第三节 测量小灯泡的电功率

教学目标

一、知识与技能

1. 加深对电功率概念的理解。

2. 巩固电流表和电压表的操作技能。

二、过程和方法

1. 通过测量，体验额定功率和实际功率的区别。

2. 锻炼学生根据测量公式（ ）设计实验方法的能力。

三、情感、态度与价值观

通过讨论和交流，培养学生合作学习的意识和态度。

教学重点：会测定小灯泡的功率，对实际功率和额定功率的理解。

教学难点：电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用。

教学准备：电源（电池组）、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干、投影仪。

教学过程

一、引入新课

同学们在上一章的第五节已经测量过小灯泡的电阻，还记得是怎么测的吗？我们是利用电流表测出通过小灯泡的电流，再利用电压表测出了小灯泡两端的电压，然后利用欧姆定律 的变形公式 算出了小灯泡的电阻。而且为了测量更准确，还利用变阻器进行了多次测量，然后求平均值。

我们已经学过了电功率，你还记得什么是电功率吗？电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。用电器在 1s 内消耗的电能叫用电器的电功率。电功率能测量吗？怎么测量？根据公式 ，可以利用电能表和钟表测。也可以根据公式 测出电压和电流，计算出电功率。想一想，如果我们要测“小灯泡”的电功率，用哪种方法呢？小灯泡不能接在家庭电路上，也就不能用电能表测量所消耗的电能，所以应该用第二种方法测量。

二、新课学习

想想议议

同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗？大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫做（同学们一起说）额定功率。如果不是在额定电压下叫做实际功率，我们所要测量的就是实际功率，明白了吗？

测量要求：分别测量以下三种情况下的实际功率。

（ 1 ）使小灯泡在额定电压下发光。

（ 2 ）使小灯泡两端电压是额定电压的 1.2 倍，并观察小灯泡亮度。

（ 3 ）使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察小灯泡亮度。

同学们现在可以设计实验，并做好记录。

1. 设计实验

设计思想（实验原理）：

实验电路：

实验器材：（注明使用器材规格）

实验数据（记录）表格：

2. 进行实验

实验操作步骤：

实验现象观察：

实验数据记录：

实验中存在什么问题：

教师提醒学生做实验（ 2 ）时，需小心调节滑动变阻器，以免实际电压超过额定电压，因电压过大而烧坏灯泡 . 在同学实验的过程中教师要认真巡视，及时指导。

3. 分析和论证

4. 评估

5. 交流（实验报告）

实验结束，选择 2 ～ 3 组同学利用投影和大家交流。（要求同学配合投影上台讲解）

第一组 实验报告

［题目］测量小灯泡的电功率

［实验目的］测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。

［实验原理］根据公式 P = UI ，测出灯两端电压和通过灯泡电流，计算出小灯泡的电功率。

［实验电路］根据实验的目的和原理设计如下电路。

［说明］用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压，因为要测量不同电压下的功率，所以电路中要接入滑动变阻器，用来改变小灯泡两端电压。

［实验器材］： 1. 小灯泡：额定电压 ________ 。

4. 滑动变阻器：最大阻值 ___________ Ω，允许通过最大电流 ___________A 。

5. 电源 ___________V ；

6. 开关；

7. 导线。

［说明］电源的选择应考虑小灯泡的额定电压，选择大于小灯泡额定电压的 1.2 倍，但不能过大。

实验数据（记录）表格：

［实验步骤］

1. 按电路图连接实物电路。

2. 合上开关 , 调节滑动变阻器 , 使小灯泡两端电压为额定电压 , 观察小灯泡发光情况 , 记录电流表、电压表示数。

3. 调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为额定电压值的 1.2 倍，观察灯泡发光情况，记录电流表、电压表示数。

4. 调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压低于额定电压，观察并做记录。

5. 断开开关，整理实验器材。

［说明］

1. 按电路图连接实物电路时注意：

（ 1 ）连接过程中开关应始终处于断开状态 .

（ 2 ）根据小灯泡的额定电压值，估计电路中电流、电压的最大值，选择合适的量程，并注意正负接线柱的连接及滑动变阻器正确接法 .

（ 3 ）连接好以后，每个同样检查一遍，保证电路连接正确 .

2. 合上开关前，应检查滑动变阻器滑片是否在最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大位置并调整 .

3. 调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向可以使变阻器阻值变大或变小，怎么调能使小灯泡两端电压变大或变小 .

［实验结论］由公式 P = IU 计算小灯泡的功率。（将计算结果填入表中，通过分析和比较得出）

［结论］

（ 1 ）不同电压下，小灯泡的功率不同 . 实际电压越大，小灯泡功率越大。

（ 2 ）小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定，实际功率越大，小灯泡越亮。

［评估］

教师汇总：

（ 1 ）实验中最容易出错的就是滑动变阻器，阻值最大的位置一错，滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小，合上开关就容易使电表偏转过激。实验过程中，滑动变阻器开始在阻值最大的位置，调节的时候阻值从大到小，小灯泡两端的电压会从小变到大 . 测量时为什么不先测低于额定电压时的功率，依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率，以免变阻器阻值一会儿变大，一会儿变小，还容易错。

（ 2 ）电流表、电压表的接线也很重要，如果接反了，表针“反打”也会损坏电表的。实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好，然后再连接，这样接起来不容易连接错，检查也容易。

（ 3 ）今天测“小灯泡功率”的实验装置与上 一章测“小灯泡电阻” 时的装置一模一样。测量的内容也一样，都是灯泡两端电压和通过小灯泡的电流。实验过程中的要求和注意的问题也基本一样。但是两次测量的目的不同，上次是要测电阻，这次是要测功率。从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻。三次测量算出的电阻值基本相同，但有小的差别。将三次测量的值加起来算平均值就知道小灯泡的电阻了。注意，电阻可以求平均值，今天测的功率却不能求平均值。上次多次测量是为了求平均值减小误差，这次是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况。

三、小结

通过本节课的实验，同学们进一步加深了对电功率的理解，巩固了电流表、电压表的操作技能，锻炼了设计实验的能力，希望同学们在课后能更充分交流，在相互交流中发现自己的不足甚至是错误，在不断改正错误的过程中学到更多知识。

四、动手动脑学物理

1. 错误 1 ：滑动变阻器的接法错误，将变阻器的最大阻值连入了电路，失去改变电阻的作用，应该用“一上、一下”两个接线柱。

错误 2 ：电压表正负接线柱接反，合上开关时，电压表指针可能“反打” .

电路图

2. 电阻：根据 , 。

实际功率： , 此时灯泡的功率小于额定功率，比接在 220V 的电路中要暗些。

3.

4. 一天用电 12 小时， ，

60W 的灯泡一年用电： ，

40W 的灯泡一年用电： ，

所以一年 (365 天 ) 可节约 262800-175200=87600 千瓦时。

5. 灯丝电阻减小 , 功率增大。

五、板书设计

测量原理：

结论：小灯泡的发光情况由小灯泡的实际功率来决定，在额定电压下，小灯泡才能正常发光。