十六章第三节 测量电功率
【教学过程】
上课！同学们好，请坐！
（一）引入新课
1.体验活动：同学们桌上都有2种不同规格的小灯泡，它们的侧端标有“2.5V 0.3A”或“3.8V 0.3A”字样，请同学们找出“2.5V 0.3A”的小灯泡。
哪位同学来跟大家分享一下：“2.5V 0.3A”是什么意思呢？（生：小灯泡的额定电压是2.5V，额定电流是0.3A）师：非常棒，请坐。如果我还想知道小灯泡的额定功率，但上面没有标注，应该怎么办呢？有同学说，根据P=UI算出来，恩，很好，请同学们一起来算算：这种规格的小灯泡额定功率是多少呢？0.75W.
请思考：如果我把这个小灯泡接到电路中，小灯泡就会发光，那有什么方法可以改变小灯泡的亮度呢？哦，有同学说，增加一个滑动变阻器，好，那我们连接一个电路看一下，电路连好了，在闭合开关前，滑片移至阻值最大处，现在闭合开关，移动滑片，小灯泡逐渐变亮了，那请问：当小灯泡亮度发生变化时，功率是否变化呢？如果变化，它的功率比0.75W大还是小呢？有同学说变大，有同学说不变，怎么才能知道呢？“用事实来说话”，这节课就让我们一起《测量电功率》，通过实验来证实。
（2）新课教学
请大家讨论：如何测量小灯泡的电功率？哪位同学来帮我们分析一下？
根据P=UI,我们只要测出小灯泡两端的电压U和通过小灯泡的电流I就可以算出灯泡的电功率P。
问：用什么仪器测U和I呢？电压表和电流表。因为电功率不是直接测量，而是利用电压表、电流表间接测量，再通过计算得出，所以本节课的实验方法：伏安法（间接测量法）
（上一章我们曾经学过“伏安法”测电阻，那这两个实验有什么相同点和不同点呢，待会儿我们边学习边思考）
（3）实验部分（今天我们的实验就是要研究当小灯泡亮度改变时，它的电功率是否变化，也就是要探究小灯泡的亮度与功率的关系）
1、实验目的：探究小灯泡的亮度与功率的关系？
2、实验原理：P=UI
3、接下来请同学们设计实验电路图。并将你设计的电路图画在《学习任务单》中。
大家先来看一下我的设计，电路中肯定有电源、开关、小灯泡、电流表与小灯泡应怎么连接？串联!电压表怎么连接？电压表并联在小灯泡的两端。如果这样设计，小灯泡亮度能变化吗？怎样改变小灯泡的亮度并改变灯泡两端的电压呢？跟我设计的电路图不一样的请举手，来，这位同学说说，你怎么设计的？增加了一个滑动变阻器，它在电路中起到什么作用呢？保护电路，调节小灯泡两端的电压和通过的电流，实现多次测量
（这位同学设计的非常好，回答得也很好，还有没有其他的设计方案？没有，看来大家都赞同这个方案）
4、同学们可能会觉得这个电路图很眼熟，请问：这个电路图还可以完成哪个实验呢？（伏安法测小灯泡的电阻），根据电路图，今天的实验器材都有哪些？电池，（2种不同规格）小灯泡、滑动变阻器、开关、电压表、电流表，导线若干
5、请问：今天的实验是不是只测一次电功率？当然不是，我们要调节滑动变阻器，改变灯泡的亮度，测量小灯泡在不同电压下的电功率，提示大家：我们要分别测量三种情况下的电功率。哪三种情况呢？
[课件展示]（1）使小灯泡两端电压等于额定电压， 并观察灯泡亮度
（2）使小灯泡两端电压高于额定电压(但不能超过额定电压的1.2倍,否则电压太高，灯丝容易烧断），并观察灯泡亮度。
（3）使小灯泡两端电压低于额定电压，并观察灯泡亮度。
接下来，请同学们根据提示，把《任务单》中的实验步骤补充完整。
大多数同学都已经把实验步骤补充完整了，实验中还有一些注意事项，我们再一起来学习一下，同时也验证一下你的实验步骤是否填写正确：
（1）按照电路图，连接电路。我们先将2.5V 0.3A的小灯泡接入电路。
连接电路时开关应断开、闭合开关前滑片置于阻值最大处，电压表，电流表量程的选择可参照小灯泡的额定电压和额定电流，例如“2.5V 0.3A”的小灯泡电压表选择0-3V量程，电流表选择0-0.6A量程，如果是“3.8V 0.3A”的小灯泡，电压表选择0-15V量程，电流表选择0-0.6A量程。连接电路过程中，一定让电流从电流表、电压表的正接线柱进，从负接线柱出，电路连好之后，要先检查电路的连接是否正确，再进行试触，如果观察到电压表、电流表都有较小示数时，说明电路正常，重新闭合开关，进行实验。
（2）（3）（4）这3个步骤告诉我们，每个规格的小灯泡要进行三次测量，实验过程中，应“手眼并用”，手移动滑动变阻器的滑片，眼看电压表的指针，改变电压表的示数，同时记录电压表、电流表的示数及灯泡的发光情况。并把收集到的数据填写到《任务单》实验报告的表格内，再根据P=UI计算电功率（请大家先完成规格2.5V小灯泡的测量工作）再将2.5V的小灯泡换成3.8V的小灯泡，重复以上步骤，继续实验。（但是如果换用“3.8V 0.3A”小灯泡做实验，电源选用几节电池？对，应该用3节电池，否则“3.8V 0.3A” 小灯泡达不到额定电压，就不能正常工作了，同时还要注意电压表，电流表量程的选择.）
（5）实验测量结束，断开开关，将仪器整理好。
大家对实验操作过程是否还有疑问？哦，这位同学问：我们为什么先测额定电压下的电功率，而不是让电压从小到大这样去测量呢？（这个问题提得很好，我觉得首先确定正常发光时的亮度情况，剩下的两种情况都跟正常发光时进行对比，是较暗、还是较亮，就更容易确定了）
