第3节 测量小灯泡的电功率
◇教学目标◇
【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.了解额定功率与实际功率的计算方法。
【过程与方法】
通过探究小灯泡电功率的变化规律,学会实验探究的方法。
【情感·态度·价值观】
初步认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的习惯和安全意识。
◇教学重难点◇
【教学重点】
测量小灯泡的电功率。
【教学难点】
设计实验电路。
◇教学过程◇
一、新课导入
通常小灯泡上都标有参数,方便我们了解小灯泡的额定电压和额定功率。倘若某个小灯泡的参数模糊了,你能根据前面所学的知识测量小灯泡的电功率吗?
二、教学步骤
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探究点1 实验原理和实验方案
[阅读课本]P96“在这个实验中……测量它实际的电功率。”
[思考]在电学中,我们学过了电流、电压、电阻、电功等物理量,其中哪些物理量可用仪器直接测量出来呢?
[提示]电流表可以直接测量流过用电器的电流,电压表可以直接测量用电器两端的电压,电能表可以直接测量用电器消耗的电能。
[思考]如何测量小灯泡的电功率?上节课我们学过的两种方法都可以采用吗?
[提示]测量小灯泡电功率时不能接在家庭电路中,所以不能用电能表测量小灯泡消耗的电能。只能根据P=UI,用电压表测量小灯泡两端的电压,用电流表测量通过小灯泡的电流。
[思考]参照“测量小灯泡的电阻”的实验,你能设计一个实验测量小灯泡的电功率吗?
[提示]测量灯泡的电阻时,采用的是“伏安法”。即用电压表测量小灯泡两端的电压,用电流表测量通过小灯泡的电流,两者的比值就是小灯泡的电阻。如果计算小灯泡的电功率,根据P=UI可知,两者的乘积就是小灯泡的电功率。
[思考]为测量小灯泡的电功率变化情况,我们需要测量多种情况下实际功率的大小,如何设计才能实现呢?
[提示]电路中需串联一个滑动变阻器,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变小灯泡两端的电压,测量不同电压下的小灯泡的实际功率。
[思考]小灯泡两端的电压能否任意增加呢?
[提示]实际电压高于额定电压易损坏小灯泡,实验时最高实际电压只能为额定电压的1.2倍。
[归纳提升]测量小灯泡电功率的方法是“伏安法”,实验原理:P=UI。测量三种情况下的实际功率:(1)使小灯泡在额定电压下发光;(2)使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡亮度;(3)使小灯泡两端电压低于额定电压,观察小灯泡亮度。
探究点2 实验步骤
[阅读课本]P96“1.根据实验要求……它的实际功率各是多少?”
[思考]实验时,电源两端电压应该是多少?
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[提示]如果小灯泡的额定电压为2.5 V,应选择2节干电池作为电源,电源电压为3 V;如果小灯泡的额定电压为3.8 V,应选择三节干电池作为电源,电源电压为4.5 V。
[思考]实验时,电流表、电压表的量程如何选择?
[提示]根据小灯泡的额定电压,估计电路中电流、电压的最大值,选择合适的量程。
[思考]按电路图连接实物电路时,需要注意哪些事项?
[提示]实验前断开开关,注意电表正、负接线柱的连接及滑动变阻器的正确接法,并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。
[思考]闭合开关,调节滑动变阻器电阻大小时,需观察哪个电表的示数变化?
[提示]调节滑动变阻器电阻大小时,应观察电压表的示数变化,使小灯泡两端电压等于额定电压,观察小灯泡的亮度,记录电流表和电压表的示数。
[归纳提升]由公式P=UI计算小灯泡的功率,将计算结果填入表中,通过分析和比较得出:(1)当U实=U额时,P实=P额,灯泡正常发光;(2)当U实>U额时,P实>P额,灯泡较正常发光亮;(3)当U实
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