沪科版物理第十六章从测算家庭电费说起导学案(3)

赤水市第七中学

第三节 测量电功率（第三课时）

自主学习

1.科学探究方法指导

⑴分析归纳法。

实验分析归纳法是在分析的基础上，对研究对象的各个部分、各个方面、各个因素的研究得出结论的方法，它既有把同一研究对象的不同数据进行比较分析，也有把同一研究对象或不同研究对象的数据进行比较分析。

例如：某同学按图135所示电路进行实验，实验中电阻R1保持不变，滑动变阻器滑片P的位置改变了三次，得到如下表所示的实验数据： 实验次数 A1表示数I/A A2表示数I/A V1表示数U/A V2表示数U/V V表示数U/V 1 0.4 0.4 4 8 12 2 0.6 0.6 6 6 12 3 0.6 0.8 8 4 12 针对这一系列数据，我们发现：分析电流表A1、A2的示数，可得出串联电路各处的电流相等；分析电压表V1、V2、V的示数，可得出串联电路的总电压等于各部分电压之和。

这是把不同的研究对象的数据进行比较分析。

我们还发现，对同一个导体R1，电压表V1和电流表A1和示数比都相等，即当电阻一定时，通过这个导体的电流和它两端的电压成正比。

这是对同一研究对象不同情况下的数据进行比较分析。 ⑵控制变量法。

在研究某个量和多个因素的复杂关系时，控制某些因素不变，只让一个因素改变，然后研究与该因素的关系，之后再依次研究其他因素，这就是实验中常采用的控制变量法。

例如我们研究电阻和导体长度、横截面积、材料、温度的关系时，就采用控制变量法。

实验方法还有许多，如实验分析综合法、实验比较法、实验等效法、实验推理法、实验逆向思维法、实验数学模型法等。 ⒉探究不同灯泡串并联时的电功率（亮度） 提出问题

如果把“220V 100W”的灯和“220V 25W”的灯串联起来接在220V的电路中，哪盏灯亮？

假设与猜想 制定计划

⑴用两只规格不同的小灯泡和干电池来做实验。

⑵由于灯泡的功率与加在灯泡上的电压和通过灯泡的电流有关，因此需要使用电流表和电压表。

器材如图136所示。

图136

⑶让两个灯泡分别串联和并联，探究灯泡在不同条件下的发光情况（图137）。

图137

进行实验与收集数据

按照电路图连接电路并进行实验，将在两个电路中收集到的数据分别填在下面的表格中： ⑴当两灯并联时，实验数据如下表： 灯泡两端的电压 流过灯泡的电流 灯泡的电功率 亮度比较 结论 U/V I/A P/W L1 L2 ⑵当两灯泡串联时，实验数据如下表： 灯泡两端的电压 流过灯泡的电流 灯泡的电功率 亮度比较 结论 U/V I/A P/W L1 L2 分析论证 从以上表格数据，我们还可以比较L1和L2的电阻大小，由此得出结论：

两灯并联时，电阻小的电功率 ，亮度 。两灯串联时，电阻小的电功率 ，亮度 。 小组合作

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第一组: 6、测定电压为2.5 V小灯泡的额定功率：

(1)闭合开关前，滑片P应放在滑动变阻器阻值______的位置(填“最大”或“最小”). (2)在下面方框内画出实验电路图. (3)按电路图把下面实物连接起来.

第二组: 7、在测定小灯泡功率的实验中：

（1）.除了待测灯泡外，选用了安培表、伏特表、滑动变阻器、电键和导线若干，要完成该实验还必须有___ _. （2）.在右边线框内画出用上述器材组成的实验电路图，并标出电表的“＋”、“-”接线极.

（3）.在实验接线时电键处于____状态，滑动变阻器的滑片P的位置如图l所示，如果要求滑动变阻器接入电路后，不移动滑片P，就可以直接闭合电键，则必须将____和____接线柱接入电路.

（4）.已知小灯泡的额定电压是2.5伏，闭合电键后，小灯泡两端电压为2伏，调节滑动变阻器时，应注意观察____直到____为止. （5）.当小灯泡正常发光时，安培表示数如图2所示，为____安，则待测小灯泡的功率为____瓦.

（6）.实验中某同学连接好电路，闭合电键后伏特表示数为2.0伏，安培表示数为0.16安，他调节滑动变阻器的滑片P，在调节过程中发现伏特表和安培表示数始终不变，产生上述现象的原因是____.

（7）.实验中另一位同学连接的电路闭合后，无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现安培表的指针虽有偏转但不变化，而伏特表的示数则始终等于电源电压值，产生上述现象的原因是____.

