初中物理第三节 测量小灯泡的电功率教案

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初中物理第三节 测量小灯泡的电功率教案

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    测量小灯泡的电功率

      教学目标

      一、知识目标

      1.通过学生自己设计实验,进一步加深对电功率概念的理解.

      2.通过学生动手操作,巩固电流表和电压表的操作技能.

      3.通过实验、比较,进一步理解额定功率和实际功率的区别.

      二、能力目标

      1.通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力.

      2.通过实验,培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力.

      三、德育目标

      1.通过学习过程中的讨论和交流,培养学生合作学习的意识和态度.

      2.通过实验中的观察和比较,培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯.    

      教学重点

      会测定小灯泡的功率.对实际功率和额定功率的理解.    

      教学难点

      电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用.   

      教学方法

      实验法、观察法、讨论法.   

      教具准备

      电源(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、投影仪.    

      课时安排  1课时    

      教学过程

      一、引入新课

    [师]同学们在上一章的第五节已经测量过小灯泡的电阻.还记得是怎么测的吗?

    [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,然后利用欧姆定律 的变形公式 算出了小灯泡的电阻.

    [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.

    [师]同学们对学过的知识掌握得很好.我们在上节课刚学过了电功率,谁来说说?

    [生]电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量.用电器在1 s内消耗的电能叫用电器的电功率.

    [师]电功率能测吗?怎么测?

    [生]可以利用电能表和钟表测.

    [生]也可以利用公式PIU测出电压和电流,计算出电功率.

    [师]如果我们要测“小灯泡”的电功率,用哪种方法呢?

    [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]

    [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)

    [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叫什么功率,你想要测量的是什么功率,明白了吗?

    [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.

    [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]

    [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PUI,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]:

    1.小灯泡:额定电压________,

    4.滑动变阻器:最大阻值___________W,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:

    [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 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.

    [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?

    [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.

    [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.

    [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.

    [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?

    [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?

    [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?

    [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.

    [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.

    ……

    [师]不知道那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.

    [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.

    [师](教师表现很在意)是吗?还有什么?

    [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.

    [生]实验过程中的要求和注意的问题也基本一样…

    [师]有不一样吗?

    [生]两次测量的目的不同,上次是要测电阻,这次是要测功率.

    [生]从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻.

    [师]可以的话,大家算一下电阻.

    [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.

    [师]大家都求出电阻了吗?有没有新的发现?

    [生]电阻可以求平均值,今天测的功率不能求平均值.

    [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.

    [师]同学们分析的非常好,请同学们比较计算电阻的公式 和计算电功率的公式: ,式中的电流和电压相同吗?

    [生]如果是同一次测量,就是同一个电流值和电压值.

    [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:

    [师]同学们看变形出来的公式,有什么发现吗?

    [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.

    [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.

    ……

    [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.

      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、动手动脑学物理

    1.错误 1:滑动变阻器的接法错误,将变阻器的最大阻值连入了电路,失去改变电阻的作用,应该用“一上、一下”两个接线柱.错误2:电压表正负接线柱接反,合上开关时,电压表指针可能“反打”.

    电路图

    2.左→右依次是:2.4 V;0.6 A;0.45 W.

      五、板书设计

    [测量原理]

    [结论]小灯泡的发光情况由小灯泡的实际功率来决定,在额定电压下,小灯泡才能正常发光.