三、测量小灯泡的电功率。

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三、测量小灯泡的电功率

教学目标：

1、知识和技能

l加深对电功率的理解。l巩固电流表、电压表的操作技能。2、过程和方法

l通过测量，体验额定功率和实际功率的区别。l锻炼学生根据公式P=IU设计试验的方法。3、情感、态度、价值观

l通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度。重、难点：

1、电路的设计、连接，作出电路图。2、分析实际功率和额定功率的区别。教学器材：

小灯泡、开关、电源、导线、电压表、电流表、滑动变阻器教学课时：1时教学过程：

一、前提测评：标有“220V11W”“220V22W”的灯泡各1只，

若把它们串联起来接在220V的电路中，它们的实

际功率各是多少？

二、导学达标：

引入课题：电流――用电流表测量

电压――用电压表测量

电功率P=W/tP=UI

能否利用所学知识测出小灯泡的电功率？

进行新课：1、探究：测量小灯泡的电功率（1）、学生分析P=UI测出U、I，就可以求的电功率（2）、设计实验：讨论滑动变阻器的作用、使用电流表、电压表的使用方法（3）、作出对应的电路图对学生的电路要进行讨论。（4）、进行实验：把结果记录在下表

电压U

电流I

电功率P

第一次测量

第二次测量

第三次测量

第四次测量

（5）、实验结果：实际功率与额定功率是不同的；2、本试验你得到的启示：

三、达标练习：完成物理套餐中的本节内容。

小结：根据板书，总结本节内容，明确重、难点。

课后活动：

1、完成物理套餐中课堂未完成的内容。

2、课本后练习。

教学后记：1、如何连接电路，从课后操作看来似乎还有较大

问题，必要进行示范。

2、滑动变阻器、电流表、电压表的使用应进行必

要的复习。

精选阅读

《测量小灯泡电功率》探究，

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【--理念】

“测量小灯泡的电功率”是人教版初中物理八年级第八章第三节的内容，是电学部分的一个重要的学生实验，它是在上一章学生“测量小灯泡的电阻”实验的基础上进行的延伸。对于本节教学的设计，力求达到：1．体现“同主题，不同型”的新课程理念，在教学中渗透类比和比较的科学研究方法，通过创设情境，设置困难，学生参与，合作交流，不断深入探究的方式，力求达到让“学生实验”真正成为培养学生自主动手操作的平台。2．注重“科学探究，提倡创造性的思维”，即以物理知识和技能为载体，让学生多经历科学探究的过程，学习科学探究的方法，培养学生的探究精神，实践能力（包括设计能力、动手能力和创新意识），改革以书本为主，老师规范实验步骤的传统教学模式，倡导学生提出多样化的实验方案，鼓励学生的创造性思维。

【教学对象分析】

基于学生已经学习了一年多的物理，学生已经具备一些初步的科学探究能力，但在有些方面学生发展还比较薄弱，比如：撰写实验报告的内容和格式上、评估交流能力上等，教学中需要教师在教学中加以引导。

【教学内容分析】

1．本节内容是一个纯粹而完整的实验探究，强调在过程中体验，学习知识与技能。让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新能力。

2．教材的编写极大的体现了开放性的理念，在制定计划时，让学生根据自己的设计画出实验电路图；在收集证据的过程中，让学生自己设计实验步骤并能正确执行，让学生自己设计实验数据记录表格并记录；在处理数据的过程中，让学生自己撰写实验报告，这样的设置，给学生极大的自主性，发挥了学生的主体作用，充分挖掘了学生的能动性。

3．从科学的内容的角度来看，本实验是电功率教学中一个重要的学生实验，综合性强，它是在学习电压表、电流表、滑动变阻器等器材的使用、学习了伏安法测电阻的实验、学习了电功率的基础上学习的。通过学生的体验，知道测量电功率的原理是P=UI，会画实验电路图，提高学生的实验操作技能，学习电路故障分析。让学生进一步体会灯泡发光亮度和实际功率的对应关系；进一步理解实际功率和额定功率的区别与联系，认识到额定电压和额定功率的重要意义；进一步学习电压表、电流表、滑动变阻器等器材的使用，在实验数据分析的基础上，发现灯丝电阻的变化并用所学过的知识进行解释。

