測量小燈泡的電功率【教學目標】知識與技能1、知道測量小燈泡功率的原理，會測小燈泡的額定功率和實際功率；2、加深對電功率的理解，進一步理解額定功率和實際功率的區(qū)別。3、鞏固電流表、電壓表、滑動變阻器的使用操作技能。過程與方法1、通過實驗，培養(yǎng)學生設(shè)計實驗的能力、實驗操作能力、分析處理數(shù)據(jù)的能力。2通過測量發(fā)現(xiàn)小燈泡的電功率隨它兩端的電壓而改變，并探究掌握其變化規(guī)律，體驗小燈泡在不同電功率下的工作狀態(tài)。情感態(tài)度與價值觀1.通過學習過程中的討論和交流，養(yǎng)成學生合作學習的意識學生實事求是的科學態(tài)度2通過認識用電器正常工作和不正常工作對用電器的影響，養(yǎng)成學生科學使用用電器的意識。【教學重點】1、會測量小燈泡的電功率2 、實際功率和額定功率的理解【教學難點】1、 測量小燈泡功率的實驗方案的設(shè)計和制定。2、電流表、電壓表、滑動變阻器的正確使用?！窘虒W準備】教師準備：多媒體、電路示教板、實物展臺學生每組準備（共分12組）：電源、3.8V小燈泡（帶燈座）、開關(guān)、電流表和電壓表、滑動變阻器，導(dǎo)線若干、發(fā)光二極管（和燈泡亮度相當）?！窘虒W過程】教 學 過 程教學內(nèi)容教 師 活 動學 生 活 動一、創(chuàng)設(shè)情境，引人新課 【演示實驗】出示標有“3.8V”小燈泡，提問：你知道“3.8V”表示什么意思嗎？把3.8V小燈泡分別接在3V和4.5V的電源上，讓學生觀察：你看到什么實驗現(xiàn)象？ 【導(dǎo)入新課】同一個燈泡接在不同的電源上，為什么亮度不一樣呢？小燈泡的亮度跟它的實際功率之間又有什么關(guān)系呢？我們這節(jié)課就學習測量小燈泡的電功率。 板書課題：§18.3 測量燈泡的電功率（設(shè)計意圖：以現(xiàn)象激發(fā)興趣，用問題產(chǎn)生困惑，體現(xiàn)從生活到物理的認知過程。）思考，回答：表示這個燈泡的額定電壓是3.8V。認真觀察實驗現(xiàn)象，回答：亮度不一樣，當接在3.8V的電源上時，燈泡較暗，接在4.5V的電源上時，燈泡較亮。帶著強烈的求知欲開始本節(jié)課的學習。二、探究過程 實驗?zāi)康暮驮碓O(shè)計實驗1、設(shè)計電路圖2、設(shè)計記錄表格3、實驗步驟進行實驗1、連接電路2、實驗操作，收集數(shù)據(jù)分析論證得到結(jié)論評估拓展延伸【過渡問題】小燈泡的實際電壓有很多，對應(yīng)的實際功率也有很多，為了全面地看清小燈泡的電功率變化情況，我們需要測量多種情況下的實際功率大小，你認為需要測量哪些電壓下的功率？強調(diào)：為防止燒壞燈泡，燈兩端的實際電壓不可高于額定電壓過多，為額定電壓的1.2倍即可。【目的和原理】根據(jù)上面的分析，你能說出本實驗的目的和原理分別是什么嗎？在學生回答的基礎(chǔ)上，總結(jié)并出示實驗?zāi)康暮驮?。【設(shè)計實驗】引導(dǎo)學生逐步完成下列實驗設(shè)計：一、設(shè)計電路圖你能根據(jù)實驗?zāi)康暮驮碓O(shè)計出實驗電路圖嗎？為避免出現(xiàn)不必要的偏差，提出下列問題幫助學生思考： 1、根據(jù)實驗原理，實驗中要測量哪些物理量？2、電流表和電壓表應(yīng)該分別連在什么位置？3、為了測量燈泡在不同電壓下的電功率，實驗中需要改變燈泡兩端的電壓，有哪些方法可以改變燈泡兩端的電壓？最好采用哪種方法？4、你能根據(jù)實驗要求，畫出電路圖嗎？教師利用實物展臺展示各小組具有典型性的電路圖，并讓學生對這些電路圖進行分析、討論和評價，逐步設(shè)計出本實驗的電路圖。二、設(shè)計記錄表格1、所用燈泡的額定電壓是多少？為了不使燈兩端的電壓過多的超過額定電壓，實驗中電源電壓應(yīng)該是多少？2、實驗中，應(yīng)記錄哪些實驗數(shù)據(jù)？3、根據(jù)上面的分析，你能設(shè)計出實驗記錄表格嗎？燈的規(guī)格電壓（V）電流（A）電功率（W）燈的發(fā)光情況U=U額U>U額U<U額把各小組設(shè)計的記錄表格用實物投影儀進行展示，組織學生討論，逐步完善記錄表格。三、設(shè)計實驗步驟根據(jù)實驗要求，你認為實驗步驟是什么？ 先讓學生在組內(nèi)和班內(nèi)展示實驗步驟，然后師生共同逐步形成最終方案： 1、根據(jù)電路圖連接實物電路。2、合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓3.8V，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，使小燈泡兩端的電壓約為額定電壓的0.8倍即3V，記錄電流表示數(shù)，觀察燈泡發(fā)光情況。 4、調(diào)節(jié)滑動變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的12倍即4.5V，觀察燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。 