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(共38张PPT)
第2节 电功率
第3课时 测量小灯泡的电功率
九年级全
问题线
额定电压相同的LED灯和小灯泡，哪种灯亮度更大，哪种灯更节能呢
测量灯泡的电功率
主题情境
若有一只电表损坏，又该怎样测量小灯泡的电功率？
活动线
对比小灯泡和发光二极管的电功率
单表法测小灯
泡的电功率
实验室中小灯泡的铭牌磨损，怎样确定其额定功率？
测量小灯泡的额定功率、
实际功率
主题情境框架
如何确定变暗小灯泡的电功率？
测量电功率的方法列举
物理观念
通过实验，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、电压表和滑动变阻器.
科学思维
通过测量电功率，学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法，进一步发展演绎推理的科学思维能力.
科学探究
通过经历测量小灯泡的电功率的过程，增强利用测量工具进行规范测量以及收集证据的能力.
科学态度与责任
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.
重点：测量小灯泡的电功率.
通过上节课的学习，小明知道用电高峰期灯泡突然变暗是因为在不同电压下，同一个用电器的电功率不同，如何测量变暗灯泡的电功率呢？
测量方法一：
用专用的功率表测量.
一、电功率的测量
活动1
测量电功率的方法列举
测量方法二：
原理：
P =
W
t
利用电能表，根据电能表某段时间内转盘转动的圈数或脉冲闪烁的次数测量出用电器所消耗的电能W，利用秒表测出所用时间t，由公式 计算出用电器的电功率 .
P =
W
t
测量方法三：
原理：
P=UI
用电压表测出用电器两端的电压 U，用电流表测出通过用电器的电流 I ，由公式 P = UI 计算出用电器的电功率.
停表测量的时间单位为秒(s)，计算时注意换算为小时(h)
例 (2025齐齐哈尔改编)小明家的电能表表盘示数如图所示，读数为________kW·h.小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率，测量过程中电路电压稳定.他关闭家中其他用电器，只使用电水壶烧水，发现电水壶工作1 min，电能表转盘转过60 r，这段时间电水壶消耗的电能为________kW·h，则烧水过程中该电水壶的实际功率为________W.
31.6
0.02
1 200
每消耗1 kW·h的电能，电能表的转盘转过3 000 r
电水壶消耗的电能
电水壶的实际功率
小明做实验时发现实验室所使用的小灯泡，螺口部位由于磨损，其中额定功率的数值看不清.
2.5 V W
怎样确定其额定功率呢？
思考
根据前面的学习，小红和小明分别提出了自己的方案：
利用电能表测出某段时间内小灯泡所消耗的电能W，利用秒表测出所用时间t，再根据电功率的定义式 计算小灯泡的额定功率.
小红
小明
利用电压表测小灯泡两端的电压，用电流表测出在额定电压下通过小灯泡的电流，根据电功率的计算式P=UI计算小灯泡的额定功率.
因为电能表的工作电压为220V，远大于小灯泡的额定电压，小红的方案无法测量，故选用小明的方案来测量小灯泡电功率.
思考
谁的方案更合理呢？
小灯泡的螺口位置标有“2.5 V”，意思是小灯泡应在2.5 V电压下工作.用滑动变阻器控制小灯泡两端的电压，使小灯泡两端的电压分别等于、低于和略高于2.5 V，观察小灯泡的亮度，比较不同电压下小灯泡的电功率.
演 示
小灯泡的电功率随电压变化
活动2
测量小灯泡的额定功率、实际功率
改变小灯泡两端的电压
【实验原理】
P=UI
①电表选择适当的测量范围；
②滑动变阻器选择适当的规格；
③连接电路时开关断开；
④闭合开关前滑片移至阻值最大处.
P
L
S
R
【电路图】
【实物图】
点击播放视频
【实验过程】
序号 电压U/V 电流I/A 小灯泡的亮度 小灯泡的电功率P/W
1
2
3
(1)不同电压下，小灯泡的功率不同，实际电压越大，小灯泡功率越大.
(3)灯泡两端实际电压等于额定电压时，灯泡正常发光；低于额定电压时，
灯泡比正常发光时暗；高于额定电压时，灯泡比正常发光时更亮.
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮.
【实验结论】
【实验数据记录表】
2.5
0.3
0.75
正常发光
2.3
0.28
0.644
发光较暗
2.8
0.31
0.868
发光较亮
U额=2.5 V
P额=0.75 W
(1)小灯泡正常发光时的功率是什么功率？
(2)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压略高于或略低于其额定电压时，
小灯泡的功率是什么功率？能否说这是小灯泡的额定功率？为什么？
小灯泡正常发光时的电压为额定电压，其在额定电压下的工作的功率为额定功率.
实际功率. 不能说这是小灯泡的额定功率，这是因为小灯泡的额定功率是在额定电压下工作时的电功率.
