第3节《测量小灯泡的电功率》教案设计.docx
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1、第3节测量小灯泡的电功率教案设计测量小灯泡的电功率教学设计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长,是初中电学试验中较困难的一个试验。本节试验中要求同时运用“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,是电学中其次个同时运用三大仪器进行定量测量的综合试验,所以在中考中也占有重要地位。学好本节对培育良好的科学探究实力、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PUI有了初步相识,通过本节试验探究学生能更清晰地了解电流、电压对电功率的制约关系。本节试验与前面做过的探究试验相比较,更突出了试验探究过程及
2、试验过程中应思索的问题,通过试验加深学生对实际功率的理解,从试验角度使学生了解电流、电压如何影响用电器的实际功率。对探究试验的要求上升了一个高度,要求学生设计一个试验报告,并写出这个试验的目的、依据的原理、主要操作步骤、所得到的结论及试验中发觉的新问题。设计试验报告是学生第一次做,因此完成好本节课的教学任务有肯定的难度。老师可赐予适当的提示,使学生能更好地完成本次试验报告设计的全过程。依据学生的课前预习,要完成教材中相关问题的探讨,可提出如下问题或由学生提出一些在设计试验过程中想到的问题,课上拿出肯定的时间进行探讨。(1)此试验的方法及原理是什么?(2)此试验中应用到哪些测量仪器及工具?你能画
3、出本次试验的电路图吗?(3)滑动变阻器在本次试验中起什么作用?闭合开关前应将滑片放在什么位置?试验中怎样移动滑片更合理?(4)为保证本次试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)怎样设计试验记录表格更合理?(6)将本次试验步骤与用“伏安法测小灯泡电阻”试验的步骤相比较,有什么相同点和不同点?(7)三次试验中哪一次是小灯泡的额定功率?若试验中只要求测出小灯泡的额定功率,你应当如何做?(8)伏安法测电阻也是要求测三次,和这个试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、发光状况是怎样随它两端的电压的变更而变更的?假如用
4、PU图象表示改变的规律,图象会是什么样的?试验分析探讨也是一个探究过程,是学生实力的升华过程,老师应赐予足够的重视。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:学生自己设计试验电路和试验步骤。教学方法:启发探讨视察试验展示成果总结沟通。课时支配:1课时三维目标一、学问与技能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变更而变更,并发觉其改变的规律。三、情感看法与价值观相识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响,培育学生科学运用用电器的意识以及节约用电的意识。课前打算24人为一组,
5、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。老师制作好课件。教学设计导入新课复习引入课件展示问题,学生思索回答。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?它们分别是依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:PWt。方案(2):也可以利用公式
6、PUI测出电压和电流,计算出电功率。假如我们要测“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,所以应当用其次种方法测。推动新课一、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许多,对应的实际功率也有许多,为了全面地看清小灯泡的电功率改变状况,我们须要测量多种状况下的实际功率大小。测哪些状况下的功率有代表性呢?分别测量以下三种状况下的实际功率即可:多媒体课件展示:测量要求:分别测量以下三种状况下的实际功率。(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
7、,并视察小灯泡亮度。(3)使小灯泡两端电压低于额定电压,并视察小灯泡亮度。引导学生依据上述要求设计试验,并把自己小组的试验方案写出来。(教学说明:学生经过以前的探究活动,已能了解试验活动的基本程序,所以,不必过多探讨,用课件展示提示即可,也可在学生短时间探讨后,由几个小组长汇报一下自己小组设计的方案。)二、设计试验1设计思想(试验原理);2.试验电路;3.试验器材:(注明运用器材规格);4.试验数据(记录)表格。老师巡察,刚好指导。设计完成后,可以进行试验。三、进行试验1试验操作步骤;2.试验现象视察;3.试验数据记录;4.试验中存在什么问题:(教学说明:老师提示学生做第(2)种状况的试验时,
8、需当心调整滑动变阻器,以免实际电压超过额定电压,因电压过大而烧坏灯泡。在同学试验的过程中老师要仔细巡察,刚好指导。)四、分析和论证依据公式PUI计算灯泡的电功率。五、评估和沟通(试验报告)试验结束,选择23组同学利用投影和大家沟通。(要求同学协作投影上台讲解)多媒体投影展示讲解:第一组试验报告试验名称:测量小灯泡的电功率试验目的:测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。试验原理:依据公式PUI,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。试验电路:依据试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
9、中要接入滑动变阻器,用来变更小灯泡两端电压。试验器材: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_,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。试验数据(记录)表格:项目次数试验要求发光状况电流(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、试验步骤1按电路图连接实物电路。2合上开关,调整滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,视察小灯泡发
10、光状况,记录电流表、电压表示数。3调整滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍,视察灯泡发光状况,记录电流表、电压表示数。4调整滑动变阻器,使小灯泡两端电压低于额定电压,视察并作记录。5断开开关,整理试验器材。说明:1按电路图连接实物电路时留意:(1)连接过程中开关应始终处于断开状态。(2)依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,并留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,要弄清晰什么位置是最大值位置并调整。3调整滑动变阻器的过程中,要首先
11、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、试验结论由公式PUI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、评估反思小牢固验过程中的得失,完成试验报告,与其他同学沟通试验的体会。引导学生探讨和沟通:大家有什么问题可以相互沟通,谈谈你在设计试验及试验过程中有什么新的感想,发觉了什么问题。学生纷纷探讨和沟通,老师对有代表性的问题进行指导。学生探讨结束后,老师进行试验过程的总结与点评。即学即练多媒体
