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183184导学案

课题：

第3节测量小灯泡的电功率

课型：

实验课

学习目标:

（1）知道影响小灯泡的电功率大小的因素。

（2）理解额定功率与实际功率 

（3）熟悉基本实验器材，正确的使用和操作滑动变阻器、电表等实验仪器。

（4）能够根据探究内容设计实验、完成实验，分析、处理数据，得出实验初步结论。

学习重难点：

1.重点：

用伏安法测定小灯泡的额定功率和不在额定电压下的功率。

2.难点：

（1）设计实验电路和实验步骤并完成实验;

（2）额定功率、实际功率的理解。

导法：

谈话法、演示法、实验法

学法：

自学、实验、交流、讨论、展示、复述、练习等

导学准备：

自撰学案、自制课件

教案来源：

自撰

导学过程：

课本导读

1．阅读课本，思考下列问题：

（1）回忆伏安法测电阻的原理，利用伏安法测量小灯泡电功率的原理是什么?

本实验要测量几种情况下小灯泡的功率?

（2）需要测量哪些物理量?

需要哪些器材?

请根据要求画出实验电路图，并设计记录实验数据的表格。

（3）假如测额定电压为2.5V小灯泡的功率，则对电源的选择有何要求?

如何控制小灯泡两端的电压?

实验中对滑动变阻器的连接和操作有何要求?

对电流表和电压表的连接和量程选择有何要求?

（4）测量额定电压是2.5V小灯泡的额定功率，如图所示的电路中，电压表的示数是2V，应该如何调节滑动变阻器的滑片?

自我检测

1、在“测量小灯泡的电功率”的实验中，根据电功率的公式，测出小灯泡两端的和通过小灯泡中的，就可以计算出小灯泡的电功率，在下测出的电功率就是额定功率。

2、某同学在“测量小灯泡的电功率”时，已有的器材是：

小灯泡、电源和开关，还需要使用、、、等器材。

为了迅速准确地测定额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，至少要节干电池，用调节小灯泡两

端电压。

电压表应和，并联，为了提高测量的准确程度，最好选V的量程。

实验时需调节小灯泡两端电压为V，若此时电流表的示数为0.2A，则该灯泡的额定功率为w。

2.5V，如果开关闭合后，要使小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为V，此时电流表的示数如图乙所示（接0～0.6A量程），那么小灯泡的额定功率为W；若调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数如图丙所示，电流表示数为0.26A，那么灯泡的实际功率为W。

4、为了测额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，采用如图所示电路，请回答下列问题：

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于（填“左”或“右”）端。

（2）实验中使用的电流表有0～0.6A和0～3A两个量程，若小灯泡的额定功率估计为2w，连接电流表时应选量程。

（3）实验时，如果发现电压表示数是2.1V，则应把滑片P向端移动。

（4）计算灯泡额定功率的公式为。

5、在“测量小灯泡的电功率”的实验中，大梦同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值。

其原因可能是

A．变阻器总电阻太大B．电压表量程太大

C．电源两端电压太低D．灯泡灯丝断开

请把你在自学本节内容过程中的收获和不懂的问题填写在下面的方框中，以便跟伙伴交流分享。

科学探究

小组合作完成“测量小灯泡电功率”的实验探究。

1．进行实验并记录数据。

（1）检查实验器材，观察小灯泡和滑动变阻器的铭牌，你发现了什么?

它表示什么?

估计电路中的电流和两端的电压大小，请选择合适的电流表和电压表量程，它们分别是多少?

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，分别测量并记录小灯泡两端的电压等于额定电压、低于额定电压、高于额定电压时，电压表、电流表的示数和灯泡的亮度。

2．分析与交流。

（1）计算灯泡的电功率，分析不同电压下小灯泡的功率有什么变化规律。

小灯泡的亮度如何变化?

