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人教版物理九年级《18.3测量小灯泡的电功率》导学案

1、18.3 测量小灯泡的电功率【学习目标】1会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。2进一步理解额定功率和实际功率。重点难点:1用伏安法测量小灯泡实际功率的方法,区分额定功率与实际功率。2学生自己设计实验电路和实验步骤。学习内容一:测量小灯泡的电功率学习指导:阅读课本 P96P97 文字内容与插图,基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1本次实验的原理:PUI 。2我们使用电压表测量小灯泡两端的电压,使用电流表测量流过小灯泡的电流。3设计并画出实验电路图。(使用 PPT 展示这个电路图)【合作探究】教师巡视辅导一、分组讨论:1完成本实验需要哪些实验器材和工具?答:电池组、开关、导线若干、电流表

2、、电压表、滑动变阻器、不同规格的小灯泡。2滑动变阻器在本次实验中起什么作用?闭合开关前应将滑片移动到什么位置?怎样移动滑片更合理?答:滑动变阻器的作用:1.保护电路;2.改变灯泡两端的电压和电路中的电流,进行多次测量。闭合开关前滑片应位于阻值最大处,然后从阻值最大处向阻值较小的一端移动。3电流表和电压表应该怎么接入电路?答:电流表串联在电路中,电压表并联在小灯泡的两端。4观察老师提供小灯泡的规格,为了使电压不过多地超过额定电压,实验中电源两端电压应该是多少?用几节干电池串联供电?答:老师提供的小灯泡的额定电压是 3.8V,实验中电源电压应为 4.5V,使用三节干电池串联供电。5实验中要测量哪些

3、物理量?请设计出实验表格。(使用 PPT 展示)小灯泡的规格 电压(V) 电流(A) 电功率(W) 灯的发光情况3.8V2.5WUU 额UU 额UU 额二、动手做一做。(学生完成后 ,使用 PPT 展示对应的实物图)根据所设计的电路图,以小组为单位连接好实物图,检查好实验电路,闭合开关,完成实验,并将实验结果纪录在上述表格中。三、算一算利用公式 PUI 算出对应的功率,并填在上表中。四、比一比在不同的电压下,小灯泡的实际功率和亮度是否相同?观察上述表格,你觉得小灯泡的实际功率取决于什么?答:在不同的电压下,小灯泡的实际功率和亮度均不同。当小灯泡两端的实际电压超过额定电压时,小灯泡发光较亮;实际

4、电压等于额定电压时,小灯泡正常发光;实际电压低于额定电压时,小灯泡发光较暗;所以小灯泡的实际功率取决于两端的实际电压。五、完成“想想做做”动手完成这个实验,利用测得的数据分别计算出发光二极管与小灯泡的功率,比较在亮度相同的情况下,谁的功率较小?如果在家庭电路中,谁比较省电?在生活中有没有类似的应用?答:在亮度一样的情况下,发光二极管功率较小,比较省电。家用电器的指示灯一般采用发光二极管,可以节省电能。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】只有在实际电压等于额定电压的情况下,用电器的实际功率才等于额定功率。在上述实验中,能不能根据计算出的三次功率求出小灯泡的平均功率?为什么?答:不能,因为小灯泡的

5、功率会随两端的电压的变化而变化,不是一个定值,多次测量求平均值没有意义。利用 PW /t 这个公式能否测量家用电器的功率?如果能,需要哪些实验器材,应该怎么做?请学生讨论,写出实验原理与步骤。分析:因为 PW/t,根据这个公式,要测量出家用电器的功率,需要测量出 W(消耗的电能) 和 t(工作的时间 )。我们可以用 电能表测量出 W,利用秒表或钟表测量出 t。步骤:将家里的其它用电器关闭,只让被测的用电器工作,让它工作五分钟,记下铝盘转动的转数 n。消耗的电能 Wn转数/千瓦时被测用电器的电功率 PW/t【即时练习】完成 P97P98 第 1、2、3、4、5 题。第 4 题详解电炉的电阻 RU

6、 /P 额 (220V) 2/1000W48.42额电炉的实际电压 U 实 80%U 额 80% 220V176V电炉的实际功率 P 实 U R(176V) 248.4640W18.4 焦耳定律2实【学习目标】1知道电流的热效应。2知道焦耳定律,会计算电热。3知道电热的利用与防止。重点难点:通过实验探究知道电流的热效应与哪些因素有关。学习内容一:电流的热效应学习指导:阅读课本 P99P100。文字内容与插图,基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1电流通过导体,电能转化为内能,这个现象叫做电流的热效应。2在生活中,下列哪些用电器是利用电流的热效应工作的(A)A电水壶 B电视机 C电脑 D电

