第第3 3節(jié)測量小燈泡的電功率節(jié)測量小燈泡的電功率在“測量小燈泡的電阻”的實驗基礎上，引導學生自行設計“測量小燈泡的電功率”的實驗方案，培養(yǎng)學生自主學習的能力。指導學生進行探究性實驗，在體驗“設計、操作、分析、得出結論”的過程中，使學生感受到認真、嚴謹?shù)目茖W精神，學會處理實驗中遇到的實際問題，培養(yǎng)學生的主動探究精神。本節(jié)在標準中定為課堂內(nèi)的科學探究活動。學生在科學探究活動中，通過經(jīng)歷與科學家進行科學探究時的相似過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。學生是在學習了電阻的影響因素，探究“通過導體的電流跟兩端電壓的關系”、測量燈泡電阻的實驗基礎上來學習這一節(jié)內(nèi)容的。有一定的實際操作經(jīng)驗和理論基礎，學生在本節(jié)內(nèi)容的學習中可能存在三個方面的困難：1.不能準確、完整地設計出實驗電路圖。2.在實驗操作中，出現(xiàn)一些電路故障，不能迅速排除故障。3.不能準確分析出小燈泡電阻、電功率的變化實質(zhì)。知識與技能1.通過學生自己設計實驗，進一步加深對電功率概念的理解。2.通過學生動手操作，鞏固電流表和電壓表的操作技能。3.通過實驗、比較，進一步理解額定功率和實際功率的區(qū)別。過程與方法1.通過本節(jié)課培養(yǎng)學生依據(jù)實驗原理設計實驗方法的能力。2.通過實驗，培養(yǎng)學生的觀察、實驗能力及分析、概括能力。重點1.會測定小燈泡的功率。2.對實際功率和額定功率的理解。難點電流表、電壓表及滑動變阻器的正確使用。生2：為了測量更準確，還利用變阻器進行了多次測量，然后求平均值。師：同學們對學過的知識掌握得很好，我們在上節(jié)課剛學過了電功率，誰來說說什么是電功率？生：電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量，用電器在1 s內(nèi)消耗的電能叫用電器的電功率。師：電功率能測嗎？怎么測？生：可以利用電能表和鐘表測，也可以利用公式PIU測出電壓和電流，計算出電功率。師：如果我們要測“小燈泡”的電功率，用哪種方法好呢？生：小燈泡不能接在家庭電路上，應該用第二種辦法測。二、新課教學想想議議師：同學們能設計一個方案來測出小燈泡的功率嗎？大家一定還記得用電器在額定電壓下工作時的功率叫額定功率，如果不是在額定電壓下叫什么功率，你想要測量的是什么功率？生：實際功率。投影測量要求分別測量以下三種情況下的實際功率。（1）使小燈泡在額定電壓下發(fā)光。（2）使小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍，并觀察小燈泡亮度。（3）使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，并觀察小燈泡亮度。師：同學們現(xiàn)在可以設計實驗，并做好記錄。（學生經(jīng)過以前的探究活動，已能了解實驗活動的基本程序，所以，不必過多討論，用投影提醒學生即可）投影設計實驗設計思想（實驗原理）：實驗電路：實驗器材：（注明使用器材規(guī)格）實驗數(shù)據(jù)（記錄）表格：（教師巡視，及時指導，設計完成后，可以進行實驗）進行實驗實驗操作步驟：實驗現(xiàn)象觀察：實驗數(shù)據(jù)記錄：實驗中存在什么問題：（教師提醒學生做第（2）個實驗時，需小心調(diào)節(jié)滑動變阻器，以免實際電壓超過額定電壓太多，因電壓過大而燒壞燈泡。在同學實驗的過程中教師要認真巡視，及時指導）分析和論證評估交流（實驗報告）實驗結束，利用投影和大家交流。學生實驗，教師巡回指導。投影實驗報告題目測量小燈泡的電功率實驗目的測量小燈泡在不同電壓下工作時的電功率。實驗原理PUI。實驗電路實驗步驟1.按電路圖連接實物電路。2.合上開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓，觀察小燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。3.調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的1.2倍，觀察燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。4.調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察并做記錄。5.斷開開關，整理實驗器材。說明1.按電路圖連接實物電路時注意：（1）連接過程中開關應始終處于斷開狀態(tài)。（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓值，估計電路中電流、電壓的最大值，選擇合適的量程，并注意正負接線柱的連接及滑動變阻器正確接法。