九年级物理全册 13.3学生实验：探究——小灯泡的电功率课件+学案+练习（打包5套）（新版）北师大版.zip

1第三节 学生实验：探究——小灯泡的电功率一、前提测评：标有“220V 11W““220V 22W“的灯泡各 1只，若把它们串联起来接在 220V的电路中，它们的实际功率各是多少？二、导学达标：引入课题： 电流――用电流表测量； 电压――用电压表测量电功率 P=W/t P=UI 能否利用所学知识测出小灯泡的电功率？进行新课：1、探究：测量小灯泡的电功率（1） 、学生分析 P=UI； 测出 U、I，就可以求的电功率 （2） 、设计实验：讨论滑动变阻器的作用、使用； 电流表、电压表的使用方法（3） 、作出对应的电路图； 对学生的电路要进行讨论。（4） 、进行实验：把结果记录在下表 电压 U （V） 电流 I (A) 电功率 P (W)第一次测量 第二次测量 第三次测量 （5） 、实验结果：实际功率与额定功率是不同的；2、本试验你得到的启示：三、达标练习：1．下列关于电功率的说法中,正确的是 〔 〕A．电功率越大,电流做功越多 B.电功率越大,所用的时间越短C.电功率越大,用电器消耗的电能越多 D.电功率越大,用电器消耗电能越快2.“220V 100W”的灯泡接入电压为 210V的电路,则该灯泡的实际电功率 〔 〕A．大于 100W B．等于 100W C．小于 100W D．条件不足,无法判断3．在测定一个小灯泡额定电功率的实验中,若小灯泡额定电压为 2.5V,允许通过的最大电流为 0.4A.电源是 4节干电池串联成的电池组.另配有 0-0.6A、0-3A 两量程的电流表一个,0-3V、0-15V 两量程的电压表一个,最大阻值为 20Ω 的滑动变阻器等,则在这个实验中电流表、电压表的量程分别应选用的量程是 〔 〕A．电流表选 0-0.6A,电压表选 0-3V B．电流表选 0-0.6A,电压表选 0-15VC．电流表选 0-3A,电压表选 0-3V D．电流表选 0-3A,电压表选 0-15V4．电灯泡上标着“PZ220-40” ，这里的“220”表示_________________________， “40”表示的是灯泡______________.此灯泡正常工作时的电流为_______A,电阻为__________.5．一个在某电压下工作的电烙铁,功率是 100W,电流是 454mA,加在这个电烙铁两端的电压是_______.6.在测定小灯泡电功率的实验中:(1)电源电压要_______小灯泡的额定电压,串联一个滑动变阻器是为了_______;(2)闭合开关前,滑动变阻器应放在_______位置上,这样做的好处是_______;(3)为了测定有“4.5V”字样的小灯泡的功率,除了要用电压表、电流表、小灯泡、开2关、滑动变阻器、导线外，还应在下列器材中选用_______。A.三节干电池 B.三节蓄电池 C.两节干电池 D.两节蓄电池7.按图 1所示电路对额定电压为 3.8V的小灯泡进行实验时,测得 5组实验数据,并记录在表中,同时记录了小灯泡亮度变化的情况.请你仔细分析实验数据和实验现象,回答下列问题:(1)灯泡的额定功率是___.(2)小灯泡的亮度变化规律是____________________.(3)除了表格中列出的数据和现象外,你还能发现的问题是____________________.【参考答案】1.D 2.C 3.A 4.该灯泡的额定电压为 220V 该灯泡的额定功率为 40W 0.18 1210Ω 5.220V 6. (1)大于 改变灯泡中的电流和灯泡两端的电压 (2)阻值最大 电路中的电流最小,保护电路 (3)B 7. 1.178 随着灯泡两端电压的增大,灯泡的实际功率变大,灯泡越来越亮 灯泡的阻值与温度有关小结通过本节课的实验，同学们进一步加深了对电功率的理解，巩固了电流表、电压表的操作技能，锻炼了设计实验的能力，希望同学们在课后能更充分交流，在相互交流中发现自己的不足甚至是错误，在不断改正错误的过程中学到更多知识。板书设计学生实验：探究——小灯泡的电功率目的：测量小灯泡的电功率。结论：可以使用伏安法测小灯泡的电功率。【教学反思】本节课教学设计的思想是从实际问题出发，创设问题情境，让学生自主探究，尝试解决问题，在解决问题的过程中发现新问题，提出修正意见和一些创造性的想法，力求能充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和与人合作的能力。通过这样的探究式学习不仅巩固了原来知识，还较全面地培养学生的科学探究能力。