十六章第三節 測量電功率
【教學過程】
上課！同學們好，請坐！
（一）引入新課
1.體驗活動：同學們桌上都有2種不同規格的小燈泡，它們的側端標有“2.5V 0.3A”或“3.8V 0.3A”字樣，請同學們找出“2.5V 0.3A”的小燈泡。
哪位同學來跟大家分享一下：“2.5V 0.3A”是什么意思呢？（生：小燈泡的額定電壓是2.5V，額定電流是0.3A）師：非常棒，請坐。如果我還想知道小燈泡的額定功率，但上面沒有標注，應該怎么辦呢？有同學說，根據P=UI算出來，恩，很好，請同學們一起來算算：這種規格的小燈泡額定功率是多少呢？0.75W.
請思考：如果我把這個小燈泡接到電路中，小燈泡就會發光，那有什么方法可以改變小燈泡的亮度呢？哦，有同學說，增加一個滑動變阻器，好，那我們連接一個電路看一下，電路連好了，在閉合開關前，滑片移至阻值最大處，現在閉合開關，移動滑片，小燈泡逐漸變亮了，那請問：當小燈泡亮度發生變化時，功率是否變化呢？如果變化，它的功率比0.75W大還是小呢？有同學說變大，有同學說不變，怎么才能知道呢？“用事實來說話”，這節課就讓我們一起《測量電功率》，通過實驗來證實。
（2）新課教學
請大家討論：如何測量小燈泡的電功率？哪位同學來幫我們分析一下？
根據P=UI,我們只要測出小燈泡兩端的電壓U和通過小燈泡的電流I就可以算出燈泡的電功率P。
問：用什么儀器測U和I呢？電壓表和電流表。因為電功率不是直接測量，而是利用電壓表、電流表間接測量，再通過計算得出，所以本節課的實驗方法：伏安法（間接測量法）
（上一章我們曾經學過“伏安法”測電阻，那這兩個實驗有什么相同點和不同點呢，待會兒我們邊學習邊思考）
（3）實驗部分（今天我們的實驗就是要研究當小燈泡亮度改變時，它的電功率是否變化，也就是要探究小燈泡的亮度與功率的關系）
1、實驗目的：探究小燈泡的亮度與功率的關系？
2、實驗原理：P=UI
3、接下來請同學們設計實驗電路圖。并將你設計的電路圖畫在《學習任務單》中。
大家先來看一下我的設計，電路中肯定有電源、開關、小燈泡、電流表與小燈泡應怎么連接？串聯!電壓表怎么連接？電壓表并聯在小燈泡的兩端。如果這樣設計，小燈泡亮度能變化嗎？怎樣改變小燈泡的亮度并改變燈泡兩端的電壓呢？跟我設計的電路圖不一樣的請舉手，來，這位同學說說，你怎么設計的？增加了一個滑動變阻器，它在電路中起到什么作用呢？保護電路，調節小燈泡兩端的電壓和通過的電流，實現多次測量
（這位同學設計的非常好，回答得也很好，還有沒有其他的設計方案？沒有，看來大家都贊同這個方案）
4、同學們可能會覺得這個電路圖很眼熟，請問：這個電路圖還可以完成哪個實驗呢？（伏安法測小燈泡的電阻），根據電路圖，今天的實驗器材都有哪些？電池，（2種不同規格）小燈泡、滑動變阻器、開關、電壓表、電流表，導線若干
5、請問：今天的實驗是不是只測一次電功率？當然不是，我們要調節滑動變阻器，改變燈泡的亮度，測量小燈泡在不同電壓下的電功率，提示大家：我們要分別測量三種情況下的電功率。哪三種情況呢？
[課件展示]（1）使小燈泡兩端電壓等于額定電壓， 并觀察燈泡亮度
（2）使小燈泡兩端電壓高于額定電壓(但不能超過額定電壓的1.2倍,否則電壓太高，燈絲容易燒斷），并觀察燈泡亮度。
（3）使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，并觀察燈泡亮度。
接下來，請同學們根據提示，把《任務單》中的實驗步驟補充完整。
