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(共38张PPT)
2024年秋季
北师大版物理
九年级全册
第十三章 电功和电功率
第三节 学生实验：探究——小灯泡的电功率
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
测量小灯泡的电功率
小灯泡在不同的电压下工作时，消耗的电功率是否相同？若不相同，各是多少？如何测量？
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 P=UI(伏安法)。
3. 测量工具 电压表和电流表。
实验“五问法”：研究什么？依据什么(原理) ？测什么量？用什么测？怎么测？
知识点
测量小灯泡的电功率
1
4. 电路图(图1)
5. 实验操作基本要求
(1)接线过程中，开关处于断开状态。
(2)闭合开关前，应该将滑动变阻器接入电路的阻值调至最大，这样才能更好地保护电路。
(3)电路连接小技巧：连接电路时，可将其他器材先连接好，最后将电压表并联在小灯泡两端。
6. 滑动变阻器在本实验中的作用
(1)改变灯泡两端电压和通过灯泡的电流，从而实现多次测量。
(2)保护电路。
7. 实验分析
(1)与前面综合性实验相同，注意常见故障的分析。
(2) 实验目的是“探究小灯泡电功率与电压的关系”，求平均电功率是没有意义的。
(3) 归纳实验结论的技巧：结合实验目的来归纳，归纳出的结论不能与实验目的无关。
深度理解
1. 深入认识多次测量的目的(对比思想)
实验 多次测量的目的
测量定值电阻的阻值 求平均值，减小误差
测量小灯泡的电阻 测量不同电压下灯丝的
电阻， 探究灯丝电阻与温度的关系
测量小灯泡的电功率 探究小灯泡电功率与电压的关系
深度理解
2. 小灯泡的电功率测量结果为什么不能求平均值？
答：在不同电压下，小灯泡的电功率是不同的，只有在额定电压下，小灯泡的功率才等于额定功率，计算小灯泡电功率的平均值没有意义；该实验测出多组数据的目的是测量不同电压下小灯泡的电功率。(易错点)
在“测小灯泡额定电功率” 的实验中，提供的器材有：电压恒为4.5 V 的电源，额定电压为 2.5 V 的待测小灯泡(正常发光时的电阻约为8 Ω)，电流表(0 ～
0.6 A，0 ～ 3 A)，电压表(0 ～3 V，0 ～ 15 V)，开关和导线若干。另有标有“5 Ω 1 A”的滑动变阻器R1 和标有“30 Ω 2 A”的滑动变阻器R2。
例1
(1)晓彤检查仪器时，发现电流表指针如图2 甲所示，接下来应进行的操作是：_____________________________
______ 。
将电流表调零，使指针指在零刻
解析：检查仪器时，发现电流表指针如图2 甲所示，说明实验前电流表指针未指在零刻度线上，故接下来的操作是:将电流表调零，使指针指在零刻度线上。
度线上
(2)通过估算, 晓彤应选用的滑动变阻器是______ (填“R1”或“R2”)。
R2
解析：由题可知，电源电压U=4.5 V，小灯泡的额定电压
UL 额=2.5 V，小灯泡正常发光时的电阻RL 约为8 Ω，则小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U 滑=U－
UL 额=4.5 V－2.5 V=2 V, 依据串联电路的分压关系= 可知，滑动变阻器的阻值R 滑= RL= ×
8 Ω=6.4 Ω，故选标有“30 Ω2 A”的滑动变阻器R2。
(3)晓彤连接的部分实物电路如图乙所示，请选择合适的电表量程，并用笔画线代替导线将图乙的实物电路图连接完整，使滑动变阻器的滑片向右移时灯变亮。
解：如图3 甲所示。
解析：待测小灯泡的额定电压为UL 额=2.5 V，正常发光时的电阻RL 约为8 Ω，则小灯泡的额定电流为I 额=
= ≈0.31 A，所以电压表选“0 ～ 3 V”量程, 电流表选“0 ～ 0.6 A”量程。要求滑动变阻器的滑片向右移时灯变亮，则滑片向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路，如图3 甲。
(4)王丹所连接的图丙中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正(导线不许交叉)。
解：如图3乙所示。
解析：题图中电压表串联在电路中，故应改为电压表并联在小灯泡两端，正确连接如图3 乙所示。
1. 实验器材的选法：应注意“安全性”“精确性”“方便性”。
(1) 电流表量程：不小于小灯泡的额定电流，且尽量用小量程。
(2) 电压表量程：应不小于小灯泡额定电压，且尽量用小量程。
(3) 滑动变阻器最大值的选取原则：“先电流后电阻”。滑动变阻器允许通过的最大电流应大于小灯泡的额定电流，I滑最大>I灯额。
滑动变阻器的最大阻值R 滑最大>R L 或R滑最大> 。
2. 连接实物电路的方法和电路故障的判断方法：
(1) 连接实物电路图时，先将其他元件连成串联电路，最后再将电压表直接并联在小灯泡两端，且注意电压表、电流表的正负接线柱及滑动变阻器滑片移动方向的要求。