（8）.实验中有一位同学在闭合电键后调节滑动变阻器，发现伏待表示数减小，灯泡变亮；伏特表示数增大，灯泡变暗，产生上述现象的原因是____.

（9）.此实验能否测出小灯泡灯丝的电阻，为什么？

（10）.已知灯泡L标有“4V，4W”字样，滑动变阻器阻值为0～8欧，如图3所示，当滑片滑至端点a处时,小灯泡能正常发光，当滑片滑至变阻器中点时,小灯泡的电阻和实际功率分别为 [ ]

A.4欧，1瓦， B.1欧,4瓦， C.4欧，8瓦； D.12欧，1瓦. 第三组: 8．在测定小灯泡的功率的实验中：

某同学在实验时选用额定电压2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）、电源为两节干电池，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器．

①按图所示电路连接实物图． ②正确连接电路，闭合开关前应把滑动变阻器滑片调到________位置．

③若电路元件完好，闭合开关后，下列现象中哪几种会出现（ ）．

A．小灯泡不能正常发光B．电流表示数为零 C．电压表示数为2.5V D．若移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表示数随着改变

④若小灯泡丝已断，闭合开关后，下列现象中哪几种会出现（ ）。

A．电流表指针不偏转 B．电压表指针不偏转C．电压表示数为3V D．滑动变阻器失去调节作用

第四组: 9．如图甲所示，是“测定小灯泡的功率”实验的电路图；图乙是连接不完整的实验电路，其中电源为三节新的干电池，灯泡的额定电压为3.8V，其灯丝的电阻约为10Ω，标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器．要求：

（1）对照电路图用笔画线代替导线，将图乙实验电路中未连接部分连接好（注意两电表量程的选择）；

（2）当闭合电路的开关时，电路中可能出现的不正常的现象（见下表）． 电路中出现的不正常现象 顺序 原因 电灯的亮暗 电流表示数（A） 电压表示数（V）

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0 4.5 甲 不亮 0.42 4.2 乙 很亮 0.45 0 丙 不亮 请你参考下列选项，把表中空白部分补充完整（只要填选取的选项代号）． A．电路中e、f间断路 B．电路中e、f间短路 C．滑动变阻器连入电路中的电阻太小

（3）为了测出小灯炮的额定功率应调节的元件是________，使电压表示数为_______V．如果此时电流表的示数如图丙所示，则该灯泡的额定功率为______W．

第五组: 10．以下是实验中遇到的一些情况，请分析出现这些情况的原因．

（1）某同学用下图来做“用伏安法测量电阻”的实验，电源两极电压为6V，各元件完好，且电路连接正确．当他刚闭合开关S时，发现电压表的读数为6V，则其原因为______．

（2）某同学在做完“测定小灯泡的电功率”的实验后（所用小灯泡的额定电压为2.5V），及时完成了实验报告．实验报告中他设计了如下的表格．如该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确，请你指出他所设计一表格中的错误是______________． 小灯泡两端的 通过灯丝的 灯泡的电 灯泡的平均 实验次序 灯泡的亮度 电压（V） 电流（A） 功率（W） 电功率（W） 1 2.20 0.28 0.62 比正常发光时暗 2 2.50 0.30 0.75 0.76 正常发光 3 2.80 0.32 0.90 比正常发光时亮 答案：（1）滑动变阻器的滑片P滑到了最左边； （2）设计了灯泡的平均电功率一栏没有必要．

第六组: 11．一位同学手边没有电压表，只有如下几种器件：电源、滑动变阻器、电流表，已知电阻值的定值电阻、开关、导线若干，但他仍完成了测定灯泡实际功率的实验．请你画出他实验的电路图，写出实验所需要测量的物理量和计算灯泡实际功率的表达式． 第七组: 12．在测定小灯泡功率的实验中，某同学设计了如下所示电路图：

（1）电路图中的电表①应是________，②应是________．

（2）如果小灯泡的额定电压为2.5V，则电源最少应有________节干电池组成．

（3）在连接电路时，开关应________，滑动变阻器的滑片应移到变阻器的________端． （4）如上图所示，当电压表的示数是1.2V时，应把变阻器的滑片向________移动． （5）若估计小灯泡的电阻约为5?，电源是由两节干电池串联组成，那么电流表的量程应选________，电压表的量程应选________．

（6）当电压表的示数为2.9V时，小灯泡的实际功率比额定功率________，小灯泡的亮度比正常时要________些．

（7）某同学测得以下三组数据，请你填出每次的电功率值． 数值 电压电流（A） 电功率（W） 次数 （V） 1 1.5 0.3 2 2 0.4 3 2.5 0.5 第八组: 9.李利同学在做“测量小灯泡的电功率”的实验时，连接的电路如图3—2所示. (1)图中_____是电压表，_____是电流表.