【教学目标】

一、知识与技能

1．知道用伏安法测定小灯泡功率的原理。

2．知道如何测定小灯泡的额定电功率和实际电功率。

3．会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的功率。

二、过程与方法

1．经历测量小灯泡的功率的过程，对科学探究的七个要素有更全面的体验与理解。

2．通过实验，培养学生设计实验的能力、实验操作能力、分析处理数据的能力。

3．通过学习撰写实验报告，培养学生撰写实验报告的能力。

4．通过本实验探究的评估交流环节，培养学生发现问题的能力的尝试，用已知知识去解释某些问题的能力。

三、情感、态度和价值观

1．通过讨论和交流，培养合作学习的意识和态度。

2．通过评估与交流，培养学生的创新精神。

3．通过实验过程，培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度。

【教学策略】

实验法、观察法、讨论法。

【教学过程】

一、引入新课

教师：同学们在上一章的第二节已经测量过小灯泡的电阻。还记得是怎么测的吗？

学生：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，然后用欧姆定律I=U/R的变形公式R=U/I算出了小灯泡的电阻。

学生：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。

教师：同学们对学过的知识掌握得很好。（教师出示一个实验用的小灯泡）同学们知道“3．8V，0．3A”说明了什么？是不是只能在3．8V的电压下工作，通过它的电流只是0．3A？

学生：3．8V是小灯光的额定电压，0．3A是小灯泡正常工作时的电流。

学生：小灯泡可以在不同的电压下工作，通过的电流也可以大于或小于0．3A。

教师：怎样测量灯泡的电功率呢？

学生：根据P=W/t可知，可以利用电能表和钟表测量。

学生：也可以利用公式P=IU测出电压和电流，计算出电功率。

教师：如果我们要测“小灯泡”的电功率，用哪种方法呢？为什么呢？

学生：小灯泡不能接在家庭电路上，应该用第二种办法测。

二、进行新课

［想想议议］

教师：同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗？

（同学们已经有了一定的动手经验，并且急着参与，会非常肯定地回答：能）

教师：大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫（同学们一起说）额定功率。如果不是在额定电压下的功率叫什么功率？

［投影］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。

教师：同学们现在可以设计实验，并做好记录。

（学生经过以前的探究活动，已能了解实验活动的基本程序，所以，不必过多讨论，用投影提醒学生即可）

［投影］

［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：

（教师巡视，及时指导．设计完成后，可以进行实验）

［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：_____________________________________________。

（教师提醒学生做第（2）个实验时，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）

［分析和论证］

［评估与交流］（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）

［投影］

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］小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、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：