（2）通过实验，你们能发现哪些规律？

（3）在实验过程中，你们小组出现过哪些不正常的现象？

分析产生这些现象的原因及纠正方法。

（4）测量小灯泡两前几天的电压高于额定电压时的电功率，为什么要限制使小灯泡两端的实际电压约为额定电压的1.2倍？

（5）测量小灯泡的电功率时，为什么不把计算出的电功率值求平均值？

3、若实验中发现电压表的0—15V量程坏了，而0—3V的量程完好，实验所用其他器材都完好，在不更换实验器材的情况下，你能否测量出额定电压为3.8V小灯泡的额定功率？

假设电源电压为6V不变，画出电路图，简述实验步骤。

探究展示

请小组推选代表进行展示，展示内容主要是：

1、上述1中电流表和电压表量程的选择方法、操作过程以及出现的问题和处理办法。

2、上述2中的几个问题。

3、上述3中解决问题的思路。

释疑解难

1．实验原理：

根据电功率P=UI可知，用电压表测出小灯泡两端的电压U，用电流表测出通过小灯泡的电流I，代入P=UI中就可以算出小灯泡的电功率。

2．实验发现的规律：

（1）不同电压下，小灯泡的实际功率不同。

实际电压越大，灯泡的实际功率越大。

（2）小灯泡的亮度取决于小灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮。

（3）当U实=U额时，P实=P额，小灯泡正常发光；当U实=U额时，P实＞P额，小灯泡发光较亮；当U实＜U额时，P实＜P额，小灯泡发光较暗。

3．实验中，滑动变阻器阻值从大往小调，也可以先测量低于额定电压时的电功率，但是先测额定电压时更好，确定出小灯泡正常发光时的亮度，作为标准，再观察小灯泡亮度时容易确认亮度的变化情况。

4．实验时可以先连接串联电路，检查无误后再并联电压表。

闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，先观察电压表达到所需电压值后再读取电流表的示数。

5．从实验中发现规律，可以从记录表格中的电压、电流、亮度、电功率，多项对比，得出多个结论。

如：

灯泡两端的电压越大，通过灯泡的电流就越大。

自我小结

请你按以下要求，对本课时的收获进行小结，并与伙伴进行交流。

实验：

测量小灯泡的电功率。

（1）实验原理：

（2）测量器材：

（3）测量的物理量：

（4）实验注意的问题：

（5）实验发现的规律：

（6）测量家庭白炽灯的电功率的办法：

课标导练：

1、在“测定小灯泡的电功率”的实验中，按如图所示电路图连接好电路后，闭合开关s，移动滑动变阻器的滑片，结果小灯泡不发光，电流表指针不动，但电压表有明显的示数，电路故障可能是

A．小灯泡的灯丝烧断了B．电流表烧坏了造成短路

C．电压表未连入电路D．滑动变阻器的滑片接触不良

2、大梦同学利用如图所示电路，测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，下列说法错误的是

A．闭合开关前，滑片P应滑到B端

B．闭合开关后，小灯泡不发光，一定是小灯泡灯丝断了

C．当电压表示数为2.5V时，测出通过小灯泡的电流，可算出小灯泡的额定功率

D．实验还可得知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮

3、小灯泡L上标有“2.5V”字样，它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。

将小灯泡L和电阻R。

接入图乙所示r的电路中，电源电压为3V，且保持不变。

当开关S闭合时，小灯泡L恰好能正常发光。

下列说法不正确的是

A．电阻凡的阻值为2Ω

B．小灯泡L正常发光时的电阻为10Ω

C．小灯泡L的额定功率为0.625W

D．开关s断开时，小灯泡L的电阻为0Ω

4、在“测量小灯泡的电功率”的实验中，若错把电流表并联在小灯泡两端，而把电压表串联在电路中，如图所示，则闭合开关S后，可能会出现的情况是

A．灯泡正常发光

B．电流表指针有明显偏转

C．电流表被烧坏

D．电压表示数为电源的电压

5、小明按图示电路测量小灯泡功率，备有器材规格如下：

电源电压恒为6V，小灯泡额定电压为2.5V，灯泡正常发光时灯丝电阻为10Ω，变阻器甲的规格“10Ω1A”、乙的规格“50Ω0.5A”，电流表量程有“0—0.6A”、“0—3A”，电压表量程有“0—3V”、“0—15V”，下列说法不正确的是（）

A．当电压表示数为2.5V时，灯泡消耗的功率等于额定功率

B．为减小误差，电压表量程选“0～3V”，电流表量程选“0～0.6A”

C．变阻器应选择甲“10Ω1A”

D．由本实验可发现，灯泡在不同电压下，实际功率不同，亮度不同

6、如图中甲所示是“测量小灯泡的电功率”的实验电路图，图中是连接不完整的电路，其中电源为三节新的干电池，灯泡的额定电压为3.8V，其灯丝的电阻约为10Ω，滑动变阻器标有“10Ω1A”字样，要求：