5、斷開開關(guān)依次拆除電路，整理儀器。（設(shè)計意圖：利用小組討論和學生自我思考結(jié)合，在老師的引導(dǎo)下設(shè)計探究實驗，保證了實驗設(shè)計的可靠性和可行性，同時也激發(fā)了學生的探究熱情，利于學生科學實驗素養(yǎng)的形成。）【進行實驗】組織學生進行實驗，注意巡回指導(dǎo)，溫馨糾錯。一、連接電路為提高學生的實驗效率，避免出現(xiàn)不必要的錯誤，出示下列問題的提示，指導(dǎo)學生根據(jù)電路圖連接電路：1、 1、根據(jù)電路設(shè)計，本實驗需要哪些器材？檢查所給的器材是否夠用。2、在連接電路時，應(yīng)該怎樣連接滑動變阻器？開關(guān)處于什么狀態(tài)？閉合開關(guān)前，滑片要放在什么位置？3、電流表和電壓表的正、負接線柱的連接是否正確？4、你選用的電流表和電壓表的量程是否合適？展示小組的連接電路，對出現(xiàn)的連接錯誤進行集體講評。溫馨提示：請同組的同學互相檢查一次，確保無誤。（設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生設(shè)計實驗和連接電流表、電壓表和滑動變阻器的能力。）二、實驗操作，收集數(shù)據(jù)指導(dǎo)學生進行實驗操作，教師巡視，溫馨糾錯。小燈泡的規(guī)格電壓（V）電流（A）電功（W）燈的發(fā)光情況3.83.834.5強調(diào)：在實驗之前，要先弄清滑片向哪個方向移動才能使燈泡兩端的電壓發(fā)生相應(yīng)的變化?！痉治稣撟C 得出結(jié)論】學生實驗完成后，計算表中每次燈泡功率，回答下面的問題：1、小燈泡在什么情況下正常發(fā)光？在什么情況下小燈泡比正常情況更亮？什么情況下小燈泡比正常情況下暗？2、計算小燈的電功率，分析數(shù)據(jù)，燈泡亮度變化的原因是什么？燈的亮度取決于什么3、小燈泡實際消耗的電功率一定等于額定功率嗎？（設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生的實驗操作能力和分析問題的能力。）【評估交流】請同學們對實驗過程進行回顧和分析，思考：1、在實驗過程中還有沒有不合理的地方？你是如何改進的？2、操作中有沒有什么失誤或故障？你是如何解決的？3、測量結(jié)果有哪些誤差？你是如何盡量減小的？【想想做做】選擇亮度與小燈泡相當?shù)陌l(fā)光二極管，測量加在它兩端的電壓和通過它的電流，計算它的電功率。調(diào)節(jié)加在它兩端的電壓，獲得幾組數(shù)據(jù)。將所得的電功率數(shù)值與小燈泡相比，在亮度相當?shù)那闆r下，哪一個的電功率較小？（設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生知識的綜合運用能力，引導(dǎo)學生關(guān)注實際問題。）【拓展延伸】測量小燈泡的電功率和上一章學習的“伏安法測電阻”相比，兩個實驗有什么相同點和不同點？“伏安法”測電阻也是要求測三次,和這個實驗中的測三次目的一樣嗎?能否依據(jù)三次測量數(shù)據(jù)計算小燈泡的平均功率，為什么?（設(shè)計意圖：引導(dǎo)學生通過比較總結(jié)歸納兩個實驗存在的異同點，易于學生的理解和接受。）思考，組內(nèi)討論，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，測出其功率，觀察小燈泡亮度。 （2）使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，測出其功率，并觀察小燈泡亮度。  （3）使小燈泡兩端電壓高于額定電壓，測出其功率，并觀察小燈泡亮度。思考，回答：實驗的目的是測量小燈泡的額定功率和實際功率。實驗的原理是P=UI。在老師的引導(dǎo)下，積極思考，討論交流，自主逐步完成實驗設(shè)計。1、需要測量燈泡兩端的電壓和通過它的電流。2、電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與小燈泡并聯(lián)。3、可以改變換電源電壓或使用滑動變阻器。最好在電路中串聯(lián)滑動變阻器，通過改變滑動變阻器滑片的位置來改變燈泡兩端的電壓。 4、設(shè)計出電路圖：思考，根據(jù)提示，設(shè)計表格：1、燈泡的額定電壓是3.8V ，電源電壓應(yīng)該是三節(jié)電池串聯(lián)，即4.5V2、應(yīng)記錄燈泡的規(guī)格、燈泡兩端的電壓、通過燈泡的電流、燈泡的功率和燈的發(fā)光情況。3、試著畫出并逐漸完善記錄表格。 根據(jù)實驗要求，先在組內(nèi)展示實驗步驟，然后小組代表在全班展示，其余小組進行補充、完善，形成最終方案。在思考下列問題的基礎(chǔ)上，連接電路：1、實驗器材：學生電源、3.8V的小燈泡，開關(guān)，學生用電流表、電壓表，滑動變阻器，導(dǎo)線若干。