实验要求

发光情况

电流（A）

电压（V）

电功率（W）

1

小灯泡在额定电压下工作

2

小灯泡两端电压是额定电压的1．2倍

3

小灯泡两端电压低于额定电压

［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］

能想到问题，我们都考虑，基本上没有什么错误。结束

教师：我们这组同学非常自信。大家有什么问题可以互相交流，谈谈你在设计实验及实验过程中有什么新的感想，发现了什么问题？

学生：我们组认为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。

学生：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。

学生：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。

学生：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？

学生：在不是额定电压下工作时，用电器的功率不是额定功率，该叫什么呢？

教师：同学们非常认真，非常棒。谁能来解释刚才那几个同学的两个问题呢？

学生：（同学讨论）不是额定电压和额定功率时就叫实际电压和实际功率就可以。

学生：我们认为先从低于额定电压开始测也不是不可以，但是先测额定电压更好。这样在观察小灯泡亮度时有明显的区分，容易观察。

教师：不知道哪组同学对他们的解释满不满意，下去以后可以参照以前实验继续探讨。

学生：老师，我们发现今天测“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。

教师：（教师表现很在意）是吗？还有什么？

学生：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。

学生：实验过程中的要求和注意的问题也基本一样……

教师：有不一样吗？

学生：两次测量的目的不同，上次是要测电阻，这次是要测功率。

学生：从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻。

教师：可以的话，大家算一下电阻。

学生：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。

教师：大家都求出电阻了吗？有没有新的发现？

学生：电阻可以求平均值，今天测的功率不能求平均值。

学生：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。

教师：同学们分析的非常好，请同学们比较计算电阻的公式R=U/I和计算电功率的公式：P=UI，式中的电流和电压相同吗？

学生：如果是同一次测量，就是同一个电流值和电压值。

教师：大家将式中的电流替换电压或用电压替换电流，看有什么结果。

学生板演：P=UI=I2R=U2/R（R=U2/R=I2/P）

教师：同学们看变形出来的公式，有什么发现吗？

学生：额定电压下的功率就是额定功率，电灯铭牌上一般标的都有，就可以利用它们直接求小灯泡的电阻。

学生：如果知道小灯泡不是在额定电压下，而是在实际电压下工作时的实际功率。

教师：现在请同学们观察你手中的小灯泡上的额定值，求出小灯泡的电阻。再求出实际电压下电流值和功率值，和你测量的结果进行比较。如有误差，分析原因．（也可留在课后完成）

哪组同学认为你们的实验非常有特色，可以展示给大家，共同交流。

●小实验：学习用电能表测量家用电器的电功率。

教师：同学们明白电能表铭牌上标的“3000R/KW·h”的物理意义吗？

学生：它表示电路中消耗1度电，电能表的铝盘转动了3000转。

教师：同学们知道该如何利用电能表测量家用电器的电功率吗？还需要哪些器材？

学生：还要秒表，可以利用公式P=w/t进行计算。

学生：可以先在电路中只接入一个家用电器，设电能表的转数为NR/KW·h，让这个用电器工作一段时间，记下所用的时间t（用小时作单位），并记下电能表所转的圈数n，则用电器的电功率P=n/Nt（单位是千瓦）

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、练习（课堂作业）

五、板书设计

探究——测量小灯泡的电功率

目的：测量小灯泡的电功率。

结论：可以使用伏安法测小灯泡的电功率。

【教学评价与反思】

本节课--的思想是从实际问题出发，创设问题情境，让学生自主探究，尝试解决问题，在解决问题的过程中发现新问题，提出修正意见和一些创造性的想法，力求能充分调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和与人合作的能力。通过这样的探究式学习不仅巩固了原来知识，还较全面地培养学生的科学探究能力。

本节课的一个重点就是培养学生的评估与交流能力。评估是对实验过程的反思，可以培养学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中汲取经验教训，有利于学生养成严谨的科学态度，有利于发展学生的批判性思维。通过评估，培养学生发现新问题的意识和能力，并尝试改进探究方案。

整个学习过程密切联系实际，自始至终在教师的组织、引导下，学生自主探究，学生对知识的理解及各种能力的提高都是在学生的观察、理解、反思、创新等活动中获得。

测量小灯泡的电功率导学案

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18.3测量小灯泡的电功率
【导学目标】
1、会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率.
2、认识小灯泡电功率与电压、电流的变化规律；
3、理解额定功率与实际功率.
【课堂导学】
1、伏安法测电功率
(1)实验原理：
(2)需要测量的物理量:
(3)实验器材：
(4)器材的作用分别是
电压表：
电流表：
滑动变阻器：
(5)实验电路

按左边的电路画出电路图
(6)实验步骤
①按电路图将电路连接好。连接电路时开关应处于状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片应滑到的位置。
②检查电路无误后闭合开关开始实验。
③滑动滑片，使小灯泡两端的电压略小于额定电压，记录电压表和电流表的读数，并观察记录小灯泡的亮度；
④滑动滑片，使小灯泡两端的电压等于额定电压，记录电压表和电流表的读数，并观察记录小灯泡的亮度；
⑤滑动滑片，使小灯泡两端的电压略大于额定电压，记录电压表和电流表的读数，并观察记录小灯泡的亮度；
⑥断开开关，结束实验。
(7)将实验数据记录在下表
实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W灯泡的亮度
1
2
3
(8)分析论证：当U实〉U额时，P实P额；
当U实〈U额时，P实P额；
当U实=U额时，P实P额。
2、实验过程中能将电压调到比1.2U额更高吗？最后需要求电功率的平均值吗？