次数1 2 3 4 5U/V3.03.53.84.04.5I/A0.280.300.310.320.34亮度增加图 13本节课的一个重点就是培养学生的评估与交流能力。评估是对实验过程的反思，可以培养学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中汲取经验教训，有利于学生养成严谨的科学态度，有利于发展学生的批判性思维。通过评估，培养学生发现新问题的意识和能力，并尝试改进探究方案。整个学习过程密切联系实际，自始至终在教师的组织、引导下，学生自主探究，学生对知识的理解及各种能力的提高都是在学生的观察、理解、反思、创新等活动中获得。1三、 学生实验：探究——小灯泡的电功率教材解读本节是这一章的重点内容之一，是在学习电能和电功率的基础上，对“电功率”这一概念的巩固，加深对额定功率和实际功率的理解。同时，也是为了进一步提高学生综合使用电表的能力，以及正确分析实验数据、评估实验过程的能力。本节课可与伏安法测小灯泡电阻的实验进行对比学习，由于实验关系到电压表、电流表和变阻器等电学元件的正确使用和操作，正确选择仪表的量程及合理地进行实验、准确地记录及处理实验数据是关键，教师应注意适当引导。知识与技能 1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。2.理解额定功率和实际功率的联系及区别。过程与方法 通过探究，体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变， 并发现其变化的规律。教学目标 情感态度与价值观 认识用电器正常工作和非正常工作时对用电器的影响，培养学生科学使用用电器的意识以及节约用电的意识。重点难点重点：用伏安法测量小灯泡的额定功率和实际功率。根据实验原理 P＝ UI确定实验需要测量的物理量及需要用到的器材。设计电路图，与测量小灯泡电阻实验对比分析，认识各元件在实验中的作用。难点：理解实际功率和额定功率的关系。结合上一节对额定功率与实际功率的认识，观察实验时小灯泡的亮度及计算出的电功率，理解小灯泡的亮度2是由小灯泡的实际功率决定的，深入认识实际功率与额定功率的联系及区别。实验分析测量小灯泡电阻与功率实验的异同点1.相同点：a.实验器材相同；b.电路的连接方式相同；c.记录的数据相同(在实验过程中两实验都记录电压表和电流表的读数)；d.使用滑动变阻器的目的相同(都是为了改变用电器两端的电压和通过它们的电流)。2.不同点：a.实验目的不同(测小灯泡的电阻是为了认识温度对电阻的影响；测功率是为了认识额定功率和实际功率的关系)；b.实验原理不同；c.对实验数据的处理方法不同。新课导语【导入】 (创设问题情景，引入新课)师：同学们已经学习过用伏安法测量小灯泡的电阻，还记得是怎么测的吗？生：利用电流表测出通过小灯泡的电流，再利用电压表测出小灯泡两端的电压，然后利用欧姆定律I＝ 的变形公式 R＝ 算出小灯泡的电阻。UR UI师：我们在上节课刚学过了电功率，谁来说说什么是电功率？生：电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，电流做的功与完成这些功所用时间的比叫作用电器的电功率。师：电功率能测吗？怎么测？生甲：可以利用电能表和钟表测。生乙：也可以利用电压表和电流表分别测出电压和电流，根据公式 P＝ UI 计算出电功率。师：如果我们在实验室里要测小灯泡的电功率，用哪种方法呢？生：小灯泡不能直接接在家庭电路上，应该用第二种方法测量。引入新课。学点 实验探究：小灯泡的电功率小组之间交流、讨论，如何正确测量出小灯泡的电功率，在讨论、交流的过程中，试着解决下面的问题。3问题 1：要想正确测量出小灯泡的电功率，其理论依据是__ P＝ UI__，所需要的测量工具是__电压表__、__电流表__，测量的物理量是__小灯泡两端的电压__、__通过灯泡的电流__。问题 2：由问题 1 的设计思路，选出合适的实验器材，画出测量小灯泡电功率的电路图。[答案] 如图 S13－3－1 所示图 S13－3－1问题 3：在连接实物图的过程中开关要__断开__，滑动变阻器要滑到__阻值最大处__，电压表与小灯泡__并__联，电流表与小灯泡__串__联。问题 4：电压表和电流表的量程应根据所测小灯泡上的__参数__进行适当的选择。问题 5：在实验探究的过程中，首先移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡在__额定电压__下发光，观察__电流表的示数__和__小灯泡的亮度__，计算出小灯泡的__额定功率__。