（1）对照电路图，用笔画线代替导线，将图乙中所示的实验电路中未连接部分连接好（注意两表量程的选择）。

（2）当闭合开关时，电路中可能出现的不正常现象如下表：

顺序

电路中出现的不正常现象

原因

小灯泡亮暗

电流表示

数I/A

电压表示

数U/V

甲

乙

丙

请你参考下列选项，把表中空白部分补充完整（填选项的代号）。

A．电路中e、

厂间断路B．电路中e、

问短路

C．滑动变阻器连入电路中的电阻最小

（3）为了测出小灯泡的额定功率，应调节的元件是，使电压表示数为V。

如果此时的电流表的示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为w。

实践延伸

1、大梦要利用电路中的电能表和手表测量电灯的电功率。

（1）电能表的示意图如图所示，表面上标的“3000r／（kW·h）”表示什么?

（2）请你为大梦设计一个合理的实验方案，要求：

①写出主要的实验步骤。

②写出电灯的电功率表达式（用实验测量的物理量表示）。

（3）你能否用两节干电池、实验室用的电流表、电压表、开关和导线等，测出该电灯的电功率?

说出你的实验方案，并做出评价。

2、在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源为两节铅蓄电池（每节铅蓄电池电压2V），小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，有三个规格为“20ΩlA”、“10Ω0.5A”和“10Ω0.5A”的滑动变阻器。

（1）通过分析，你认为应选用规格为的滑动变阻器。

（2）请你用笔画线代替导线，把实验电路（图甲）连接完整。

（3）请你在虚线框内画出完整的电路图。

（4）下表是几位同学在实验中遇到的现象，请你分别写出造成这些现象的具体原因和解决办法。

现象

原因

解决办法

接完最后一根导线，小灯泡就发光

开关一闭合，小灯泡发出很强的光

接完最后一根导线，小灯泡发出很强的光

开关一闭合，电流表指针就反偏

开关一闭合，电流表指针就超过量量程

小灯泡始终不亮，电压表较大的示数，电流表无示数

移动滑片时，两个电表的示数一个增大一个减小

（5）同学们排除故障后，继续实验，实验记录的数据如下表所示。

其中图乙表示当电压表示数为2.5V时的电流表示数，请将电流表示数填在下面的表格内。

实验次数

电压U/N

电流I/A

1

2

0.32

2

2.5

3

3

0.22

（6）根据上面的实验记录，小灯泡的额定功率是W；第次的实验数据是电流表的示数读错了；第3次测得的小灯泡的实际功率为W。

（7）不改变上面连接好的电路，还可以完成的实验有：

（写出一个即可）。

课题：

第4节焦耳定律

课型：

新授课

导学目标:

1.知识和技能：

知道电流的热效应，知道焦耳定律，知道电热的利用和防止造成的危害。

2.过程和方法：

通过试验探究电流的热效应跟电流、电阻大小以及通电时间的关系。

3.情感、态度、价值观：

通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。

导学重难点：

1.重点：

电流的热效应（电能—内能）、焦耳定律。

2.难点：

热效应的计算公式：

Q=I2RtW=Q=PtP=U2/R的使用。

导法：

谈话法、演示法、实验法

学法：

自学、实验、交流、讨论、展示、复述、练习等

导学准备：

自撰学案、自制课件

教案来源：

自撰

导学过程：

课本导读

1．请你阅读课本“电流的热效应”标题下的内容，思考：

（1）课本图18.4—1中的四个用电器通电时，都会产生什么现象?

使用这些用电器的过程中，发生了哪些能量转化?

（2）什么叫做电流的热效应?

你知道电流还有哪些效应吗?

（3）课本图18．4—2和18．4—3所示的实验装置是用来研究什么的?

实验中电流通过电阻丝时产生热量的多少是怎样体现出来的?

应用了哪些研究方法?

要控制哪些量相同?

怎样控制这些量相同?

2．阅读课本“焦耳定律”标题下的内容，思考：

（1）1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系的物理学家是谁?

（2）焦耳定律的内容和公式是什么?

公式中各字母表示的物理量及其单位分别是什么?

（3）电流通过导体产生的热量和消耗的电能大小之问有什么关系?

