【初中物理】18.3測(cè)量小燈泡的電功率

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18.3測(cè)量小燈泡的電功率 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.通過(guò)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)電功率概念的理解. 2.通過(guò)學(xué)生動(dòng)手操作，鞏固電流表和電壓表的操作技能. 3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)、比較，進(jìn)一步理解額定功率和實(shí)際功率的區(qū)別. 二、過(guò)程與方法 1.通過(guò)本節(jié)課培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法的能力. 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰胺治?、概括能? 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過(guò)學(xué)習(xí)過(guò)程中的討論和交流，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的意識(shí)和態(tài)度. 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)中的觀察和比較，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣. ●教學(xué)重點(diǎn) 會(huì)測(cè)定小燈泡的功率. 對(duì)實(shí)際功率和額定功率的理解. ●教學(xué)難點(diǎn) 電流表、電壓表及滑動(dòng)變阻器的正確使用. ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法. ●教具準(zhǔn)備 電源（電池組）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小燈泡（帶燈座）、開關(guān)、導(dǎo)線若干、投影儀. ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 一、引入新課 ［師］同學(xué)們?cè)谏弦徽碌牡谖骞?jié)已經(jīng)測(cè)量過(guò)小燈泡的電阻.還記得是怎么測(cè)的嗎？ ［生］利用電流表測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流，再利用電壓表測(cè)出了小燈泡兩端的電壓，然后利用歐姆定律I=的變形公式R=算出了小燈泡的電阻. ［生］為了測(cè)量更準(zhǔn)確，還利用變阻器進(jìn)行了多次測(cè)量，然后求平均值. ［師］同學(xué)們對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)掌握得很好.我們?cè)谏瞎?jié)課剛學(xué)過(guò)了電功率，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)？ ［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(cè)嗎？怎么測(cè)？ ［生］可以利用電能表和鐘表測(cè). ［生］也可以利用公式P=IU測(cè)出電壓和電流，計(jì)算出電功率. ［師］如果我們要測(cè)“小燈泡”的電功率，用哪種方法呢？ ［生］小燈泡不能接在家庭電路上，應(yīng)該用第二種辦法測(cè). 二、進(jìn)行新課 ［想想議議］ ［師］同學(xué)們能設(shè)計(jì)一個(gè)方案來(lái)測(cè)出小燈泡的功率嗎？ （同學(xué)們已經(jīng)有了一定的動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)，并且急著參與，會(huì)非?？隙ǖ鼗卮穑耗埽? ［師］大家一定還記得用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率叫（同學(xué)們一起說(shuō)）額定功率.如果不是在額定電壓下叫什么功率，你想要測(cè)量的是什么功率，明白了嗎？ ［投影］測(cè)量要求 分別測(cè)量以下三種情況下的實(shí)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(xué)們現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并做好記錄. （學(xué)生經(jīng)過(guò)以前的探究活動(dòng)，已能了解實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的基本程序，所以，不必過(guò)多討論，用投影提醒學(xué)生即可） ［投影］ ［設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)］ ●設(shè)計(jì)思想（實(shí)驗(yàn)原理）： ●實(shí)驗(yàn)電路： ●實(shí)驗(yàn)器材：（注明使用器材規(guī)格） ●實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（記錄）表格： (教師巡視，及時(shí)指導(dǎo).設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)) ［進(jìn)行實(shí)驗(yàn)］ ●實(shí)驗(yàn)操作步驟： ●實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察： ●實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄： ●實(shí)驗(yàn)中存在什么問(wèn)題： （教師提醒學(xué)生做第（2）個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需小心調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，以免實(shí)際電壓超過(guò)額定電壓，因電壓過(guò)大而燒壞燈泡.在同學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中教師要認(rèn)真巡視，及時(shí)指導(dǎo)） ［分析和論證］ ［評(píng)估］ ［交流］（實(shí)驗(yàn)報(bào)告） 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，選擇2~3組同學(xué)利用投影和大家交流.（要求同學(xué)配合投影上臺(tái)講解） ［投影］ 第一組 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ［題目］測(cè)量小燈泡的電功率 ［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模轀y(cè)量小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的電功率. ［實(shí)驗(yàn)原理］根據(jù)公式P=UI，測(cè)出燈兩端電壓和通過(guò)燈泡電流，計(jì)算出小燈泡的電功率. ［實(shí)驗(yàn)電路］根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理設(shè)計(jì)如下電路. ［說(shuō)明］用電流表和電壓表分別測(cè)出通過(guò)小燈泡的電流和其兩端電壓，因?yàn)橐獪y(cè)量不同電壓下的功率，所以電路中要接入滑動(dòng)變阻器，用來(lái)改變小燈泡兩端電壓. ［實(shí)驗(yàn)器材］：1.小燈泡：額定電壓________, 4.滑動(dòng)變阻器：最大阻值___________Ω，允許通過(guò)最大電流___________A. 5.