【交流反思】
(3)请将此电路与测定值电阻阻值的实验电路相比较，说出两个实验有何
相同点和不同点？
测定值电阻阻值
测量小灯泡的电功率
相同点：
电路连接形式相同；直接测量的物理量相同；
实验所用器材(除定值电阻和小灯泡外)相同.
滑动变阻器的作用相同(保护电路；改变灯泡或电阻两端的电压)
不同点：
实验目的不同；实验原理不同.
P = UI
R =
U
I
P
L
P
R
(4)小灯泡的电功率测量结果为什么不能求平均值
在不同电压下，灯泡的功率是不同的；
只有在额定电压下，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灯泡的电功率.
实验 测量定值电阻的阻值 测量小灯泡的 电阻 测量小灯泡的
电功率
多次测量的目的
滑动变阻器的作用 要点梳理
求平均值，减小误差
保护电路；
改变电阻两端的电压
保护电路；改变小灯泡两端的电压
测量不同电压下灯丝的电阻
测量不同电压下
小灯泡的实际功率
小明想知道额定电压相同的灯泡和LED灯，哪种灯的亮度大，哪种灯更节能呢？你能通过实验帮助小明验证吗？
？
活动3
对比灯泡和发光二极管的电功率
分别将额定电压都为3 V小灯泡和发光二极管接入电路，调节滑动变阻器，使灯泡和发光二极管两端的电压均为其额定电压，计算它们的电功率并比较发光情况.
P
L
P
R
点击播放视频
小灯泡
发光
二极管
元件 U/V I/A P/W 发光情况
小灯泡 3 0.32 较亮
发光二极管 3 0.05 很亮
P=UI
0.96
0.15
现象：
结论：
发光二极管的电功率更小，但亮度更大.
为什么发光二极管的电功率小，亮度反而大呢？
思考
灯泡发光时将电能转化为光能和内能，而发光二极管发光时将电能主要转化为光能.
灯的亮度还与电能转化为光能的效率有关.
发光效率：灯泡所消耗的电能转化为光能的效率 .
例 小华所在小组做“测量小灯泡电功率”实验．实验室有如下器材：电源(电压恒为6 V)、小灯泡(额定电压为2.5 V，灯丝电阻约为10 Ω)、电流表电压表开关各一个、规格分别为R1：“10 Ω　1 A”和R2“30 Ω 　0.5 A”的滑动变阻器各一个、导线若干．
(1)小华设计了图甲所示的电路，她应选用的
滑动变阻器规格为_____(选填“R1”或“R2”).
滑动变阻器的规格选取：
P
L
A
甲
①滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流.
②为了能够使小灯泡两端的电压为额定电压，根据串联电路电压规律，
需要使滑动变阻器两端的电压为U源 -UL，小灯泡正常发光时通过电路
的电流 ，则滑动变阻器最大阻值R滑≥ .
R2
(2)闭合开关前，同学们调节的滑动变阻器的滑片位置如下图所示，其中已经调整好的是_____；实验中滑动变阻器除了保护电路，还有_______
__________________作用.
D
改变
小灯泡两端的电压
在闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑动变阻器的滑片应在最左端
在测量小灯泡的电功率实验中，滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变小灯泡两端的电压
(3)当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是____W.
0.7
I额=0.28 A
P额=U额I额 = 2.5 V×0.28 A= 0.7 W
乙
U额= 2.5 V
在测量小灯泡的电功率时，若有一只电表损坏，又该怎样测量小灯泡的电功率？
？
求小灯泡的额定功率P额
电压表与定值电阻并联
电流表
等效替代
已知I额求 U额:
P额=U额I额
已知U额求 I额:
活动4
单表法测小灯泡的电功率
类型一 缺少电流表
如果实验中测量仪器只有电压表，该如何测小灯泡的额定功率？
思考
P
L
P
L
R0
例 某同学用一个已知阻值为R0的定值电阻和滑动变阻器，设计了如图所示的电路图，来测量额定电压为U额的小灯泡的额定电功率．(1)闭合开关S，S0接触点2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为U额；(2)S0换接触点1，保持滑动变阻器的滑片位置不变，此时电压表示数为U1；
(3)则小灯泡的额定电功率PL＝__________．(用字母表示)
P额=U额I额=
L与R0串联，电压表测L和R0两端总电压
L与R0串联，
电压表测小灯泡L两端电压
L与R0串联，通过小灯泡的额定电流
UL=U额 =U1-U0
UL=U额
如果实验中测量仪器只有电流表，该如何测小灯泡的额定功率？
电流表与定值电阻串联
电压表
等效替代
求小灯泡的额定功率P额
已知I额求 U额:
P额=U额I额
已知U额求 I额:
P
L
类型二 缺少电压表
思考
P
L
R0
例1 某同学在做“测量小灯泡的电功率”实验中，设计了如图所示的电路图，其中小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R0.请完成下列问题：
①闭合开关S、S2，移动滑动变阻器的滑片，
使电流表示数为____；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，_______
_____________，读出电流表示数为I1；
③小灯泡的额定功率P额＝__________
(用已知量和测量量表示).