大多數同學都已經把實驗步驟補充完整了，實驗中還有一些注意事項，我們再一起來學習一下，同時也驗證一下你的實驗步驟是否填寫正確：
（1）按照電路圖，連接電路。我們先將2.5V 0.3A的小燈泡接入電路。
連接電路時開關應斷開、閉合開關前滑片置于阻值最大處，電壓表，電流表量程的選擇可參照小燈泡的額定電壓和額定電流，例如“2.5V 0.3A”的小燈泡電壓表選擇0-3V量程，電流表選擇0-0.6A量程，如果是“3.8V 0.3A”的小燈泡，電壓表選擇0-15V量程，電流表選擇0-0.6A量程。連接電路過程中，一定讓電流從電流表、電壓表的正接線柱進，從負接線柱出，電路連好之后，要先檢查電路的連接是否正確，再進行試觸，如果觀察到電壓表、電流表都有較小示數時，說明電路正常，重新閉合開關，進行實驗。
（2）（3）（4）這3個步驟告訴我們，每個規格的小燈泡要進行三次測量，實驗過程中，應“手眼并用”，手移動滑動變阻器的滑片，眼看電壓表的指針，改變電壓表的示數，同時記錄電壓表、電流表的示數及燈泡的發光情況。并把收集到的數據填寫到《任務單》實驗報告的表格內，再根據P=UI計算電功率（請大家先完成規格2.5V小燈泡的測量工作）再將2.5V的小燈泡換成3.8V的小燈泡，重復以上步驟，繼續實驗。（但是如果換用“3.8V 0.3A”小燈泡做實驗，電源選用幾節電池？對，應該用3節電池，否則“3.8V 0.3A” 小燈泡達不到額定電壓，就不能正常工作了，同時還要注意電壓表，電流表量程的選擇.）
（5）實驗測量結束，斷開開關，將儀器整理好。
大家對實驗操作過程是否還有疑問？哦，這位同學問：我們為什么先測額定電壓下的電功率，而不是讓電壓從小到大這樣去測量呢？（這個問題提得很好，我覺得首先確定正常發光時的亮度情況，剩下的兩種情況都跟正常發光時進行對比，是較暗、還是較亮，就更容易確定了）
沒有問題的話，現在進行實驗，請同學們做好記錄并完善你的實驗結論。
同學們，實驗結束，現在我們先來討論幾個問題：
6.交流合作，討論幾個問題：
（1）小燈泡正常發光時的功率叫什么功率？
（2）調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓高于或低于額定電壓，這時的功率叫什么功率？能否說這也是小燈泡的額定功率？
（3）為什么測量額定功率，不是多次測量求平均值來減小誤差？
（4）該實驗與“伏安法測小燈泡電阻”相同點、不同點？（例如：相同：電路圖相同，所用器材相同，滑動變阻器的作用相同；不同：原理不同，實驗目的不同）
（針對這4個問題請同學們分析討論，哪位同學來談談你的看法，非常好，還有哪位同學有不同看法？很好，看來，大家都認真思考了）
[ 故障分析}：實驗過程中，老師發現一些同學還遇到了電路故障，出現頻率較高的，大概有這樣幾種情況：
（1）一位同學；連接好電路，在閉合開關時發現小燈泡L不亮，電流表無示數，但電壓表有示數，原因：小燈泡開路（這時，如果往下按按小燈泡，燈泡亮了，電壓表示數正常，說明是燈座和燈泡接觸不良造成的，否則可能就是燈絲斷了）
（2）另一位同學在連接好電路后，閉合開關，發現小燈泡特別亮，原因：閉合開關前沒有將滑片移到阻值最大處。
（3）滑動變阻器的滑片無論怎樣滑動，燈泡都很暗，且兩電表的示數及燈泡亮度沒有變化
原因：滑動變阻器接線錯誤，沒有遵循“一上一下”的接線原則，將滑動變阻器下方兩個接線柱接入電路，作為一個定值電阻了
