九年级物理(人教版)全一册导学案:第十八章第三节--测量小灯泡的电功率.doc
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1、第三节 测量小灯泡的电功率教学目标:1通过学生自己设计实验,进一步加深对电功率概念的理解;2通过学生动手操作,巩固电流表和电压表的操作技能;3通过实验、比较,进一步理解额定功率和实际功率的区别教学重点: 用伏安法测定小灯泡的电功率,对实际功率和额定功率的理解教学难点: 电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用知识点一:测量小灯泡的电功率 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:根据公式P=UI,测出灯两端电压和通过灯泡电流,计算出小灯泡的电功率。 3.实验设计:根据实验的目的和原理设计如下电路。 (1)使灯泡在额定电压下发光,测出小灯泡的功率,观察亮度。 (2)使灯泡两
2、端电压为额定电压的1.2倍,测出它的功率,观察亮度。 (3)使灯泡两端电压低于额定电压,测出它的功率,观察亮度。 4.实验步骤: (1)按上述电路图连接实物电路。连接电路时断开开关,并将滑动变阻器阻值调到最大。 (2)检查电路连接无误,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压达到小灯 泡的额定电压,记下电压表和电流表的示数和小灯泡的发光情况。 (3)调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍,迅速记下此时电 压表和电流表的示数和小灯泡的发光情况。 (4)再次调节滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压低于额定电压,记下电压表和电流表 的示数和小灯泡的发光情况。 (5)整
3、理好实验器材。 5.实验数据记录 次数要求亮度电流电压电功率1U = U额2U U额3U U额 6.实验结论: (1)当实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于其额定功率,小灯泡正常发光。 (2)当实际电压小于额定电压时,小灯泡的实际功率小于其额定功率,小灯泡发光较暗。 (3)当实际电压大于额定电压时,小灯泡的实际功率大于其额定功率,小灯泡发光较亮。 7.实验注意事项: (1)连接电路时,开关必须断开,滑动变阻器的阻值调到最大处,使串联电路电流最小, 保护电路元件。 (2)加在小灯泡两端的电压不要超过额定电压太多(1.2倍左右),否则会烧坏小灯泡。 (3)移动滑动变阻器的滑片改变小灯泡两端
4、的电压时,要紧盯电压表的示数,并留意电 流表的示数变化情况,不要盲目乱动,造成不必要的损失。 (4)实验器材规格的选择: 电源:选用的电源其电压应高于灯泡的额定电压;滑动变阻器:滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的正常工作电流,最大 阻值也应与小灯泡的电阻差不多,这样就能使滑动变阻器的调压效果明显。 电压表:电压表的量程要大于小灯泡的额定电压。 电流表:电流表的量程也要大于小灯泡正常工作时的电流。 (5)实验三次是为了比较灯泡的亮度与电功率大小的关系,不能求平均值。知识点二:伏安法测小灯泡电功率和测小灯泡的电阻的比较不同点测小灯泡的电阻R=U/I 实验方法强调温度对灯丝电阻的影响比较灯泡
5、的亮度与电功率大小的关系P=UI三次实验的目的实验原理测小灯泡的电功率伏安法 如上图所示实验电路相同点测量的物理量电流I和电压U例题讲解:题型一、伏安法测小灯泡的电功率例1、“伏安法测小灯泡功率”的实验原理是,直接测量的物理量是和 ,如果小灯泡的实际电压比额定电压低,则实际功率额定功率解析:伏安法测小灯泡功率的实验原理是P=UI;根据P=UI得,要测灯泡的功率就应先测出 其电压和电流;额定功率是用电器在额定电压下的功率,所以当灯泡的实际电压比额定电压低时,其实际功率小于额定功率 答案:P=UI、电流、电压、小于例2、在“测定额定电压为2.5V的小灯泡的功率”实验中:A063A0633 15V
6、AV 0.6 3 0.6 3 000.20.40.612甲 乙(1)在连接电路时,开关应该是 的(填“断开”或“闭合”),滑动变阻器的阻值应调到 (填“最大”或“最小”)。(2) 小东在连接实验电路时还有导线未接上,如图甲所示。请你用笔画线代替导线,把图中电路连接好(请勿更改原有导线,导线不得交叉)。(3)正确连接好电路 后,闭合开关,调节滑动变阻器,使电压表的示数为 V时,小灯泡正常发光。此时,若电流表的示数如图乙所示,其示数为 A,小灯泡的额定功率是 W,小灯泡正常发光时的电阻为 。解析:连接电路时先将电源、开关、电流表、滑动变阻器串联起来,将电压表与灯泡并A063A0633 15V AV
7、 0.6 3联,开关要断开,滑动变阻器的阻值调到最大处,使串联电路电流最小,保护电路元 件;要使小灯泡能够正常发光,电压表的示数就应等于小灯泡的额定电压即2.5V,如图所示电流表的示数是0.3A,根据 P=UI可得,小灯泡的额定功率P额=2.5V0.3=0.75W,小灯泡正常发光时的电阻R=U/I=2.5V/0.3A=8.33.答案:断开,最大, 2.5V, 0.3A, 0.75W, 8.33总结归纳:知识拓展:当U实U额时,P实P额,超负荷工作,使用寿命缩短,甚至烧坏;当U实U额时,P实P额,用电器不能正常工作;当U实=U额,P实=P额,用电器正常工作题型二、伏安法测定小灯泡电功率的电路故障
8、分析例1、在“测定小灯泡额定功率”的实验中:电路如图所示,小灯泡的额定电压为2.5V,电 阻约为10,电源为两节干电池 0.6 3 000.20.40.612A0633 15V A063AV 0.6 3A V (1)请用笔画线代替导线,将图中的元件连成符合这个实验要求的电路(连线不能交叉)(2) 在连接电路时,开关应,滑动变阻器的滑片应移到;(3) 正确连好电路后,闭合开关S,发现灯L不发光,但电压表有读数,而电流表无读数,故障的原因可能是 A0633 15V A063AV 0.6 3例1图A电流表处有开路 B电压表正负接线柱处开路 C小灯泡L短路 D小灯泡L的灯丝断了(4) 排除故障后,当小