12、课件展示:1小阳在试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”的试验中所连接的实物图。灯泡的额定电压是2.5V,电阻约9,滑动变阻器标有“201A”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,无论怎样调整滑动变阻器灯泡都不亮。小兰分析产生故障的缘由可能是:小灯泡灯丝断了;小灯泡短路;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状况,帮小兰
13、推断故障缘由,并将其序号填写在表1对应的空格里。表1电流表电压表故障缘由示数不为0示数为0示数为0示数不为0(4)解除故障后,小兰调整变阻器滑片的位置,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,并视察发光状况,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。小灯泡的额定功率是W。(计算结果保留两位小数)表2U/VI/AR/灯泡亮度20.258暗2.5亮2.80.329很亮(5)请你依据试验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光状况和电阻大小,提出一个合理的猜想:_。答案:1.0.30.92.(1)电压表“”接线柱跟小
14、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)上空下空(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试验的区分和联系:测量小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两试验有相像之处,也有明显区分,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:试验名称测量小灯泡的电阻测量小灯泡的功率原理RU/IPUI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试验,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
15、的操作技能,熬炼了设计试验的实力,希望同学们在课后能更充分沟通,在相互沟通中发觉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学问。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:PUI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、试验电路图:五、试验结论:?(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
16、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,就顺手放在了桌子上。同学也过去拿起来看了看。没断呀?他就又当心地把灯泡装上了,打开开关,灯果真亮了,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。果真没多久,还是坏了。过程:听说了这样的问题,同学们一下兴奋了。经过探讨,同学们一样认为应当从下面几个方面找缘由:(1)灯丝断了,能再连上吗?(2)断了的灯丝,假如再连上和原来的一样吗?(3)再接上的灯为什么“好景不长”?同学们起先分头活动。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,大家发觉:灯丝断开后,再连在一起
17、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。设计反思本节试验是电学中最重要的一个学生试验,它涉及的器材最多、操作步骤最困难,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,赐予了适当的引导、启发,对一些关键性的问题赐予了必要的提示,这样学生的正确率得到了明显的提高,试验也能够比较顺当地完成。本节试验中三大仪器的连接与规范运用依旧确定着试验能否顺当进行和试验的成败,所以对电压表、电流表及滑动变阻器正确运用与读数是老师在教学过程中须要特别留意的问题。对电路故障的解除,尽量让学生自己去解决,老师只提示可
18、能的位置和方法,让学生学会依据现象解除故障,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育学生的评估与沟通实力。评估是对试验过程的反思,可以培育学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中吸取阅历教训,有利于学生养成严谨的科学看法,有利于发散学生的批判性思维。通过评估,培育学生发觉新问题的意识和实力,并尝试改进探究方案。参考资料入出境电功率试验中的十大异样现象测量小灯泡的电功率的试验是初中物理的重要试验,但是由于电路连接或操作等方面的缘由,试验中常常会出现这样或那样的异样现象使试验无法进行甚至毁坏试验仪器。现将这个试验常常出现的十大异样现象及其缘由简要分析如下:现象1:小明
19、连接的试验电路,闭合开关,发觉电压表的指针反转。辨析:电压表的“”“”接线柱接反,应当是“”进“”出。现象2:小张连接的试验电路,闭合开关,发觉电流表的指针摇摆较小,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00.6A的量程即可。现象3:小华连接的试验电路,闭合开关,发觉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,所以试验时肯定要使各个接线处接触良好。现象4:小宇连接的试验电路,闭合开关时发觉小灯泡特殊亮。辨析:小灯泡特殊亮说明它的功率特殊大
20、,它的电压超过了额定电压,电路中的电流过大,缘由是闭合开关前没有将滑动变阻器调到阻值最大。试验时肯定要留意:闭合开关前应当将滑动变阻器的阻值调到最大。另外,假如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状况。现象5:小丽连接的电路,闭合开关后发觉小灯泡不亮,电压表有示数,电流表指针不动。辨析:产生这个现象的缘由可能有两个: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。另一缘由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
21、为是将电压表干脆接在电源的两端上,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:小清连接的试验电路,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。缘由很可能是电压表的接线柱接触不良。现象7:小红连接的试验电路,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:这个试验是通过滑动变阻器变更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,确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
22、值电阻。运用滑动变阻器时肯定要留意,接线时要一上一下。现象8:小明的试验电路连接正确,但是试验中无论怎样调整滑动变阻器,小灯泡都不能正常发光(始终比较暗)。缘由: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,完成这个试验时,电源的电压肯定要比小灯泡的额定电压大20%以上。现象9:小颖连接的试验电路,闭合开关后,发觉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,小灯泡的亮度发生改变,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当变大,但
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