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第二节 电流做功的快慢（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 课时数 2课时 教师
课题 第二节 电流做功的快慢（第2课时）
教学 目标 物理观念 能结合实例认识电功率：明确其是表示电流做功快慢的物理量，理解相同时间内用电器消耗电能越多、电功率越大；掌握定义式及推导式，准确区分电功与电功率概念。 能区分额定功率与实际功率：知道用电器额定电压、功率是正常工作时的数值，实际功率是实际电压下的功率；理解实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率，用电器正常工作；实际电压偏离时，实际功率偏离，可能影响寿命。 会测量电功率：掌握“伏安法”测小灯泡电功率的实验原理、电路连接、操作步骤及数据处理方法，能探究不同电压下实际功率与发光情况的关系。
科学思维 通过“比较不同用电器做功快慢”实例归纳电功率物理意义，培养“现象→本质”归纳思维；能由P = W/t和W = UIt推导P = UI，结合欧姆定律推导P = U /R、P = I R，培养“公式推导→逻辑关联”科学思维；能根据用电器额定电压、额定功率算电阻，结合实际电压算实际功率，推导“实际功率与额定功率比例关系”，提升“已知量→未知量”推理能力。 。
科学探究 能独立完成“伏安法测量小灯泡电功率”实验：按电路图连接实物电路，调滑动变阻器改变电压，记录电流表示数，计算实际功率，观察亮度变化，分析“电压 - 功率 - 亮度”关系；能分析归纳实验数据，总结“实际电压高于额定电压，实际功率大于额定功率，灯泡更亮但易烧坏；实际电压低于额定电压，实际功率小于额定功率，灯泡较暗”规律，培养“数据→结论”分析能力。
科学态度 与责任 认识电功率在生活用电中的重要性，能根据用电器的额定功率合理使用电器，树立 “安全用电、科学用电” 的意识； 体会实验探究在物理学习中的价值，培养 “严谨实验、客观记录” 的态度； 结合家庭用电情况，制定节电方案，培养关注能源消耗、践行节约用电的责任感。
教材 分析 本节课是沪科版九年级物理“第十七章 电流做功与电功率”的第二节，承接第一节“电流做功（电功）”，从“电能消耗多少”转向“电能消耗快慢”，深化“电功”概念，为后续学习“焦耳定律”“家庭电路中电功率计算与安全”奠基。教材逻辑清晰，遵循“概念→规律→应用→实验”思路：概念构建上，从“不同用电器相同时间消耗电能不同”现象引出“电功率”定义、定义式P = W\t及单位，结合W = UIt推导出P = UI，建立“电功率与电压、电流”定量关系；规律探究时，讲解“额定功率与实际功率”，区分“正常工作”与“实际工作”功率差异，结合例题演示计算方法，体现“理论→计算→应用”过程；应用落地方面，通过“伏安法测量小灯泡电功率”实验，让学生体验“实际功率测量与分析”，归纳“电压 - 功率 - 亮度”关系，强调节约用电意义，落实“实验→规律→社会”价值导向。教材“例题”“实验”“作业”环节注重知识应用与实验探究，符合九年级学生认知规律，是培养“定量计算能力”“实验探究能力”与“节能意识”的重要载体。
学情分析 1. 已有基础 知识基础：掌握电功概念（W = UIt）、电能表读数与电功计算，理解“电能转化为其他形式的能”；掌握欧姆定律（I = U/R），具备公式推导基础。 能力基础：能进行简单公式变形与单位换算，有“伏安法测量电阻”实验基础，能完成实验操作与数据记录。 生活经验：对用电器“瓦数”有感性认知，知道不同用电器功率和工作快慢有差异，但不清楚“瓦数”物理意义（电功率）及“额定”与“实际”区别。 2. 学习难点 抽象概念理解：难区分“电功”与“电功率”，对“额定功率是用电器固有属性，实际功率随电压变化”理解不深刻。 公式应用与推导：结合欧姆定律推导出P = U /R、P = I R后，在不同已知条件下选择合适公式计算电功率有困难。 实验操作与分析：实验中“滑动变阻器调节”“电表量程选择”易出错；对实验数据分析缺乏系统性，难归纳普遍规律。 3. 教学策略 用“对比实例”突破抽象：通过“1000W电水壶和60W灯泡不同通电时间”对比，明确“电功看总量，电功率看快慢”；用“新旧灯泡功率与亮度差异”理解“额定”与“实际”区别。 用“分步推导”降低公式难度：讲解P = U /R、P = I R时，先回顾P = UI和I = U/R再逐步代入推导，通过例题演示“已知额定参数求电阻，再求实际功率”步骤。 用“实验指导单”规范操作：“伏安法测电功率”实验前发放指导单，明确“电路连接要点”“操作步骤”“数据记录表格”，降低实验操作难度。
教学重点 理解与应用电功率的概念、定义式及推导式 ；区分额定功率与实际功率，计算实际功率；掌握“伏安法测量小灯泡电功率”的实验原理、操作与数据处理。
教学重点 电功率与电功的概念辨析，实际功率与额定功率的动态关系。 结合欧姆定律推导电功率的间接公式，并灵活应用于实际功率计算。 “伏安法测电功率” 实验中，滑动变阻器的调节、数据记录与分析，归纳 “电压 - 功率 - 亮度” 的关系。
教学过程
教学活动 设计意图
导入新课 【情景提问】 展示 “电水壶烧开水” 和 “节能灯照明” 的图片，提问： - “电水壶和节能灯都在消耗电能，哪个消耗得更快？你是怎么判断的？” 【交流讨论】 电水壶更快，因为烧开水时间短，相同时间内消耗电能多，如何科学描述‘消耗电能的快慢’？ 结合生活经验回答问题，思考 “电能消耗快慢的描述方式”，建立 “电功率” 与 “电流做功快慢” 的关联，进入学习情境。