9、灯泡L正常发光时,电流表指针位置如图所示,则小灯泡L的额定功率为 W解析:(1)如图所示;(2)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开,以避免因接线错误造成短路将电源烧坏;同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源或电表,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处;(3)灯L不发光,电流表无读数,说明电路断路,而电压表有读数,故灯泡断路;故选D.(4)因为小灯泡L正常发光,由图可知,灯泡的额定电流I=0.26A,所以小灯泡L的额定功率P=UI=2.5V0.26A=0.65W 答案: 断开,最大 D; 0.65总结归纳:伏安法测灯泡功率常见故障分析跟踪练习:1、在“测量小灯泡的额定功率”的实验中
10、,所用小 灯泡上标有“3.8V”字样(1)请在图中用笔画线代替导线,把电路连接完整(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的右端,若闭合开关后,发现电压表的指针快速打到左边无刻度处,这是由于电压表 (3)下表是在实验中测出的三组数据据,由表中数据可知,小灯泡的额定功率为 次数电压U/V电流I/A灯泡亮度13.00.36偏暗23.80.4正常34.50.42偏亮 (4)若在实验中小灯泡的灯丝突然烧断了,则电压表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”) (5)小红跟据测得的三组数据求出各次电阻,发现小灯泡三次的电阻值竟不相同,这是因为小灯泡的电阻与 有关2题图2、在测量小灯泡电功率
11、的实验中,实验室所提供的器材有:电源(电压恒为6V),额定电压为2.5V,电阻约为10的小灯泡,电流表、电压表、开关各一个,导线若干.滑动变阻器规格有“10 、 lA,“50 、1.5A,)两个。(l)图甲是小壮连接的部分实物图,请你用笔画线代替导线,将实物图连接完整。(2)检查电路连接无误后,将滑动变阻器的滑片置于 端(选填“A或B”),闭百开关后,小壮立即发现小灯泡发光过亮不能进行实验,为了完成实验,接下来他的操作是: 。(3)小壮改正错误后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,记下各组对应的电压表和电流表的示数,并绘制如图乙所示的I-U图像,根据图像可知小灯泡的额定功率是 W;图中从原点到M
12、点再到N点的曲线;反映灯丝的电阻是 。(4)实验中,某同学的小灯泡先由暗变亮,然后发出耀眼的光后被烧坏。为了避免灯丝烧断,请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项: 。 1题图 2题图 答案:1、(1)如图所示;(2)右,正负接线柱接反了;(3)1.52;(4)变大;(5)灯丝温度 2、(1)如图所示 (2)A断开开关换接“50 、1.5A”滑动变阻器重新实验(3) 0.625 变化(变大等) (4)缓慢调节滑动变阻器的滑片,同时观察电压表的示数,使其不能超过小灯泡额定电压值的1.2.倍总结归纳:因为灯丝的电阻与温度有关,而灯泡两端的电压越大,灯丝的温度越高,因此小灯泡在不同电压下工作时,
13、小灯泡的灯丝温度不同,电阻也不相同题型三、伏安法测定小灯泡电功率时选择合适的量程例1、甲、乙两组同学做“测定小灯泡的电功率”实验,器材完好,电源电压为4.5伏,且保持不变,几个不同的小灯都标有“2.5伏”字样,有若干个,2种规格的滑动变阻器,其中A规格标有“202A”字样,B规格标有“53A”字样 (1)甲组同学选用A规格的滑动变阻器,并按图所示的电路图连接该同学在连接电路时,应将开关处于 状态;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于 端(选填“左”或“右” (2)实验电路接好后,合上开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因: 故障现象
14、检测故障原因灯泡较暗、两表的示数均较小移动滑动变阻器滑片,现象不变灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数取下灯泡,两表的示数不变 (3)排除故障后,该组同学将滑动变阻器的滑片P移至某一位置时,发现电压表的示数 为 V,此时他应向 移动滑动变阻器的滑片P(选填“左”或“右”),直至小 灯泡正常发光,此时滑片的位置恰好在变阻器中点上(即变阻器连入电路的电阻为10 欧),则该小灯的额定功率为 (4)乙组同学同样按图正确连按电路,实验步骤操作正确当闭合电键S后,发现小灯发光较亮,电流表与电压表的示数分别如图所示,则此时实验选用了 规格的滑动变阻器(选填“A”或“B”),若移动该变阻器的滑片,则该小灯泡
15、 正常发光(选填“能”与“不能”) (5)下表为其中某小组的实验记录分析表:实验序号电压表示数/V12.0额定功率/W功率/W电流表示数/A0.660.340.52.50.220.20.1732 P= (0.34+0.5+0.66)/3 =0.53.0 老师认为该小组数据处理过程有误,你认为该小组的错误是 老师提醒同学仔细研究实验所得的数据,还能发现实验中小灯泡灯丝的电阻 (选填“变大”、“不变”或“变小”),你认为产生此现象的原因是 解析:(1)为了保护电路,在接线过程中,开关应断开,以避免因接线错误造成短路将电源烧坏同理为了避免电路中电阻过小而烧坏电源,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移
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- 九年级 物理 人教版 一册 导学案 第十八 三节 测量 灯泡 电功率
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