电压表和电流表的示数和小灯泡的发光情况。 （3）调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，迅速记下此时电 压表和电流表的示数和小灯泡的发光情况。 （4）再次调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压低于额定电压，记下电压表和电流表 的示数和小灯泡的发光情况。 （5）整

3、理好实验器材。 5.实验数据记录 次数要求亮度电流电压电功率1U = U额2U U额3U U额 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其额定功率，小灯泡正常发光。 （2）当实际电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于其额定功率，小灯泡发光较暗。 （3）当实际电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于其额定功率，小灯泡发光较亮。 7.实验注意事项： （1）连接电路时，开关必须断开，滑动变阻器的阻值调到最大处，使串联电路电流最小， 保护电路元件。 （2）加在小灯泡两端的电压不要超过额定电压太多（1.2倍左右），否则会烧坏小灯泡。 （3）移动滑动变阻器的滑片改变小灯泡两端

4、的电压时，要紧盯电压表的示数，并留意电 流表的示数变化情况，不要盲目乱动，造成不必要的损失。 （4）实验器材规格的选择： 电源：选用的电源其电压应高于灯泡的额定电压；滑动变阻器：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，最大 阻值也应与小灯泡的电阻差不多，这样就能使滑动变阻器的调压效果明显。 电压表：电压表的量程要大于小灯泡的额定电压。 电流表：电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流。 （5）实验三次是为了比较灯泡的亮度与电功率大小的关系，不能求平均值。知识点二：伏安法测小灯泡电功率和测小灯泡的电阻的比较不同点测小灯泡的电阻R=U/I 实验方法强调温度对灯丝电阻的影响比较灯泡

5、的亮度与电功率大小的关系P=UI三次实验的目的实验原理测小灯泡的电功率伏安法 如上图所示实验电路相同点测量的物理量电流I和电压U例题讲解：题型一、伏安法测小灯泡的电功率例1、“伏安法测小灯泡功率”的实验原理是，直接测量的物理量是和 ，如果小灯泡的实际电压比额定电压低，则实际功率额定功率解析：伏安法测小灯泡功率的实验原理是P=UI；根据P=UI得，要测灯泡的功率就应先测出 其电压和电流；额定功率是用电器在额定电压下的功率，所以当灯泡的实际电压比额定电压低时，其实际功率小于额定功率 答案：P=UI、电流、电压、小于例2、在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的功率”实验中：A063A0633 15V

6、AV 0.6 3 0.6 3 000.20.40.612甲 乙（1）在连接电路时，开关应该是 的（填“断开”或“闭合”），滑动变阻器的阻值应调到 （填“最大”或“最小”）。（2） 小东在连接实验电路时还有导线未接上，如图甲所示。请你用笔画线代替导线,把图中电路连接好（请勿更改原有导线，导线不得交叉）。（3）正确连接好电路 后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光。此时，若电流表的示数如图乙所示，其示数为 A，小灯泡的额定功率是 W，小灯泡正常发光时的电阻为 。解析：连接电路时先将电源、开关、电流表、滑动变阻器串联起来，将电压表与灯泡并A063A0633 15V AV

7、 0.6 3联，开关要断开，滑动变阻器的阻值调到最大处，使串联电路电流最小，保护电路元 件；要使小灯泡能够正常发光，电压表的示数就应等于小灯泡的额定电压即2.5V，如图所示电流表的示数是0.3A，根据 P=UI可得，小灯泡的额定功率P额=2.5V0.3=0.75W，小灯泡正常发光时的电阻R=U/I=2.5V/0.3A=8.33.答案：断开，最大, 2.5V, 0.3A, 0.75W, 8.33总结归纳：知识拓展：当U实U额时，P实P额，超负荷工作，使用寿命缩短，甚至烧坏；当U实U额时，P实P额，用电器不能正常工作；当U实=U额，P实=P额，用电器正常工作题型二、伏安法测定小灯泡电功率的电路故障

