资源简介

(共31张PPT)
第十八章第三节
测量小灯泡的电功率
人教版九年级全一册
教学目标
1.会测算小灯泡的实际功率和额定功率，进一步练习使用电流表、电压表、滑动变阻器；
2.通过实验，体验小灯泡的电功率随它两端电压的变化而变化的规律；
重点
难点
3.通过实验认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响，培养科学使用用电器的意识。
新知导入
怎样才能知道这个被磨损小灯泡正常工作时的电功率呢？
只能够看清灯泡的额定电压是2.5V
再测出小灯泡的额定电流，根据P=UI，就可以知道小灯泡的额定功率了。
新知讲解
任务一：测量小灯泡的电功率
小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小，你认为需要测量哪些电压下的功率？
提出问题
分别测量以下三种情况下的实际功率：
（1）使小灯泡在额定电压下发光，测出其功率，观察小灯泡亮度。
（2）使小灯泡两端电压低于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。
（3）使小灯泡两端电压高于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。
新知讲解
测量小灯泡额定电压下的电功率
1. 实验目的
2. 实验原理
P=UI
测电压 U
测电流 I
P=UI
伏安法
新知讲解
U额 = 2.5 V
电压表
开关
电流表
电源
导线
滑动变阻器
小灯座
3. 实验器材
新知讲解
4.电路图
新知讲解
5.实验步骤
（1）将电压表和电流表指针调零，断开开关，按照电路图连接电路，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5 V，观察小灯泡的发光情况，记下电压表示数U和对应的电流表示数I，填写在表格中。
（3）调节滑片使小灯泡两端电压低于额定电压，记录数据并观察灯泡亮度。
（4）调节滑片小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍（略大于额定电压），记录数据并观察灯泡亮度。
新知讲解
电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
0.75
0.3
正常
2.5
6.进行实验
新知讲解
次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
1
2
0.644
0.868
2.3
2.8
0.28
0.31
较暗
很亮
U实 < U额
U实>U额
新知讲解
（1）灯泡的实际电功率随两端的电压增大而增大
（2）灯泡的亮度取决于灯泡的实际电功率
7.实验结论
次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
1 2.3 0.28 较暗
2 2.5 0.3 正常
3 2.8 0.31 很亮
0.644
0.75
0.868
新知讲解
8.交流与评估
（1）连接的电路闭合开关后，移动变阻器的滑片时并不能改变灯泡的亮度，请你根据以下情况来判断分别出现了何种错误？
小灯泡始终都很亮时，原因：
滑动变阻器的接线拄都接在上边了。
小灯泡始终都很暗时，原因：
滑动变阻器的接线拄都接在下边了。
新知讲解
（2）小明在实验中，测得小灯泡的三次电功率为0.6W、0.36W、0.72W ，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？
不正确；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。所以求小灯泡的平均值是没有意义的。
新知讲解
例1：在探究“小灯泡电功率”的实验中，小明设计了如图所示的电路图。正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，为判断电路是否正常，应首先进行的操作是 ，观察 。
【答案】 移动滑动变阻器滑片 两表示数变化
【详解】[1][2]闭合开关，发现灯泡不亮，说明电路可能断路，或灯泡短路，或灯泡实际功率太小，故为判断电路是否正常，应首先移动滑动变阻器滑片，观察两表示数变化，然后再判断电路故障。
新知讲解
例2：在测量小灯泡额定功率实验中，用电流表测量通过小灯泡的电流，用电压表测量小灯泡两端的电压，闭合电路，两电表的示数如图所示，则通过小灯泡的电流为 A，小灯泡两端的电压为 V，此时小灯泡的电功率为 W。
【答案】 0.25 2.5 0.625
【详解】[1]图乙电流表所用量程为0~0.6A，分度值为0.02A，可以读出示数为0.25A，即通过小灯泡L的电流为0.25A。
[2]由图甲可知，电压表测量灯L两端的电压，电流表测量该串联电路的电流。图乙电压表所用量程是0~3V，分度值为0.1V，可以读出示数为2.5V，即小灯泡L两端的电压为2.5V。
[3]此时小灯泡电功率为
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W
新知讲解
例3：小谊小组通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。所用的两只灯泡为L1“2.5V　0.3A”和L2“3.8V　0.3A”。
(1)小谊用干电池做电源，把两只灯泡连成如图甲所示电路，将L1和L2串联在电路中的目的是控制通过两只小灯泡 相等；实验中通过观察 判断小灯泡电功率的大小；
(2)根据甲图实验收集证据如表格所示，经分析可得出的实验结论是 ；
(3)请你计算出小谊实验中所用电源电压为 V；
(4)小谊又在原有器材基础上继续探究，连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 ，小谊设计的实验方案 （选填“存在”或“不存在”）安全隐患。
