資源簡介

(共38張PPT)
2024年秋季
北師大版物理
九年級全冊
第十三章 電功和電功率
第三節 學生實驗：探究——小燈泡的電功率
1
學習目標
2
課時導入
3
感悟新知
4
隨堂檢測
5
課堂小結
測量小燈泡的電功率
小燈泡在不同的電壓下工作時，消耗的電功率是否相同？若不相同，各是多少？如何測量？
1. 實驗目的 測量小燈泡在不同電壓下工作時的電功率。
2. 實驗原理 P=UI(伏安法)。
3. 測量工具 電壓表和電流表。
實驗“五問法”：研究什么？依據什么(原理) ？測什么量？用什么測？怎么測？
知識點
測量小燈泡的電功率
1
4. 電路圖(圖1)
5. 實驗操作基本要求
(1)接線過程中，開關處于斷開狀態。
(2)閉合開關前，應該將滑動變阻器接入電路的阻值調至最大，這樣才能更好地保護電路。
(3)電路連接小技巧：連接電路時，可將其他器材先連接好，最后將電壓表并聯在小燈泡兩端。
6. 滑動變阻器在本實驗中的作用
(1)改變燈泡兩端電壓和通過燈泡的電流，從而實現多次測量。
(2)保護電路。
7. 實驗分析
(1)與前面綜合性實驗相同，注意常見故障的分析。
(2) 實驗目的是“探究小燈泡電功率與電壓的關系”，求平均電功率是沒有意義的。
(3) 歸納實驗結論的技巧：結合實驗目的來歸納，歸納出的結論不能與實驗目的無關。
深度理解
1. 深入認識多次測量的目的(對比思想)
實驗 多次測量的目的
測量定值電阻的阻值 求平均值，減小誤差
測量小燈泡的電阻 測量不同電壓下燈絲的
電阻， 探究燈絲電阻與溫度的關系
測量小燈泡的電功率 探究小燈泡電功率與電壓的關系
深度理解
2. 小燈泡的電功率測量結果為什么不能求平均值？
答：在不同電壓下，小燈泡的電功率是不同的，只有在額定電壓下，小燈泡的功率才等于額定功率，計算小燈泡電功率的平均值沒有意義；該實驗測出多組數據的目的是測量不同電壓下小燈泡的電功率。(易錯點)
在“測小燈泡額定電功率” 的實驗中，提供的器材有：電壓恒為4.5 V 的電源，額定電壓為 2.5 V 的待測小燈泡(正常發光時的電阻約為8 Ω)，電流表(0 ～
0.6 A，0 ～ 3 A)，電壓表(0 ～3 V，0 ～ 15 V)，開關和導線若干。另有標有“5 Ω 1 A”的滑動變阻器R1 和標有“30 Ω 2 A”的滑動變阻器R2。
例1
(1)曉彤檢查儀器時，發現電流表指針如圖2 甲所示，接下來應進行的操作是：_____________________________
______ 。
將電流表調零，使指針指在零刻
解析：檢查儀器時，發現電流表指針如圖2 甲所示，說明實驗前電流表指針未指在零刻度線上，故接下來的操作是:將電流表調零，使指針指在零刻度線上。
度線上
(2)通過估算, 曉彤應選用的滑動變阻器是______ (填“R1”或“R2”)。
R2
解析：由題可知，電源電壓U=4.5 V，小燈泡的額定電壓
UL 額=2.5 V，小燈泡正常發光時的電阻RL 約為8 Ω，則小燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓U 滑=U－
UL 額=4.5 V－2.5 V=2 V, 依據串聯電路的分壓關系= 可知，滑動變阻器的阻值R 滑= RL= ×
8 Ω=6.4 Ω，故選標有“30 Ω2 A”的滑動變阻器R2。
(3)曉彤連接的部分實物電路如圖乙所示，請選擇合適的電表量程，并用筆畫線代替導線將圖乙的實物電路圖連接完整，使滑動變阻器的滑片向右移時燈變亮。
解：如圖3 甲所示。
解析：待測小燈泡的額定電壓為UL 額=2.5 V，正常發光時的電阻RL 約為8 Ω，則小燈泡的額定電流為I 額=
= ≈0.31 A，所以電壓表選“0 ～ 3 V”量程, 電流表選“0 ～ 0.6 A”量程。要求滑動變阻器的滑片向右移時燈變亮，則滑片向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變小，所以應將滑動變阻器的右下接線柱接入電路，如圖3 甲。
(4)王丹所連接的圖丙中有一根導線連接錯誤，請在錯誤的導線上畫“×”，并在圖中改正(導線不許交叉)。
解：如圖3乙所示。
解析：題圖中電壓表串聯在電路中，故應改為電壓表并聯在小燈泡兩端，正確連接如圖3 乙所示。
1. 實驗器材的選法：應注意“安全性”“精確性”“方便性”。
(1) 電流表量程：不小于小燈泡的額定電流，且盡量用小量程。
(2) 電壓表量程：應不小于小燈泡額定電壓，且盡量用小量程。
(3) 滑動變阻器最大值的選取原則：“先電流后電阻”。滑動變阻器允許通過的最大電流應大于小燈泡的額定電流，I滑最大>I燈額。
滑動變阻器的最大阻值R 滑最大>R L 或R滑最大> 。
2. 連接實物電路的方法和電路故障的判斷方法：
