初中物理人教版（2024）九年级全册测量小灯泡的电功率导学案

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册测量小灯泡的电功率导学案，共9页。
2、实验目的：
3、实验原理：
4、实验器材：
5、实验电路图：
6、实验数据记录表格：
合作探究：
注意事项：
（1）滑动变阻器应如何连接？闭合开关前，滑片要放在什么位置？
（2）电流表和电压表在电路中如何连接？+–接线柱连接是否正确？量程选择是否适当？
学生实验
1.依电路图连接实物进行实验收集数据。
2.分析和论证
（1）当小灯泡的实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率____额定功率；灯泡正常发光。
（2）当小灯泡的实际电压高于额定电压时，小灯泡的实际功率____额定功率；灯泡发光较亮。
（3）当小灯泡的实际电压低于额定电压时，小灯泡的实际功率____额定功率。灯泡发光较暗。
3.评估和交流
（1）实验中最可能出现错误的是哪几个环节
（2）在哪方面容易出现较大的误差
（3）在实验的设计、操作和分析过程中，你发现了哪些新的问题
当堂练习
课堂练习
1．测量小灯泡的电功率实验原理____________，连接电路时开关应该________，滑动变阻器的滑片应调到________处，滑动变阻器在实验中作用________、________。
2．测量小灯泡的电阻实验原理___________，滑动变阻器在实验中作用________、________。
3．在测量小灯泡的电功率的实验中，不能将多次测得的电功率取平均值，原因是______；测量小灯泡电阻实验中，也不能多次测量取平均值原因是________；在用伏安法测电阻阻值时，可以多次测量取平均值。
4．用电器的电压和电功率的关系：
电灯的亮度由____________决定，_______（填“电流”“电压”或“实际功率”）越大，灯越亮。
5．__________________叫实际电压。可能与额定电压相等，也可能不等。通常用______表示，不是确定不变的，实际是多少就是多少。
6．______________________________叫做额定功率。用电器上标明的功率______（填“是”或“不是”）额定功率，通常用______表示。
7．_________________________叫做额定电压。用电器上标明的电压_____（填“是”或“不是”）额定电压通常用____表示，额定电压是固定不变的，一个用电器有____个额定电压。电压低于或高于额定电压用电器都不能正常工作，高出太多容易损坏用电器。
8．小梦在测定额定电压为2.5V小灯泡电阻的实验中，连接的电路图如图所示。
（1）小梦在检查电路连接中，发现其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的一根导线 _________________ ；
（2）小梦检查电路连接无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表示数很小，小梦立即认为灯泡烧坏了，要换小灯泡，小明告诉她这是不正确的，小梦下一步的操作应是： __________ ；
（3）小梦同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数如图乙所示，若他想测量小灯泡的正常工作下的电阻，应将图中滑片P向 ____ （选填“A”或“B”）端移动，直到电压表的示数为 __________ V，灯丝I--U图像如图丙，则小灯泡正常工作的电阻是 __________；
（4）小明认为，仅通过一次测量就得出小灯泡的正常工作下的电阻是不对的，他觉得应测量出稍大于小灯泡正常工作电压下的电阻，和测量稍低于小灯泡正常工作电压下的电阻，将三次电阻求平均值。你认为小明的想法是否正确，请解释： __________ ；
9．如图所示，用两节干电池测小灯泡的电功率．小灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为“20Ω2A”．
（1）用笔画线代替导线将电路连接完整___．
（2）连接电路时，开关应______，滑动变阻器的滑片应移到最____（选填“左”或“右”）端.
（3）图示为电压表示数2V时，电流表的示数，其读数为_____A，此时灯泡的电功率为______W；要使灯泡正常发光，应将滑片向________（选填“左”或“右”）移动．
（4）电压表示数达到2.5V时，无论怎样调节变阻器滑片，都无法使电压表示数变大，要用此灯泡继续完成实验，你的做法是________________．
（5）按照正确的方案测出电压略大于2.5V时灯泡的功率，为比较灯泡不同电压下功率关系，______（选填“需要”或“不需要”）重新测量前两次的实验数据．
10．如图甲所示为小丽“测小灯泡的电功率”的实验装置，小灯泡的额定电压为2.5V。
（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整____，要求滑片P向右移动时灯泡变亮；
（2）小丽连接好电路后，闭合开关，发现电压表没有示数，电流表有示数，出现这种故障的原因可能是____；
（3）电路故障排除后，电压表的示数如图乙所示，要测小灯泡的额定功率，则滑动变阻器的滑片应向____端（填“A”或“B”）移动；
（4）调节滑动变阻器使灯泡正常发光，电流表的示数如图丙，则小灯泡的额定功率为______W；