发光情况 电压
L1 暗 1.8
L2 亮 2.7
新知讲解
【答案】(1) 电流 小灯泡的亮暗；(2)见详解；(3)4.5；(4) 电功率与电流的关系 存在
【详解】（1）[1][2]灯泡的实际功率与电流、电压均有关，实验中采用串联的方式，根据串联电路电流的规律，是控制通过两只小灯泡电流相等，灯泡的亮度与实际功率有关，可以通过灯泡的亮度间接反映实际功率的大小。
（2）根据实验数据，电流相同时，L2两端电压较大，灯亮较亮，表明实验功率较大，故可得结论通过用电器的电流相同时，用电器两端电压越大，电功率越大。
（3）根据串联电路电压的规律可得电源电压为
（4）[1][2]如图所示，两灯并联，根据并联电路电压的规律，可以保持两灯两端相同，探究灯泡实际功率与电流的关系，但电源电压为4.5V，超过两灯的额定电压，可能损坏灯泡，存在安全隐患，为保证电路安全，可以在干路上串联一个滑动变阻器。
新知讲解
例4：小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压不变，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，小灯标有“0.3A”字样，估计小灯泡的额定功率在1.2瓦以上。实验时他正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为 欧，电压表示数如图（a）所示，电流表示数为0.2安，此时小灯发光较暗。为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于 安时，小灯正常发光，此时电压表的示数如图（b）所示，小灯泡正常发光时的电压为 伏，小王同学在实验中所用电源的电压为 伏，小灯泡的额定功率为 瓦。
新知讲解
【答案】 20 0.3 4.5 6 1.35
【详解】[1] 为保护电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片移到阻值最大处，所以正确连接电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为最大值20欧。
[2] 小灯泡标有“0.3A”字样，则为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于0.3A时，小灯泡正常发光。
[3][4][5] 电流表示数为0.2安时，此时小灯泡发光较暗，电压表示数如图（a）所示，小灯泡正常发光时的电压表示数如图（b）所示，所以（a）中选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，（b）中选用大量程，分度值为0.5V，示数为4.5V。电流表示数为0.2安时，变阻器的电压为
则电源电压为
小灯泡正常发光时电压为4.5V，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为
新知讲解
选择亮度与小灯泡相当的发光二极管，测量加在它两端的电压和通过它的电流，计算它的电功率。调节加在它两端的电压，获得几组数据。将所得的电功率数值与小灯泡相比，在亮度相当的情况下，哪一个的电功率较小？
提出问题
学生活动
测量发光二极管的电功率
P=UI
发白光的二极管一个（额定电压3.0V），电压表，开关，滑动变阻器，电流表，电源，导线若干。
实验原理
新知讲解
电路图
新知讲解
进行实验与记录数据
电压U/V 电流I/A 二极管发光情况 实际功率P/W
正常发光
0.09
0.03
3.0
新知讲解
在亮度相当的情况下， 的电功率小。
实验结论
电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
0.75
0.3
正常
2.5
电压U/V 电流I/A 发光情况 实际功率P/W
3.0 0.03 正常 0.09
二极管
小灯泡
发光二极管
课堂练习
1、实验器材有：三节新干电池、“2.5V；0.3A”的小灯泡一只、滑动变阻器一个、开关一个、量程为“0—0.3A”的电流表一块、量程为“0—3V”的电压表两块、导线若干。组装的实验电路如图所示（电路不允许拆开）。
(1)利用这个电路可以帮助我们完成教材中的电学实验有：（写出二个实验名称）
(2)请你在上述实验中任选一个，写出你的实验步骤。
(3)针对你选择的实验，写出该实验的注意事项有哪些？
课堂练习
【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析
【详解】（1）分析题中电路图，利用这个电路可以完成的实验有：测量小灯泡的电阻、测量小灯泡的电功率。
（2）以测量小灯泡的电功率实验为例，实验步骤如下：
第一步：按电路图连接电路，注意开关断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大处，电流表、电压表量程选择正确，正负接线柱连接正确。
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 2.5V，读出此时电流表的示数。
第三步：继续调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数略低于 2.5V，读出此时电流表的示数。
第四步：再次调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数略高于 2.5V，读出此时电流表的示数。
第五步：计算三次测量中小灯泡的电功率。
（3）测量小灯泡电功率实验的注意事项有：
①连接电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大处，以保护电路。
②电流表和电压表的正负接线柱连接要正确。
