小灯泡的电功率

本节是上一节《电功率》学习的延伸，是初中电学实验中较复杂的一个实验。本节实验中要求同时使用“电流表、电压表和滑动变阻器”这电学中的三大基本仪器，对学生的要求比较高，是电学中第二个同时使用三大仪器进行定量测量的综合实验，所以在中考中也占有重要地位。学好本节对培养良好的科学探究能力、加深对电功率的理解具有重要意义。

通过上节学习，学生已经知道了用伏安法测量用电器电功率的方法，对公式P＝UI有了初步认识，通过本节实验探究学生能更清楚地了解电流、电压对电功率的制约关系。

本节实验与前面做过的探究实验相比较，更突出了实验探究过程及实验过程中应思考的问题，通过实验加深学生对实际功率的理解，从实验角度使学生了解电流、电压如何影响用电器的实际功率。对探究实验的要求上升了一个高度，要求学生设计一个实验报告，并写出这个实验的目的、依据的原理、主要操作步骤、所得到的结论及实验中发现的新问题。设计实验报告是学生第一次做，因此完成好本节课的教学任务有一定的难度。教师可给予适当的提示，使学生能更好地完成本次实验报告设计的全过程。根据学生的课前预习，要完成教材中相关问题的讨论，可提出如下问题或由学生提出一些在设计实验过程中想到的问题，课上拿出一定的时间进行讨论。

(1)此实验的方法及原理是什么？

(2)此实验中应用到哪些测量仪器及工具？你能画出本次实验的电路图吗？

(3)滑动变阻器在本次实验中起什么作用？闭合开关前应将滑片放在什么位置？实验中怎样移动滑片更合理？

(4)为保证本次实验中小灯泡不被烧坏，加在小灯泡两端的电压最大不能超过多少伏？

(5)怎样设计实验记录表格更合理？

(6)将本次实验步骤与用“伏安法测小灯泡电阻”实验的步骤相比较，有什么相同点和不同点？

(7)三次实验中哪一次是小灯泡的额定功率？若实验中只要求测出小灯泡的额定功率，你应该如何做？

(8)伏安法测电阻也是要求测三次，和这个实验中的测三次目的一样吗？能否依据三次测量数据计算小灯泡的平均功率，为什么？

(9)小灯泡的实际功率、发光情况是怎样随它两端的电压的改变而改变的？如果用PU图象表示变化的规律，图象会是什么样的？

实验分析讨论也是一个探究过程，是学生能力的升华过程，教师应给予足够的重视。

教学重点：

用伏安法测量小灯泡实际功率的方法，区分额定功率与实际功率。

教学难点：

学生自己设计实验电路和实验步骤。

教学方法：

启发讨论→观察实验→展示成果→总结交流。

课时安排：1课时

三维目标

一、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．理解额定功率与实际功率。

二、过程与方法

通过探究，体验小灯泡的电功率随着它两端电压的改变而改变，并发现其变化的规律。三、情感态度与价值观

认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响，培养学生科学使用用电器的意识以及节约用电的意识。

课前准备

2～4人为一组，每组配有：学生电源(或电池组)、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干。教师制作好课件。

教学设计

[导入新课]

复习引入

课件展示问题，学生思考回答。

1．什么是电功率？什么是额定功率？什么是实际功率？

2．如何测量小灯泡的电功率？上节课我们学过了哪两种方法？它们分别是根据什么公式进行测量、计算的？

学生纷纷回答：

1．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，电功率的大小等于它在1秒内所消耗的电能；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；用电器在实际电路中工作时所消耗的功率叫做实际功率。

2．测量小灯泡的电功率有两种方法：

方案(1)：可以利用电能表和秒表测。依据的公式：P＝Wt。

方案(2)：也可以利用公式P＝UI测出电压和电流，计算出电功率。

如果我们要测“小灯泡”的电功率，用哪种方法呢？因为小灯泡不能接在家庭电路上，所以应该用第二种方法测。

[推进新课]

一、想想议议

课件展示问题：参考上一章“测量小灯泡的电阻”，你能设计一个方法测出小灯泡的电功率吗？怎样计算？

学生纷纷举手发言。

引导：小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小。测哪些情况下的功率有代表性呢？分别测量以下三种情况下的实际功率即可：

多媒体课件展示：

测量要求：

分别测量以下三种情况下的实际功率。

(1)使小灯泡在额定电压下发光。

(2)使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍，并观察小灯泡亮度。

(3)使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察小灯泡亮度。

引导学生依据上述要求设计实验，并把自己小组的实验方案写出来。

(教学说明：学生经过以前的探究活动，已能了解实验活动的基本程序，所以，不必过多讨论，用课件展示提醒即可，也可在学生短时间讨论后，由几个小组长汇报一下自己小组设计的方案。)

二、设计实验

1．设计思想(实验原理)；2.实验电路；3.实验器材：(注明使用器材规格)；4.实验数据(记录)表格。

教师巡视，及时指导。设计完成后，可以进行实验。

三、进行实验

1．实验操作步骤；2.实验现象观察；3.实验数据记录；4.实验中存在什么问题：

(教学说明：教师提醒学生做第(2)种情况的实验时，需小心调节滑动变阻器，以免实际电压

超过额定电压，因电压过大而烧坏灯泡。在同学实验的过程中教师要认真巡视，及时指导。)

四、分析和论证

根据公式P＝UI计算灯泡的电功率。

五、评估和交流(实验报告)

实验结束，选择2～3组同学利用投影和大家交流。(要求同学配合投影上台讲解)

多媒体投影展示讲解：

第一组实验报告

实验名称：测量小灯泡的电功率

实验目的：测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。

实验原理：根据公式P＝UI，测出小灯泡两端电压和通过灯泡的电流，计算出小灯泡的电功率。

实验电路：根据实验的目的和原理设计如右图所示电路。

说明：用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压，因为要测量不同电压下的功率，所以电路中要接入滑动变阻器，用来改变小灯泡两端电压。

实验器材：

1．小灯泡：额定电压____________。

2．电压表：量程__________,__________；最小格示数__________,__________；3．电流表：量程__________,__________；最小格示数__________,__________；4．滑动变阻器：最大阻值______ Ω，允许通过最大电流______ A。

5．电源______ V；6.开关；7.导线。

说明：电源的选择应考虑小灯泡的额定电压，选择大于小灯泡额定电压的1.2倍，但不能过大。

实验数据(记录)表格：

项目

次数实验要求发光

情况电流

(A) 电压

(V) 电功率

(W)

1 小灯泡在额定电压下工作

2 小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍

3 小灯泡两端电压低于额定电压

六、实验步骤

1．按电路图连接实物电路。

2．合上开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压，观察小灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。

3．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。

4．调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并作记录。

5．断开开关，整理实验器材。

说明：

1．按电路图连接实物电路时注意：

(1)连接过程中开关应始终处于断开状态。