【课堂小结】
【课堂练习】
1．我们发现“测量小灯泡的电功率”的实验电路图与的实验电路图相似，实验过程也很相似。
2．实验时发现，当小灯泡两端的电压改变时，小灯泡的、和亮度也发生了改变，所以小灯泡的亮度不是由决定而是由它的决定（选填“额定功率”或“实际功率”）。
【课后练习】
3．在“测定小灯泡的功率”的实验中，电源是6V的蓄电池，小灯泡铭牌上标有“3.8V”字样，其额定功率约为1W。
（1）请在图中的圆圈内正确填入电表符号，使实验电路图完整。
（2）根据电路图连接实物图。
（3）本实验若用干电池作为电源，至少应联节新的干电池。
（4）若滑片向右移动时，发现小灯泡变暗，但电压表示数却变大，则出现该现象的原因可能是。
（5）小华通过实验得到的实验数据如下表。请你帮助小华计算完成表格中的空格并分析实验数据回答以下问题。
实验次数电压表示数U/A电流表示数I/A电功率P/W小灯泡亮度
130.22较亮
23.80.26正常发光
34.50.3很亮
①该小灯泡的额定电流是A，额定功率是w。
②实验中，把小灯泡两端电压从3V调到3.8V时，滑动变阻器的滑片应向端移动(就上面的电路图而言,选填“左”或“右”)，眼睛要盯住表的指针看；
③为顺利完成实验，应选滑动变阻器。（甲滑动变阻器规格为“8Ω1A”、乙滑动变阻器规格为“15Ω0.5A”）；
④小灯泡的电功率与其亮度之间的关系是；
⑤通过计算分析发现，小灯泡的电阻在变大，原因是。
（6）某同学发现电压表大量程（0～15V）坏了，小量程（0～3V）还可用，利用原有器材如何实验，请设计电路图，并简单描述实验过程。
实验过程：