(1) 連接實物電路圖時，先將其他元件連成串聯電路，最后再將電壓表直接并聯在小燈泡兩端，且注意電壓表、電流表的正負接線柱及滑動變阻器滑片移動方向的要求。
(2) 分析電路連接錯誤問題時，按照先看“串并聯關系和滑動變阻器接法”，再看“接線柱正負”，最后看“電表量程”的順序逐一排查。
[中考·南充] 如圖4 所示，某同學計劃利用圖甲所示的器材測量小燈泡的電功率，已知小燈泡的額定電壓是2.5 V。
例2
(1)實驗中有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上畫“×”并用筆畫線代替導線完成電路的正確連接。
解：如圖5 所示。
解析：采用“電流分析法”發現，電壓表測小燈泡和滑動變阻器的總電壓，故應改成電壓表與小燈泡并聯，并根據小燈泡的額定電壓確定電壓表量程。
(2)閉合開關前滑動變阻器的滑片應放在______ (填“A”或“B”)端。
B
解析：為保護電路，閉合開關前滑動變阻器的滑片應置于B端，使滑動變阻器連入電路的電阻最大。
(3)實驗數據如表所示。
實驗次序 電壓 電流 電功率 燈泡亮暗情況
1 2.0 V 0.28 A 0.56 W 較暗
2 2.5 V 正常發光
3 2.8 V 0.34 A 0.95 W 較亮
在完成第1 次實驗后，若還需測量小燈泡的額定功率，需將滑動變阻器滑片向 ______(填“A”或“B”)端移動，直到電壓表示數為______ V，若
此時電流表的示數如圖乙所示，
則小燈泡的額定功率為______ W。
A
2.5
0.8
解析：第1 次實驗時，電壓表示數為2 V，小燈泡兩端電壓小于額定電壓，需將滑動變阻器的滑片向A 端移動使其接入電路的阻值變小，增大小燈泡兩端的電壓，使電壓表示數達到小燈泡額定電壓2.5 V；額定電壓下小燈泡正常發光，根據電流表的量程和分度值讀出電流表的示數，由P=UI 求出小燈泡的額定功率。
(4)小明對數據分析后認為還可以得出通過燈泡的電流和燈泡兩端電壓成正比的結論。這種說法______(填“正確”或“錯誤”)，理由是_____________________________
______________________________ 。
錯誤
小燈泡的燈絲電阻會隨溫度的升
高而增大，不能控制電阻大小不變
解析：探究導體中電流和導體兩端電壓成正比時，要控制電阻大小不變。
技巧點撥
分析實驗題的一些技巧：
1. 關于滑動變阻器的操作：(1) 通過計算選擇適當規格的滑動變阻器;(2) 注意按照題意要求正確連接滑動變阻器；(3) 閉合開關前，滑動變阻器的滑片要滑到阻值最大處；(4) 測量小燈泡的額定功率時，眼睛應觀察電壓表，調節滑動變阻器使電壓表示數等于小燈泡的額定電壓。
技巧點撥
2. 額定功率的計算: 利用實驗數據表格、小燈泡正常發光時電壓表和電流表示數、小燈泡的U-I 圖像，得到小燈泡的額定電壓和額定電流，用P額=U額I額計算。
技巧點撥
3. 分析實驗數據：
(1) 多次測量的目的:探究小燈泡電功率隨電壓變化的規律。
(2) 小燈泡功率不能求平均值的原因: 小燈泡的功率隨電壓的改變而改變。
(3) 小燈泡的電流與電壓不成正比或U-I 圖像是曲線的原因：小燈泡的電阻隨溫度的改變而改變。
1．如圖是“測量額定電壓為2.5 V小燈泡的額定功率”的實驗電路圖。
在這個實驗的具體操作中，手和眼睛最合理的分工應該
是(　　)
A．手從右向左移動變阻器的滑片，眼睛觀察電壓表的示數
B．手從右向左移動變阻器的滑片，眼睛觀察電流表的示數
C．手從左向右移動變阻器的滑片，眼睛觀察電壓表的示數
D．手從左向右移動變阻器的滑片，眼睛觀察電流表的示數
A
2．“伏安法測小燈泡的電功率”的實驗原理是________。某同學用如圖所示的電路測量小燈泡的額定功率(小燈泡標有“2.5 V”字樣)，電路連接正確后，閉合開關，
P＝UI
發現小燈泡不亮，但電流表有示數，接下來應進行的操作是____________________________________________。
實驗時，該同學移動滑片，多次測量小燈泡的電功率是為了________________________________________________。
向左移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
探究不同電壓下，小燈泡亮度與小燈泡實際功率的關系
【點易錯】在“伏安法測小燈泡的電功率”實驗中，移動滑片，多次測量小燈泡的電功率，并不是為了求平均值減小誤差，因為在不同的電壓下，小·燈泡的電功率不同。
實驗原理
測電功率
實驗電路
實驗操作
分析現象
得出實驗結果

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