（5）小灯泡正常发光时的电阻为__________Ω（保留一位小数），测量过程中发现小灯泡两端电压和通过的电流越大时，小灯泡的电阻越大，原因是：___________。
参考答案
1． 断开 阻值最大 保护电路 控制灯泡两端电压
【解析】[1]测量小灯泡的电功率实验原理
[2][3][4][5]测量小灯泡的电功率实验时，连接电路过程中开关应该断开，滑动变阻器的滑片位于阻值最大处，该实验中滑动变阻器的作用是保护电路和控制灯泡两端电压。
2． 保护电路 改变电路中的电流
【解析】[1]测量小灯泡的电阻实验原理。
[2][3]测量小灯泡的电阻实验中，滑动变阻器的作用是保护电路和改变电路中的电流。
3．每个电压值对应唯一电功率，且灯丝电阻随温度升高而增大，求平均值毫无意义 灯丝电阻随温度升高而增大
【解析】[1][2]在测量小灯泡的电功率的实验中，不能将多次测得的电功率取平均值，原因是每个电压值对应唯一电功率，且灯丝电阻随温度升高而增大，求平均值毫无意义；测量小灯泡电阻实验中，也不能多次测量取平均值原因是灯丝电阻随温度升高而增大；在用伏安法测电阻阻值时，可以多次测量取平均值。
4．实际功率 实际功率
【解析】[1][2]灯泡的亮度是由实际功率决定的，实际功率越大，越亮。
5．用电器实际工作时的电压 U实
【解析】[1][2]用电器实际工作时的电压就是实际电压。通常用U实表示。
6．用电器在额定电压下工作时的电功率 是 P额
【解析】[1][2][3]用电器在额定电压下工作时的电功率叫额定功率。用电器铭牌上标注的就是额定功率，用P额表示
7．用电器正常工作时的电压 是 U额 一
【解析】[1]用电器正常工作时的电压就是额定电压，对于用电器来讲，额定电压是不变的。
[2][3][4]用电器铭牌上标明的电压就是额定电压，用U额表示。一个用电器只有一个额定电压。
8． 调节滑动变阻器 B
2.5V 8.33 灯泡电阻会随温度升 高而增大，求平均值没有意义．
【解析】（1）[1]经分析，滑动变阻器与灯泡并联错误,如果电流从电流表出来，先经过灯泡,再滑动变阻器,到电源的负极。只移动一根导线的情况下,会造成电压表测滑动变阻器两端电压，如果电流从电流表出来，先经过滑动变阻器,再经灯泡到电源的负极，只改变一根导线，电压表测灯泡电压,符合题意。如图。

（2）[2] 小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路断路或电路中的总电阻很大；电压表有示数，说明电压表与电源连通，所以，故障在与电压表并联的灯断路了而导致电压表串联在电路中；电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，灯泡不亮，则可能与电压表并联的灯泡被短路。发现小灯泡不亮，电压表示数很小，下一步的操作应是：调节滑动变阻器。
（3）[3][4][5]由图乙所示电压表可以知道,其量程为,分度值为,所示为,灯泡两端电压小于额定电压,要测灯泡额定功率,应减小滑动变阻器接入电路的阻值,使灯泡两端电压增大,所以向B端移动滑片,直到电压表的示数为小灯泡正常发光时的电流为,两端电压为2.5V,根据可以知道灯泡的电阻为8.33Ω.
（4）[6]正确.由图像可知,灯泡电阻随温度的增大而增大, 灯泡电阻受温度影响，在不同电压下灯泡电阻不同，不是定值，求灯泡在不同电压下的阻值作为灯泡正常发光时的电阻是无意义的。
9． 断开 左 0.24 0.48 右 换用两节新的干电池进行实验（使用三节电池完成实验） 不需要
【解析】（1）电压表并联在小灯泡两侧
（2）连接电路时开关应该断开，滑动变阻器应该在阻值最大的地方，即最左端
（3）量程是0-0.6A，所以示数是0.24A；此时灯泡电功率为P=UI=2V×0.24A=0.48W；增大灯泡电压，应该减小滑动变阻器电阻，所以向右移动
（4）当电压表示数达到2.5V时，无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大，说明电源能够提供的电压最大为2.5V，所以为了用该灯泡继续完成实验，做法是：换用两节新的干电池进行实验，或使用三节电池完成实验．
（5）解决了（4）中问题后，测出电压略大于2.5V时的灯泡功率．为比较灯泡在不同电压下的功率关系，不需要重新测量前两次实验数据．
因为灯泡的灯丝电阻是随温度而变化的，所以只要能得出电压越高，实际功率越大的结论即可，而多次测量时因为灯丝电阻的变化，意义不大．
10． 小灯泡短路 A 0.75 8.3 电阻随温度的升高而增大
【解析】（1）[1]测定小灯泡的电功率的实验中，滑动变阻器一上一下串联接入电路中，要求滑片P向右移动时灯泡变亮，即P右移变阻器连入阻值变小，将灯泡和变阻器的B接线柱连接，由此实物连接如图所示：
（2）[2]电流表有示数，说明整个电路是通路，电压表无示数，说明电压表并联的灯泡发生了短路。
（3）[3]由图乙知电压表的量程为0-3V，示数为2.7V，灯的额定电压2.5V，大于灯泡的额定电压，应减小灯两端的电压，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向A移动，直到电压表示数为额定电压。
（4）[4]灯泡正常发光时电压U=2.5V；电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.30A，所以灯泡的额定功率
（5）[5]灯泡正常发光时的电阻
[6]灯泡在不同亮度下，灯丝的温度不同，所以其阻值也不同即电阻随温度的升高而增大。