電源___________V；6.開關(guān)；7.導(dǎo)線 ［說(shuō)明］電源的選擇應(yīng)考慮小燈泡的額定電壓，選擇大于小燈泡額定電壓的1.2倍，但不能過(guò)大. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（記錄）表格： ［實(shí)驗(yàn)步驟］ 1.按電路圖連接實(shí)物電路. 2.合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(guān)，整理實(shí)驗(yàn)器材. ［說(shuō)明］ 1.按電路圖連接實(shí)物電路時(shí)注意： （1）連接過(guò)程中開關(guān)應(yīng)始終處于斷開狀態(tài). （2）根據(jù)小燈泡的額定電壓值，估計(jì)電路中電流、電壓的最大值，選擇合適的量程，并注意正負(fù)接線柱的連接及滑動(dòng)變阻器正確接法. （3）連接好以后，每個(gè)同樣檢查一遍，保證電路連接正確. 2.合上開關(guān)前，應(yīng)檢查滑動(dòng)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(dòng)變阻器的過(guò)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(shí)驗(yàn)結(jié)論］ 由公式P=IU計(jì)算小燈泡的功率.（將計(jì)算結(jié)果填入表中，通過(guò)分析和比較得出） ［結(jié)論］ （1）不同電壓下，小燈泡的功率不同.實(shí)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(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮. ［評(píng)估］ 能想到問(wèn)題，我們都考慮，基本上沒(méi)有什么錯(cuò)誤. <結(jié)束> ［師］我們這組同學(xué)非常自信.大家有什么問(wèn)題可以互相交流，談?wù)勀阍谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有什么新的感想，發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題？ ［生］我們組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中最容易出錯(cuò)的就是滑動(dòng)變阻器，阻值最大的位置一錯(cuò)，滑動(dòng)變阻器阻值就從你想的最大成為實(shí)際的最小.合上開關(guān)就容易使電表偏轉(zhuǎn)過(guò)激. ［生］電流表、電壓表的接線也很重要，如果接反了，表針“反打”也會(huì)損壞電表的. ［生］實(shí)際接線前可以先將實(shí)物按電路圖中的位置擺放好，然后再連接，這樣接起來(lái)不容易連接錯(cuò)，檢查也容易. ［生］實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器開始在阻值最大的位置，調(diào)節(jié)的時(shí)候阻值從大到小，小燈泡兩端的電壓會(huì)從小變到大.測(cè)量時(shí)為什么不先測(cè)低于額定電壓時(shí)的功率，依次測(cè)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(huì)兒變大，一會(huì)兒變小，還容易錯(cuò)？ ［生］在不是額定電壓下工作時(shí)，用電器的功率不是額定功率，該叫什么呢？ ［師］同學(xué)們非常認(rèn)真，非常棒.誰(shuí)能來(lái)解釋剛才那幾個(gè)同學(xué)的兩個(gè)問(wèn)題呢？ ［生］（同學(xué)討論）不是額定電壓和額定功率時(shí)就叫實(shí)際電壓和實(shí)際功率就可以. ［生］我們認(rèn)為先從低于額定電壓開始測(cè)也不是不可以，但是先測(cè)額定電壓更好.這樣在觀察小燈泡亮度時(shí)有明顯的區(qū)分，容易觀察. … ［師］不知道那組同學(xué)對(duì)他們的解釋滿不滿意，下去以后可以參照以前實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探討. ［生］老師，我們發(fā)現(xiàn)今天測(cè)“小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)裝置與上一章測(cè)“小燈泡電阻”時(shí)的裝置一模一樣. ［師］（教師表現(xiàn)很在意）是嗎？還有什么？ ［生］測(cè)量的內(nèi)容也一樣，都是燈泡兩端電壓和通過(guò)小燈泡的電流. ［生］實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的要求和注意的問(wèn)題也基本一樣… ［師］有不一樣嗎？ ［生］兩次測(cè)量的目的不同，上次是要測(cè)電阻，這次是要測(cè)功率. ［生］從今天的測(cè)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］三次測(cè)量算出的電阻值基本相同，但有小的差別.將三次測(cè)量的值加起來(lái)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(méi)有新的發(fā)現(xiàn)？ ［生］電阻可以求平均值，今天測(cè)的功率不能求平均值. ［生］上次多次測(cè)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(xué)們分析的非常好，請(qǐng)同學(xué)們比較計(jì)算電阻的公式R=和計(jì)算電功率的公式：P=IU，式中的電流和電壓相同嗎？ ［生］如果是同一次測(cè)量，就是同一個(gè)電流值和電壓值. ［師］大家將式中的電流替換電壓或用電壓替換電流，看有什么結(jié)果. 學(xué)生板演： P=IU=I2R=（R==) ［師］同學(xué)們看變形出來(lái)的公式，有什么發(fā)現(xiàn)嗎？ ［生］額定電壓下的功率就是額定功率，電燈銘牌上一般標(biāo)的都有，就可以利用它們直接求小燈泡的電阻. ［生］如果知道小燈泡不是在額定電壓下，而是在實(shí)際電壓下工作時(shí)的實(shí)際功率. … ［師］現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)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(shí)際電壓下電流值和功率值，和你測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較.如有誤差，分析原因.（也可留在課后完成） 哪組同學(xué)認(rèn)為你們的實(shí)驗(yàn)非常有特色，可以展示給大家，共同交流. 三、小結(jié) 通過(guò)本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們進(jìn)一步加深了對(duì)電功率的理解，鞏固了電流表、電壓表的操作技能，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，希望同學(xué)們?cè)谡n后能更充分交流，在相互交流中發(fā)現(xiàn)自己的不足甚至是錯(cuò)誤，在不斷改正錯(cuò)誤的過(guò)程中學(xué)到更多知識(shí). 四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理 1.錯(cuò)誤1：滑動(dòng)變阻器的接法錯(cuò)誤，將變阻器的最大阻值連入了電路，失去改變電阻的作用，應(yīng)該用“一上、一下”兩個(gè)接線柱. 錯(cuò)誤2：電壓表正負(fù)接線柱接反，合上開關(guān)時(shí)，電壓表指針可能“反打”. 電路圖 2.左→右依次是：2.4 V;0.6 A;0.45 W. 五、板書設(shè)計(jì) ［測(cè)量原理］P=IU ［結(jié)論］小燈泡的發(fā)光情況由小燈泡的實(shí)際功率來(lái)決定，在額定電壓下，小燈泡才能正常發(fā)光.