没有问题的话，现在进行实验，请同学们做好记录并完善你的实验结论。
同学们，实验结束，现在我们先来讨论几个问题：
6.交流合作，讨论几个问题：
（1）小灯泡正常发光时的功率叫什么功率？
（2）调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压高于或低于额定电压，这时的功率叫什么功率？能否说这也是小灯泡的额定功率？
（3）为什么测量额定功率，不是多次测量求平均值来减小误差？
（4）该实验与“伏安法测小灯泡电阻”相同点、不同点？（例如：相同：电路图相同，所用器材相同，滑动变阻器的作用相同；不同：原理不同，实验目的不同）
（针对这4个问题请同学们分析讨论，哪位同学来谈谈你的看法，非常好，还有哪位同学有不同看法？很好，看来，大家都认真思考了）
[ 故障分析}：实验过程中，老师发现一些同学还遇到了电路故障，出现频率较高的，大概有这样几种情况：
（1）一位同学；连接好电路，在闭合开关时发现小灯泡L不亮，电流表无示数，但电压表有示数，原因：小灯泡开路（这时，如果往下按按小灯泡，灯泡亮了，电压表示数正常，说明是灯座和灯泡接触不良造成的，否则可能就是灯丝断了）
（2）另一位同学在连接好电路后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，原因：闭合开关前没有将滑片移到阻值最大处。
（3）滑动变阻器的滑片无论怎样滑动，灯泡都很暗，且两电表的示数及灯泡亮度没有变化
原因：滑动变阻器接线错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，将滑动变阻器下方两个接线柱接入电路，作为一个定值电阻了
（4）有同学换用“3.8V 0.3A”小灯泡，接好电路后，闭合开关时发现小灯泡发光但很暗，且无论怎样调节变阻器的滑片灯泡亮度虽有所变化，但电压表示数总小于其额定电压
原因：电源电压小于额定电压，需要换电源（换用3节电池）
7、【实验结论】（接下来我们一起来分析论证实验结论）
（ 大家还记得“伏安法测电阻”多次测量目的是？多次测量取平均值减小误差）
本节实验多次测量的目的？比较小灯泡在不同电压下的实际功率，并比较灯泡的发光情况
（现在找几组同学把你的实验成果与大家分享？好，我们一起来看这位同学的实验数据和结论）通过这些同学的数据，我们发现：
②不同电压下，小灯泡的实际功率_不同__，实际电压越大，小灯泡实际功率越__大_，灯越__亮_。小灯泡的额定电功率只有_一_个。小灯泡实际消耗的电功率__不一定_等于额定功率。
（通过3种情况下，电压、功率和发光情况的比较，我们最后得到，小灯泡的亮度是由它的_实际功率___决定的
（四）拓展（家庭电路测电功率）
刚才我们用电压表、电流表测出了小灯泡的电功率，如要测家庭电路中一只电吹风的电功率，能用“伏安法”测量吗？？
不能，因为电吹风的工作电压是220V，不能用电压表测量，应该如何测量呢？
提示一下：第一节讲电功时，介绍了电能表是测电功的，如果我们知道了用电器消耗的电能，怎么求电功率？哪个公式？P=W/t,根据公式，我们还需要知道什么？时间，用什么测量？秒表或钟表
所以这种测量方法，原理？具体测量方法：1、记录用电器在时间 t 内电能表转盘转动的转数 n;2、算出用电器消耗的电能 W ；
计算电能时要用到电能表上的铭牌参数，例如：我手中的电能表上有3000r/KWh的字样，讲第一节时我们介绍过，它的含义是什么？ 有谁知道？这位同学，非常好，它表示消耗1kwh的电能，电能表转盘要转3000转.用实际圈数除以铭牌参数求出消耗的电能，单位kwh,换算成J的单位，换算关系：1KWh=3.6×106 J ，再将时间单位换算成秒，根据P=W/t,求出电功率。
五、能力提升
接下来，请大家来帮帮忙：假如用6V电源测量一个额定电压3.8V小灯泡的额定功率，实验中发现电压表的0~15V量程档接线柱坏了，但0~3V量程还能用，在没有器材可换的情况下，你能顺利完成实验吗？请设计实验电路图，并简要说明理由？（有同学已经想到了，请说出你是如何设计的：因为小灯泡与滑动变阻器串联，小灯泡的额定电压为3.8V，所以小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U=6V-3.8V=2.2V，因此当电压表示数为2.2V时灯泡正常发光，记录此时电流表的示数，根据P=UI计算）
六、交流收获（师总结回顾）
今天我们都学到了哪些知识呢？我们通过分组实验，探究了小灯泡的亮度和功率的关系，知道了实验的原理是？P=UI，我们还了解了实验设计和实验操作的基本要求，并且得出了实验结论：灯泡的亮度是由实际功率决定，实际功率越大，灯越亮。
并且我们还学习了家庭电路中测量电功率的方法，原理是P=W/t，通过能力提升环节，设计电路，巩固新知。希望同学们在课后能更充分交流，在不断改正错误的过程中学到更多知识。
七、今天的作业
1.巩固新知，采摘知识果实：完善《任务单》上的实验报告，并完成达标练习题。
2.学以致用，动手动脑：让家长协助，利用家中的电能表和钟表测出某家用电器的电功率，并与铭牌标定的功率进行比较。
好！今天的课就上到这里！同学们再见！