什么情况下Q=W?

举例说明。

（4）有时在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾，这是为什么?

（5）通过阅读例题，你认为利用焦耳定律公式进行计算时，应注意的关键问题是什么?

3．阅读课本“电热的利用和防止”标题下的内容，思考：

（1）生活中有哪些利用电热工作的电热器?

比比看谁想到的最多。

（2）电视机通电较长时间后，外壳发热。

发热的原因是什么?

外壳制成许多皱折形状和外壳后有多孔窗，这种形状或结构对电视机有什么好处?

（3）请你列举生活中防止电流热效应产生危害而采取的措施。

自我检测

1．电热器是利用原理制成的加热设备，从能量转化的角度看，电热器工作时是将能转化为能。

2．有额定电压、额定电功率均相同的电风扇、电烙铁、日光灯，各自在额定电压下正常工作相同的时间，比较它们产生热量的多少，结果是（）

A．一样多B．电风扇最多C．电烙铁最多D．日光灯最多

3．将阻值为4Q的电热丝接人电路中，通过的电流为1A，在O.5min内产生的热量是J。

4．两根电热丝，电阻之比为2：

1，若把它们串联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为；若把它们并联接在电路中，相同时间内产生的热量之比为。

5．一种家用电熨斗的规格为“220V800W”。

这种电熨斗内部电热丝的电阻是Ω，在额定电压下工作10min产生J的热量。

6．小梦把两段电阻不同的金属丝A、B（RA

通电后，温度计的示数升高，这种现象是由于电流的效应引起的。

这时煤油的内能（填“增加”、“减小”或“不变”）。

其中，瓶的煤油的温度升高得更快。

请把你在自学本节内容过程中的收获和不懂的问题填写在下面的方框中，以便跟伙伴交流分享。

收获：

问题：

探究实验

1.实验：

电流通过导体产生的热量跟什么因素有关?

（1）实验过程中通过观察什么比较电流产生热量的多少?

（2）研究电热和电阻的关系时，两根电热丝是如何连接的?

为什么要这样连接?

闭合开关后，哪个U形管液面变化快?

这说明了什么?

（3）研究电热和电流的关系时，如何控制电阻相同?

怎样改变电流的大小?

你还有什么不同的方法?

电流大小不同时，观察到什么情况下产生的热量多?

这个实验又说明了什么问题呢?

（4）通过实验发现电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关?

可能存在什么关系?

2.写出焦耳定律的公式、电能、电功率的公式，根据欧姆定律可以推导出电热有哪些计算公式?

这些公式在什么条件下适用?

探究展示

1．请小组代表展示在上述实验中发现的电学规律，其他小组给予补充。

把你认为更好的发现记录下来。

2．分析并讨论“想想议议”，向全班展示交流小组讨论的结果。

3．交流在生活中知道的电热器有哪些?

哪些用电器产生的电热是有害的?

加快散热有哪些方法?

评价归纳

释疑解难

1．实验：

电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关?

实验采用控制变量法。

即在研究电热与电阻的关系时，通过两个不同的电热丝串联控制电流和通电时间相等；在研究电热与电流的关系时，控制电阻和通电时间相等，电流不同，可以选用相同的电热丝接人电压不同的电路中，也可以用同一电热丝和滑动变阻器串联来改变电流的大小。

2．利用本节知识解释相关的生活现象时，要把各物理量的变化分析清楚，围绕公式，推出结果。

如电炉丝通过导线连人电路，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?

解释：

电炉丝和导线串联，通过它们的电流和通电时间相等，电炉丝的电阻远大于导线的电阻，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流通过炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。

3．有的用电器在工作时把电能全部转化为内能，即Q=W=Pt，比如我们常见的电热水壶；有的用电器在工作时并没有把电能全部转化为内能，比如电动机，它工作时把部分电能转化为机械能，还有少部分转化为内能，这时W>Q。

4．灯丝烧断后搭接在一起电阻变小，是因为电阻丝的长度变小，而不是横截面积变大。

同理家庭电路中，导线的连接处电阻较大，连接处的横截面积变小，导线连接处相当于两个圆相切，相切处是一个比圆面积小的点。

自我小结

请你用自己喜欢的一种方式（如框图、列表、知识树等），对本课时的收获进行小结，并与伙伴进行交流。

深化拓展

课标导练

1、由于电流的效应，当电流通过电阻时会产生热量。

一个电热器接在3V的电源上，5min内产生的热量是90J，则这个电热器的电阻是Ω，通过它的电流是A，如果通过这个电热器的电流是原来的2倍，则5min内它产生的热量是J。