8、分析例1、在“测定小灯泡额定功率”的实验中：电路如图所示，小灯泡的额定电压为2.5V，电 阻约为10，电源为两节干电池 0.6 3 000.20.40.612A0633 15V A063AV 0.6 3A V （1）请用笔画线代替导线，将图中的元件连成符合这个实验要求的电路（连线不能交叉）（2） 在连接电路时，开关应，滑动变阻器的滑片应移到；（3） 正确连好电路后，闭合开关S，发现灯L不发光，但电压表有读数，而电流表无读数，故障的原因可能是 A0633 15V A063AV 0.6 3例1图A电流表处有开路 B电压表正负接线柱处开路 C小灯泡L短路 D小灯泡L的灯丝断了（4） 排除故障后，当小

9、灯泡L正常发光时，电流表指针位置如图所示，则小灯泡L的额定功率为 W解析：（1）如图所示；（2）为了保护电路，在接线过程中，开关应断开，以避免因接线错误造成短路将电源烧坏；同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；（3）灯L不发光，电流表无读数，说明电路断路，而电压表有读数，故灯泡断路；故选D.(4)因为小灯泡L正常发光，由图可知，灯泡的额定电流I=0.26A，所以小灯泡L的额定功率P=UI=2.5V0.26A=0.65W 答案： 断开，最大 D; 0.65总结归纳：伏安法测灯泡功率常见故障分析跟踪练习:1、在“测量小灯泡的额定功率”的实验中

10、，所用小 灯泡上标有“3.8V”字样（1）请在图中用笔画线代替导线，把电路连接完整（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的右端，若闭合开关后，发现电压表的指针快速打到左边无刻度处，这是由于电压表 （3）下表是在实验中测出的三组数据据，由表中数据可知，小灯泡的额定功率为 次数电压U/V电流I/A灯泡亮度13.00.36偏暗23.80.4正常34.50.42偏亮 （4）若在实验中小灯泡的灯丝突然烧断了，则电压表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”） （5）小红跟据测得的三组数据求出各次电阻，发现小灯泡三次的电阻值竟不相同，这是因为小灯泡的电阻与 有关2题图2、在测量小灯泡电功率

11、的实验中，实验室所提供的器材有:电源(电压恒为6V)，额定电压为2.5V，电阻约为10的小灯泡，电流表、电压表、开关各一个，导线若干.滑动变阻器规格有“10 、 lA，“50 、1.5A，)两个。（l)图甲是小壮连接的部分实物图，请你用笔画线代替导线，将实物图连接完整。(2)检查电路连接无误后，将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A或B”），闭百开关后，小壮立即发现小灯泡发光过亮不能进行实验，为了完成实验，接下来他的操作是： 。(3)小壮改正错误后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，记下各组对应的电压表和电流表的示数，并绘制如图乙所示的I-U图像，根据图像可知小灯泡的额定功率是 W;图中从原点到M

12、点再到N点的曲线;反映灯丝的电阻是 。(4)实验中，某同学的小灯泡先由暗变亮，然后发出耀眼的光后被烧坏。为了避免灯丝烧断，请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项: 。 1题图 2题图 答案：1、（1）如图所示；（2）右，正负接线柱接反了；（3）1.52；（4）变大；（5）灯丝温度 2、(1)如图所示 （2）A断开开关换接“50 、1.5A”滑动变阻器重新实验（3） 0.625 变化（变大等） （4）缓慢调节滑动变阻器的滑片，同时观察电压表的示数，使其不能超过小灯泡额定电压值的1.2.倍总结归纳：因为灯丝的电阻与温度有关，而灯泡两端的电压越大，灯丝的温度越高，因此小灯泡在不同电压下工作时，

13、小灯泡的灯丝温度不同，电阻也不相同题型三、伏安法测定小灯泡电功率时选择合适的量程例1、甲、乙两组同学做“测定小灯泡的电功率”实验，器材完好，电源电压为4.5伏，且保持不变，几个不同的小灯都标有“2.5伏”字样，有若干个，2种规格的滑动变阻器，其中A规格标有“202A”字样，B规格标有“53A”字样 （1）甲组同学选用A规格的滑动变阻器，并按图所示的电路图连接该同学在连接电路时，应将开关处于 状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于 端（选填“左”或“右” （2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因： 故障现象

