十六章第三節(jié)  測量電功率

【教學(xué)過程】

上課！同學(xué)們好，請(qǐng)坐！

（一）引入新課

1.體驗(yàn)活動(dòng)：同學(xué)們桌上都有2種不同規(guī)格的小燈泡，它們的側(cè)端標(biāo)有“2.5V 0.3A”或“3.8V 0.3A”字樣，請(qǐng)同學(xué)們找出“2.5V 0.3A”的小燈泡。

    哪位同學(xué)來跟大家分享一下：“2.5V 0.3A”是什么意思呢？（生：小燈泡的額定電壓是2.5V，額定電流是0.3A）師：非常棒，請(qǐng)坐。如果我還想知道小燈泡的額定功率，但上面沒有標(biāo)注，應(yīng)該怎么辦呢？有同學(xué)說，根據(jù)P=UI算出來，恩，很好，請(qǐng)同學(xué)們一起來算算：這種規(guī)格的小燈泡額定功率是多少呢？0.75W.

    請(qǐng)思考：如果我把這個(gè)小燈泡接到電路中，小燈泡就會(huì)發(fā)光，那有什么方法可以改變小燈泡的亮度呢？哦，有同學(xué)說，增加一個(gè)滑動(dòng)變阻器，好，那我們連接一個(gè)電路看一下，電路連好了，在閉合開關(guān)前，滑片移至阻值最大處，現(xiàn)在閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，小燈泡逐漸變亮了，那請(qǐng)問：當(dāng)小燈泡亮度發(fā)生變化時(shí)，功率是否變化呢？如果變化，它的功率比0.75W大還是小呢？有同學(xué)說變大，有同學(xué)說不變，怎么才能知道呢？“用事實(shí)來說話”，這節(jié)課就讓我們一起《測量電功率》，通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。

（2）新課教學(xué)

請(qǐng)大家討論：如何測量小燈泡的電功率？哪位同學(xué)來幫我們分析一下？

根據(jù)P=UI,我們只要測出小燈泡兩端的電壓U和通過小燈泡的電流I就可以算出燈泡的電功率P。

問：用什么儀器測U和I呢？電壓表和電流表。因?yàn)殡姽β什皇侵苯訙y量，而是利用電壓表、電流表間接測量，再通過計(jì)算得出，所以本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)方法：伏安法（間接測量法）

（上一章我們曾經(jīng)學(xué)過“伏安法”測電阻，那這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)呢，待會(huì)兒我們邊學(xué)習(xí)邊思考）

（3）實(shí)驗(yàn)部分（今天我們的實(shí)驗(yàn)就是要研究當(dāng)小燈泡亮度改變時(shí)，它的電功率是否變化，也就是要探究小燈泡的亮度與功率的關(guān)系）

1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄啃襞莸牧炼扰c功率的關(guān)系？

2、實(shí)驗(yàn)原理：P=UI

3、接下來請(qǐng)同學(xué)們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖。并將你設(shè)計(jì)的電路圖畫在《學(xué)習(xí)任務(wù)單》中。

  大家先來看一下我的設(shè)計(jì)，電路中肯定有電源、開關(guān)、小燈泡、電流表與小燈泡應(yīng)怎么連接？串聯(lián)!電壓表怎么連接？電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端。如果這樣設(shè)計(jì)，小燈泡亮度能變化嗎？怎樣改變小燈泡的亮度并改變燈泡兩端的電壓呢？跟我設(shè)計(jì)的電路圖不一樣的請(qǐng)舉手，來，這位同學(xué)說說，你怎么設(shè)計(jì)的？增加了一個(gè)滑動(dòng)變阻器，它在電路中起到什么作用呢？保護(hù)電路，調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓和通過的電流，實(shí)現(xiàn)多次測量

（這位同學(xué)設(shè)計(jì)的非常好，回答得也很好，還有沒有其他的設(shè)計(jì)方案？沒有，看來大家都贊同這個(gè)方案）

4、同學(xué)們可能會(huì)覺得這個(gè)電路圖很眼熟，請(qǐng)問：這個(gè)電路圖還可以完成哪個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？（伏安法測小燈泡的電阻），根據(jù)電路圖，今天的實(shí)驗(yàn)器材都有哪些？電池，（2種不同規(guī)格）小燈泡、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電壓表、電流表，導(dǎo)線若干

5、請(qǐng)問：今天的實(shí)驗(yàn)是不是只測一次電功率？當(dāng)然不是，我們要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變燈泡的亮度，測量小燈泡在不同電壓下的電功率，提示大家：我們要分別測量三種情況下的電功率。哪三種情況呢？