7、风扇 3同一个电阻丝,接入电路,通电的时间越长,产生的热量越多。【合作探究】 教师巡视辅导观察图 18.41,说一说这些器件工作时热量是从哪里来的?举例:在生活中还有哪些器件是利用电流的热效应工作的?使用 PPT 展示电炉丝发热时的图片,你看到什么现象?答:电炉丝热得发红,而导线没有哪么热。使用 PPT 展示图 18.42 的演示实验。仔细观察,在如图所示的实验中 ,两电阻丝串联,则流过的电流相等,加热的时间相等,我们发现右管中的液面比左管高,这是因为什么?这个实验能得到什么结论?答:这是因为右边的电阻大产生的热量较多,空气的温度较高,体积膨胀得较大,液面升得较高,这个实验说明:在电流与通电时

8、间一定时,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。继续使用 PPT 展示图 18.43 的演示实验。在本实验中, 两电阻丝的阻值相等,但流过左管中电阻丝的电流较大,左侧 U 型管的液面较高,这个实验能得到什么结论?答:这个实验说明,在电阻与通电时间一定时,通过电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。讨论与小结:结合上面的三个结论,我们能得到一个什么样的综合性的结论?以小组为单位,试总结之。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】在这两次实验中,电流产生的热量我们无法用仪器直接测量,但由于液体具有热胀冷缩的性质,所以我们可以通过观察 U 型管中液面上升的高度 来间接知道电流产生的热量的多少,这种探究方法叫

9、转换法。除了这种探究方法,本实验中还应用了控制变量法。本实验中管内空气柱的作用是什么?为什么不全部注满液体?答:因为在受热一样的情况下,气体热胀冷缩的效果更加明显,便于利用观察和比较。【即时练习】电熨斗通电后很烫,而连接电熨斗的导线却并不怎么热,这是因为(D)A导线有绝缘保护层,能隔热B导线散热快,所以温度低C通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D导线电阻小,产生的热量少学习内容二:焦耳定律学习指导:阅读课本 P100P101 文字内容与插图,基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。这个规律叫焦耳定律。2热量用

10、 Q 表示,电流用 I 表示,电阻用 R 表示,时间用 t 表示,则焦耳定律为QI 2Rt。【合作探究】教师巡视辅导1以小组为单位,根据下列已学过的电学公式,推导出电热新的计算公式。IU/R, PUI,WPt, QUIt 答:常用推导式:QI 2Rt, QU 2t/R,_QPt2消耗的电能与产生的热量有什么关系?答:电流通过导体,如果电能全部转化为热量,而没有转化为其他形式的能量,那么电流产生的热量 Q 就等于消耗的电能 W,即 QWUIt Pt。3解释:为什么电炉丝热得发红,而与电热丝相连的导线几乎不发热?使用 PPT 展示 P101 例题,学生独立完成。讨论“想想议议” ,并将讨论结果在小

11、组内分享。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1 “想想议议”中的问题不矛盾,由 RU 2/P 可知,额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小;额定功率越小,电阻越大。在并联电路中,由 QU 2t/R 可知,在通电时间相同时,电阻越小,产生的热量越多;在串联电路中,由 QI 2Rt 可知,在通电的时间相 同时,电阻越大,产生的热量越多。2注意只有在纯电阻电路中(所有的电能转化为热量时) , W 与 Q 才相等,所有利用 W与 Q 相等的关系推导出来的公式才适用。【即时练习】 1完成 P102 第 1、2、3、4 题。2使用 PPT 展示右图电风扇的铭牌,想一想:对于这个用电器 ,它工作一段时

12、间产生的热量能否用公式 QWPt 来计算,为什么?答:不能,因为它不是一个电热器,在工作中,不是所有的电能都转化为热量,QW Pt 这个公式不适用。学习内容三:电热的利用和防止学习指导:阅读课本 P101。文字内容与插图,基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】请分别列举几个生活中利用电热和因为电热产生危害的例子。利用电热: 电热水壶_、 电饭煲、电热毯、电熨斗等电热危害:电路短路起火发生火灾; 运输电能时导线发热损失大量电能等。【合作探究】 教师巡视辅导一、使用 PPT 展示图 18.45,说一说电脑采用了哪些方式来散热?答:机箱内有风扇;机箱和有很多散热孔,显卡上有散热片等。二、以小组为单位再列举一些家用电器散热的例子。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】家用电器在工作时都会产生热量,所以我们在使用的过程中要注意给它们散热。【即时练习】完成 P102 第 5、6 题。【当堂练习】见训练案基础部分