③测量时，要通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压分别低于、等于和高于额定电压，以全面了解小灯泡的工作情况。
④小灯泡在不同电压下工作时的电功率不同，所以测量小灯泡的电功率实验不能求平均值。
课堂练习
2、在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图（甲）所示。
(1)请用笔画线代替导线将图（甲）中电路连接完整 ；
(2)正确接入电压表后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是 ；
(3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图（乙）所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；
课堂练习
(4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图（丙）所示的I-U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；
(5)图（丙）所示图像不是直线的原因是 ，由图中所给信息，可求出小灯泡正常发光时的电阻为 。
【答案】(1)见解析；(2)小灯泡开路；(3)B；(4)0.625；(5) 小灯泡的电阻随温度升高而变大 10
板书设计
18.3 测量小灯泡的电功率
一、实验原理：P = UI
二、实验器材：电源、电压表、电流表、 小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。
三、实验电路：如图所示。
四、实验步骤：
①根据电路图连接电路。连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片要调节到阻值最大端。
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯两端的电压分别等于、低于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。
③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。
五、实验结论：
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
谢 谢 观 看！
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin中小学教育资源及组卷应用平台
【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十八章 分课时设计
课题 测量小灯泡的电功率
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节课是在学生初步了解电功率的概念及会正确按照电路图连接电路的基础上，通过教师的提问后，由学生设计实验方案、动手实验收集数据、对数据进行分析讨论、交流评估的过程，初步领会科学实验的方法。通过本节课的学习，学生应该熟练计算小灯泡的电功率、会根据提出的问题设计实验并连接器材进行实验，从而掌握小灯泡电功率的变化规律。
2.学习者分析 初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意到积极引导学生应获得新知识，发展抽象思维能力。多让学生自主实验思考，来突破教学的重难点。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）会测算小灯泡的实际功率和额定功率，进一步练习使用电流表、电压表、滑动变阻器；（2）通过实验，体验小灯泡的电功率随它两端电压的变化而变化的规律；（3）通过实验认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响，培养科学使用用电器的意识。本节教学的重点是用伏安法测量小灯泡实际功率的方法和步骤，区分额定功率与实际功率以及讨论实验中发现的新问题。教学难点是要求学生自己设计实验方案、实验步骤并得出实验结论。
4.评价量表 《测量小灯泡电功率》的评价量表任务列表任务要求（满分：5分）学生自评同学互评教师评价任务一：测量小灯泡的电功率通过实验测量小灯泡的电功率，知道小灯泡的电功率与电压的关系（5分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
【提问】实验室所使用的小灯泡往往只标明其额定电压而不标明其额定功率，如小灯泡标明的是2.5V，有没有办法测定它的额定功率呢？那么怎样测量小灯泡的电功率呢？ 思考问题，交流讨论并回答。 以问题为导入，激起学生的求知欲，学生快速进入情景。
任务二：测量小灯泡电功率
【过渡问题】小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小，你认为需要测量哪些电压下的功率？强调：为防止烧坏灯泡，灯两端的实际电压不可高于额定电压过多，为额定电压的1.2倍即可。【目的和原理】根据上面的分析，你能说出本实验的目的和原理分别是什么吗？在学生回答的基础上，总结并出示实验目的和原理。用电压表测出小灯泡两端的电压，用电流表测出通过小灯泡的电流，就可以计算出小灯泡的电功率，这种测量方法也叫做伏安法。【提出问题】对小灯泡的电功率进行了三次测量，为什么不求小灯泡功率的平均值？ 思考，组内讨论，分别测量以下三种情况下的实际功率：（1）使小灯泡在额定电压下发光，测出其功率，观察小灯泡亮度。 （2）使小灯泡两端电压低于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。 （3）使小灯泡两端电压高于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。思考，回答：实验的目的是测量小灯泡的额定功率和实际功率。实验的原理是P=UI。【设计实验】（1）需要测定的物理量根据公式P=UI，若求小灯泡的电功率，需测定小灯两端的电压与通过的电流。（2）实验电路图 在电路中，使小灯泡与滑动变阻器串联，电压表与小灯并联，电流表串联在电路中。移动滑动变阻器的滑片，可以改变小灯泡两端的电压及通过的电流，使小灯泡在不同电压下发光。【设计记录表格】实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡发光情况123【进行实验】（1）按照电路图连接电路。（2）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.5V（等于额定电压），记下此时对应的电流表示数 ，并观察灯泡的发光情况。（3） 闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为2.0V（低于额定电压），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。（4）闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为3V（不能超过额定电压的1.2倍），记下此时对应的电流表示数，并观察灯泡的发光情况。（5）数据处理根据公式P=UI 计算出小灯泡的额定功率和实际功率。【分析论证】1、当小灯泡U实=U额时，P实=P额，正常发光；当小灯泡U实>U额时，P实>P额，较亮；当小灯泡U实6.板书设计18.3 测量小灯泡的电功率一、实验原理：P = UI二、实验器材：电源、电压表、电流表、 小灯泡、滑动变阻器、开关、导线。三、实验电路：如图所示。四、实验步骤：①根据电路图连接电路。连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片要调节到阻值最大端。②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯两端的电压分别等于、低于、略高于额定电压，记录电压表、电流表的示数，观察小灯泡的发光情况。 ③计算出小灯泡的实际功率，并记录在表格中。五、实验结论：灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。
7.作业与拓展学习设计 1．在探究“小灯泡电功率”的实验中，小明设计了如图所示的电路图。正确连接电路后，闭合开关，发现灯泡不亮，为判断电路是否正常，应首先进行的操作是 ，观察 。【答案】 移动滑动变阻器滑片 两表示数变化【详解】[1][2]闭合开关，发现灯泡不亮，说明电路可能断路，或灯泡短路，或灯泡实际功率太小，故为判断电路是否正常，应首先移动滑动变阻器滑片，观察两表示数变化，然后再判断电路故障。2．在测量小灯泡额定功率实验中，用电流表测量通过小灯泡的电流，用电压表测量小灯泡两端的电压，闭合电路，两电表的示数如图所示，则通过小灯泡的电流为 A，小灯泡两端的电压为 V，此时小灯泡的电功率为 W。【答案】 0.25 2.5 0.625【详解】[1]图乙电流表所用量程为0~0.6A，分度值为0.02A，可以读出示数为0.25A，即通过小灯泡L的电流为0.25A。[2]由图甲可知，电压表测量灯L两端的电压，电流表测量该串联电路的电流。图乙电压表所用量程是0~3V，分度值为0.1V，可以读出示数为2.5V，即小灯泡L两端的电压为2.5V。 [3]此时小灯泡电功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W3．实验器材有：三节新干电池、“2.5V；0.3A”的小灯泡一只、滑动变阻器一个、开关一个、量程为“0—0.3A”的电流表一块、量程为“0—3V”的电压表两块、导线若干。组装的实验电路如图所示（电路不允许拆开）。(1)利用这个电路可以帮助我们完成教材中的电学实验有：（写出二个实验名称） (2)请你在上述实验中任选一个，写出你的实验步骤。 (3)针对你选择的实验，写出该实验的注意事项有哪些？ 【答案】(1)见解析；(2)见解析；(3)见解析【详解】（1）分析题中电路图，利用这个电路可以完成的实验有：测量小灯泡的电阻、测量小灯泡的电功率。（2）以测量小灯泡的电功率实验为例，实验步骤如下：第一步：按电路图连接电路，注意开关断开，滑动变阻器滑片移到阻值最大处，电流表、电压表量程选择正确，正负接线柱连接正确。第二步：闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为 2.5V，读出此时电流表的示数。第三步：继续调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数略低于 2.5V，读出此时电流表的示数。第四步：再次调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数略高于 2.5V，读出此时电流表的示数。第五步：计算三次测量中小灯泡的电功率。（3）测量小灯泡电功率实验的注意事项有：①连接电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大处，以保护电路。②电流表和电压表的正负接线柱连接要正确。③测量时，要通过调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压分别低于、等于和高于额定电压，以全面了解小灯泡的工作情况。④小灯泡在不同电压下工作时的电功率不同，所以测量小灯泡的电功率实验不能求平均值。4．小王同学在“测定小灯泡的电功率”实验中，所用电源电压不变，滑动变阻器上标有“20 2A”字样，小灯标有“0.3A”字样，估计小灯泡的额定功率在1.2瓦以上。