第3节　测量小灯泡的电功率名师教学设计1

小灯泡两端电压的情况

电压

U/V

电流

I/A

小灯泡的明亮程度

电功率

P/W

等于额定电压

实际功率

1.2倍额定电压

实际功率

0.8倍额定电压

实际功率

教学活动设计

学生活动

复备标注

教学

过程

　一、引入新课

我们在上一节课中,我们学习了表示电流做功快慢的物理量是什么?----电功率；每个用电器的铭牌上都会标有额定电压，额定功率，它们分别指什么？

如果将“220V 40W”灯接在110V电压下，灯的亮度如何？灯消耗的电功率如何？

提出问题一：同一用电器接在不同的电压下，消耗电功率一样吗？

演示实验：用甲乙两个不同规格的小灯泡，分别连接成串联和并联电路，学生观察灯泡那一个更亮？串联甲灯更亮，并联乙灯更亮。

提出问题二：灯泡的亮度与什么因素有关?

我们这节课通过测量小灯泡电功率实验来研究这两个问题。

    同学们在上一章已经用伏安法测量过小灯泡的电阻，还记得是怎么测的吗？我们是利用电流表测出通过小灯泡的电流，再利用电压表测出了小灯泡两端的电压，然后利用欧姆定律的变形公式算出了小灯泡的电阻。而且为了使结论更具普遍性，还利用变阻器进行了多次测量，获得了多组数据。（复习实验原理、器材、电路图、步骤、数据表格、滑变器作用）

二、新课学习

    电功率如何测量呢？根据公式，可以利用电能表和钟表测，而小灯泡不能接在家庭电路上，也就不能用电能表测量所消耗的电能，我们今天在实验室如何测量呢？可以用哪个原理呢？

学生答：根据公式测出电压和电流，计算出电功率。同学们能对照伏安法测灯泡电阻设计一个方案来测出小灯泡的功率吗？大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫做（同学们一起说）额定功率。如果不是在额定电压下叫做实际功率，我们所要测量的就是实际功率，明白了吗？

测量要求：分别测量以下三种情况下的实际功率。

（1）当U=U额（即小灯泡两端的电压为额定电压（标在灯口上）时，观察小灯泡的亮度，测出此时小灯泡的电功率

（2）当U>U额（如小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍）时，观察小灯泡的亮度，测出此时小灯泡的电功率。

（3）当U<U额（如小灯泡两端的电压约为额定电压的0.8倍）时，观察小灯泡的亮度，测出小灯泡的电功率。

1.设计实验

设计思想（实验原理）：P=UI

实验电路：

实验器材：（注明使用器材规格）电池组（3节），电流表（0～0.6A），电压表（0～3V），小灯泡（2.5V，0.3A），滑动变阻器（20 Ω ，2A），开关，导线若干。

实验数据（记录）表格：

2.进行实验

实验操作步骤：

1、按电路图连接电路

2、检查电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，分别使小灯泡两端的电压U＝0.8U额， U＝U额，U=1.2U额时，观察小灯泡的发光情况，读取并记录电压表、电流表的示数。

3、断开开关，关闭电源，整理实验器材。

指导学生在实验中的注意事项：（注意：在实验前开关要处于断开状态；要将滑动变阻器的滑片P移动至阻值最大端；电流表、电压表要选择合适的量程，两表的正、负接线柱要连接正确。）（注意：实验时要观察电压表示数）

实验前预设实验中的电路故障，指导学生自行查找并解决故障。

1、某组同学在连接好电路后，闭合开关，就发现小灯泡特别亮，这说明他在闭合开关前:

2、在连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，两个电表都有示数这说明什么:

3、在连接好电路后，闭合开关，灯泡发光，但电流表或电压表指针却反向偏转， 说明什么

4、无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压

5、实验中，某组同学连接电路后闭合开关，发现移动变阻器的滑片时不能改变灯泡亮度，请你指出出现了何种错误？

（1）小灯泡始终都亮时，原因：

（2）小灯泡始终都暗时，原因：

6、某小组实验时，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，而电流表有示数。请帮他分析出现了什么电路故障？

7、在连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表没有示数，则产生这个故障的原因可能是(     )    