14、检测故障原因灯泡较暗、两表的示数均较小移动滑动变阻器滑片，现象不变灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数取下灯泡，两表的示数不变 （3）排除故障后，该组同学将滑动变阻器的滑片P移至某一位置时，发现电压表的示数 为 V，此时他应向 移动滑动变阻器的滑片P（选填“左”或“右”），直至小 灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上（即变阻器连入电路的电阻为10 欧），则该小灯的额定功率为 （4）乙组同学同样按图正确连按电路，实验步骤操作正确当闭合电键S后，发现小灯发光较亮，电流表与电压表的示数分别如图所示，则此时实验选用了 规格的滑动变阻器（选填“A”或“B”），若移动该变阻器的滑片，则该小灯泡

15、 正常发光（选填“能”与“不能”） （5）下表为其中某小组的实验记录分析表：实验序号电压表示数/V12.0额定功率/W功率/W电流表示数/A0.660.340.52.50.220.20.1732 P= (0.34+0.5+0.66)/3 =0.53.0 老师认为该小组数据处理过程有误，你认为该小组的错误是 老师提醒同学仔细研究实验所得的数据，还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻 （选填“变大”、“不变”或“变小”），你认为产生此现象的原因是 解析：（1）为了保护电路，在接线过程中，开关应断开，以避免因接线错误造成短路将电源烧坏同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移

16、到阻值最大处（2）灯泡较暗，说明电路中电阻很大，同时移动滑片时，现象不变，说明滑动变阻器同时接到下面的两个接线柱电流表无示数，说明电路中有断路或电流表短路，而灯泡不亮，电压表有示数，说明灯泡断路（3）由图可 知，电压表测灯泡两端电压，所以灯泡的实际电压UL实=1.2V2.5V，要使灯泡正常发光，应增大电路中电流，减小电阻，而变阻器左部分连入电路，故应将滑片向左移 动因为灯泡正常发光，所以UL=2.5V，变阻器两端电压U滑=U-UL=4.5V-2.5V=2V，电路中电流I=U滑/R滑= 2V/10=0.2A，所以该小灯的额定功率P额=ULI=2.5V0.2A=0.5W（4）由图可知，UL=2.7

17、V，I=0.36A，变阻器两端电压U滑=U-UL =4.5V-2.7V=1.8V，所以变阻器最大值R滑= U滑/I= 1.8V/0.36A=5，故用的是B规格的滑动变阻器由于灯泡的实际电压大于额定电压，要使灯泡正常发光，应增 大变阻器的阻值，而此时变阻器已处于最大值，故移动该变阻器的滑片，不能使灯泡正常发（5）由于灯泡的实际功率不是定值，所以不能通过求平均值的方法来求功率根据欧姆定律分析表中数据可知，灯泡电阻变大；而灯丝的长度、横截面积、材料都未变，但由于电流的热效应，灯丝温度在升高，使其电阻变大答案：（1）断开、右；（2）滑动变阻器同时接到下面的两个接线柱、灯泡断路；（3）左、0.5； （4

18、）B、不能；（5）不应该求功率的平均值、变大、灯丝的电阻随温度的升高而增大题型四、缺少器材测小灯泡的额定功率1题图1、在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为2.5V的小灯泡，未知电压的电源（两端电压不变），一个已知阻值为 R 的电阻，一个滑动变阻器，一只电流表，3个开关，导线若干小明同学设计如图所示的实验电路，请你将实验步骤补充完整 （1）将滑动变阻器的滑片 P 置于 端； （2）闭合开关 S 1、S 2，调节滑动变阻器滑片 P 的位置，直到电流表的示数 I1 A，此时小灯泡正常发光，将数据记录在表格中（3） （4）计算小灯泡额定功率的表达式 P W。解析：1. 由于