实验时他正确连接了电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为 欧，电压表示数如图（a）所示，电流表示数为0.2安，此时小灯发光较暗。为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于 安时，小灯正常发光，此时电压表的示数如图（b）所示，小灯泡正常发光时的电压为 伏，小王同学在实验中所用电源的电压为 伏，小灯泡的额定功率为 瓦。【答案】 20 0.3 4.5 6 1.35【详解】[1] 为保护电路，闭合开关前，应将变阻器的滑片移到阻值最大处，所以正确连接电路并严格按照正确的实验步骤，闭合电键时，变阻器接入电路的电阻为最大值20欧。[2] 小灯泡标有“0.3A”字样，则为了测出小灯泡的额定功率，他移动变阻器的滑片，当电流表的示数等于0.3A时，小灯泡正常发光。[3][4][5] 电流表示数为0.2安时，此时小灯泡发光较暗，电压表示数如图（a）所示，小灯泡正常发光时的电压表示数如图（b）所示，所以（a）中选用小量程，分度值为0.1V，示数为2V，（b）中选用大量程，分度值为0.5V，示数为4.5V。电流表示数为0.2安时，变阻器的电压为则电源电压为小灯泡正常发光时电压为4.5V，电流为0.3A，则小灯泡的额定功率为5．在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图（甲）所示。(1)请用笔画线代替导线将图（甲）中电路连接完整 ；(2)正确接入电压表后闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是 ；(3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图（乙）所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；(4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图（丙）所示的I-U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W；(5)图（丙）所示图像不是直线的原因是 ，由图中所给信息，可求出小灯泡正常发光时的电阻为 。【答案】(1)见解析；(2)小灯泡开路；(3)B；(4)0.625；(5) 小灯泡的电阻随温度升高而变大 10【详解】（1）在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，灯泡、滑动变阻器、电流表串联在电路中，电压表要选择小量程并联在灯泡的两端，滑动变阻器按照“一上一下”的原则选择接线柱，据此连接实物图如下：（2）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路断路，灯泡断路时，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压，电压表示数等于电源电压，所以故障可能是小灯泡开路。（3）如图乙所示，电压表使用0~3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，即分度值为0.1V，电压为2.2V，若要测量小灯泡的额定功率，要使灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，根据串联电路分压原理，滑动变阻器的电阻要减小，则滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V。（4）从图像得知，灯泡在2.5V下的电流为0.25A，小灯泡的额定功率为（5）[1]随灯泡两端电压的升高，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，电阻变大，即小灯泡的电阻随温度升高而变大，所以图丙所示的I-U图像不是直线。[2]从图像得知，灯泡在2.5V下的电流为0.25A，则小灯泡正常发光时的电阻为6．在“测量小灯泡额定功率”的实验中，电源电压恒为，小灯泡的额定电压为（灯丝电阻约为）。(1)请将图甲中的电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮） ；(2)连接完电路，闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，经检查，导线连接完好，电表完好，则电路故障可能是小灯泡发生了 （选填“短路”或“断路”）；(3)闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示为 V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向 （选填“”或“”）端移动；(4)调节滑动变阻器，得到多组数据，作出如图丙所示的图像，从图像中可以计算出小灯泡的额定功率为 ；(5)小张设计了如图丁所示的电路也完成了“测量某小灯泡额定功率”的实验（电源电压不变，的阻值已知，小灯泡的额定电压为），请将实验步骤补充完整：①闭合开关S和，断开开关，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为 ；② ，读出此时电压表示数为；③则小灯泡额定功率的表达式： （用、R、表示）。【答案】(1)见解析(2)短路(3) 2.2 (4)0.75(5) 闭合开关S和，断开开关，滑片的位置保持不变 【详解】（1）要求滑动变阻器的滑片P向右移动时灯泡变亮，则变阻器应选择右下接线柱串联到电路中，作图如下：（2）闭合开关后，小灯泡不亮，电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，则可能是灯泡被短路。