A 、小灯泡断路 

B、电流表和电压表的位置接反了 

C、电压表串联在电路中    

D、滑动变阻器电阻接入电路中太大

视频演示如何连接电路。

实验现象观察：

实验数据记录：

实验中存在什么问题：

教师提醒学生做实验时，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。

分析和论、.评估、交流（实验报告）实验结束。用实物投影仪来交流部分学生实验记录情况，并让学生讨论从表格的数据中可以看出额定功率与实际功率的关系。

师：现在大家得到了测量的数据，请大家计算在三种情况下小灯泡怕实际功率，和它的额定功率相比，想一想，你发现了什么？

(学生计算、思考)

生：小灯泡的实际功率和它的额定功率有时候不一致。当实际电压等于额定电压时，实际功率和额定功率是一致的。当实际电压比额定电压高时，实际功率大于额定功率，当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率。

师：非常正确!其实用电 器的实际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。

师：通过刚才的实验，我们看到当灯泡的实际功率不同时，灯泡的明暗程度也不一样，想一想，它们之间具有什么关系？

生：当实际功率大于额定功率时，灯泡比较亮些；当实际功率小于额定功率时，灯泡比较暗些。

师：对!其实灯泡的明暗程度取决于灯泡的实际功率，当实际功率大于额定功率时，灯泡比正常情况下要亮些；而当实际功率小于额定功率时，灯泡比正常情况下要暗些。

师：为了使灯泡更亮些，我们能不能让用电器在的实际功率长时间大于它的额定功率呢？

生：不能!长时间使用电器工作在高电压下会损坏用电器。

师：对!在使用用电器时，我们最好使它工作在额定电压下，这样不致损坏用电器。

结论：

当U实=U额，P实=P额，正常发光

U实＜U额，P实＜P额，灯泡较暗

U实＞U额，P实＞P额，灯泡较亮，但容易被烧坏。

灯的亮度由实际功率决定的

师：反思一下，实验中最可能出现错误的是哪几个环节？在哪个方面容易出现较大的误差？

(学生讨论)

生甲：我认为最容易出现错误的地方是电路的连接，电流表要串联、电压表要并联、滑动变阻器要串联，接一上一下两接线柱。

生乙：我认为最容易出现错误的地方是数据的 分析，对实际电压和额定电压我经常搞混了，所以得不到正确的实验结论。读数时最容易出现错误。

师：这两同学所说的比较有代表性，希望同学们在以后的学习和实验中对这些问题引起高度注意。

师：通过这次实验，在实验的设计、操作和分析的过程中，你发现了哪些问题？（学生讨论）

生：我计算了三种情况下的电阻，发现电阻各不相同，这是为什么？

师：由于灯丝的电阻随温度的升高而变大，三种情况下的灯丝温度各不相同导致了灯丝的电阻也不相同。

小结：伏安法测电阻的原理是＿＿＿＿，测灯泡功率的原理是＿＿＿＿。

      小灯泡的实际功率随它两端电压的增大而增大。

      小灯泡的明亮程度是由实际功率决定的,实际功率越大, 灯泡越亮

练习：

   1、某灯泡标有“6V  3W”字样，其中“6V”的意思是＿＿＿＿＿＿，“3W”的意思是＿＿＿＿＿＿＿，其正常发光时电流是 ＿＿＿安。若通过它的电流是0.4A，它消耗的功率会＿＿＿3W   (选填“大于”、“小于”、“等于”)。

2、一个小灯泡标有“3.8V”的字样，灯丝电阻约为15欧姆，要测量它的额定功率，电源电压若由干电池来提供，至少需要＿＿节干电池，电压表应选＿＿＿V量程。调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为＿＿V时，灯正常发光，此时电流表的示数如图所示，则小灯泡的额定功率是＿＿＿W。

LED灯是一种新型的环保节能灯（如图）．某款LED灯的额定电压为24V．额定功率为12W，它与“220V  100W”的白炽灯正常发光时的亮度相当．
（1）该LED灯正常工作时电流是多少安？
（2）正常工作1秒，使用上述一盏LED灯比一盏白炽灯可节约电能多少焦？