(2) 分析电路连接错误问题时，按照先看“串并联关系和滑动变阻器接法”，再看“接线柱正负”，最后看“电表量程”的顺序逐一排查。
[中考·南充] 如图4 所示，某同学计划利用图甲所示的器材测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压是2.5 V。
例2
(1)实验中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线完成电路的正确连接。
解：如图5 所示。
解析：采用“电流分析法”发现，电压表测小灯泡和滑动变阻器的总电压，故应改成电压表与小灯泡并联，并根据小灯泡的额定电压确定电压表量程。
(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在______ (填“A”或“B”)端。
B
解析：为保护电路，闭合开关前滑动变阻器的滑片应置于B端，使滑动变阻器连入电路的电阻最大。
(3)实验数据如表所示。
实验次序 电压 电流 电功率 灯泡亮暗情况
1 2.0 V 0.28 A 0.56 W 较暗
2 2.5 V 正常发光
3 2.8 V 0.34 A 0.95 W 较亮
在完成第1 次实验后，若还需测量小灯泡的额定功率，需将滑动变阻器滑片向 ______(填“A”或“B”)端移动，直到电压表示数为______ V，若
此时电流表的示数如图乙所示，
则小灯泡的额定功率为______ W。
A
2.5
0.8
解析：第1 次实验时，电压表示数为2 V，小灯泡两端电压小于额定电压，需将滑动变阻器的滑片向A 端移动使其接入电路的阻值变小，增大小灯泡两端的电压，使电压表示数达到小灯泡额定电压2.5 V；额定电压下小灯泡正常发光，根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，由P=UI 求出小灯泡的额定功率。
(4)小明对数据分析后认为还可以得出通过灯泡的电流和灯泡两端电压成正比的结论。这种说法______(填“正确”或“错误”)，理由是_____________________________
______________________________ 。
错误
小灯泡的灯丝电阻会随温度的升
高而增大，不能控制电阻大小不变
解析：探究导体中电流和导体两端电压成正比时，要控制电阻大小不变。
技巧点拨
分析实验题的一些技巧：
1. 关于滑动变阻器的操作：(1) 通过计算选择适当规格的滑动变阻器;(2) 注意按照题意要求正确连接滑动变阻器；(3) 闭合开关前，滑动变阻器的滑片要滑到阻值最大处；(4) 测量小灯泡的额定功率时，眼睛应观察电压表，调节滑动变阻器使电压表示数等于小灯泡的额定电压。
技巧点拨
2. 额定功率的计算: 利用实验数据表格、小灯泡正常发光时电压表和电流表示数、小灯泡的U-I 图像，得到小灯泡的额定电压和额定电流，用P额=U额I额计算。
技巧点拨
3. 分析实验数据：
(1) 多次测量的目的:探究小灯泡电功率随电压变化的规律。
(2) 小灯泡功率不能求平均值的原因: 小灯泡的功率随电压的改变而改变。
(3) 小灯泡的电流与电压不成正比或U-I 图像是曲线的原因：小灯泡的电阻随温度的改变而改变。
1．如图是“测量额定电压为2.5 V小灯泡的额定功率”的实验电路图。
在这个实验的具体操作中，手和眼睛最合理的分工应该
是(　　)
A．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
B．手从右向左移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
C．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电压表的示数
D．手从左向右移动变阻器的滑片，眼睛观察电流表的示数
A
2．“伏安法测小灯泡的电功率”的实验原理是________。某同学用如图所示的电路测量小灯泡的额定功率(小灯泡标有“2.5 V”字样)，电路连接正确后，闭合开关，
P＝UI
发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是____________________________________________。
实验时，该同学移动滑片，多次测量小灯泡的电功率是为了________________________________________________。
向左移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
探究不同电压下，小灯泡亮度与小灯泡实际功率的关系
【点易错】在“伏安法测小灯泡的电功率”实验中，移动滑片，多次测量小灯泡的电功率，并不是为了求平均值减小误差，因为在不同的电压下，小·灯泡的电功率不同。
实验原理
测电功率
实验电路
实验操作
分析现象
得出实验结果

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