（3）[1][2]闭合开关后，由图乙可知，电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，读数为2.2V，小于额定电压2.5V，故应减小滑动变阻器两端的电压，根据串联分压的特点，应减小滑动变阻器的阻值，因此滑片向B端移动。（4）根据如图丙所示的I-U图像知，灯在额定电压下的电流为0.3A，从图像可算出小灯泡的额定功率为（5）[1][2][3]①闭合开关S和，断开开关，此时灯泡、定值电阻R、变阻器串联，电压表测灯泡电压，并调节滑动变阻器的滑片使电压表示数为，则灯泡正常发光；②闭合开关S和，断开开关，滑片的位置保持不变，此时连接方式不变，灯泡仍正常发光，电压表测灯泡、定值电阻R总电压，读出此时电压表示数为，则定值电阻R电压为；③电路中电流为小灯泡额定功率为7．小谊小组通过实验探究“电功率跟电流、电压的关系”。所用的两只灯泡为L1“2.5V　0.3A”和L2“3.8V　0.3A”。(1)小谊用干电池做电源，把两只灯泡连成如图甲所示电路，将L1和L2串联在电路中的目的是控制通过两只小灯泡 相等；实验中通过观察 判断小灯泡电功率的大小；发光情况电压L1暗1.8L2亮2.7(2)根据甲图实验收集证据如表格所示，经分析可得出的实验结论是 ；(3)请你计算出小谊实验中所用电源电压为 V；(4)小谊又在原有器材基础上继续探究，连接方式如图乙所示，根据图乙，他是要探究 ，小谊设计的实验方案 （选填“存在”或“不存在”）安全隐患。【答案】(1) 电流 小灯泡的亮暗；(2)见详解；(3)4.5；(4) 电功率与电流的关系 存在【详解】（1）[1][2]灯泡的实际功率与电流、电压均有关，实验中采用串联的方式，根据串联电路电流的规律，是控制通过两只小灯泡电流相等，灯泡的亮度与实际功率有关，可以通过灯泡的亮度间接反映实际功率的大小。（2）根据实验数据，电流相同时，L2两端电压较大，灯亮较亮，表明实验功率较大，故可得结论通过用电器的电流相同时，用电器两端电压越大，电功率越大。（3）根据串联电路电压的规律可得电源电压为（4）[1][2]如图所示，两灯并联，根据并联电路电压的规律，可以保持两灯两端相同，探究灯泡实际功率与电流的关系，但电源电压为4.5V，超过两灯的额定电压，可能损坏灯泡，存在安全隐患，为保证电路安全，可以在干路上串联一个滑动变阻器。
8.教学反思与改进测量小灯泡的电功率是电学中第二个同时使用电压表和电流表、滑动变阻器进行定量测量综合实验，对学生的要求比较高，对于完成好本节课的教学任务有一定的难度。通过前一节电功率的学习，学生已经知道用伏安法测量用电器电功率的方法，对公式P=UI有了初步的认识，通过本节实验探究，学生能更清楚地了解电流、电压对电功率的制约关系。注意让学生多动手,让学生动手计算时发现一些共性的问题,统一解决,以提高课堂效率。
作业设计
18.3测量小灯泡的电功率课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：测量小灯泡的电功率
1．“测量小灯泡电功率”的实验原理是 。按如图所示电路图连接电路，开关S闭合后，移动滑动变阻器R的滑片P，多次改变小灯泡L两端的电压，并记录相应的实验数据。实验中进行多次实验的目的是 。
【答案】 探究小灯泡的亮度与其实际功率的关系
【详解】[1]由电路图可知，实验是通过测量灯泡两端的电压和流过灯泡的电流计算得到灯泡的电功率的，故原理为。
[2]为了探究小灯泡的亮度与其实际功率的关系，实验时可移动滑动变阻器R的滑片P，多次改变小灯泡L两端的电压，并记录对应的电压与电流值。
2．小军为测量小灯泡L的电功率，连接了如图甲所示的实验电路。调节滑动变阻器的滑片P至某一位置，电压表、电流表示数如图乙所示，小灯泡L两端的电压为 V，通过小灯泡L的电流为 A，此时小灯泡电功率为 W。
【答案】 2 0.3 0.6
【详解】[1]由图甲可知，电压表测量灯L两端的电压，电流表测量该串联电路的电流。图乙电压表所用量程是0～3V，分度值为0.1V，可以读出示数为2V，即小灯泡L两端的电压为2V。
[2]图乙电流表所用量程为0～0.6A，分度值为0.02A，可以读出示数为0.3A，即通过小灯泡L的电流为0.3A。
[3]此时小灯泡电功率为
P=UI=2V×0.3A=0.6W
【能力提升】
3．有关“测定小灯泡额定功率”的实验分析正确的是( )
A．所选择的电源的电压必须等于小灯泡的额定电压
B．实验原理是
C．要计算三次实验的功率并取平均值
D．滑动变阻器的作用之一是保护电路
【答案】D
【详解】A．测定小灯泡额定功率，灯泡与滑动变阻器串联，灯泡在额定电压下正常发光，故所选择的电源电压必须大于灯泡的额定电压，故A错误；
B．测小灯泡额定功率实验原理是P=UI，故B错误；
C．灯泡在额定电压下正常发光，不同电压下灯泡的实际功率不同，不能取三次实验的功率的平均值，故C错误；
D．滑动变阻器的基本作用是保护电路，实验中，滑动变阻器还可改变灯泡两端的电压，从而测量不同电压下的功率，故D正确。
故选D。
4．某小组用“伏安法”测小灯泡额定功率，已知小灯泡额定电压为2.5V。若此实验中只有一只电表坏了，为了测出小灯泡的额定功率，只利用一只电表，通过操作图中单刀双掷开关（单刀双掷开关分别接“a”、“b”各一次）测量小灯泡的额定电功率，则以下判断正确的是（　　）
A．两种方案都能
B．两种方案都不能
C．甲方案能，乙方案不能
D．甲方案不能，乙方案能
【答案】B
【详解】开关分别接“a”、“b”各一次，甲图，无论开关接a还是接b都无法得知小灯泡是否正常发光，此方案不能测定小灯泡的额定电功率；乙中，R0、小灯泡、变阻器三者串联， S接a时，电压表测定值电阻的电压，当开关接 b 时测量灯和定值电阻的总电压，不能通过调节滑动变阻器使灯泡两端的电压为2.5V，所以此方案不能测出小灯的额定电功率。故B正确，ACD错误。