然后再调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压略高出或低于其额定电压，记录对应的__电流值和电压值__，观察小灯泡的__亮暗__。问题 6：请设计记录数据的表格[答案] 如下表所示次数 电压/V 电流/A 实际功率/W 灯泡亮度123问题 7：从实验数据和实验现象可以得出，小灯泡的__实际功率__越大，小灯泡越亮，实际功率__越小__，小灯泡越暗。由此可以得出小灯泡的亮暗与__实际功率__有关，与__额定功率__无关。问题 8：在数据的处理上，__不需要__(选填“需要”或“不需要”)求出平均值。因为__实际电压不同，灯泡的实际功率就不同，计算功率的平均值没有意义。__1三、学生实验：探究——小灯泡的电功率一、选择题1．在 “测定小灯泡额定功率”的实验中，当移动变阻器滑片时，眼睛应观察( )A．灯泡的发光情况 B．变阻器滑片的位置C．电压表的示数 D．电流表的示数2．在“测量小灯泡电功率”的实验中，某班四位同学所连接的电路如图 1 所示，其中连接正确的是( )图 13．下列能测出小灯泡的额定功率的是( )A．小灯泡发光最亮的一次B．小灯泡发光最暗的一次C．小灯泡正常发光的一次2D．随便哪一次都可以4．在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为 2.5 V，秀秀同学通过正确实验得到的数据如下表，分析数据得到的下列结论中正确的是( )电压 U/V 1.5 2 2.5 3电流 I/A 0.25 0.29 0.32 0.35A.灯丝的电阻随电压的增大而减小B．小灯泡的额定功率为 0.8 WC．小灯泡的额定功率为四次功率的平均值D．通过小灯泡的电流与它两端的电压成正比5．某同学按照如图 2 所示的电路测定小灯泡的电功率，闭合开关 S 后，他观察到小灯泡不发光，但电流表、电压表指针有偏转。以下判断正确的是( )图 2A．灯泡被短路B．灯泡的灯丝断了C．灯泡与灯座接触不良D．灯泡的实际功率比额定功率小得多6．某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，他正确连接好电路，闭合开关时记录了第1 组数据，当小灯泡正常发光时记录了第 2 组数据，把滑片移到某端点时小灯泡闪亮了一下，然后熄灭，并记录了第 3 组数据，如下表所示，则下列判断错误的是( )电压表示数 电流表示数 灯泡亮暗程度1 1.3 V 0.16 A 暗2 2.5 V 0.26 A 正常发光3 4.5 V 0 A 不发光3A.他所用小灯泡的额定电压为 2.5 VB．他所用小灯泡的额定功率为 0.65 WC．滑动变阻器的最大电阻值为 30 ΩD．他所用电源的电压为 4.5 V二、填空题7． “测小灯泡的电功率”实验中所需器材有电源、__________、小灯泡、导线，还必须有__________、__________和______________。实验电路接好后，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应移到____________处，这样做的目的是________________________________________________________________________。8．测一个小灯泡的额定功率时，要串联一个滑动变阻器，在实验时利用变阻器改变________表的示数，使它跟小灯泡的______________相等，再记下__________的示数，从而求出额定功率。9．按如图 3 所示的电路图做测量小灯泡额定功率的实验时出现了下列两种情况：图 3(1)一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡不亮，电流表无示数，但电压表有示数。出现这种故障的原因是__________________________。(2)另一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡比正常工作时亮，这说明他在闭合开关前没有_ ______________________________。三、实验探究题10．小明在实验室发现一只标有“2.5 V 0.3 A”字样的小灯泡，他想测定这个小灯泡的电功率，请你帮他完成以下实验：(1)请科学合理地连接实物电路。4图 4(2)连接电路时，开关应________(选填“断开”或“闭合”)，实验中小明移动滑动变阻器滑片 P，先后使电压表的示数为 2.0 V、2.5 V，分别读出电流表示数并记录数据。①小灯泡的额定功率是________ W。