[課件展示]（1）使小燈泡兩端電壓等于額定電壓， 并觀察燈泡亮度

（2）使小燈泡兩端電壓高于額定電壓(但不能超過額定電壓的1.2倍,否則電壓太高，燈絲容易燒斷），并觀察燈泡亮度。

（3）使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，并觀察燈泡亮度。

接下來，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)提示，把《任務(wù)單》中的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。

   大多數(shù)同學(xué)都已經(jīng)把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整了，實(shí)驗(yàn)中還有一些注意事項(xiàng)，我們再一起來學(xué)習(xí)一下，同時(shí)也驗(yàn)證一下你的實(shí)驗(yàn)步驟是否填寫正確：

（1）按照電路圖，連接電路。我們先將2.5V 0.3A的小燈泡接入電路。

   連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開、閉合開關(guān)前滑片置于阻值最大處，電壓表，電流表量程的選擇可參照小燈泡的額定電壓和額定電流，例如“2.5V 0.3A”的小燈泡電壓表選擇0-3V量程，電流表選擇0-0.6A量程，如果是“3.8V 0.3A”的小燈泡，電壓表選擇0-15V量程，電流表選擇0-0.6A量程。連接電路過程中，一定讓電流從電流表、電壓表的正接線柱進(jìn)，從負(fù)接線柱出，電路連好之后，要先檢查電路的連接是否正確，再進(jìn)行試觸，如果觀察到電壓表、電流表都有較小示數(shù)時(shí)，說明電路正常，重新閉合開關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）（3）（4）這3個(gè)步驟告訴我們，每個(gè)規(guī)格的小燈泡要進(jìn)行三次測量，實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)“手眼并用”，手移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，眼看電壓表的指針，改變電壓表的示數(shù)，同時(shí)記錄電壓表、電流表的示數(shù)及燈泡的發(fā)光情況。并把收集到的數(shù)據(jù)填寫到《任務(wù)單》實(shí)驗(yàn)報(bào)告的表格內(nèi)，再根據(jù)P=UI計(jì)算電功率（請(qǐng)大家先完成規(guī)格2.5V小燈泡的測量工作）再將2.5V的小燈泡換成3.8V的小燈泡，重復(fù)以上步驟，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。（但是如果換用“3.8V 0.3A”小燈泡做實(shí)驗(yàn)，電源選用幾節(jié)電池？對(duì)，應(yīng)該用3節(jié)電池，否則“3.8V 0.3A” 小燈泡達(dá)不到額定電壓，就不能正常工作了，同時(shí)還要注意電壓表，電流表量程的選擇.）

（5）實(shí)驗(yàn)測量結(jié)束，斷開開關(guān)，將儀器整理好。

大家對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過程是否還有疑問？哦，這位同學(xué)問：我們?yōu)槭裁聪葴y額定電壓下的電功率，而不是讓電壓從小到大這樣去測量呢？（這個(gè)問題提得很好，我覺得首先確定正常發(fā)光時(shí)的亮度情況，剩下的兩種情況都跟正常發(fā)光時(shí)進(jìn)行對(duì)比，是較暗、還是較亮，就更容易確定了）

沒有問題的話，現(xiàn)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)同學(xué)們做好記錄并完善你的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

同學(xué)們，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，現(xiàn)在我們先來討論幾個(gè)問題：

6.交流合作，討論幾個(gè)問題：

（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率叫什么功率？

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端的電壓高于或低于額定電壓，這時(shí)的功率叫什么功率？能否說這也是小燈泡的額定功率？

（3）為什么測量額定功率，不是多次測量求平均值來減小誤差？

（4）該實(shí)驗(yàn)與“伏安法測小燈泡電阻”相同點(diǎn)、不同點(diǎn)？（例如：相同：電路圖相同，所用器材相同，滑動(dòng)變阻器的作用相同；不同：原理不同，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?/p>

（針對(duì)這4個(gè)問題請(qǐng)同學(xué)們分析討論，哪位同學(xué)來談?wù)勀愕目捶ǎ浅：?，還有哪位同學(xué)有不同看法？很好，看來，大家都認(rèn)真思考了）

[ 故障分析}：實(shí)驗(yàn)過程中，老師發(fā)現(xiàn)一些同學(xué)還遇到了電路故障，出現(xiàn)頻率較高的，大概有這樣幾種情況：

（1）一位同學(xué)；連接好電路，在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡L不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，原因：小燈泡開路（這時(shí)，如果往下按按小燈泡，燈泡亮了，電壓表示數(shù)正常，說明是燈座和燈泡接觸不良造成的，否則可能就是燈絲斷了）

（2）另一位同學(xué)在連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，原因：閉合開關(guān)前沒有將滑片移到阻值最大處。