(2)按电路图连接实物时，开关应先_____，并移动滑动变阻器的滑片，使其连入电路的阻值达到_____.

(3)闭合开关后滑片应向_____移动，直到______；如果李利同学想测量灯泡在略大于额定电压时的功率，应将滑片向_____滑动；如果李利同学想测量灯泡在略低于额定电压时的功率，应将滑片向_____滑动.

图3—3

图3—2

10.电器修理工人使用的电烙铁，通电后如果较长时间不用，烙铁头由于温度过高发生氧化，焊锡就会不容易附着在上面，影响焊接质量.某工人师傅将电烙铁的电路改装后如图3—3所示，当他焊接时，闭合开关，电烙铁正常工作；当他不焊接时断开开关，使灯泡与电烙铁形成串联.如果电烙铁上标有“220 V 100 W”字样，灯泡的电阻是242 Ω，当开关断开时电烙铁消耗的功率是多少？（设电烙铁、灯泡的电阻不变）

11、如图所示的电路中，电源电压恒定为4.5v，电流表的示数为0.5A，电压表V1的示数为3V。当把滑动变阻器的滑片移到最右端时，电流表的示数为0.3A。 求：（1）电压表V2的示数；

(2)电阻R1的阻值；

（3）滑动变阻器的最大阻值；

（4）滑片移到最右端时，V1的示数及此时电路消耗的总功率。

课堂展示 拓展延伸

班级： 组别： 姓名： 组内评价：

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第四节 电与热 导学案

学习目标：

1、知道在电流相同的条件下，电能转化成热能时的功率跟导体的电阻成正比 2、知道利用和防止电热的场合和方法。 3、通过实验探究电流的热效应跟电阻大小的关系。

重难点 ：知道电功及其单位，会用电能表测量电功，理解焦耳定律。理解焦耳定律 学生思考: 问题一：灯泡发光一段时间后,有手触摸灯泡,有什么感觉?为什么?

问题二：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不热？为什么？那么，电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？下面我们共同来探究这个问题。

物理学中对于一些看不见、摸不着课内探究

一、自主学习 的现象或不易直接测量的物理量，探究活动一：电流的热效应 1.阅读教材P48图8.4-1使用这些用电器时热量是从哪里来得？

识，或用易测量的物理量间接测量，电饭锅把＿＿＿能转化为＿＿能；电熨斗把＿＿能转化为＿能；

这种研究问题的方法叫转换法 电暖气把能＿＿转化为能；＿＿电炉子把＿＿能转化为＿＿能；

它们都是把＿＿能转化为热能。我们把＿ ＿叫做电流的热效应。

2.举出你家中利用电流热效应（即电能转化为热能）工作的用电器有哪些？你知道使用时能够产生热能的用电器又有哪些？ 3.根据生活体验和阅读教材猜想：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？

思考：如果要探究电热是否与这些因素有关，应该如何设计实验？实验中通过什么反映产生热能的多少？（注意：控制变量）

通常用一些非常直观的现象去认

如图（1）实验中① 两根电热丝是如何连接的？＿＿＿＿

② 闭合开关后，两根电热丝的电流大小＿＿＿＿，通电时间＿＿＿＿

③ 闭合开关后，＿＿烧瓶中的煤油温度上升较快。（A或B）实验表明：在＿＿、＿＿相同的情况下，＿＿越大，产生的热量越＿＿。 如图（2）所示的装置组装器材。在通电时间＿＿的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小 ＿的电流，观察得到在通入较＿＿的电流时温度计的示数上升的较快。

实验表明：在＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

实验表明：电阻相同，电流大小相同，通电时间越长，产生的热量越＿＿＿。 总结：电流通过导体产生的热量与＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿有关。 ①电流、电阻相同时，通电时间越长，导体产生的热量越＿＿＿＿； ②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ， ③＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。

1、下列电器设备中，利用电流热效应的是 （ ） A.电动机 B.电饭锅 ?C.电风扇 D.电视机

探究活动二：焦耳定律 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的＿ ＿成＿＿比，跟导体的＿ ＿成＿ ＿比，跟通电的＿ ＿成＿＿比．焦耳定律的数学表达式是＿＿＿＿＿＿

Q表示产生的______，单位是_____（ ）；I表示通过导体的_____（ ），单位是_______（ ）；R表示_____（ ），单位是______（ ）；t表示______（ ）单位是_____（ ），计算时单位要一致！ 特别提示

（1）焦耳定律是一个＿＿定律，是焦耳通过大量的＿＿总结来的，定律揭示了电流通过导体时产生热效应的规律。实质是定量的表示电能向内能转化的规律

（2）Q＝I?Rt中的各物理量都是对＿＿段电路或同一＿＿而言的；

（3）导出公式：Q＝＿ ＿＝＿ ＿＝＿ ＿．这三个代数式只适合电能＿ ＿转化为内能（热能）的情况，也就是电流所做的功全部用来产生热量的电路中。

1、电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由＿＿＿＿大、＿＿＿＿高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.