测量小灯泡的电功率教学设计

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测量小灯泡的电功率
整体设计
本节是上一节《电功率》学习的延伸，是初中电学实验中较复杂的一个实验。本节实验中要求同时使用“电流表、电压表和滑动变阻器”这电学中的三大基本仪器，对学生的要求比较高，是电学中第二个同时使用三大仪器进行定量测量的综合实验，所以在中考中也占有重要地位。学好本节对培养良好的科学探究能力、加深对电功率的理解具有重要意义。
通过上节学习，学生已经知道了用伏安法测量用电器电功率的方法，对公式P＝UI有了初步认识，通过本节实验探究学生能更清楚地了解电流、电压对电功率的制约关系。
本节实验与前面做过的探究实验相比较，更突出了实验探究过程及实验过程中应思考的问题，通过实验加深学生对实际功率的理解，从实验角度使学生了解电流、电压如何影响用电器的实际功率。对探究实验的要求上升了一个高度，要求学生设计一个实验报告，并写出这个实验的目的、依据的原理、主要操作步骤、所得到的结论及实验中发现的新问题。设计实验报告是学生第一次做，因此完成好本节课的教学任务有一定的难度。教师可给予适当的提示，使学生能更好地完成本次实验报告设计的全过程。根据学生的课前预习，要完成教材中相关问题的讨论，可提出如下问题或由学生提出一些在设计实验过程中想到的问题，课上拿出一定的时间进行讨论。
(1)此实验的方法及原理是什么？
(2)此实验中应用到哪些测量仪器及工具？你能画出本次实验的电路图吗？
(3)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放在什么位置？实验中怎样移动滑片更合理？
(4)为保证本次实验中小灯泡不被烧坏，加在小灯泡两端的电压最大不能超过多少伏？
(5)怎样设计实验记录表格更合理？
(6)将本次实验步骤与用“伏安法测小灯泡电阻”实验的步骤相比较，有什么相同点和不同点？
(7)三次实验中哪一次是小灯泡的额定功率？若实验中只要求测出小灯泡的额定功率，你应该如何做？
(8)伏安法测电阻也是要求测三次，和这个实验中的测三次目的一样吗？能否依据三次测量数据计算小灯泡的平均功率，为什么？
(9)小灯泡的实际功率、发光情况是怎样随它两端的电压的改变而改变的？如果用PU图象表示变化的规律，图象会是什么样的？
实验分析讨论也是一个探究过程，是学生能力的升华过程，教师应给予足够的重视。
教学重点：
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。
教学难点：
学生自己设计实验电路和实验步骤。
教学方法：
启发讨论→观察实验→展示成果→总结交流。
课时安排：1课时
三维目标
一、知识与技能
1．会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率；
2．理解额定功率与实际功率。
二、过程与方法
通过探究，体验小灯泡的电功率随着它两端电压的改变而改变，并发现其变化的规律。
三、情感态度与价值观
认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响，培养学生科学使用用电器的意识以及节约用电的意识。
课前准备
2～4人为一组，每组配有：学生电源(或电池组)、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干。教师制作好课件。
教学设计
[导入新课]
复习引入
课件展示问题，学生思考回答。
1．什么是电功率？什么是额定功率？什么是实际功率？
2．如何测量小灯泡的电功率？上节课我们学过了哪两种方法？它们分别是根据什么公式进行测量、计算的？
学生纷纷回答：
1．电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，电功率的大小等于它在1秒内所消耗的电能；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；用电器在实际电路中工作时所消耗的功率叫做实际功率。
2．测量小灯泡的电功率有两种方法：
方案(1)：可以利用电能表和秒表测。依据的公式：P＝Wt。
方案(2)：也可以利用公式P＝UI测出电压和电流，计算出电功率。
如果我们要测“小灯泡”的电功率，用哪种方法呢？因为小灯泡不能接在家庭电路上，所以应该用第二种方法测。
[推进新课]
一、想想议议
课件展示问题：参考上一章“测量小灯泡的电阻”，你能设计一个方法测出小灯泡的电功率吗？怎样计算？
学生纷纷举手发言。
引导：小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小。测哪些情况下的功率有代表性呢？分别测量以下三种情况下的实际功率即可：
多媒体课件展示：
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。
引导学生依据上述要求设计实验，并把自己小组的实验方案写出来。
(教学说明：学生经过以前的探究活动，已能了解实验活动的基本程序，所以，不必过多讨论，用课件展示提醒即可，也可在学生短时间讨论后，由几个小组长汇报一下自己小组设计的方案。)
二、设计实验
1．设计思想(实验原理)；2.实验电路；3.实验器材：(注明使用器材规格)；4.实验数据(记录)表格。
教师巡视，及时指导。设计完成后，可以进行实验。
三、进行实验
1．实验操作步骤；2.实验现象观察；3.实验数据记录；4.实验中存在什么问题：
(教学说明：教师提醒学生做第(2)种情况的实验时，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。)
四、分析和论证
根据公式P＝UI计算灯泡的电功率。
五、评估和交流(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)
多媒体投影展示讲解：
第一组实验报告