学习新课 一、测量小灯泡的电功率 1.测量小灯泡的电功率 【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。 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。 实验器材：电源、开关、电流表、电压表、 导线、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5 V）。 （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。 （3）选择实验器材 根据小灯泡的额定电压选择实验器材的规格。例如选用的小灯泡标有“2.5V 0.3A”，则电源至少需要2节干电池串联（电压为3V），电压表使用0～3V量程，电流表使用0～0.6A量程。 （4）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
2. 进行实验与收集证据 （1）按照电路图连接电路。注意断开开关，将滑动变阻器滑片放在阻值最大处。将电压表和电流表指针调零。 （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2.9V（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。 实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡发光情况12.50.260.65正常22.00.220.44较暗32.90.280.81较亮
3. 分析论证 （1）分析表格中的实验数据后，发现小灯泡两端的实际电压越高，小灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 （2）小灯泡的亮度直接由它的实际电功率决定。 （3）小灯泡的实际功率有多个，额定功率只有一个。 额定功率为 P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W 4. 实验结论 （1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于额定功率，小灯泡正常发光。 P额=UI=2.5V×0.26A=0.65W （2）当实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率小于额定功率，小灯泡发光较暗。 （3）当实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率大于额定功率，小灯泡发光较亮。 5. 交流讨论 （1）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 【分析】额定功率是额定电压下的功率，不是不同电压下功率的平均值；用电器在不同电压下的实际功率不同，把三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率是不合理的。 【例1】琳琳用如图甲所示的实验装置进行“测量小灯泡电功率”的实验，小灯泡的额定电压为2.5V。 (1)请用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整；（要求：滑片向左移时灯泡变暗） (2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表和电压表示数都很小，接下来琳琳应进行的操作是______（填字母）； A．更换小灯泡 B．移动滑动变阻器滑片 C．检查开关是否接触不良 D．检查电压表是否断路 (3)某次实验中，移动滑片使电压表示数为2V时，电流表的指针位置如图乙所示，则电流表的示数为 A，小灯泡的实际功率为 W； (4)琳琳多次改变滑动变阻器滑片的位置，并根据实验数据画出了小灯泡的U-I关系图像，如图丙所示。由图像可知：小灯泡的额定功率P额= W。 【答案】(1) (2)B (3) 0.22 0.44 (4)0.625 【详解】（1） 滑动变阻器需要串联接入电路，且接入“一上一下”两个接线柱；要求滑片向左移时灯泡变暗，即滑片向左滑动时，接入的电阻变大，电路中的电流变小，灯泡变暗，故将滑动变阻器的右下接线柱与灯泡的右接线柱连接起来，如图所示： （2）电路连接正确后，闭合开关，电流表、电压表均有示数，则电路为通路，发现小灯泡不亮，说明电路的电流过小，故接下来应进行的操作是移动滑动变阻器的滑片，观察灯的发光情况，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）[1][2]电流表的指针位置如图乙所示，由图甲可知电流表选择的是小量程，分度值为0.02A，故读数为0.22A；此时电压表示数为2V，小灯泡的实际功率为 （4）小灯泡的额定电压为2.5V，根据图丙可知，额定电流为0.25A，则小灯泡的额定功率为 【例2】如图所示，小明同学在测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为2.5V）、电源（电压恒为6V）、电流表（0 0.6A、0 3A）、电压表（0 3V，0 15V）、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。 (1)如图甲所示是小明同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ； (2)改正电路后，小明同学调节滑动变阻器观察到电压表示数为2V，为了使小灯泡达到额定电压，应将滑动变阻器的滑片向 （选填“A”或“B”）调节； (3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为 Ω（结果取一位小数），小灯泡的额定功率为 W。 【答案】(1) (2)A (3) 8.3 0.75 【详解】（1）测量小灯泡额定功率的实验中，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡电压，量程为0-3V（灯泡额定电压2.5V），电流表串联在电路中，量程为0-0.6A（一般灯泡电流比较小）。如图所示： （2）现在电压表示数2 V，小于2.5V，需要增大灯泡电压。根据串联分压，要增大灯泡电压，需减小滑动变阻器连入电路的电阻，所以滑片应向A端移动。 （3）[1][2]如图乙，电流表量程为0-0.6A，读数为0.3A，由欧姆定律可得小灯泡电阻 小灯泡额定功率 【例3】在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。 (1)本实验原理是 连接电路时开关应 ； (2)小灯泡正常发光时的电阻为 ； (3)闭合开关前，图甲中滑动变阻器的滑片P应位于 （选填“A”或“B”）端； (4)小叶同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为 V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向 （选填“A”或“B”）端移动； (5)小向同学移动滑片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图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是 W。 【答案】(1) P=UI 断开 (2)12.5Ω (3)A (4) 2.2 B (5)0.5 【详解】（1）[1]实验中，需要测量灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，根据得到灯泡的电功率，所以本实验原理是。 [2]为保护电路，连接电路时，开关应断开。 （2）由图丙可知，灯泡的额定电压为2.5V，对应的电流为0.2A，则小灯泡正常发光时的电阻为 （3）为了保护电路，防止电流过大，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑动变阻器的滑片P应位于A端。 （4）[1]由图乙可知，电压表量程是0~3V，分度值是0.1V，电压表示数是2.2V。 [2]2.2V小于灯泡的额定电压2.5V，要测量小灯泡的额定功率，应使电压表的示数为2.5V，所以应使灯泡两端的电压增大。由串联电路电压规律可知，应减小滑动变阻器两端的电压。根据串联电路分压规律可知，应减小滑动变阻器的阻值，所以应将滑片向B端滑动。 （5）由图像可知，灯泡的额定电压为2.5V对应的电流为0.2A，则小灯泡的额定功率
学习新课 特殊方法测小灯泡的电功率 1.单伏法（测量器材是电压表，缺少电流表 ） 【设计实验】 当缺少电流表时，我们可以借助定值电阻R0，利用电压表与其并联，即可计算出灯泡的额定电流。实际上就是将电压表与定值电阻组合在一起替代电流表。最后用P=UI算出小灯泡的额定功率。 【实验器材】电源（电压未知），1个电压表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。 （1）已知小灯泡的额定电压U额 ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为U额，此时灯泡正常发光； ②闭合S、S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。 ③计算： 灯泡的额定电流： I额= （U合 U额）/R0 计算灯泡的额定功率： P额=U额I额 = U额（（U合 U额）/R0） （2）已知小灯泡的额定电流I额 ①闭合S，S1，断开S2，调节滑动变阻器R，使得电压表示数为I额R0 ，此时灯泡正常发光； ②闭合S，S2，断开S1，电压表测出R0与L两端的电压U合。 ③计算： 灯泡的额定电压：U额=U合 I额R0 灯泡的额定功率： P额=U额I额=（U合 I额R0）I额 2. 单安法（测量器材是电流表，缺少电压表） 【设计实验】 当缺少电压表时，我们可以借助定值电阻R0，利用电流表与其串联，即可计算出灯泡的额定电压。实际上就是将电流表与定值电阻组合在一起替代电压表。最后用P=UI算出小灯泡的额定功率。 【实验器材】电源（电源电压未知），1个电流表，1个滑动变阻器，1个已知阻值为R0的定值电阻。 （1）已知小灯泡的额定电压U额 ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器R1，使得电流表示数为U额/R0，此时灯泡正常发光； ②闭合S 、S2 ，断开S1，电流表测出通过R0与L的总电流I总。 ③灯泡的额定电流： I额=（I总 U额/）R0 灯泡的额定功率：P额=U额I额=U额（I总 U额/R0） （2）已知小灯泡的额定电流I额 ①闭合S、S2，断开S1，调节滑动变阻器R，使得电流表示数为I额，此时灯泡正常发光； ②闭合S、S1，断开S2，电流表测出通过R0与L的合电流I总。 灯泡的额定电压： U额= UR0=（I总 I额）R0 灯泡的额定功率： P额=U额I额 = （I总 I额）I额R0 【例1】某实验小组在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所连接的电路如图甲所示，其中电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为3.5V。 (1)图甲所示的实物电路中有一根导线连接错误，请在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线正确连接电路；（注意不能与其他导线交叉） (2)电路连完后，闭合开关，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，电压表示数接近6V，则电路的故障可能是 。（填一种情况即可）； (3)纠正错误后继续进行实验，所得的实验数据如表所示。当电压表的示数为3.5V时，电流表的示数如图乙所示，根据数据可以算出小灯泡的额定功率为 W。 实验序号电压表的示数/V电流表的示数/A12.50.2823.00.3233.5/
(4)分析表中数据可以发现，小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流不成正比，原因是 ； (5)实验结束后，小组成员中的小聪又设计了一个电路（如图丙），利用阻值为的定值电阻和电压表、等器材，测量额定电压为的小灯泡的额定功率。闭合开关后，小聪移动滑动变阻器的滑片，使电压表 （选填“”或“”）的示数等于，同时读出另一个电压表的示数，记为，则小灯泡的额定功率 （用、和表示）。 【答案】(1) (2)灯泡断路 (3)1.26 (4)灯丝的电阻随温度的变化而变化 (5) V1 【详解】（1）图甲中灯泡被短路，电压表串联在电路中，是错误的，在测量灯泡的电功率实验中，灯泡、滑动变阻器和电流表串联，电压表应并联在灯泡两端，如图所示： （2）电路连完后，闭合开关，小明发现小灯泡不发光，电流表示数几乎为零，可能电路出现断路，电压表示数接近6V，说明电压表两接线柱与电源两极接通了，所以故障原因可能是灯泡断路。 （3）当电压表的示数为3.5V时（等于灯泡的额定电压），电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，其示数为0.36A；则小灯泡的额定功率为PL=ULIL=3.5V×0.36A=1.26W （4）因为灯泡的电阻不是一个定值，会随着温度的变化而变化，所以通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压不成正比。 （5）[1][2]由图丙可知，灯泡、定值电阻R0和变阻器串联，电压表V1测灯泡两端的电压，电压表V2测定值电阻两端的电压，移动滑片，使电压表V1的示数等于灯泡的额定电压U额，此时灯泡正常发光；同时读出另一个电压表的示数，记为U，即定值电阻两端的电压为U，则电路中的电流为，因串联电路电流处处相等，故小灯泡的额定功率为。 【例2】小明参与学校“智慧农业补光系统”项目组，负责测试一款用于植物生长监测的微型LED模块，该模块连接在物联网终端设备中，其额定电压为2.5V，使用两节干电池串联供电，可根据光照强度自动调节补光亮度。 (1)请你帮小明将实物电路连接完整，要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，接入电路的电阻变大，连线不得交叉； (2)排除故障后，闭合开关，将滑片P移动到某一位置，电压表的示数如图乙所示，此时LED模块两端电压为 V。要使模块进入正常发光模式，应将滑片P向 端移动； (3)小明采集多组数据生成图丙所示动态特性曲线，该LED模块正常工作时电阻为 Ω。曲线分析表明：模块电阻与 有关； (4)考虑到物联网终端设备中电流传感器的安装限制，小明尝试改进监测方案：利用终端设备已有的温控电阻R0，设计如图丁所示的能耗监测电路。调试步骤如下： ①闭合开关S，调节滑动变阻器使电压表示数为U额； ②启用智能检测模式：断开开关S，保持滑片位置，将电压表在节点B的接线改接物联网节点C，闭合开关记录电压U； ③该模块的额定功率P= （用U额、U、R0表示）。 【答案】(1) (2) 1.5 右 (3) 8.3 温度 (4) 【详解】（1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，即滑动变阻器右下接线柱连入电路中；连线如下图所示： （2）[1]图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，示数为1.5V。 [2]LED灯在额定电压2.5V下正常发光，此时LED灯两端的电压为1.5V，小于LED灯的额定电压2.5V，应增大LED灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向右移动，直到电压表示数为2.5V。 （3）[1]由图丙可知，LED灯两端电压为2.5V时，通过它的电流为0.3A，则LED灯正常工作时的电阻 [2]电压增大时，LED灯实际功率变大，小灯泡亮度增大，温度升高，LED灯的电阻变大，故模块电阻与温度有关。 （4）闭合开关S，三个用电器串联，电压表测量LED模块两端电压，调节滑动变阻器使电压表示数为U额；断开开关S，保持滑片位置，将电压表在节点B的接线改接物联网节点C，再次闭合开关S，三个用电器串联，电压表测量LED模块与R0两端电压之和，此时电压表示数为U；根据串联电路中的电压规律，此时R0两端电压 根据串联电路中的电流规律可得，电路中的电流为 所以LED模块的电功率为 【例3】小明做“测量小灯泡的功率”实验，小灯泡L1的额定电压为2.5V，电源电压为3V保持不变。 (1)小明连接的实物图如图甲所示，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡的I﹣U图象如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值是 Ω，小灯泡的额定功率为 W； (2)根据图像推测：当小灯泡两端的电压为0.25V时，小灯泡的实际功率最有可能是（　　） A．0.0125W B．0.0175W C．0.025W (3)实验中小明发现电压表的示数变为0，经检查应该是图甲中的导线 （选填“①”、“②”或“③”）内部出现了断路故障； (4)测完小灯泡L1的功率后，小明又利用图丙所示的电路测出了额定电流为I额的小灯泡L2的额定功率，其中R0的阻值已知，请你将下列实验步骤补充完整： ①闭合S、S1，断开S2，调节滑动变阻器，使电压表的示数为 ； ②保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，读出电压表示数为U； ③小灯泡L2的额定功率P额＝ 。（用I额、R0、U表示） 【答案】(1) 25 0.625 (2)B (3)② (4) I额R0 UI额-I额2R0 【详解】（1）[1]当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电路中的电流最小为I1=0.1A，此时灯泡两端的电压U1=0.5V，根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值为 [2]由图乙可知，小灯泡的额定电压为2.5V，从图中可知，小灯泡的额定电流为0.25A，小灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W （2）由图可知，灯泡的电阻随着两端的电压减小而减小，当灯泡两端的电压U1=0.5V，灯泡的电阻为 若，已知 ，则电流 此时灯泡的电阻为 故0.0125W不正确；若，则电流 此时灯泡的电阻为 故0.0175W符合要求；若 ，则电流 由图乙可知，当电流为0.1A，对应的电压数值为0.5V，故0.025W不正确，综上所述0.0175W是实际功率最有可能的数值。 故选B。 （3）实验中小明发现电压表的示数变为0，说明与电压表所连的电路某处发生了断路，其他部分正常，说明与灯泡中有电流通过，则原因是图甲中的导线②内部出现了断路故障。 （4）[1]闭合S、S1，断开S2，此时R0、灯L2和滑动变阻器串联，电压表测量R0两端电压，调节滑动变阻器的滑片使电路中的电流为小灯泡的额定电流I额，根据欧姆定律得，电压表示数U0=I额R0 [2]保持滑动变阻器的滑片位置不变，闭合S、S2，断开S1，电压表测量R0和灯泡两端总电压，电压表示数为U；由串联电路中电压和电流特点知，小灯泡两端电压 小灯泡正常发光时的额定功率 【例4】用如图所示的电路做“测量小灯泡的电功率”的实验，小灯泡上标有“2.5V”的字样，灯丝阻值约为10Ω。 (1)将图甲电路补充完整； (2)闭合开关，发现灯泡不亮，经检查电路连接正确且器材完好。其原因是： ； (3)解决了上述问题后，调节滑动变阻器的滑片，使灯泡正常发光，此时电流表的读数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 W； (4)完成上述实验后，同学们设计了图丙所示的电路，也测出了灯泡的额定功率。已知R0=25Ω，请完成下列实验步骤： ①闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使灯泡正常发光，则电流表的示数为 A； ②再闭合开关S2，断开S1，保持滑片的位置不动，读出电流表的示数I； ③灯泡额定功率的表达式为P额= （用已知量和测得量表示）。 【答案】(1) (2)变阻器连入电阻过大 (3)0.8 (4) 0.1A 2.5V×(I﹣0.1A) 【详解】（1）在“测量小灯泡的电功率”的实验中，除电压表外其余元件串联，电压表并联在小灯泡两端；当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯丝的电流为 所以电流表选择0~0.6A的量程串联在电路中，根据“一上一下”的接法，把变阻器的连入电路中，如图所示： （2）闭合开关，发现灯泡不亮，经检查电路连接正确且器材完好，原因是变阻器连入电路的电阻过大，电路的电流过小，实际功率太小，不足以使小灯泡发光。 （3）由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.32A；此时小灯泡正常发光，两端的电压为2.5V，则灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.32A=0.8W （4）①[1]闭合开关S1，断开S2，灯泡和R0并联，电流表测量通过R0的电流，移动滑片，使灯泡正常发光，小灯泡两端的电压为2.5V，根据并联电路电压规律可知，R0两端的电压也为2.5V，则电流表的示数为 闭合开关S1，断开S2，移动滑片，使电流表的示数为0.1A； ②再闭合开关S2，断开S1，此时电路结构没变，由于保持滑片的位置不动，电路中通过各个用电器的电流不变，只是电流表测通过灯泡和R0的总电流，为I，则通过灯泡的额定电流为I额=I-I0=I-0.1A； ③[2]灯泡额定功率的表达式为P额=U额I额=2.5V×(I﹣0.1A)
课 堂 练 习 1．用如图甲所示的电路探究电流与电压关系。 (1)请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。（要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，且导线不能交叉） (2)实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是___________。（填字母） A．换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数 B．将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数 (3)小明根据实验数据画出 I-U图像，如图乙所示。分析可知，在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。 (4)小明同学还想测量小灯泡的电功率，于是他将上面实验中的定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡。正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因是 。 (5)排除故障后，小明调节滑片，使小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率大小为 。 (6)小明通过改变滑动变阻器滑片的位置，多次进行了小灯泡电功率的测量，这样做的目的是___________（填字母） A．求出灯泡在不同电压下的功率的平均值，这样可以减小误差 B．找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系 【答案】(1) (2)B (3)正比 (4)小灯泡断路 (5) (6)B 【详解】（1）要求滑片向左滑动时，变阻器连入电路的电阻变大，所以变阻器应选择右下接线柱串联入电路中，如图所示： （2）探究电流与电压关系的实验，要控制电阻不变，记下电流随电压的变化关系，为得出普遍性的结论，要多次测量，故实验时，闭合开关，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数，接下来的操作是将滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 （3）由图乙知，电阻一定时，通过导体的电流与其两端电压的图象是正比例图象，可知，电阻一定时，通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比。 （4）正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，说明电路有断路，电压表示数接近电源电压，说明电压表两端接线柱到电源间是通路，所以故障原因是小灯泡断路。 （5）由图丙知电流表的量程为，分度值为0.02A，示数为0.28A；小灯泡的额定功率为 （6）灯泡在不同电压下的功率不同，求功率的平均值无意义；小明在实验中进行了多次测量，其测量目的是找出灯泡的亮度与灯泡实际功率之间的关系，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 2．根据《中华人民共和国道路交通安全法》第九十七条规定，汽车前大灯的功率不能超过60W。如果车主私自改装成功率更大，亮度更高的氙气灯而影响了迎面车辆或行人的视线，并因此造成了事故，车主可能会承担法律责任。那么如何测一个小灯泡的功率呢？小明找来一个手电筒上的小灯泡替代氙气灯，用伏安法完成了“测量小灯泡功率”的实验。 (1)小明若按照如图甲所连接的电路测量功率，闭合开关后，不会出现的情况是（　　） A．电流表示数为零 B．电压表示数接近电源电压 C．可能烧坏电源 D．小灯泡不亮 (2)小明所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“”，并用笔画线代替导线画出正确的接法 ； (3)用改正后的图甲连接好电路，小明观察在不同电压下小灯泡的亮度，并读出电压表、电流表的示数，实验记录见下表。当小灯泡两端电压为3V时，小明担心灯丝会烧断，于是立即断开开关，他观察到当时电流表指针的位置如图乙所示，则通过小灯泡的电流为 A，小灯泡的实际功率为 W。 实验序号电压电流小灯泡亮度实际功率①2偏暗②正常发光③3一偏亮一