2、一上一下，滑片應(yīng)滑到阻值最大處。3、注意正確連接電流表和電壓表的正、負接線柱。4、電流表使用0-0.6A的量程,電壓表使用0-15V的量程。小組合作分工，認真連接電路，對出現(xiàn)的錯誤能夠及時發(fā)現(xiàn)和改正，然后組間展示，加強實驗操作能力。組內(nèi)明確分工，認真進行實驗，并注意觀察現(xiàn)象和記錄數(shù)據(jù)。計算功率，然后觀察數(shù)據(jù)討論，得出結(jié)論：1、當小燈泡U實=U額時，P實=P額，正常發(fā)光；當小燈泡U實>U額時，P實>P額，較亮；當小燈泡U實<U額時，P實<P額，較暗。2、原因是燈泡的實際功率發(fā)生了變化，燈的亮度取決于燈的實際電功率。 3、小燈泡的功率不一定等于額定功率。 對實驗過程進行反思，對出現(xiàn)的問題提出改正措施。 和測量燈泡功率同樣的方法，利用發(fā)光二極管進行實驗，獲取數(shù)據(jù)，分析結(jié)果，得出結(jié)論：發(fā)光二極管的電功率更小。 回憶“伏安法測電阻”的知識，并和本次實驗進行比較，積極發(fā)表自己的意見，得出異同點。 “伏安法”測電阻中，三次測量是為了求電阻的平均值，減小誤差，而本次實驗中，燈泡的實際功率隨其兩端電壓的改變而改變，所以求功率的平均值沒有意義。反饋練習出示練習題，見附件1獨立完成反饋練習三、課堂小結(jié)回顧本節(jié)課你學到了什么？你還有什么疑惑？師生共同解決和總結(jié)：實驗?zāi)康膶嶒炘碓O(shè)計實驗進行實驗分析論證得出結(jié)論評估交流反饋練習（設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生歸納總結(jié)及自省能力，提高學生參與意識，學會展示我。）學生討論發(fā)言，梳理本節(jié)知識要點，解除疑惑。四、課堂檢測老師巡視、講評。完成檢測題，見附件2五、布置作業(yè)見附件3課后完成?！景鍟O(shè)計】第三節(jié) 測量小燈泡的電功率一、實驗?zāi)康模簻y量小燈泡的額定功率和實際功率二、實驗原理：P=UI三、實驗器材：滑動變阻器的作用：改變燈泡兩端的電壓四、設(shè)計實驗：五、進行實驗：  次數(shù)要求亮度電流(A)電壓(V)電功率(W)1U實=U額    2U實>U額    3U實<U額    六、結(jié)論：（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?！窘虒W反思】一、案例的“亮點”1.實驗探究過程分為三個階段：第一階段是引導(dǎo)學生設(shè)計探究測量小燈泡的額定電功率的實驗方案，第二階段是探究小燈泡的實際電功率跟它兩端電壓的關(guān)系，第三階段作為鞏固，測量并比較亮度相同的發(fā)光二極管和小燈泡的電功率的大小，這樣的實驗順序分散了教學重點、難點，可以逐個突破。2、采取開放式實驗的形式。從實驗設(shè)計、進行實驗、總結(jié)歸納到交流評估都是在老師出示問題后，讓學生在充分思考的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學生自主完成，給學生提供充足的思考空間、探究空間、展示空間，調(diào)動了學生的積極性，讓學生真正成為課堂的主人，同時培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和實驗探究能力。二、教學中易出現(xiàn)的問題1. 部分同學對于電流表、電壓表和變阻器的使用方法不熟悉，特別是在接線過程中由于導(dǎo)線接觸不良出現(xiàn)電路故障，花費時間較多；有的在做實驗時沒有嚴格按照規(guī)定去做，損壞了小燈泡，沒有得出實驗數(shù)據(jù)。2.在設(shè)計實驗方案上用時較長，在探究實驗用時有些少，反饋練習環(huán)節(jié)有些倉促，在整個教學環(huán)節(jié)上顯得“頭重腳輕”。3.發(fā)光二極管與小燈泡兩者的亮度比較不是很明顯，各組觀察情況不一致，導(dǎo)致各小組的測量數(shù)據(jù)誤差較大。附件1：反饋練習在測定小燈泡電功率的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10。（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大；連線不得交叉。（2）小宇同學閉合開關(guān)，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為 V，若他想測量小燈泡的額定電功率，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片P向 （選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為 。