（3）滑動(dòng)變阻器的滑片無論怎樣滑動(dòng)，燈泡都很暗，且兩電表的示數(shù)及燈泡亮度沒有變化

原因：滑動(dòng)變阻器接線錯(cuò)誤，沒有遵循“一上一下”的接線原則，將滑動(dòng)變阻器下方兩個(gè)接線柱接入電路，作為一個(gè)定值電阻了

（4）有同學(xué)換用“3.8V  0.3A”小燈泡，接好電路后，閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光但很暗，且無論怎樣調(diào)節(jié)變阻器的滑片燈泡亮度雖有所變化，但電壓表示數(shù)總小于其額定電壓

原因：電源電壓小于額定電壓，需要換電源（換用3節(jié)電池）

7、【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】（接下來我們一起來分析論證實(shí)驗(yàn)結(jié)論）

（ 大家還記得“伏安法測電阻”多次測量目的是？多次測量取平均值減小誤差）

本節(jié)實(shí)驗(yàn)多次測量的目的？比較小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率，并比較燈泡的發(fā)光情況

（現(xiàn)在找?guī)捉M同學(xué)把你的實(shí)驗(yàn)成果與大家分享？好，我們一起來看這位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論）通過這些同學(xué)的數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)：

②不同電壓下，小燈泡的實(shí)際功率_不同__，實(shí)際電壓越大，小燈泡實(shí)際功率越__大_，燈越__亮_。小燈泡的額定電功率只有_一_個(gè)。小燈泡實(shí)際消耗的電功率__不一定_等于額定功率。

（通過3種情況下，電壓、功率和發(fā)光情況的比較，我們最后得到，小燈泡的亮度是由它的_實(shí)際功率___決定的

（四）拓展（家庭電路測電功率）

剛才我們用電壓表、電流表測出了小燈泡的電功率，如要測家庭電路中一只電吹風(fēng)的電功率，能用“伏安法”測量嗎？？

不能，因?yàn)殡姶碉L(fēng)的工作電壓是220V，不能用電壓表測量，應(yīng)該如何測量呢？

提示一下：第一節(jié)講電功時(shí)，介紹了電能表是測電功的，如果我們知道了用電器消耗的電能，怎么求電功率？哪個(gè)公式？P=W/t,根據(jù)公式，我們還需要知道什么？時(shí)間，用什么測量？秒表或鐘表

     所以這種測量方法，原理？具體測量方法：1、記錄用電器在時(shí)間 t 內(nèi)電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù) n;2、算出用電器消耗的電能 W ；

        計(jì)算電能時(shí)要用到電能表上的銘牌參數(shù)，例如：我手中的電能表上有3000r/KWh的字樣，講第一節(jié)時(shí)我們介紹過，它的含義是什么？ 有誰知道？這位同學(xué)，非常好，它表示消耗1kwh的電能，電能表轉(zhuǎn)盤要轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn).用實(shí)際圈數(shù)除以銘牌參數(shù)求出消耗的電能，單位kwh,換算成J的單位，換算關(guān)系：1KWh=3.6×106 J ，再將時(shí)間單位換算成秒，根據(jù)P=W/t,求出電功率。

    五、能力提升

接下來，請(qǐng)大家來幫幫忙：假如用6V電源測量一個(gè)額定電壓3.8V小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電壓表的0~15V量程檔接線柱壞了，但0~3V量程還能用，在沒有器材可換的情況下，你能順利完成實(shí)驗(yàn)嗎？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，并簡要說明理由？（有同學(xué)已經(jīng)想到了，請(qǐng)說出你是如何設(shè)計(jì)的：因?yàn)樾襞菖c滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，小燈泡的額定電壓為3.8V，所以小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U=6V-3.8V=2.2V，因此當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時(shí)燈泡正常發(fā)光，記錄此時(shí)電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計(jì)算）

六、交流收獲（師總結(jié)回顧）

今天我們都學(xué)到了哪些知識(shí)呢？我們通過分組實(shí)驗(yàn)，探究了小燈泡的亮度和功率的關(guān)系，知道了實(shí)驗(yàn)的原理是？P=UI，我們還了解了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作的基本要求，并且得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論：燈泡的亮度是由實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，燈越亮。

并且我們還學(xué)習(xí)了家庭電路中測量電功率的方法，原理是P=W/t，通過能力提升環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)電路，鞏固新知。希望同學(xué)們在課后能更充分交流，在不斷改正錯(cuò)誤的過程中學(xué)到更多知識(shí)。

   七、今天的作業(yè)

1.鞏固新知，采摘知識(shí)果實(shí)：完善《任務(wù)單》上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并完成達(dá)標(biāo)練習(xí)題。

2.學(xué)以致用，動(dòng)手動(dòng)腦：讓家長協(xié)助，利用家中的電能表和鐘表測出某家用電器的電功率，并與銘牌標(biāo)定的功率進(jìn)行比較。

好！今天的課就上到這里！同學(xué)們再見！