(4)同组的小红同学也设计了一个电路图（如图丙所示），测出了该小灯泡正常发光时的电功率，其中定值电阻R的阻值为，正确操作过程如下： ①只闭合开关S和，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为 A； ②只闭合开关S和 ，保持滑动变阻器滑片的位置不动，读出电流表示数为； ③小灯泡额定功率表达式为 （用符号、、表示）。 【答案】(1)C (2) (3) (4) （） 【详解】（1）由图甲可知，电压表和电流表串联在电路中，电路中的电流很小，电流表示数为零，电压表示数接近电源电压，不会烧坏电源，小灯泡不亮，故选C。 （2）测量小灯泡电功率，电压表和灯泡并联，电流表串联中电路中，如图所示： （3）[1][2]图中电流表选用小量程，分度值为，通过小灯泡的电流为，小灯泡的实际功率为 （4）[1][2][3]①闭合开关S和，断开，调节滑动变阻器使电流表示数为 ②闭合开关S和，断开开关，保持滑动变阻器的阻值不变，记录此时电流表的示数为； ③通过灯泡的电流 则灯泡L的额定功率 3．某实验小组在进行“测量小灯泡的电功率”的实验中，选取的实验器材部分参数如下：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“；2A”，小灯泡额定电压。 (1)请在图甲中用笔画线代替导线，将实物电路图连接完整；（要求：滑片向左移动时，灯变亮） (2)小明依照正确电路图的连接方式正确连接实物后，需要对实物电路进行检查后才能闭合开关，请你提出其中一项需要检查的内容 ；闭合开关，移动滑动变阻器滑片，使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为 W； (3)小红设计了如图丙所示的电路，也测出了另一只小灯泡的额定功率。已知两个滑动变阻器的最大阻值均为，小灯泡的额定电流，请将以下实验步骤补充完整： ①闭合开关S、，移动的滑片，使电流表示数为； ②闭合开关S、，保持的滑片位置不动，移动另一个滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为； ③保持的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片移至最左端，记下电流表的示数；再将此滑动变阻器的滑片移至最右端，记下电流表的示数； ④小灯泡额定功率的表达式： （用R0、I额、I1、I2表示）。 【答案】(1) (2) 滑动变阻器的滑片是否移到阻值最大处 1.596 (3) 【详解】（1）根据实验电路是串联的，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流，要求滑片向左移动时，灯变亮，电路中的电流变大，变阻器接入电路中的阻值变小，因此变阻器的左下接线柱接入电路，如图所示： （2）[1]实验中为了保护电路，闭合开关前应将变阻器移至阻值最大处，因此对实物电路进行检查，需要检查滑动变阻器的滑片是否移到阻值最大处。 [2]乙图中电流表的测量范围是，分度值是，读数为，则小灯泡的额定功率为 （3）保持的滑片位置不动，将另一个滑动变阻器的滑片移至最左端，电路为单独串联，电流表的示数，可得电源电压为 ① 再将此滑动变阻器的滑片移至最右端，电路为和串联，且变阻器接入电路中的阻值最大，电流表的示数，可得电源电压为 ② 联立①②解得，根据等效替代法可知，灯泡正常发光时的电阻与阻值相同，则灯泡正常发光时的电阻为 则灯泡额定功率的表达式为 4．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为，小灯泡电阻约为。 (1)请你用笔划线代替导线，将图甲中的实验电路连接完善 （要求滑片向左移动时灯泡变暗）。 (2)小明同学连接好最后一根导线后，闭合开关，他发现无论怎样移动滑片，灯泡都很暗，且两表示数不变，出现上述故障的原因可能是： 。 (3)故障排除后，小明同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某点，电压表的示数如图乙所示，为 V。若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中的滑片向 （选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为。 (4)他又移动滑片，记下了几组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象，根据图象信息可以计算出小灯泡的额定功率是 W。 【答案】(1) (2)滑动变阻器下面的两个接线柱接入了电路 (3) 2.0 右 (4)0.75 【详解】（1）滑片向左移动时灯泡变暗，滑动变阻器接右下接线柱，把滑动变阻器串联接入电路。如图所示： （2）无论怎样移动滑片，灯泡都很暗，且两表示数不变，说明滑动变阻器不起作用且接入的阻值较大，故障的原因可能是滑动变阻器下面的两个接线柱接入了电路。 （3）[1]由图乙可知，电压表使用的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.0V。 [2]电压小于灯泡的额定电压，为了增大灯泡电压，根据分压原理应减小变阻器接入阻值，即把滑片向右移动，使电压表示数为2.5V。 （4）由图丙可知，灯泡额定电压对应的电流是0.3A，故灯泡额定功率为 5．