次数 电压 U/V 电流 I/A 电功率 P/W1 2.0 0.26 0.522 2.5 0.30②当电压表示数是 2.5 V 时，滑片位置如图所示，若要测量小灯泡两端电压为 3.0 V时的电功率，应向________移动滑片。(3)利用表格中的数据还可以计算的另一个物理量是____________。 链 接 例 题 实 验 点 拨11．2017·襄阳某市中考实验操作考试时，实验员为“测量小灯泡的额定电功率”实验准备了以下器材：额定电压为 2.5 V 的小灯泡(正常发光时电阻约为 10 Ω)、规格为“12 Ω 1 A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表各 1 个，新干电池 4 节，导线若干。链 接 例 题 实 验 点 拨图 5(1)图 5 甲中有一根导线的连接是错误的，请你在错误的导线上打“×” 。(2)闭合开关前，应将滑片 P 移到最________(填“左”或“右”)端。(3)经检查，电路连接无误，各元件完好，闭合开关后，无论怎样移动滑片 P，电压表的示数都调不到 2.5 V，出现这种现象的原因是______________________________。(4)解决上述问题后，移动滑片使电压表的示数为 2.5 V 时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是________W。(5)测出小灯泡的额定功率后，同学们又把灯泡两端的电压调为额定电压的一半，发现测得的实际功率不等于其额定功率的 ，请你帮助分析出这种现象的原因是14______________________。512．2016·丹东小红做“测量小灯泡电功率”的实验，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(“50 Ω 0.5 A”)的滑动变阻器各一个，导线若干。 链 接 例 题 实 验 点 拨图 6(1)小红设计了如图 6 甲所示的电路，她应选用的滑动变阻器为________(选填“ R1”或“ R2”)，该实验中滑动变阻器的主要作用是__________________。(2)正确连接电路后，闭合开关，若小灯泡不亮，电流表有示数，电压表无示数，原因是________；若小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，原因是______________。(3)排除故障后，移动滑动变阻器滑片在不同位置，小灯泡的 U－ I 图像如图乙所示，小灯泡的额定功率为________W。(4)由图乙发现灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要原因是________。(5)在没有电压表、只有电流表的情况下，小红增加了一只 10 Ω 的定值电阻 R 并利用原有器材，也测出了额定电压为 2.5 V 小灯泡的额定功率。步骤如下：①按照如图丙所示的电路图正确连接实物电路；②闭合开关，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为________ A 时，灯泡正常发光；③断开开关，保持________________________不变，将电流表改接在灯泡所在支路中，再闭合开关，读出电流表示数 I；④小灯泡额定功率的表达式为 P 额 ＝________。671．C 2.B 3.C4．B 5．D6．C7．开关 电压表 电流表 滑动变阻器阻值最大 保护电路8．电压 额定电压 电流表9．(1) ab 段电路出现断路 (2)将滑动变阻器的滑片调到阻值最大处10．(1)如图所示 (2)断开 ①0.75 ②左(3)小灯泡电阻图 S13－3－411．(1)如图所示图 S13－3－5(2)右 (3)变阻器的最大阻值过小 8(4)0.6 (5)灯泡的电阻随温度的降低而减小12．(1) R2 改变灯泡两端的电压 (2)小灯泡短路 小灯泡断路 (3)0.625 (4)灯丝温度 (5)②0.25 ③滑动变阻器滑片 P 的位置(或滑动变阻器连入电路的阻值) ④2.5 V×I1三、 学生实验：探究——小灯泡的电功率图 13－3－1伏安法测小灯泡的电功率1．实验原理：____________。2．实验电路图：如图 13－3－2 所示。图 13－3－23．实验步骤2(1)按照电路图连接好实物电路；(2)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录此时的电压和电流； (3)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压略高于额定电压，记录此时的电压和电流；(4)调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压略低于额定电压，记录此时的电压和电流；(5)整理仪器。