（3）小宇同學繼續(xù)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的IU關(guān)系圖象，根據(jù)圖象信息：小燈泡兩端電壓是1.5V時，其電阻是_；燈泡的額定功率是_W。還可以得出：小燈泡的實際電功率隨實際電壓的增大而 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。（4）小葉同學按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出她在實驗中兩個操作不當之處是： ； 。 參考答案：（1）如圖甲 （2）2.2 ；B；2.5V （3）10；0.5；增大（4）連接電路時開關(guān)沒有斷開；滑動變阻器的滑片沒有置于最大阻值處。附件2：課堂檢測1.如圖所示的電路中，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S后，當滑動變阻器的滑片P向左移動時，下列判斷正確的是（ ）A電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小B電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大C電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大D電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小2、一只燈泡標有“220V 100W”字樣，把它接入110V電路路中，它的實際功率是_。3、某電度表盤上標有“3000revs/(kW·h)”，單獨開動某一用電器時，電度表的轉(zhuǎn)盤在100秒內(nèi)轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)，由此可知，該用電器的功率為_。4.小華通過學習得到以下結(jié)論，你能幫他填寫完整嗎？ （1）測量小燈泡的電功率的實驗中，依據(jù)的原理是 。 （2）在測小燈泡電功率的實驗中，除了需要電源、開關(guān)和導(dǎo)線外，還需要 、 、 和 ?？上葘⑿襞菖c 和 串聯(lián)，再與 并聯(lián)接在電路中。 （3）在測小燈泡電功率的實驗中，連接電路時，應(yīng)注意：開關(guān)必須是 的；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片滑到 位置。 （4）如圖所示，是曉亮同學測小燈泡功率的實驗電路圖。請在甲、乙、丙三處填上合適的元件符號；在實驗開始前，滑片應(yīng)置 端，當滑片P滑至中點時，小燈泡正常發(fā)光，若要求小燈泡的亮度增強，滑片P應(yīng)移向 端。 5.（湖北省黃岡市)在用電流表、電壓表測小燈泡功率的實驗時，燈泡上標有“3.4V” 字樣。小紅設(shè)計了實驗電路圖，如圖甲所示，并連接了部分實驗電路，如圖乙所示。丙圖A甲圖乙圖（1）請幫助小紅完成實驗電路的連接。（2）連接完實驗電路后，小紅閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮、電流表無示數(shù)、電壓表有示數(shù)且接近于電源電壓，請幫助小紅分析電路出現(xiàn)故障的原因：_。（3）排除故障后，小紅調(diào)節(jié)滑動變阻器，使燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為_A，則小燈泡的額定功率為_W。（4）假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，電源電壓為6V且穩(wěn)定不變，仍利用現(xiàn)有的器材完成試驗，你認為如何操作：_參考答案：1、C 2、25 W 3、500 W 4、（1）P=UI （2）電壓表、電流表、滑動變阻器 、小燈泡；滑動變阻器、電流表、電壓表 （3）斷開、阻值最大處 （4）甲電流表、乙電壓表、丙小燈泡 5、（1）略 （2）小燈泡斷路 （3）0.3A 1.02W （4）電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為2.6V。附件2：布置作業(yè)1、我們學習了電能表的有關(guān)知識，現(xiàn)在又學習了電功率的有關(guān)知識，同學們能否利用電能表和停表測算出同學們家中電視機的電功率。2.請走訪你所在的小區(qū)居民，一天當中什么時候達到用電高峰，用電高峰期電燈的亮度有什么變化，請你利用所學的知識來幫助居民分析原因。參考答案：1、（1）只讓電視機工作，用停表記下在時間t內(nèi)電能表所轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)n。（2）觀察電能表的轉(zhuǎn)動參數(shù)求出電能表轉(zhuǎn)動n圈所做的功W；（3）根據(jù)公式P=W/t求出用電器的電功率P。2、略9 / 9