在“测量小灯泡的额定功率”的实验中，所用小灯泡标有“3.8V”字样。 (1)要使滑动变阻器的滑片P向右滑动，小灯泡变暗，请你用笔画线代替导线将如图甲实物电路连接完整； (2)检查连接无误后，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡刚好正常工作，此时电流表读数如图乙，则小灯泡的正常工作电流是 A，小灯泡的额定功率为 W； (3)小明想通过实验来比较灯泡“实际电压是额定电压一半时的电功率”和“实际电流是额定电流一半时的电功率”的大小，但小明的同学没有通过实验也比较出了它们的大小， （选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1) (2) 0.3 1.14 (3)大于 【详解】（1）小灯泡标有“3.8V”，故电压表应该选择大量程。滑动变阻器需采用一上一下的方式串联在电路中。要使滑片P向右滑动时小灯泡变暗，电路中电流需变小，即滑动变阻器接入电路的电阻要变大，因此应选择滑动变阻器的左下接线柱，确保导线不交叉，连接电路如图所示： （2）[1]图乙中电流表选用的是0~0.6A量程，该量程下分度值为0.02A，指针指向0.3A刻度处，因此小灯泡的正常工作电流是0.3A。 [2]小灯泡的额定电压为3.8V，根据电功率公式P=UI，将额定电压3.8V和正常工作电流0.3A代入，可得额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W （3）当小灯泡正常工作时，额定电流，根据，若电阻不变的话，实际电压变为额定电压一半时，实际电流应该为额定电流的一半，即 但真实情况应该为灯泡电阻随温度升高而变大，所以实际电压为额定电压一半时，由于灯泡温度较低、电阻较小，根据，故实际电流会大于额定电流一半， 灯泡的功率随着电流的增大而增大，故此时功率应该大于实际电流是额定电流一半时的电功率， 即。 6．如图为测量额定电压为2.5V小灯泡的电功率，所用电源由两节新干电池串联组成。 (1)小明发现电路连接有错，如果闭合图甲所示电路的开关，电压表的示数约为 V，小灯泡的发光情况为 （选填“正常发光”“亮度较暗”或“不发光”）； (2)在如图甲电路中改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。请在图甲中“×”掉原导线，并画出改动后的导线 ； (3)排除故障后继续实验，进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中，在第1次实验中小灯泡不亮的原因是： ； 物理量次数电压U/V电流I/A实际电功率P/W小灯泡亮度10.50.120.06不亮21.50.200.30偏暗32.50.30正常42.80.320.90更亮
(4)分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为 W。实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率 ，灯泡越亮； (5)实验结束后，小明尝试不用电流表，只增加一个阻值为R0的定值电阻，用图乙所示的电路测量小灯泡的额定功率。实验步骤如下： ①闭合开关S、S1，移动滑片P使电压表的示数为2.5V； ②保持滑片P位置不动， ，记下电压表的示数为U； ③小灯泡的额定功率表达式为P= 。 【答案】(1) 3 不发光 (2) (3)变阻器连入电路的阻值太大，小灯泡的实际电功率太小 (4) 0.75 越大 (5) 闭合开关S、S2，断开S1 【详解】（1）[1]电源由两节新干电池串联组成，电源电压为3V。图甲中电压表串联在电路中，此时电压表测量的是电源电压，所以电压表的示数约为3V。 [2]由于电压表内阻很大，电路中电流很小，小灯泡的发光情况为不发光。 （2）原电路中电压表串联，电流表与小灯泡并联，这是错误的。应将电流表与小灯泡串联，电压表与小灯泡并联，如图所示： （3）在第1次实验中，小灯泡的实际功率P1=0.06W，实际功率太小，所以小灯泡不亮。 （4）[1]小灯泡的额定电压为2.5V，由表格可知，此时电流为0.30A，根据P=UI，可得额定功率 [2]实验得出的结论是：小灯泡的实际电功率越大，灯泡越亮。 （5）实验步骤： ①闭合开关S、S1，移动滑片P使电压表的示数为2.5V。 ②[1]保持滑片P位置不动，闭合开关S、S2，断开S1，记下电压表的示数为U。 ③[2]在步骤①中，灯与定值电阻串联后再与变阻器串联，电压表测灯的电压，调节滑动变阻器的滑片，使电压表读数为小灯泡额定电压2.5V，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，此时定值电阻两端的电压 由串联电路电流特点和欧姆定律可知，电路中的电流为 小灯泡的额定功率表达式
板 书 设 计 第二节 电流做功的快慢 1. 定义：电流做功的快慢 2. 公式： - - 3. 单位：瓦特（W），1 kW = 1000 W 4. 4.额定功率 vs 实际功率 5.实验：测量小灯泡电功率 - 电路图（简图）
课 堂 小 结 第二节 电流做功的快慢
作业布置 1. 完成课后作业：“实践与练习” 2. 配套同步分层作业
教学反思

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