4．表格设计物理量实验次数 U/V I/A P/W 亮暗程度123[明确] 数据的处理：不需要求出平均值，因为实际电压不同，小灯泡的实际功率就不同，计算功率的平均值没有意义。类型 伏安法测小灯泡的电功率例 如图 13－3－3 甲所示是“测量小灯泡电功率”的实验装置，电源电压为 4 V且保持不变，小灯泡额定电压为 2.5 V，电阻约为 9 Ω，滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。图 13－3－33(1)请用笔画线代替导线把图甲中的实物电路连接完整。(2)闭合开关前，滑动变阻器滑片应调至______(选填“ A”或“ B”)端。(3)正确连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表、电压表指针均有偏转，则小灯泡不发光的原因是____________________________________。(4)实验中，电压表示数如图乙所示，要使小灯泡正常发光，应将滑片向__________(选填“左”或“右”)移。(5)一实验小组的数据如表所示：实验序号 1 2 3 4 5U/V 0.3 1.5 2.0 2.5 2.9I/A 0.06 0.20 0.24 0.28 0.30老师在检查时指出第______次实验的数据无法从实验中测得，理由是________________________。该小灯泡的额定功率是________W。(6) 另一实验小组在原有器材的基础上，不使用电流表，增加一个阻值已知、大小合适的定值电阻 R0和若干开关、导线也能测出小灯泡的额定功率，请你在图丙的虚线框内画出该小组的实验电路图并写出实验步骤。(要求：电路只连接一次并考虑灯丝电阻受温度的影响)[全品导学号：62512054][实验点拨](1)实验方法：测量小灯泡的电功率的实验方法有：伏安法、伏阻法、安阻法等，根据实验条件采用恰当的实验方法。(2)数据处理：在本实验中不能多次测量求平均值，因为当实际电压不同时，实际功率不同，求平均功率没有意义。通常情况下多次测量小灯泡的电功率，目的是观察不同电压下灯泡的亮度，总结灯泡亮度与实际功率的关系。4[学生实验：探究——小灯泡的电功率]1.伏安法测小灯泡电功率的实验原理是__________，直接测量的物理量是________和________。要测用电器的额定功率，则加在用电器两端的电压必须等于它的____________；如果小灯泡的实际电压低于其额定电压，则实际功率______(选填“大于”“等于”或“小于”)额定功率。2．某同学利用如图 21－1 所示电路测量额定电压为 2.5 V的小灯泡的额定功率，下列说法错误的是( )图 21－1A．闭合开关前，滑片 P应滑到 B端B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了C．当电压表示数为 2.5 V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率D．通过实验还可得知：小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮3．在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验器材有：电池组(3 V不变)、电流表、电压表、小灯泡(额定电压 2.5 V)、滑动变阻器、开关、导线若干，实物电路如图 21－2 甲所示。(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。图 21－2(2)连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，发现小灯泡不亮，电压表示数始终为零，电流表示数变化明显。电路故障可能是______________________。(3)排除故障后进行实验，图乙是由实验数据描绘得到的小灯泡的 I—U图像，则小灯5泡额定功率是________ W。小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是________ Ω 。(4)分析小灯泡的 I—U图像，发现小灯泡灯丝的阻值随电压变化而变化，从本质上讲，引起小灯泡灯丝阻值变化的因素是____________。