19、已知灯的额定电压，所以应先闭合S1,S2断开S3，调节滑动变阻器使定值电阻的电流与电流乘积等于灯的额定电压，由于灯与滑变并联，所以电灯此时正常工作。 2.由于电灯的温度变化剧烈会影响电阻阻值，当只有一个电表时，只能改变电表的测定范围，不能改变电路的结构。所以只能在保持滑变阻值不变时，断开S2闭合S3使 电流表改测总电流，而电路结构不发生变化。答案：（1）b （2） (3)断开开关S2，闭合开关S3,保持滑片P的位置不变，将电流表读数I2记录在表格中，（4）P 2.5V(I2I1)总结归纳：1. 在缺少器材时，我们常使用等效替代的思想解决问题，如果缺少电流表一般采用串联的方法；如果缺少电压表一般

20、采用并联的方法。2. 由于电灯的温度变化剧烈会影响电阻阻值，当只有一个电表时，只能改变电表的测定范围，不能改变电路的结构。课后作业：1、在“测定小灯泡的电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为3.8V。 如图是小严同学连接的实物电路。A0633 15V A063AV 0.6 3C P DA B1题图 （1）实验中，连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是 ； （2）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图甲所示，为 V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端（填“A”或“B”端）的方向滑动； （3）当小

21、灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 W2题图2、小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。将小灯泡L和电阻 R0 接入图乙所示的电路中，电源电压为3V，且保持不变。当开关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光。下列说 法不正确的是（ ） A电阻R0的阻值为2 B开关S闭合时，小灯泡L的电阻为10 C小灯泡L的额定功率为0.625W D开关S断开时，小灯泡L的电阻为03、小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验，现有器材：额定电压为6V的同规格小灯泡（电阻约为25）若干个，电压为12V的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“20 1A

22、”和“50 0.5A”的滑动变阻器各1个，导线若干。（1）实验中应选择规格为“ ”的滑动变阻器。（2）图3甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。（3）小雨正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是 。（4）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图3乙所示，则电流表的示数为 A，小灯泡的额定功率是 。3乙3甲12V4.（2014武汉）图甲是测量小灯泡电功率的电路。小灯泡的额定电压为2.5V。甲 4题图 乙（1）请根据图甲将图乙中的实物

23、电路连接完整（导线不允许交叉）（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处。闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表示数为零，电流表指针偏转。逐渐向右移动滑片，小灯泡始终不亮，电压表示数仍然为零，电流表示数逐渐变大。该电路故障可能是 。（3）排除故障后正确操作实验，测量数据如下表所示实验次数12345678发光情况明亮亮更明亮较亮较暗微光熄灭熄灭电压U/V2.52.13.01.71.30.90.50.1电流I/A0.280.260.300.240.210.190.160.05分析实验数据可知：小灯泡的额定功率为 W。7、8两次实验中，灯泡熄灭的原因是 。 小灯泡在断电一段时间后的电阻可能是 （填

24、“0”、“1”、“2”或“8.9”）5、如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程03V，电流表量程5题图 00. 6A，滑动变阻器规格是“10 1A，灯泡标有“2.5V 1.25W若闭合开关，两电表示数均不超过所选的量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，不考虑灯丝电阻的变化。则下列说法正确的是（ ） A电流表的示数变化范围0. 3AO. 6A B电压表的示数变化范围是1. 5V2.5V C滑动变阻器允许调节的阻值范围是2.510 D该电路最大功率是2.25W6、如图甲所示是“测量小灯泡的电功率”的电路图，图乙是实物连接图。其中电源是两节新干电池，小灯泡的额定电压为25V，滑动变阻器上标有“1

25、0 lA”。（ 6题图 ） (1)上图已连接了部分电路，请用笔画线代替导线按照电路图将未连接的电路连接完整(2)小明同学连接好电路后，闭合开关时发现灯光特别亮，这表明他在闭合开关前没有 ； 0 1 2 3 U/V I/A 0.1 0.2 0.36题图 (3)调节滑片P使电压表的示数为25V，此时电流表的示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为w。若要增大小灯泡的电功率，则滑片P应向移动； (4)在完成以上实验后，小明进一步测量并描绘出小灯泡的电流随电压变化的曲线如图所示，通过图像发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：； (5)有一位同学在连接好电路后，闭合开关，在移动滑动变阻器滑片P的过程中发现：