实验名称：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，测出小灯泡两端电压和通过灯泡的电流，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右图所示电路。
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____________。
2．电压表：量程?__________,__________；最小格示数?__________,__________；
3．电流表：量程?__________,__________；最小格示数?__________,__________；
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：
项目
次数实验要求发光
情况电流
(A)电压
(V)电功率
(W)
1小灯泡在额定电压下工作
2小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍
3小灯泡两端电压低于额定电压
六、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，观察并作记录。
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的正确接法。
(3)连接好以后，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阻值最大值的位置上，若不是，要弄清楚什么位置是最大值位置并调整。
3．调节滑动变阻器的过程中，要首先明白向什么方向滑动滑片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。
七、实验结论
由公式P＝UI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：
(1)当U实＝U额时，P实＝P额，灯泡正常发光；
(2)当U实＞U额时，P实＞P额，灯泡较正常发光亮；
(3)当U实＜U额时，P实＜P额，灯泡较正常发光暗。
八、评估
反思小结实验过程中的得失，完成实验报告，与其他同学交流实验的体会。
引导学生讨论和交流：大家有什么问题可以互相交流，谈谈你在设计实验及实验过程中有什么新的感想，发现了什么问题。
学生纷纷讨论和交流，教师对有代表性的问题进行指导。学生讨论结束后，教师进行实验过程的总结与点评。
即学即练
多媒体课件展示：
1．小阳在实验室测量小灯泡的电功率。当小灯泡两端电压为3V时，电流表的示数如左下图所示，此时通过小灯泡的电流为____A，小灯泡的电功率是______W。
2．右上图是小兰同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图。灯泡的额定电压是2.5V，电阻约9Ω，滑动变阻器标有“20Ω1A”字样：
(1)把电压表正确连入电路。
(2)在开关闭合前，应将滑片P放在______(选填“A”或“B”)端。
(3)小兰合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。小兰分析产生故障的原因可能是：①小灯泡灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器开路。(电流表、电压表均无故障)请你依据表1中电流表、电压表示数可能出现的几种情况，帮小兰判断故障原因，并将其序号填写在表1对应的空格里。
表1
电流表电压表故障原因
示数不为0示数为0
示数为0示数不为0
(4)排除故障后，小兰调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流，并观察发光情况，记录在表2中。当小灯泡正常发光时，电流表示数如右图所示，此时小灯泡电阻是Ω。小灯泡的额定功率是W。(计算结果保留两位小数)
表2
U/VI/AR/Ω灯泡亮度
20.258暗
2.5亮
2.80.329很亮
(5)请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小，提出一个合理的猜想：___________________________________________________。
答案：1.0.30.92.(1)电压表“－”接线柱跟小灯泡左接线柱或电流表“0.6”接线柱相连，电压表“3”接线柱跟小灯泡右接线柱或滑动变阻器B接线柱相连(2)A(3)上空②
下空①(4)8.330.75(5)小灯泡发光越亮，其电阻越大。
拓展深化
测量小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两实验的区别和联系：
测量小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两实验有相似之处，也有明显区别，列表对比分析如下，请同学们将表中空格处的内容整理补充完整：
实验名称测量小灯泡的电阻测量小灯泡的功率
原理R＝U/IP＝UI
器材电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关、导线、被测的电阻或小灯泡
电路图
分析对比分析测量结果
结论
[课堂总结]
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。
[布置作业]
动手动脑学物理1、2。
板书设计
三、测量小灯泡的电功率
一、原理：P＝UI
二、测量仪器：电压表和电流表
三、所测物理量：灯泡两端的电压及灯泡中的电流
四、实验电路图：
五、实验结论：?(1)当U实＝U额时，P实＝P额，灯泡正常发光；,(2)当U实＞U额时，P实＞P额，灯泡较正常发光亮；,(3)当U实＜U额时，P实＜P额，灯泡较正常发光暗。
活动与探究
课题：坏了的灯泡为什么更亮了
内容：测完小灯泡功率后，同学们知道了灯泡的亮度和它的实际功率有关系。这让一个同学想起了一件事：他们家的一只灯泡有一天不亮了，爸爸把它取下来，看了看说灯丝断了，就随手放在了桌子上。同学也过去拿起来看了看。没断呀？他就又小心地把灯泡装上了，打开开关，灯果然亮了，并且比原来还亮。爸爸看了一眼说了一句：过不了多久还得灭。果然没多久，还是坏了。
