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第三节 怎样使用电器正常工作
设计说明 本节主要内容有：额定电压与额定功率，测量小灯泡的电功率。是上一节电功率知识的延续，是在上一节学习了电功率公式的基础上，研究额定电压与额定功率，学习用伏安法测量小灯泡的电功率。 教学中要突出实验教学，让学生在活动中理解物理知识，先让学生观察灯泡在不同电压下的亮度，学生从实验中发现：当实际电压大于灯泡上标示的电压时，灯泡过亮；当实际电压小于灯泡上标示的电压时，灯泡偏暗；只有实际电压等于灯泡上标示的电压时，灯泡才能正常发光。在此基础上介绍额定电压、额定功率、实际功率。接下来让学生测量小灯泡的电功率，既培养了学生的实验技能，让学生领会伏安法测电功率的原理，又能进一步体会额定功率与实际功率的意义和区别。最后的例题运用电功率的公式计算实际功率，从理论上加深对额定功率和实际功率的理解，并培养学生的分析计算能力。 教学目标 【知识与技能】 1.知道用电器的额定功率与实际功率。 2.测量小灯泡的电功率。 【过程与方法】 学会用“伏安法”设计并进行实验，测量小灯泡在不同电压时的电功率 【情感态度和价值观】 在观察灯泡亮度变化、测量小灯泡的电功率活动中，有观察实验的兴趣和动手实验的习惯，乐于通过实验研究物理问题。 重点难点 教学重点 1.额定功率和实际功率的概念。 2.测量小灯泡电功率的实验。 教学难点 额定电压、额定功率和实际电压、实际功率的区分与理解。 教学方法 实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。 教具、学具 多媒体课件、电压表、电流表、小灯泡、滑动变阻器、导线、开关等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 同学们，我们现在家中的用电器很多，例如：电视机、电冰箱、洗衣机等等，还有电灯，工作时有时很亮、有时却很暗，这样都无法很好发挥用电器的工作性能，而且还很容易损坏用电器，那么，怎样才能使用电器正常工作呢？ 讲授新课 一、研究额定电压与额定功率 活动1：观察灯泡的亮度变化 1.观察灯泡上标示的电压值，________V。 2.按如图所示电路图连接电路，并按要求进行实验，一要观察电流表、电压表的示数；二要观察灯泡亮度的变化。 3.实验现象 (1)当加在灯泡上的电压等于灯泡上标示的电压时，灯泡能正常发光。 (2)若略大于标示的电压时，灯泡发光很强，甚至被烧毁。 (3)若小于标示的电压时，灯泡发光很弱，甚至看不出发光。 【教师点拨】通过实验，使学生认识到用电器上标明的电压值，指用电器正常工作时的电压；用电器上标明的电功率值，指用电器正常工作时的电功率。 【交流总结】 额定电压：用电器正常工作时的电压。 额定功率：用电器正常工作时的功率。 额定电流：用电器正常工作时的电流。 实际电压：用电器实际工作时的电压。 实际功率：用电器实际工作时的功率。 实际电流：用电器实际工作时的电流。 【结论】 1.若，则； 2.若，则； 3.若，则。 【教师提问】实际功率和额定功率有什么区别？灯泡亮度和什么功率有关？ 【教师点拨】 1.在日常生活中，我们常常提到某用电器“正常工作”，灯泡“正常发光”。这里提到的“正常工作”和“正常发光”就是指这些用电器是在各自额定的电压下工作。例如一个标有“220 V　100 W”字样的灯泡，额定功率就是“100 W”，它是在额定电压下工作时的功率，是反映用电器性能的参数。 2.电功率是反映电流做功快慢的物理量，即指在单位时间内电流所做的功，而实际上用电器并不总是在额定电压下工作。所谓的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率，是随实际电压变化的。 3.灯泡的亮度由实际功率决定。 【思考】根据电灯的铭牌能知道哪些物理量？能求出哪些物理量？ 【交流总结】 观察：额定电压为220 V、额定功率为100 W 可求：； 【教师提问】现在我给大家一个小灯泡，但铭牌上只有额定电压2.5V，没有电功率，你们能想办法测量小灯泡的电功率吗 怎样测量 二、测算小灯泡的电功率 活动2：测算小灯泡的电功率 实验目的：测不同电压下小灯泡的电功率 1.制订计划与设计实验 【教师提问】 （1）电功率的计算公式是什么？ （2）要测小灯泡的功率需测量的物理量有哪些？ （3）如何使小灯泡两端电压正好等于其额定电压呢？ 【交流总结】电功率的计算公式是，也是本实验的原理；测小灯泡的功率需测量灯泡两端的电压与灯泡中的电流；通过串联滑动变阻器，调节小灯泡两端电压使其等于额定电压。设计测量电路如图所示： 【教师点拨】根据所设计的电路图可知实验器材有电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5 V）。 2.设计实验记录表格 小灯泡的额定电压：2.5 V 电压电流灯泡发光情况电功率
3.进行实验与收集数据 (1)实验的步骤 ①按设计电路图连接实物； ②检查电路无误后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，此时注意观察电压表的示数。当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时，停止滑动，并记下电流表的示数，代入公式算出小灯泡的额定功率； ③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数，代入公式算出小灯泡此时的实际功率； ④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压低于额定电压，观察小灯泡的发光情况，并记下电压表和电流表的示数，代入公式算出小灯泡此时的实际功率； ⑤整理实验器材。 (2)学生进行实验，教师巡回指导。 ①解决同学们在实验中遇到的疑难问题。 ②指导学生掌握正确的操作方法和实验技能。 ③掌握实验的进展，记录下实验做得好的小组。 4.分析数据得出结论 灯正常发光灯比正常发光暗灯比正常发光亮，灯有可能被烧毁