2、电炉丝的电阻是100Ω，接在220V的家庭电路中，当通电时间是1min时，产生的热量是J，这时是通过电炉这个装置把能转化为能。

3、下列用来防止电热危害的是

A．供取暖用的电褥子B．电暖器的散热片

C．电熨斗的金属外壳D．电视机上的散热窗

4、下列用电器中，利用电流热效应工作的是

A．电视机B．电热毯C．电风扇D．电脑

5、将两个阻值相同的电阻串联后接人电路中，时间t内产生的热量为Q1；如果将它们并联后接入同一电路中。

相同的时问内产生的热量为Q2。

则Q2为

A、

B、4Q1C、

D、2Q1

6、有几位同学课后讨论电流通过导体产生热量这个现象时，发表了以下几种意见，你认为其中错误的是

A．当导体两端的电压一定，通过的电流一定时，通电时问越长放出的热量就越多

B．只要导体的电阻大，通电时间长，放出的热量就一定多

C．电流通过导体放出热量的过程，就是电能转化成内能的过程

D．如果导体的电阻为零，无论通过的电流多大，通电时间多长，导体都不会发热

7、小洋同学家有一个电炉，为了熬制中药，他想使这个电炉在相同时问内放出的热量减小一半，以满足熬制中药的要求，他与几位同学商量后，想采用以下几种措施，你认为可行的是

A．将电炉的炉丝剪短一半，接入原来的电路中

B．将两个相同的电炉丝串联在一起，接入原来的电路中

C．将电炉的两个炉丝串联在一起，接在电压为原来电路中电压的一半的电源上

D．将两个相同的电炉丝并联在一起，接入原来的电路中

8、关于电热的下列几个说法，错误的是

A．电热会烧坏电器元件，引发火灾，是有百害而无一利的

B．电流通过家用电器，都或多或少地会产生热量

C．因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护

D．为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热

9、用电高峰时期，家庭里的白炽灯泡比正常发光时要暗一些。

这是因为，在用电高峰时

A．并联用电器增多，电路的总电阻增大

B．并联用电器增多，电路的总电流减小

C．并联用电器增多，家用电器的实际功率减小

D．并联用电器增多，家用电器的额定功率减小

10、某家庭用一个标有“220V1000W”的电热水器来烧水。

该电热水器正常工作20min，可将质量为5kg温度为20℃的水加热到60℃水的比热容为4.2×103J／（kg·℃）。

求这段时问内：

（1）水吸收的热量。

（2）电热水器消耗的电能。

（3）电热水器的热效率（水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率）。

11、用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。

（1）实验中通过观察来比较电流产生的热量的多少。

（2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入、的同种液体。

（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能。

（4）长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝，铜丝的电阻镍铬合金丝的电阻（填“大于”、“等于”或“小于”）。

（5）两根电阻丝的连接方式是的，这是为了研究电流产生的热量与的关系。

（6）实验结沦是：

。

（7）该实验装置还可以研究通电时间一定时，导体产生的热量与的关系。

实践延伸

1、小梦从商店买来一个电热毯，使用时感觉到温度太高，现在请你设计一种方法把它改装成为两个档，使电热毯单位时间的发热量既可以为原来的数值，又可以为原来的一半。

要求说明设计思路，画出电路图。

2、LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，她用如图所示的装置进行了实验（其中心为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比），其实验步骤如下：

①先把“220V15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与光敏电阻的距离约为30cm。

闭合开关S和S1，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填人下表。

②接着分别把规格相同的普通节能灯和LED灯接人灯座，重复上述实验。

灯泡类型

盒内初温

盒内末温

电流表示数

白炽灯

20℃

78℃

6mA

普通节能灯

20℃

50℃

15mA

LED灯

20℃

35℃

60mA

根据小梦的探究，请回答：

（1）电能转化为内能最多的灯是，这是通过观察来比较的。

（2）电能转化为光能最多的灯是，这是通过观察来比较的。

（3）LED灯的发光效率较（填“高”或“低”）。

（4）综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与的白炽灯发光亮度相当。