过程：听说了这样的问题，同学们一下兴奋了。经过讨论，同学们一致认为应该从下面几个方面找原因：
(1)灯丝断了，能再连上吗？
(2)断了的灯丝，如果再连上和原来的一样吗？
(3)再接上的灯为什么“好景不长”？
同学们开始分头活动。一部分同学去查资料，另一部分同学去找因为灯丝断开而不同的灯泡做试验，看能不能再连在一起。
结论：经过同学们的努力，大家发现：
灯丝断开后，再连在一起时不是“连”而是“搭”在了一起，搭在一起后，灯丝没有原来的长，电阻变小了，电压不变，实际功率大于额定功率，很快会被烧坏。
设计反思
本节实验是电学中最重要的一个学生实验，它涉及的器材最多、操作步骤最复杂，教材中是完全放手让学生去操作完成的，对学生来说难度不小，所以在课堂上，给予了适当的引导、启发，对一些关键性的问题给予了必要的提示，这样学生的正确率得到了明显的提高，实验也能够比较顺利地完成。
本节实验中三大仪器的连接与规范使用依然决定着实验能否顺利进行和实验的成败，所以对电压表、电流表及滑动变阻器正确使用与读数是教师在教学过程中需要格外注意的问题。对电路故障的排除，尽量让学生自己去解决，教师只提示可能的位置和方法，让学生学会根据现象排除故障，进一步加深对电路方面通路、短路和断路的体会。
本节课的一个重点就是培养学生的评估与交流能力。评估是对实验过程的反思，可以培养学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中汲取经验教训，有利于学生养成严谨的科学态度，有利于发散学生的批判性思维。通过评估，培养学生发现新问题的意识和能力，并尝试改进探究方案。
参考资料入出境
电功率实验中的十大异常现象
测量小灯泡的电功率的实验是初中物理的重要实验，但是由于电路连接或操作等方面的原因，实验中经常会出现这样或那样的异常现象使实验无法进行甚至毁坏实验仪器。现将这个实验经常出现的十大异常现象及其原因简要分析如下：
现象1：小明连接的实验电路，闭合开关，发现电压表的指针反转。
辨析：电压表的“＋”“－”接线柱接反，应该是“＋”进“－”出。
现象2：小张连接的实验电路，闭合开关，发现电流表的指针摆动较小，很难读出电流值。
辨析：电流表选用的量程偏大。小灯泡的电流一般小于0.6A，所以用0～0.6A的量程即可。
现象3：小华连接的实验电路，闭合开关，发现电流表和电压表的指针都不动。
辨析：两表指针都不动说明电路出现开路，电路不通。电源、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器这些元件只要有一处接触不好，都会出现这种现象，所以实验时一定要使各个接线处接触良好。
现象4：小宇连接的实验电路，闭合开关时发现小灯泡特别亮。
辨析：小灯泡特别亮说明它的功率特别大，它的电压超过了额定电压，电路中的电流过大，原因是闭合开关前没有将滑动变阻器调到阻值最大。实验时一定要注意：闭合开关前应该将滑动变阻器的阻值调到最大。另外，如果将滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入电路也会出现这种情况。
现象5：小丽连接的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针不动。
辨析：产生这个现象的原因可能有两个：一是小灯泡开路，即小灯泡的灯丝断了或接线没有接好，这时电路不通，所以电流表无示数，而此时的电压表相当于接在电源两端，所以测量的是电源的电压。另一原因是两表的位置接反了，将电流表接在了小灯泡的两端，因为电流表的内阻很小，相当于将小灯泡短路，而电压表的内阻又很大，可以认为是将电压表直接接在电源的两端上，电路中的电流很小，所以电压表有示数而电流表无示数，小灯泡不亮。
现象6：小清连接的实验电路，闭合开关后，小灯泡发光，电流表有示数，但是电压表指针不偏转。
辨析：小灯泡发光，电流表有示数说明电路基本正确，电压表指针不动说明问题在电压表上。原因很可能是电压表的接线柱接触不良。
现象7：小红连接的实验电路，闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，且灯光较暗。
辨析：这个实验是通过滑动变阻器改变小灯泡的电流和电压的，两表的示数都不变，说明滑动变阻器不起作用，肯定是滑动变阻器接错。而小灯泡较暗，说明是将滑动变阻器的下面两个接线柱接入了电路，成了一个定值电阻。使用滑动变阻器时一定要注意，接线时要一上一下。
现象8：小明的实验电路连接正确，但是实验中无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不能正常发光(始终比较暗)。
原因：小灯泡比较暗，说明它两端的电压比较小，而当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，小灯泡两端的电压就是电源的电压，可见，问题只能是电源的电压太低。因此，完成这个实验时，电源的电压一定要比小灯泡的额定电压大20%以上。
现象9：小颖连接的实验电路，闭合开关后，发现小灯泡变亮时电流表的示数变大，但是电压表的示数却变小。
辨析：移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的亮度发生变化，说明电路连接正确。移动滑片小灯泡变亮，电流表示数变大，小灯泡两端的电压应该变大，但是电压表的示数却变小，说明电压表测量的不是小灯泡两端的电压；而小灯泡的电压变大，滑动变阻器两端的电压正好变小，所以电压表实际测量的是滑动变阻器两端的电压。
现象10：小勇连接的电路，闭合开关后，小灯泡不亮，移动滑动变阻器的滑片，当滑片移近阻值最小端时小灯泡才发光，而且滑片稍一移动，两表的示数就发生比较大的变化，很难使小灯泡两端的电压等于额定电压。
辨析：滑动变阻器的阻值移到最小端时，小灯泡才发光，说明滑动变阻器阻值太大，用这样的滑动变阻器，滑片稍一移动，阻值就变化较大，很不利于控制电路。因此，完成这一实验，一定要选择量程合适的滑动变阻器。