26、灯泡变亮时电压表示数变小；灯泡变暗时，电压表示数变大。经检查所用器材完好，出现这种现象的原因可能是。7、小亮在做“测量小灯泡的电阻”实验中，所用小灯泡上标有“2.5V字样。 如图是小亮未连接好的电路， （1）请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整： (2)电路连好后，小亮分别测出了小灯泡的几组电压和电流值记录在表格中。实验次数123U/N2.02.52.8I/A0.220.250.26R/ 小灯泡正常工作时的电阻为 。小亮从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，你认为影响葵变化的主要因素是 。 (3)完成上述实验后，小亮看到滑动动变阻器的铭牌模糊不清，于是想测量变阻器的最大阴 值Rx。 他从实验室找

27、来一个阻值已知为R0的定值电阻替换了灯泡同时撤去了发生故 障的电流表，并利用余下器材(电压未知的电源、量程合适的电压表、滑动变阻器、开 关各个。导线),在不改动电压表位置及其连线的情况下，很快测出了Rx的大小。请把你设计的电路电路图在虚线框内。 简述实验过程中要测量的物理量并用相应字母表示a. b. Rx= (用已知量和测量量表示)。A0633 15V A063AV 0.6 3 7题图 8、实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，某同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验时，得到了如下一组数据。次数第一次第二次第三次电压/V32.52电流/A0.440.40.34 （1）分析

28、这组数据，你认为该小灯泡是否合格：_，其原因是：_。 （2）假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是长了还是短了：_，原因是：_。用这只小灯泡做实验时，容易出现的故障是_ _。9、某同学做“测量小灯泡电功率”的实验时，连接了如甲图所示的电路，实验前观察小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样。 （1）要完成甲图的电路连接，电压表应选择连接 （填“0 3V”或“0 15V”的量程。图16. （2）在闭合开关前，变阻器的滑片应放在 端（填“左”或“右”）。 （3）闭合开关，移动变阻器的滑片，使电压表的示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表 表盘如乙图所示，电流表

29、的示数是 A，则小灯泡的额定电功率 是 W。乙甲9题图 （4）向左移动变阻器滑片，会看到灯泡变 （填“暗”或“亮”）一些，这说明灯泡的实际功率与灯泡 有关系。 10、某班同学到实验室做“测定小灯泡功率”的实验被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（00.6A03A）、电压表（03V015V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R1（50.5A）、R2 （50 0.5A）、R3（500 1A）同学们设计的电路如图甲所示： （1）最合适的滑动变阻器应选用 （选填R1、R2、R3） （2）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操

30、作是 10题图 （3）经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的 示数如图丙所示，则此时通过小灯泡的电流是 ，灯泡两端的电压是 V，此时小灯泡的电阻是 （电阻计算的结果保留二位小数），灯泡的实际功率是 W（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据，同学们画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象（如图丁），根据图象提供的信息，算出小灯泡的额定功率为 W，小灯泡灯丝电阻随电压增大而 （选填“增大”“减小”或“不 变”）课后作业答案： 1、灯丝断了、灯泡与灯座接触不良 1.14 2.5、B 2.D 3.(1) 50 0.5A

31、(2) 如图所示 (3)。小灯泡断路 （4）0.24 1.44W 4.（1）如图所示 （2）小灯泡断路 （3）0.7 实际功率太小 1 5.B D 6.图略 将滑动变阻器的阻值调到阻值最大处，0.75 左 电阻随温度升高而增大，电压表接在滑动变阻器的两端了。 7.10 温度a.将滑动变阻器的滑片调到阻值为零处，记下电压表的示数U b. 将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处，记下电压表的示数U0 (U-U0/ U0)RO 8.（1）不合格；在额定电压下（或电压是2.5V），灯泡的功率不等于（或大于）额定功率。（2）短了；电阻越小，电功率越大；灯泡容易烧坏。9.（1）0 3V（2） 左 （3）2.5 0.2 0.5 （4） 暗 两端电压 10、R2 把指针调至零刻线 0.22 1.8 8.18 0.396 0.625 增大 11、DA063AV 0.6 3A0633 15V 4题答3题答案12VL。