5.分析论证 （1）通过上述实验的现象及数据可知，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。小灯泡的亮度由它的实际功率决定。 （2）小灯泡两端实际电压只有不高于额定电压才安全。 （3）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。 6.交流与评估 （1）小明在实验中，测得小灯泡的三次电功率为0.6 W、0.36 W、0.72 W，他认为小灯泡的额定功率应为三次功率的平均值，你认为小明的说法是否正确？为什么？ 【交流总结】灯泡在不同的电压下功率是不同的，小灯泡的额定功率应是在额定电压下的功率。所以求小灯泡三次电功率的平均值是没有意义的。 （2）在测量小灯泡电功率的实验中，调节滑动变阻器的滑片多次测量的目的是什么？ 【交流总结】比较灯泡在不同电压下的功率和发光情况 3.在测量小灯泡电功率的实验中，小明发现小灯泡不亮，电流表没有示数，而电压表有示数，则电路中的故障是什么？ 【交流总结】灯泡断路 【拓展】分析下列实验现象产生的原因 现象1：小成连接的实验电路，闭合开关，发现电压表的指针反偏。 原因：电压表的“”、“”接线柱接反。 现象2：小黄连接的实验电路，闭合开关，移动滑片，灯泡亮度变化明显，但电流表的指针摆动较小，很难读出电流值。 原因：电流表选用的量程偏大。小灯泡的电流一般小于0.6 A,所以用的量程即可。 现象3：小洋连接的实验电路，滑动变阻器与灯泡串联，但闭合开关时发现小灯泡特别亮。 原因：1.闭合开关前没有将滑动变阻器调到阻值最大。2.滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入电路。 现象4：小宇连接的实验电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针不动。 原因：产生这个现象的原因可能有两个：一是小灯泡开路，即小灯泡的灯丝断了或接线没有接好；另一原因是电流表和电压表的位置接反了。 现象5：小琪的实验电路连接正确，但是实验中无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不能正常发光（始终比较暗）。 原因：电源的电压太低。小灯泡比较暗，说明它两端的电压比较小，而当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，小灯泡两端的电压就是电源的电压。 现象6：小颖连接的实验电路，闭合开关后，发现小灯泡变亮时电流表的示数变大，但是电压表的示数却变小。 原因：电压表测量的不是小灯泡的电压，而是滑动变阻器的电压。小灯泡的电压变大，滑动变阻器两端的电压正好变小。 例 把“PZ220－40”的灯泡分别接到220 V和110 V的电路中，灯泡实际消耗的电功率各为多少？(假设灯丝的电阻不随温度的变化而变化) 解：灯泡接在220 V的电路中时，其实际功率就是它的额定功率，因此； 灯泡接在110 V的电路中时，因为，所以；已知灯泡的电阻不变，则，所以灯泡分别接在220 V和110 V的电路中时，实际功率各为40 W和10 W。 【思考】用电能表测量家用电器的电功率。 【教师点拨】只让被测用电器工作，用秒表测出电能表转圈所用的时间，电能表转速为，则家用电器的电功率为。 课堂小结 一、额定电压：用电器正常工作时的电压叫做额定电压 额定功率：在额定电压下工作时所消耗的功率，叫做额定功率 二、测量灯泡的电功率 1.实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率 2.实验原理： 3.设计与进行实验 4.实验数据 电压电流电功率灯泡发光情况
5.实验结论 当时， 用电器正常工作 当时， 用电器不能正常工作 当时， 用电器容易被烧坏 说明：灯泡的亮度由实际功率决定 当堂达标 1.小明在更换灯泡时发现灯泡上有“220 V 40 W”字样，下列说法正确的是（　　） A.该灯泡只能在220 V电压下工作 B.该灯泡的实际电功率是40 W C.该灯泡的额定功率是40 W D.该灯泡每秒消耗的电能是40 J 2. 把标有“220 V 100 W”的灯甲和“220 V 40 W”的灯乙串联后接在家庭电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列说法正确的是（　　） A.因为通过它们的电流相等，所以一样亮 B.因为灯乙电阻较大，实际功率较大，所以灯乙较亮 C.因为灯甲的电阻较小，实际功率较大，所以灯甲较亮 D.因为灯甲额定功率较大，所以灯甲较亮 3.如图是一位同学为测量小灯泡的功率所连的电路。这个电路有什么错误或不妥之处？应该怎样纠正？请你画出正确的电路图。 4.利用如图甲所示的器材，测量小灯泡的电功率。 （1）在闭合开关前，滑动变阻器连入电路的电阻值应最______，即滑片应位于______端（选填“左”或“右”）。 （2）闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，则电路中可能出现的故障是__________。 （3）排除故障后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为2 V时，电流表的示数如图乙所示，此时电流为_____A，小灯泡的功率为_____W。 甲 乙 5.现将一标有“220 V 100 W”的灯泡接在110 V的电源上，此时灯泡的电功率是多少W？更亮还是更暗了？ 参考答案 1.C 2.B 3.电路错误之处是滑动变阻器接线不能改变电阻，不妥之处是电流表的量程选大了。应该将滑动变阻器的接线改为一上一下，电流表换用较小量程。 4.（1）大 左 （2）灯泡断路 （3）0.3 0.6 5.25 W 更暗 板书设计 一、观察小灯泡的亮度变化 额定电压：用电器正常工作时的电压叫做额定电压 额定功率：在额定电压下工作时所消耗的功率，叫做额定功率 二、测量小灯泡的电功率 1.实验目的：测量小灯泡的额定功率和实际功率 2.实验原理： 3.实验电路图： 教学反思

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