思考：在测量小灯泡的电功率的实验中，如果缺少了电压表或缺少了电流表，其它器材俱全，另给一定值电阻R0，你能想到用其它实验方法来测定吗？

作业：课本P97页第1、2、3、4、5题

复习

思考分析

想想议议

归纳总结

设计并进行实验

思考分析

反思

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。

小灯泡两端电压的情况

电压

U/V

电流

I/A

小灯泡的明亮程度

电功率

P/W

等于额定电压

实际功率

1.2倍额定电压

实际功率

0.8倍额定电压

实际功率

教学活动设计

学生活动

复备标注

教学

过程

　一、引入新课

我们在上一节课中,我们学习了表示电流做功快慢的物理量是什么?----电功率；每个用电器的铭牌上都会标有额定电压，额定功率，它们分别指什么？

如果将“220V 40W”灯接在110V电压下，灯的亮度如何？灯消耗的电功率如何？

提出问题一：同一用电器接在不同的电压下，消耗电功率一样吗？

演示实验：用甲乙两个不同规格的小灯泡，分别连接成串联和并联电路，学生观察灯泡那一个更亮？串联甲灯更亮，并联乙灯更亮。

提出问题二：灯泡的亮度与什么因素有关?

我们这节课通过测量小灯泡电功率实验来研究这两个问题。

    同学们在上一章已经用伏安法测量过小灯泡的电阻，还记得是怎么测的吗？我们是利用电流表测出通过小灯泡的电流，再利用电压表测出了小灯泡两端的电压，然后利用欧姆定律的变形公式算出了小灯泡的电阻。而且为了使结论更具普遍性，还利用变阻器进行了多次测量，获得了多组数据。（复习实验原理、器材、电路图、步骤、数据表格、滑变器作用）

二、新课学习

    电功率如何测量呢？根据公式，可以利用电能表和钟表测，而小灯泡不能接在家庭电路上，也就不能用电能表测量所消耗的电能，我们今天在实验室如何测量呢？可以用哪个原理呢？

学生答：根据公式测出电压和电流，计算出电功率。同学们能对照伏安法测灯泡电阻设计一个方案来测出小灯泡的功率吗？大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫做（同学们一起说）额定功率。如果不是在额定电压下叫做实际功率，我们所要测量的就是实际功率，明白了吗？

测量要求：分别测量以下三种情况下的实际功率。

（1）当U=U额（即小灯泡两端的电压为额定电压（标在灯口上）时，观察小灯泡的亮度，测出此时小灯泡的电功率

（2）当U>U额（如小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍）时，观察小灯泡的亮度，测出此时小灯泡的电功率。

（3）当U<U额（如小灯泡两端的电压约为额定电压的0.8倍）时，观察小灯泡的亮度，测出小灯泡的电功率。

1.设计实验

设计思想（实验原理）：P=UI

实验电路：

实验器材：（注明使用器材规格）电池组（3节），电流表（0～0.6A），电压表（0～3V），小灯泡（2.5V，0.3A），滑动变阻器（20 Ω ，2A），开关，导线若干。

实验数据（记录）表格：

2.进行实验

实验操作步骤：

1、按电路图连接电路

2、检查电路连接无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，分别使小灯泡两端的电压U＝0.8U额， U＝U额，U=1.2U额时，观察小灯泡的发光情况，读取并记录电压表、电流表的示数。

3、断开开关，关闭电源，整理实验器材。

指导学生在实验中的注意事项：（注意：在实验前开关要处于断开状态；要将滑动变阻器的滑片P移动至阻值最大端；电流表、电压表要选择合适的量程，两表的正、负接线柱要连接正确。）（注意：实验时要观察电压表示数）

实验前预设实验中的电路故障，指导学生自行查找并解决故障。

1、某组同学在连接好电路后，闭合开关，就发现小灯泡特别亮，这说明他在闭合开关前:

2、在连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，两个电表都有示数这说明什么:

3、在连接好电路后，闭合开关，灯泡发光，但电流表或电压表指针却反向偏转， 说明什么

4、无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压

5、实验中，某组同学连接电路后闭合开关，发现移动变阻器的滑片时不能改变灯泡亮度，请你指出出现了何种错误？

（1）小灯泡始终都亮时，原因：

（2）小灯泡始终都暗时，原因：

6、某小组实验时，闭合开关，发现灯泡不亮，电压表无示数，而电流表有示数。请帮他分析出现了什么电路故障？

7、在连接电路后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表没有示数，则产生这个故障的原因可能是(     )    