（4）有同學換用“3.8V 0.3A”小燈泡，接好電路后，閉合開關時發現小燈泡發光但很暗，且無論怎樣調節變阻器的滑片燈泡亮度雖有所變化，但電壓表示數總小于其額定電壓
原因：電源電壓小于額定電壓，需要換電源（換用3節電池）
7、【實驗結論】（接下來我們一起來分析論證實驗結論）
（ 大家還記得“伏安法測電阻”多次測量目的是？多次測量取平均值減小誤差）
本節實驗多次測量的目的？比較小燈泡在不同電壓下的實際功率，并比較燈泡的發光情況
（現在找幾組同學把你的實驗成果與大家分享？好，我們一起來看這位同學的實驗數據和結論）通過這些同學的數據，我們發現：
②不同電壓下，小燈泡的實際功率_不同__，實際電壓越大，小燈泡實際功率越__大_，燈越__亮_。小燈泡的額定電功率只有_一_個。小燈泡實際消耗的電功率__不一定_等于額定功率。
（通過3種情況下，電壓、功率和發光情況的比較，我們最后得到，小燈泡的亮度是由它的_實際功率___決定的
（四）拓展（家庭電路測電功率）
剛才我們用電壓表、電流表測出了小燈泡的電功率，如要測家庭電路中一只電吹風的電功率，能用“伏安法”測量嗎？？
不能，因為電吹風的工作電壓是220V，不能用電壓表測量，應該如何測量呢？
提示一下：第一節講電功時，介紹了電能表是測電功的，如果我們知道了用電器消耗的電能，怎么求電功率？哪個公式？P=W/t,根據公式，我們還需要知道什么？時間，用什么測量？秒表或鐘表
所以這種測量方法，原理？具體測量方法：1、記錄用電器在時間 t 內電能表轉盤轉動的轉數 n;2、算出用電器消耗的電能 W ；
計算電能時要用到電能表上的銘牌參數，例如：我手中的電能表上有3000r/KWh的字樣，講第一節時我們介紹過，它的含義是什么？ 有誰知道？這位同學，非常好，它表示消耗1kwh的電能，電能表轉盤要轉3000轉.用實際圈數除以銘牌參數求出消耗的電能，單位kwh,換算成J的單位，換算關系：1KWh=3.6×106 J ，再將時間單位換算成秒，根據P=W/t,求出電功率。
五、能力提升
接下來，請大家來幫幫忙：假如用6V電源測量一個額定電壓3.8V小燈泡的額定功率，實驗中發現電壓表的0~15V量程檔接線柱壞了，但0~3V量程還能用，在沒有器材可換的情況下，你能順利完成實驗嗎？請設計實驗電路圖，并簡要說明理由？（有同學已經想到了，請說出你是如何設計的：因為小燈泡與滑動變阻器串聯，小燈泡的額定電壓為3.8V，所以小燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓為U=6V-3.8V=2.2V，因此當電壓表示數為2.2V時燈泡正常發光，記錄此時電流表的示數，根據P=UI計算）
六、交流收獲（師總結回顧）
今天我們都學到了哪些知識呢？我們通過分組實驗，探究了小燈泡的亮度和功率的關系，知道了實驗的原理是？P=UI，我們還了解了實驗設計和實驗操作的基本要求，并且得出了實驗結論：燈泡的亮度是由實際功率決定，實際功率越大，燈越亮。
并且我們還學習了家庭電路中測量電功率的方法，原理是P=W/t，通過能力提升環節，設計電路，鞏固新知。希望同學們在課后能更充分交流，在不斷改正錯誤的過程中學到更多知識。
七、今天的作業
1.鞏固新知，采摘知識果實：完善《任務單》上的實驗報告，并完成達標練習題。
2.學以致用，動手動腦：讓家長協助，利用家中的電能表和鐘表測出某家用電器的電功率，并與銘牌標定的功率進行比較。
好！今天的課就上到這里！同學們再見！
