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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    第三节 测量小灯泡的电功率

      教学目标

      一、知识与技能

        1.加深对电功率概念的理解。

        2.巩固电流表和电压表的操作技能。

      二、过程和方法

        1.通过测量,体验额定功率和实际功率的区别。

        2.锻炼学生根据测量公式()设计实验方法的能力。

      三、情感、态度与价值观

        通过讨论和交流,培养学生合作学习的意识和态度。

      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。

      教学过程

      一、引入新课

      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?我们是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。而且为了测量更准确,还利用变阻器进行了多次测量,然后求平均值。

      我们已经学过了电功率,你还记得什么是电功率吗?电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量。用电器在1s内消耗的电能叫用电器的电功率。电功率能测量吗?怎么测量?根据公式,可以利用电能表和钟表测。也可以根据公式测出电压和电流,计算出电功率。想一想,如果我们要测“小灯泡”的电功率,用哪种方法呢?小灯泡不能接在家庭电路上,也就不能用电能表测量所消耗的电能,所以应该用第二种方法测量。

      二、新课学习

      想想议议

      同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗?大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫做(同学们一起说)额定功率。如果不是在额定电压下叫做实际功率,我们所要测量的就是实际功率,明白了吗?

      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。

      同学们现在可以设计实验,并做好记录。

      1.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:

      2.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:

      教师提醒学生做实验(2)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。

      3.分析和论证

      4.评估

      5.交流(实验报告)

      实验结束,选择23组同学利用投影和大家交流。(要求同学配合投影上台讲解)

      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P=UI,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___________Ω,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P=IU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]

      教师汇总:

      1)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。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。

      2)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。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。

      3)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。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。实验过程中的要求和注意的问题也基本一样。但是两次测量的目的不同,上次是要测电阻,这次是要测功率。从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻。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。注意,电阻可以求平均值,今天测的功率却不能求平均值。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。

      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.电阻:根据,

      实际功率:,此时灯泡的功率小于额定功率,比接在220V的电路中要暗些。

      3.

      

      4.一天用电12小时,

      60W的灯泡一年用电:

      40W的灯泡一年用电:

      所以一年(365)可节约262800-175200=87600千瓦时。

      5. 灯丝电阻减小,功率增大。

      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。