断开S2，闭合开关S、S1
小灯泡L与R0并联，电流表测R0所在支路电流
小灯泡L与R0并联，电流表测干路电流
P额=U额I额
例2 某同学在做“测量小灯泡的电功率”实验中，设计了如图所示的电路图，其中小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0.请将下列实验步骤补充完整：①闭合开关S、S2，断开开关S1，调节滑动变阻器滑片，使电流表的示数为
I额；②保持滑动变阻器滑片不动，______________________，记下此时电流表
的示数为I；③小灯泡的额定功率P额＝__________
(用已知量和测量量表示).
断开开关S2，闭合开关S1
L与R0并联，电流表测通过L的电流
IL=I额
L与R0并联，电流表测干路电流
R0
S
×
A
L
S2
S1
I=I额+I0
=I0R0=(I-I额)R0
P额 =U额I额 =
R0与小灯泡并联
(I－I额)R0I额
(I－I额)R0I额
方法一：用专用的_______测量；
方法二：原理________，测量方法用______测出一段时间内
用电器消耗的电能 W，用____测出用电时间 t ；
方法三：原理______，测量方法用______测出用电器
两端的电压U，用______测出通过用电器的电流 I.
功率表
P =
W
t
电能表
P=UI
实验原理：______
实验结论
P=UI
灯泡的实际电功率随两端的电压增大而_____.
灯泡的亮度由灯泡的_____功率决定.
增大
实际
测量电功率
的方法
伏安法
测小灯泡
的电功率
电路图
测量
小灯泡的
电功率
停表
电压表
电流表
P
L
V
A
已知U额求 I额：____________
已知 I额求U额：____________
已知I额求 U额：______________
类型一 缺少电流表
类型二 缺少电压表
已知U额求 I额：____________
P额=U额I额
P额=U额I额
单表法
测小灯泡
的电功率
P
L
R0
P
L
R0
0.1 0.2 0.3
0
1
2
3
I/A
U/V
1. 在测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率的实验中，小明根据实验数据绘制的图像如图所示，则小灯泡的额定电功率为______W.由图像可得出___________________________________(写出一条即可)．
0.625
灯泡的电阻随两端电压的增大而增大
当灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时，流过灯泡的电流为0.25 A
P额＝U额I额＝2.5 V×0.25 A＝0.625 W
2. 实验小组的同学在测量额定电压为2.5 V的小灯泡(电阻约为10 Ω)功率的实验中，老师提供了以下器材：电流表、电压表、开关、电源和滑动变阻器各一个，导线若干.
(1)请用笔画线代替导线按图甲的电路图，将实物图乙连接完整.(滑片向左滑动电阻增大)
下接线柱应选择B接线柱，再根据“一上一下”将滑动变阻器串联在电路中
甲 乙
R
L
V
A
S
(2)在连接电路过程中，开关要断开，滑动变阻器的阻值调到_____(选填“A”或“B”)端，目的是__________.
A
为保护电路，此时滑片应位于阻值最大处
保护电路
(3)当电路正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现两电表始终无示数，分析其原因可能是________________.
滑动变阻器断路
电流表无示数：电路可能发生断路
电压表无示数：与电压表并联以外的部分发生断路
甲 乙
R
L
V
A
S
(4)排除故障后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电流表、电压表的示数如图丙、丁所示，电路中的电流是_____A，小灯泡两端的电压是_____V，要测量小灯泡的额定功率，根据电路图，应将滑动变阻器的滑片向_____(选填“A”或“B”)端调节.
乙 丙 丁
电流表示数0.16 A
电压表示数1.1 V
0.16
1.1
需增大小灯泡的电压至2.5 V，因此需减小滑动变阻器的电压，即减小滑动变阻器接入电路的阻值
B
(5)实验中收集信息如下表
分析表格中信息可得，①小灯泡额定功率为 _____W；②在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，消耗的电功率_____，灯泡越亮.
0.75
越大
次数 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 灯泡亮度
1 2 0.26 0.52 较暗
2 2.5 0.30 正常发光
3 3 0.32 0.96 很亮
(6)实验中改变小灯泡两端的电压，多次测量的目的是________________
_________________.
测量不同电压下小灯泡的实际功率
3. 如图所示为某同学测量小灯泡额定电功率的电路图，已知小灯泡的额定电流为I额，定值电阻的阻值为R0，主要的测量过程如下：(1)把电流表接在a处，闭合开关S，调节滑片，
使电流表示数为I额；(2)保持滑片的位置不变，断开开关，把电流表
接在b处，再闭合开关，读出电流表的示数为I1；(3)则小灯泡的额定功率PL＝______________．
(用字母表示)
(I1－I额)R0 I额
R0与小灯泡并联，电路表测小灯泡支路的电流
R0与小灯泡并联，电路表测干路电流I1=I额+I0
=I0R0=(I1-I额)R0
P额 =U额I额 =
(I1－I额)R0I额
R
R0
a
S
b
R
R0
A
S
等效电路图
R
R0
A
S
等效电路图
R0与小灯泡并联，

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