2、将一台“220 V，100 W”的电风扇、一个“220 V，100 W”的充电器、一把“220 V，100 W”的电烙铁分别接到220 V的电源上．在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（ ） A．电烙铁 B．充电器 C．电风扇 D、电视机

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3、导体的电阻为5 Ω ，通过它的电流为2A，在1秒内，导体上电能转化为多少J的热？

4、某电热器通入电流0.5A为时，1min内产生 100J的热量。如果通过它的电流为1A时，则通电lmin产生的热量是多少？

探究活动三： 电热的利用和防止 试一试：你会发现电视机的外壳后较热．用电器发热的原因是＿ ＿。电视机外壳后有许多＿＿，电动机的外壳有很多＿＿，有时还有＿＿，这些结构对电动机和电视机好处是＿＿。

电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：电热水器、_______________电热毯等。

电热的危害：如在电动机里，电能主要是用来做机械功，但电动机里的导线有＿＿，要产生＿＿，使导线的温度＿＿，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速＿＿，甚至可能＿＿．

电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片，都是为了______________

2

讨论：1、利用Q=IRt理论推导解释“电炉工作时，电炉丝热的发红，而和它串联的导体却几乎不发热”这一现象。 2、列举现实生活生产中电热的利用与防止的事例 拓展延伸

一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明电路中，求：

(1)电饭锅正常工作时的电流.(2)电饭锅工作时的电阻(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？ (4)它lh放出的热量是多少？

课堂展示

2．电风扇，白炽灯，电烙铁三个用电器上都标有\，60W\字样，正常工作时，相同的时间产生的热量 （ ）消耗的电能 A、电风扇最多 B、白炽灯最多 C、电烙铁最多 D、三者一样多

10.一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明电路中，求：(1)电饭锅正常工作时的电流. (2)电饭锅工作时的电阻 (3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？ (4)它lh放出的热量是多少？

3.某电阻丝通过2A的电流时，在某段时间内放出热量是Q.如果通过它的电流增加到4A时，在相同的时间内放出的热量是 [ ] A.2Q. B.3Q. C.4Q. D.8Q.

9.某电热器通入电流为0.5A时，1min内产生 100J的热量。如果通过它的电流为1A时，则通电lmin产生的热量是多少？

4.甲、乙两只电炉，分别为“220V，500W”和“220V，1000w”，把它们串联在电压为220V的电路中，发热量较大的是____.将它们并联在220V的电路中，发热量较大的是____.

5．现有甲乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是（ ） A 甲放热多 、 B 乙放热多 、 C 同样多 、D无法判断

6.通过某电阻的电流为I时，在时间t内，放出的热量为Q；如果要在 时间内放出2Q的热量，通过该电阻的电流应为__ __。 7.一只电炉的电阻为48．4?，接在电压为220V的电路中工作，它的功率是_____W．电炉丝工作时热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么发热，其原因是

7.一只电炉的电阻为48．4?，接在电压为220V的电路中工作，它的功率是_____W．电炉丝工作时热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么发热，其原因是

8.额定功率为1000w的热水器，正常工作10min产生多少热量？ 8．标有\电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。 6、电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由____大、_____高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的.

9．一根60欧的电阻丝接灾36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？ 11.灯丝断了，灯丝重新搭上使用时还会烧断，烧断处在哪个位置？

10．通过100欧电阻丝的电流强度是2安时，产生8000焦的热量要多长时间？

4、将一台“220 V，100 W”的电风扇、一个“220 V，100 W”的充电器、一把“220 V，100 W”的电烙铁分别接到220 V的电源上．在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是（ ） A．电烙铁 B．充电器 C．电风扇 D．一样多

11．一只\的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？

2．利用________制成的加热设备叫做电热器。在电烘箱、电熨斗、电风扇、电烙铁、电动机中，不属于电热器的是________。 12.现在新建设的楼房内，电工师傅铺设电线时，都要将导线的连接处用焊锡焊接起来，请你根据所学的知识解释这是为什么？

合作展示：

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