A 、小灯泡断路 

B、电流表和电压表的位置接反了 

C、电压表串联在电路中    

D、滑动变阻器电阻接入电路中太大

视频演示如何连接电路。

实验现象观察：

实验数据记录：

实验中存在什么问题：

教师提醒学生做实验时，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。

分析和论、.评估、交流（实验报告）实验结束。用实物投影仪来交流部分学生实验记录情况，并让学生讨论从表格的数据中可以看出额定功率与实际功率的关系。

师：现在大家得到了测量的数据，请大家计算在三种情况下小灯泡怕实际功率，和它的额定功率相比，想一想，你发现了什么？

(学生计算、思考)

生：小灯泡的实际功率和它的额定功率有时候不一致。当实际电压等于额定电压时，实际功率和额定功率是一致的。当实际电压比额定电压高时，实际功率大于额定功率，当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率。

师：非常正确!其实用电 器的实际功率并不一定等于额定功率，而是取决于加在用电器两端的实际电压。

师：通过刚才的实验，我们看到当灯泡的实际功率不同时，灯泡的明暗程度也不一样，想一想，它们之间具有什么关系？

生：当实际功率大于额定功率时，灯泡比较亮些；当实际功率小于额定功率时，灯泡比较暗些。

师：对!其实灯泡的明暗程度取决于灯泡的实际功率，当实际功率大于额定功率时，灯泡比正常情况下要亮些；而当实际功率小于额定功率时，灯泡比正常情况下要暗些。

师：为了使灯泡更亮些，我们能不能让用电器在的实际功率长时间大于它的额定功率呢？

生：不能!长时间使用电器工作在高电压下会损坏用电器。

师：对!在使用用电器时，我们最好使它工作在额定电压下，这样不致损坏用电器。

结论：

当U实=U额，P实=P额，正常发光

U实＜U额，P实＜P额，灯泡较暗

U实＞U额，P实＞P额，灯泡较亮，但容易被烧坏。

灯的亮度由实际功率决定的

师：反思一下，实验中最可能出现错误的是哪几个环节？在哪个方面容易出现较大的误差？

(学生讨论)

生甲：我认为最容易出现错误的地方是电路的连接，电流表要串联、电压表要并联、滑动变阻器要串联，接一上一下两接线柱。

生乙：我认为最容易出现错误的地方是数据的 分析，对实际电压和额定电压我经常搞混了，所以得不到正确的实验结论。读数时最容易出现错误。

师：这两同学所说的比较有代表性，希望同学们在以后的学习和实验中对这些问题引起高度注意。

师：通过这次实验，在实验的设计、操作和分析的过程中，你发现了哪些问题？（学生讨论）

生：我计算了三种情况下的电阻，发现电阻各不相同，这是为什么？

师：由于灯丝的电阻随温度的升高而变大，三种情况下的灯丝温度各不相同导致了灯丝的电阻也不相同。

小结：伏安法测电阻的原理是＿＿＿＿，测灯泡功率的原理是＿＿＿＿。

      小灯泡的实际功率随它两端电压的增大而增大。

      小灯泡的明亮程度是由实际功率决定的,实际功率越大, 灯泡越亮

练习：

   1、某灯泡标有“6V  3W”字样，其中“6V”的意思是＿＿＿＿＿＿，“3W”的意思是＿＿＿＿＿＿＿，其正常发光时电流是 ＿＿＿安。若通过它的电流是0.4A，它消耗的功率会＿＿＿3W   (选填“大于”、“小于”、“等于”)。

2、一个小灯泡标有“3.8V”的字样，灯丝电阻约为15欧姆，要测量它的额定功率，电源电压若由干电池来提供，至少需要＿＿节干电池，电压表应选＿＿＿V量程。调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为＿＿V时，灯正常发光，此时电流表的示数如图所示，则小灯泡的额定功率是＿＿＿W。

LED灯是一种新型的环保节能灯（如图）．某款LED灯的额定电压为24V．额定功率为12W，它与“220V  100W”的白炽灯正常发光时的亮度相当．
（1）该LED灯正常工作时电流是多少安？
（2）正常工作1秒，使用上述一盏LED灯比一盏白炽灯可节约电能多少焦？

思考：在测量小灯泡的电功率的实验中，如果缺少了电压表或缺少了电流表，其它器材俱全，另给一定值电阻R0，你能想到用其它实验方法来测定吗？

作业：课本P97页第1、2、3、4、5题

复习

思考分析

想想议议

归纳总结

设计并进行实验

思考分析

反思

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。