9年级下册物理 电功率 第2课时 逐字稿-3,513字
师:同学们,上节课我们学习了额定功率和实际功率。现在思考一个问题:如何测量规格为“2.5伏 0.3安培”小灯泡的额定功率?当实际电压不等于额定电压时,小灯泡的实际功率又是多少呢?这节课我们就通过实验测量额定电压为2.5伏的小灯泡的额定功率和实际功率。所以,我们的实验目的就是测量这个小灯泡的额定功率和实际功率。
大家思考一下,我们实验的原理是什么?也就是依据什么来测量小灯泡的额定功率和实际功率?
生:原理就是刚学的公式P = UI 。测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,用电压和电流相乘就能得出小灯泡的电功率。
师:非常好。下面我们设计实验,先思考几个问题。我们需要测量哪些物理量?如何得到小灯泡在不同电压下的实际功率?我们需要哪些实验器材?最后,请画出符合要求的实验电路。同学们先思考一下。
第一个问题,需要测量哪些物理量?根据测量原理,我们要测量通过灯泡的电流和灯泡两端的电压。所以,需要测量的物理量是电压和电流,测量工具分别是电压表和电流表。
第二个问题,如何得到小灯泡在不同电压下的实际功率?由于实验中我们需要测量额定电压下工作时的额定功率和不在额定电压下工作时的实际功率,所以实验中我们需要改变小灯泡两端的电压。大家想到用什么实验器材了吗?
生:添加滑动变阻器,它既可以改变小灯泡两端电压,也能起到保护电路的作用。
师:没错。这样一来,第三个问题也解决了。我们需要哪些实验器材呢?
生:需要小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线和开关。
师:对。最后一个问题,要求画出符合要求的实验电路。同学们在纸上先画一下。这个电路很经典,可以称之为初中电学的经典电路。大家回忆一下,之前在哪里见过这个电路图?
生:在伏安法测量小灯泡的电阻时见过。
师:很好。这种通过测量电压、电流,从而计算出电功率的方法,我们叫伏安法测电功率。好,下面我们根据电路图连接电路,连接电路时有哪些需要注意的问题呢?我们可以从以下4个方面思考一下。
连接电路时,开关应处于断开状态,这样便于我们检查好电路,准确无误后再闭合开关。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处,这样可以起到保护电路的作用。电流表应当串联在电路中,电压表应当并联在电路中。当然,使用前我们都要将电表调零,连接时使电流从电表的正接线柱流进,负接线柱流出。以上是连接电路时需要注意的问题。
最后是记录实验数据的表格,大家注意,设计表格时,表头信息一定要完整。表格里中文名称、符号和单位三个要素不能少。比如电压表的示数是中文表述,U是电压的符号,伏特是电压的单位。这样三个要素齐全了,表头信息才算完整。以此类推,电流表的示数、小灯泡的电功率都应如此。
因为这个小灯泡的额定电压为2.5伏,所以我们可以选择一些有代表性的电压,比如让小灯泡两端的实际电压分别等于额定电压、小于额定电压和略大于额定电压,例如分别取1.5伏、2.5伏和3伏。
下面我们通过一段视频来了解一下实验过程。
(播放视频)
根据电路图连接电路,检查后闭合开关,调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压为额定电压2.5伏。大家观察一下灯泡的亮度。
生:灯泡较亮。
师:好,记下电流表的示数,此时电流表示数为0.26安培,我们将数据记录在表格中。再调节滑动变阻器的滑片,使灯泡两端的电压略大于额定电压,即实际电压约为3伏。观察此时灯泡的亮度和电流表的示数。
生:灯泡更亮,电流表的示数为0.3安培。
师:此时灯泡亮度很亮,不能长时间在此电压下工作,否则灯泡容易烧坏。记录好数据后,再次调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压小于额定电压,即实际电压约为1.5伏。观察此时灯泡的亮度和电流表的示数。
生:灯泡较暗,电流表的示数为0.22安培。
师:实验结束,断开开关,将测量的数据计入表格中。
将数据填入表格后,我们根据实验原理P = UI计算出小灯泡的电功率。当电压为1.5伏时,算出小灯泡的功率为0.33瓦;当电压为2.5伏时,算出小灯泡的电功率为0.65瓦;当电压表示数为3伏时,算出小灯泡的电功率为0.9瓦。分析表格数据可以看出,小灯泡的额定功率是小灯泡在额定电压下工作时的功率,也就是0.65瓦。当U实>U额,即实际电压大于额定电压时,实际功率大于额定功率;当实际电压等于额定电压时,实际功率就等于额定功率;当实际电压小于额定电压时,实际功率就小于额定功率。所以,小灯泡的亮度是由实际功率决定的。