故选B。
5．成成同学利用如图所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡标有“2.5V”字样，电源电压为3V，下列说法中错误的是（　　）
数据序号 1 2 3 4 5
发光情况 明亮 亮 较亮 较暗 熄灭
电压表示数U/V 2.5 2.1 1.7 1.3 0.5
电流表示数I/A 0.29 0.26 0.24 0.21 0.16
A．本实验的原理是P＝UI
B．小灯泡正常发光时的电功率为0.725W
C．实验中所选用的滑动变阻器的规格可能是“20Ω；1A”
D．本实验多次测量的目的是求平均值减小误差
【答案】D
【详解】A．在测小灯泡的电功率实验中，用电流表测通过灯泡的电流，用电流表测通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的电功率，因此本实验的原理是
P＝UI
故A正确，不符合题意；
B．由表中数据知道，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.29A，则小灯泡额定功率为
故B正确，不符合题意；
C．由表中第5次数据知道，通过灯泡的电流为0.16A，根据串联电路电压规律，滑动变阻器两端电压为
根据串联电路电流特点和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的阻值为
故C正确，不符合题意；
D．因为灯泡在不同电压下的功率不同，多次测量取平均值没有意义，所以本实验多次测量的目的是测不同电压下小灯泡的电功率，故D错误，符合题意。
故选D。
6．如图所示，有甲、乙两个电路，电源电压相等且保持不变，两只小灯泡的铭牌一个字迹模糊，一个标有“3V”，两滑动变阻器的最大阻值为30或50。当滑动变阻器滑片都恰好在中点位置时，电压表的示数均为3V（两电压表位置均未画出），电流表示数均为0.2A，此时L1比L2暗，此状态下，下列说法正确的是（　　）
A．电源电压为6V
B．甲图中L1与R1的功率之比为3：5
C．乙图中电压表测的是L2两端电压
D．交换灯泡后直接闭合开关，L2有烧坏的危险
【答案】B
【详解】C．一个标有“3V”，表示灯的额定电压为3V，根据题意“电流表示数均为0.2A，此时L1比L2暗”可知，L2的实际功率较大，根据P=UI，L2的实际电压较大，根据串联分压的知识可知，则滑动变阻器R2接入电路的阻值较小，且滑片均在中点，说明滑动变阻器R2最大阻值较小，其最大阻值为30，所以滑动变阻器R1最大阻值为50Ω。
当滑片在中点时，由欧姆定律，滑动变阻器R1两端电压为
滑动变阻器R2两端电压为
由于电压表示数均为3V，故甲电路电压表并联在小灯泡的两端，乙组同学是把电压表并联在滑动变阻器的两端。
故C错误；
A．因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，并且电源电压不变，根据甲电路的数据可知，电源电压
故A错误；
B．甲图中L1与R1的功率之比为
故B正确；
D．根据上述解析，灯L1的额定电压为3V，在甲电路中正常发光， L1的阻值
交换灯泡后直接闭合开关，灯L1的阻值等于滑动变阻器R2的最大阻值的一半，根据串联分压的知识可知，灯L1两端电压为4V，L1有烧坏的危险；
同理，L2的阻值
交换灯泡后直接闭合开关，灯L2的阻值等于滑动变阻器R1的最大阻值的一半，根据串联分压的知识可知，灯L2两端的电压为4V，L2无烧坏的危险；
故D错误。
故选B。
7．如图是测量小灯泡（）电阻的电路，如表是实验记录的有关数据。电源电压恒为4V，有三个滑动变阻器：“20Ω 1A”、“40Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”。下列说法正确的是（　　）
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
电流I/A 0.25 0.22 0.19 0.16 0.10
A．实验中，滑片P向左滑动时电灯变亮
B．实验中，滑动变阻器除了保护电路外，还控制灯泡电压不变
C．实验中，要多次测量求平均值，减小误差
D．为了完成这5次实验，只能选取的滑动变阻器是
【答案】D
【详解】A．滑片P向左滑动时远离下接线柱，变阻器连入电路的电阻变大，由串联分压可知变阻器两端电压变大，由串联电路电压的规律可知灯泡两端的电压变小，电路的总电阻变大，由可知电路中的电流变小，根据P=UI可知灯泡的电功率减小，电灯变暗，故A错误；
B．闭合开关前，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处，电路的总电阻最大，由可知电路中的电流最小，对电路起保护作用；移动滑动变阻器的滑片，改变灯泡的电压和电流，计算灯泡电阻，完成多次实验，以便寻找灯泡电阻与温度的关系，故B错误；
C．由表中数据可知第一次的电阻为
第二次的电阻为
第三次的电阻为
可见电压越大，电流越大，灯泡的功率越大，温度越高，电阻越大，即灯泡的灯丝电阻随温度的降低而减小，不能多次测量求平均值，故C错误；
D．当灯泡两端的电压最小UL=0.5V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，滑动变阻器两端的电压
U滑=U-UL=4V-0.5V=3.5V
串联电路中各处的电流相等，所以滑动变阻器接入电路中的电阻
故滑动变阻器的最大阻值不小于35Ω，由于R3“50Ω 0.2A”允许通过的电流太小，故选用R2，故D正确。
故选D。
8．小宇同学利用如图甲所示的电路，测量额定电压为的小灯泡的电功率。
(1)正确连接电路后闭合开关，小宇发现小灯泡不发光，且电流表和电压表有示数但都很小，其原因可能是 ；
