資源簡介

三 學生實驗：探究——測量小燈泡的電功率
素養(yǎng)目標
1.重點:通過實驗探究電功率與電壓、電流的關系。
2.能利用公式P=UI及其變形式進行相關計算。
3.體驗實驗過程中控制變量法和轉換法的應用。
學法指導
1.預習前,注意觀察一些家用電器的銘牌,特別注意它們的額定電壓和額定功率;嘗試將同一燈泡接在不同的電壓下,觀察燈泡的亮度變化,猜想燈泡的亮度與實際功率的關系。
2.預習時間約10分鐘,對測量小燈泡電功率的原理、實驗器材、實驗電路圖以及實驗中需要觀察的現(xiàn)象及需要記錄的實驗數(shù)據(jù)進行充分的思考。
3.為了更好地做好本節(jié)實驗,可先回憶測量小燈泡的電阻實驗,復習電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法,在連接的時候要注意斷開開關。
【預習導學】
　　閱讀課本,回答下列問題。
1.測量小燈泡的電功率的原理是利用公式 。用 測量小燈泡兩端的電壓,用 測量通過小燈泡的電流;用 改變小燈泡兩端的電壓及通過它的電流,同時還可以起到 的作用。這種測量方法叫作 法。
2.實驗中需要的器材:小燈泡、 、導線、開關、電源。請在下面的虛線框里畫出你設計的電路圖。
3.觀察電壓表的示數(shù),若電壓表的示數(shù)等于小燈泡的 ,則小燈泡正常發(fā)光;若電壓表的示數(shù)不等于小燈泡的額定電壓,則小燈泡不正常發(fā)光;可通過 進行調節(jié)。
4.設計記錄表格。
實驗 次數(shù)
1
2
3
5.測量小燈泡的電功率。
(1)根據(jù)實驗電路圖,連接好實物電路。
(2)將滑動變阻器調至阻值 的位置,閉合開關。
(3)調節(jié)滑動變阻器,使燈泡兩端的電壓分別為 額定電壓、 額定電壓和額定電壓的 倍。
(4)觀察燈泡亮度,記下 的示數(shù),將數(shù)據(jù)和現(xiàn)象填入預習時制訂的表格中并計算出三種電壓下的電功率。
(5)實驗結論:燈泡兩端的 越大,燈泡的 越大,燈泡越亮。
6.同學們用如圖所示的電路“探究電功率與電流的關系”。以下觀點不正確的是 ( )
A.實驗要選取規(guī)格不同的燈泡
B.實驗中將兩燈并聯(lián)控制了燈兩端電壓相同
C.將滑動變阻器串聯(lián)在干路中可以完成實驗
D.將題中并聯(lián)電路改為串聯(lián)電路也可以完成實驗
【答案】預習導學
1.P=UI　電壓表　電流表　滑動變阻器　保護電路　伏安
2.電流表、電壓表、滑動變阻器
3.額定電壓　滑動變阻器
4.
實驗 次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 電功率P/W 燈泡的發(fā)光情況
1
2
3
5.(2)最大
(3)等于　低于　1.2
(4)電流表
(5)實際電壓　實際功率
6.D
【合作探究】
任務驅動1實驗探究電功率與電壓、電流的關系
1.小明同學在“探究燈泡的電功率與哪些因素有關”的實驗中,首先進行了猜想。
猜想一:跟電流有關,電流越大,電功率越大;
猜想二:跟電壓有關,電壓越高,電功率越小。
通過思考,他設計了如圖(a)、(b)所示的兩個實驗來研究這個問題,請你完成下列問題:
(1)若想驗證猜想一,應該選用圖 所示電路來進行實驗,這是因為在實驗中要控制 相同。小明同學在實驗時記錄了一組數(shù)據(jù),如表一所示。
表一
電流I/A 燈泡亮度
燈泡甲 0.2 暗
燈泡乙 0.4 亮
表二
電壓U/V 燈泡亮度
燈泡甲 2.5 亮
燈泡乙 1.3 暗
由數(shù)據(jù)分析可知,猜想一是 (選填“正確”或“錯誤”)的。
(2)若想驗證猜想二,應該選用圖 所示電路來進行實驗,這是因為在實驗中要控制 相同。小明同學在實驗時記錄了一組數(shù)據(jù),如表二所示。
由數(shù)據(jù)分析可知,猜想二是 (選填“正確”或“錯誤”)的。
2.討論交流下列問題:
(1)能否根據(jù)三次測量數(shù)據(jù)計算出小燈泡的平均電功率,為什么
提示: ,電功率是一個變化的量,因此多次測量求平均值毫無意義。
(2)電源和電壓表、電流表的量程應如何選擇
提示:所選電源電壓應高于小燈泡的額定電壓,例如:測定額定電壓為2.5 V的小燈泡的電功率時至少要選兩節(jié)新的干電池串聯(lián)使用;電壓表的量程要大于小燈泡的額定電壓,電流表的量程要大于 。
(3)某同學閉合電路的開關后發(fā)現(xiàn)小燈泡較暗,移動滑動變阻器滑片時不能改變小燈泡的亮暗程度,你認為他可能在連接電路時 ;改正后,再閉合開關,發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光很亮,你認為他忘記了 ;過了一會,小燈泡就不亮了,這時電流表示數(shù)為零,電壓表示數(shù)接近于電源電壓,則此時小燈泡處 (選填“短路”或“斷路”)。而旁邊的小東做這個實驗的過程中,突然發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變?yōu)榱?電流表示數(shù)增大,電路可能出現(xiàn)的故障是 。
【答案】任務驅動一
1.(b)　電壓
正確
(2)(a)　電流
錯誤
2.(1)不可以,小燈泡的電功率隨著它兩端電壓的改變而改變
(2)小燈泡正常工作時的電流
(3)同時使用了滑動變阻器的下面兩個接線柱　將滑動變阻器的阻值調到最大值處　斷路　小燈泡短路
任務驅動2串、并聯(lián)電路中電功率的特點
3.比較同一電路中所用電器電功率大小時,可以用串、并聯(lián)電路的特點來進行判斷。電功率的大小與 和 兩個因素有關,因此實驗中應注意 法的應用。
(1)如圖甲所示,將兩個燈泡L1、L2串聯(lián)起來,目的是控制通過兩個燈泡的 相等,兩個燈泡L1、L2規(guī)格不同,它們分得的 不同,這樣就可以方便地比較電功率的大小與 的關系。
如圖乙所示,將兩個燈泡L1、L2并聯(lián)起來,目的是控制兩個燈泡兩端的 相等,兩個燈泡L1、L2規(guī)格不同,在電壓一定的情況下,通過它們的 不同,這樣就可以方便地比較電功率的大小與 的關系。
【答案】任務驅動二
3.電壓　電流　控制變量
(1)電流　電壓　電壓
(2)電壓　電流　電流
2

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