（3）連接好以后，每個同樣檢查一遍，保證電路連接正確。2.合上開關前，應檢查滑動變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調(diào)整。3.調(diào)節(jié)滑動變阻器的過程中，要首先明白向什么方向可以使變阻器阻值變大或變小，怎么調(diào)能使小燈泡兩端電壓變大或變小。實驗結論由公式PIU計算小燈泡的功率。（將計算結果填入表中，通過分析和比較得出）（1）不同電壓下，小燈泡的功率不同，實際電壓越大，小燈泡功率越大。（2）小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定，實際功率越大，小燈泡越亮。評估師：大家有什么問題可以互相交流，談談你在設計實驗及實驗過程中有什么新的感想，發(fā)現(xiàn)了什么問題。生1：我們組認為實驗中最容易出錯的就是滑動變阻器，阻值最大的位置一錯，合上開關就容易使電表偏轉過大。生2：實驗過程中，滑動變阻器開始在阻值最大的位置，調(diào)節(jié)的時候阻值從大到小，小燈泡兩端的電壓會從小變到大。測量時為什么不先測低于額定電壓時的功率，依次測量等于額定電壓和高于額定電壓的功率，以免變阻器阻值一會兒變大，一會兒變小，還容易錯？師：同學們非常認真，誰能來解釋剛才那幾個同學的兩個問題呢？生1：我們認為先從低于額定電壓開始測也不是不可以，但是先測額定電壓更好，這樣在觀察小燈泡亮度時有明顯的區(qū)分，容易觀察。生2：老師，我們發(fā)現(xiàn)今天測“小燈泡功率”的實驗裝置與上一章測“小燈泡電阻”時的裝置一模一樣。師：是嗎？哪些地方一樣？生：測量的內(nèi)容也一樣，都是燈泡兩端電壓和通過小燈泡的電流，實驗過程中的要求和注意的問題也基本一樣。師：有不一樣嗎？生1：兩次測量的目的不同，上次是要測電阻，這次是要測功率。生2：從今天的測量數(shù)據(jù)也可以算出小燈泡電阻。師：可以的話，大家算一下電阻。生：如果不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，將三次測量的值加起來算平均值就知道小燈泡的電阻了。師：大家都求出電阻了嗎？有沒有新的發(fā)現(xiàn)？生：定值電阻可以求平均值，今天測的功率不能求平均值。生：上次多次測量是為了求平均值減小誤差，這次是為了比較在不同電壓下小燈泡的功率和發(fā)光情況。師：同學們分析得非常好，現(xiàn)在請同學們觀察你手中的小燈泡上的額定值，求出小燈泡的電阻，再求出實際電壓下電流值和功率值，和你測量的結果進行比較；如有誤差，分析原因。例1在“測定小燈泡額定功率”的實驗中，某同學電路連接正確，閉合開關，燈泡發(fā)光，但測試中無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表示數(shù)都達不到燈泡的額定電壓值。其原因可能是下述的哪種（）A.變阻器總電阻太大B.電壓表量程太大C.電源電壓太低 D.燈泡燈絲斷開答案C例2在測定小燈泡功率的實驗中，若錯把電流表并聯(lián)在電燈兩端，而把電壓表串聯(lián)在電路中，如圖所示，則閉合開關S后，可能會出現(xiàn)的情況是（）A.燈泡不亮 B.電流表指針有明顯偏轉C.電流表被燒壞 D.電壓表示數(shù)為電源的電壓解析把電壓表串聯(lián)在了電路中，因為電壓表的內(nèi)阻很大，可以看作是絕緣體，因此電路中的電流十分微弱，可以忽略不計，故燈泡不會亮，電流表的指針不會偏轉，更不會被燒壞，所以A正確，B、C錯誤。因電壓表兩端的接線柱能通過導線或用電器等導體接到電源兩極上，所以電壓也相當于測電源的電壓，其示數(shù)約等于電源的電壓值，故D對。答案AD三、課堂小結通過本節(jié)課的實驗，同學們進一步加深了對電功率的理解，鞏固了電流表、電壓表的操作技能，鍛煉了設計實驗的能力，希望同學們在課后能更充分交流，在相互交流中發(fā)現(xiàn)自己的不足，在不斷改正錯誤的過程中學到更多知識。四、作業(yè)設計見練闖考第81頁課內(nèi)精練測量原理PIU結論小燈泡的發(fā)光情況由小燈泡的實際功率來決定，在額定電壓下，小燈泡才能正常發(fā)光。本節(jié)課是電學中最重要的一個學生實驗，它涉及的器材最多、操作步驟最復雜，教材中是完全放手讓學生去操作完成的。我認為對學生來說難度不小，所以在課堂上，我給予了適當?shù)囊龑?、啟發(fā)，對一些關鍵性的問題給予了必要的提示，這樣學生的正確率得到了明顯的提高，實驗也比較順利地能夠完成。很多學生的實驗失誤出現(xiàn)在對電表的使用上，包括電表的連接、量程的選取、數(shù)值的讀出等，所以練習對電表的使用，仍是實驗的關鍵。對電路故障的排除，盡量讓學生自己去解決，教師只提供可能的位置和方法，讓學生學會根據(jù)現(xiàn)象排除故障，進一步加深對電路方面通路、短路和斷路的體會。