(2)当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表的示数为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向 端移动；
(3)小宇通过实验绘制出小灯泡的U-I图像如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W；同时发现小灯泡的电阻受 影响，并非一个定值；
(4)小华发现实验室还有一只仅能看得清“0.3A”小灯泡。经过小组讨论，他们用电压表和一个已知阻值为的定值电阻，设计出如图丙所示的电路图，测出这个了小灯泡正常发光时的电阻。方法如下：
①闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 ；
②滑动变阻器的滑片 ，断开开关、闭合开关，读出此时电压表示数为U；
③小灯泡正常发光时电阻表达式 （用已知量和所测物理量符号表示结果）。
【答案】(1)小灯泡实际功率太小
(2)B
(3) 0.625 温度
(4) 不动
【详解】（1）正确连接电路后闭合开关，小宇发现电流表和电压表有示数但都很小，说明电路是通路，且灯泡没有短路，小灯泡不发光，说明小灯泡实际功率太小。
（2）当变阻器滑片P移到某一位置时，电压表的示数为2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，若想测量小灯泡的额定功率，应增大灯泡两端电压，根据串联电路电压规律，应减小滑动变阻器两端电压，根据分压原理，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，故应将滑片P向B端移动。
（3）[1]由图乙可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的额定电流为0.25A，则小灯泡额定功率为
[2]由图乙可知，当灯泡两端电压增大，通过灯泡的电流也增大，根据P=UI可知，灯泡实际功率变大，温度升高，灯丝电阻随温度的升高而增大，故小灯泡的电阻受温度影响，并非一个定值。
（4）[1][2][3]闭合开关S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为；滑动变阻器的滑片不动，断开开关S1、闭合开关S2，读出此时电压表示数为U；在步骤①中，灯与定值电阻串联后再与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表读数为
根据欧姆定律可知，此时通过灯泡的电流为额定电流，灯正常发光；在步骤②中，电压表测灯与R0两端的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时灯泡两端额定电压为
则小灯泡正常发光时电阻表达式为
9．小明同学利用图甲所示的电路研究小灯泡电阻，小灯泡的额定电压为2.5V。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路补充完整（导线不得交叉）；
(2)连接电路后，闭合开关，发现灯泡较亮，电流表和电压表指针都有较大偏转，产生这一现象的原因可能是： ；
(3)该同学排除故障后，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为 V。要使小灯泡正常发光，应 （选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值；
(4)将所测数据绘制成如图丙所示的I-U图像。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的 （选填“温度”“长度”或“横截面积”）发生了变化；根据图像信息可以计算出小灯泡正常发光时的电阻为 Ω；
(5)小明同学对实验进行了拓展，他又找来一个滑动变阻器R1（最大阻值为R1），设计了如图丁所示的电路，测量另一个额定电压为U额的小灯泡的额定功率，连接电路进行实验；
①小明移动滑片P0到b0端，闭合开关S，接下来操作步骤的合理顺序是 （用字母表示）；
A．移动滑片P到a端；
B．保持滑片P0位置不动；
C．调节滑片P0使电压表的示数为U额；
D．移动滑片P到b端，记录此时电压表的示数为U；
②小灯泡的额定功率 （请用 U额、U、R1表示）。
【答案】(1)见解析
(2)滑动变阻器未移至阻值最大处
(3) 2.2 减小
(4) 温度 12.5
(5) ACBD
【详解】（1）实验中，电路是串联电路，电压表应该并联在小灯泡两端，测灯泡电压，实物连接如图所示：
（2）闭合开关，灯泡较亮，电流表和电压表指针都有较大偏转，产生这一现象的原因可能是闭合开关前没有将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处。
（3）[1]乙图中电压表的量程是0-3V，分度值是0.1V，示数为2.2V。
[2]已知灯泡的额定电压是2.5V，因此要使灯泡正常发光，滑动变阻器两端电压要变小，根据串联分压原理可知，应使滑动变阻器的阻值变小。
（4）[1]由于实验过程中，灯泡灯丝的温度会发生改变，导致灯丝的电阻发生改变，因此I-U图像不是直线。
[2]丙图中灯泡正常发光时的电流为0.2A，则小灯泡正常发光时的电阻为
（5）[1]小明移动滑片P0到b0端，闭合开关S，接下来调节滑片P到a端，让电压表测量灯泡两端电压，再调节滑片P0使电压表的示数为U额，保持P0位置不动，将滑片P调至b端，此时电压表测灯泡和定值电阻R1的总电压，可得R1两端电压，根据R1可计算出灯泡正常发光时的电流，因此合理的操作顺序是ACBD。
[2]移动滑片P到b端，记录此时电压表的示数为U，可得定值电阻R1两端电压为
灯泡正常发光时的电流为
小灯泡的额定功率是
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