第三节 测量小灯泡的电功率.doc

课题第十八章：电功率 第三节：测量小灯泡的电功率教学目标知识与技能：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。过程与方法：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。情感、态度与价值观：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1. 会测定小灯泡的功率；2. 对实际功率和额定功率的理解。教学难点1. 电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用2. 学生自己设计实验电路和实验步骤。教学方式演示法、观察法、讨论法。课时安排1课时教具与媒体三个人为一组，每组配有：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、创设情境，引入新课（3min）3. 师1. 什么是电功率？什么是额定功率？什么是实际功率？4. 2.如何测小灯泡的电功率呢？上课我们学过了哪两种方法？它们分别根据什么公式进行测量、计算的？5. 学生纷纷回答：1.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，电功率的大小等于它在1秒内所消耗的电能；用电器在额定电压下的功率叫额定功率；用电器在实际电路中工作时所消耗的功率叫做实际功率。6. 2测量小灯泡的电功率有两种方法：7. 【方案1】 根据公式，可以利用电能表和钟表测。8. 9. 【方案2】也可以利用公式P=IU测出电压和电流，计算出电功率。10. 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、进入新课，科学探究师额定电压下工作时的功率叫额定功率，如果小灯泡不是在额定电压下，它的电功率叫什么功率，你想要测量的是什么功率？（一）【测量要求】（3min）小灯泡的实际电压有很多，对应的实际功率也有很多，为了全面地看清小灯泡的电功率变化情况，我们需要测量多种情况下的实际功率大小。测哪些功率有代表性呢？学生回答学生回答师生讨论师生讨论类比并结合实际情况得出对电功率的测量为测量什么做好铺垫测量要求：分别测量以下三种情况下的实际功率即可：（1）使小灯泡在额定电压下发光，测出其功率，观察小灯泡亮度。（2）使小灯泡两端电压是额定电压的12倍，测出其功率，并观察小灯泡亮度。11. （3）使小灯泡两端电压低于额定电压，测出其功率，并观察小灯泡亮度。12. 引导学生依据上述要求设计实验，并把自己小组的实验方案写出来。(教学说明：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，用课件展示提醒即可，也可在学生短时间讨论后，由几个小组长汇报一下自己小组设计的方案。)（二）【设计实验】（6min） 1设计思想(实 验原理)；2.实验电路；3.实验器材：(注明使用器材规格)；4.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。实验中存在什么问题：1要使小灯泡发光，该如何连接？2要测量小灯泡的电压和电流，该如何设计电路图？3要使小灯泡两端达到额定电压，电源电压应该是多大，需要几节干电池串联？4要改变小灯泡两端的电压，该在电路中连入一个什么器材？5怎样知道小灯泡在额定电压下发光，和不在额定电压下发光？看谁？通过谁来调节？（三）【进行实验】（25min）1实验操作步骤；2.实验现象观察；3.实验数据记录；4.实验中存在什么问题：(教学说明：教师提醒学生做第(2)种情况的实验时，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。)强调几个问题：1连接电路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。4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。（四）【分析论证】（3min）1你观察到什么现象？2小灯泡发光的功率分别是多大？3实验得出的结论是什么？（五）【评估】（3min）1你的实验数据和现象是否相符？如果不相符，在什么环节出现了问题？2你通过实验，又有什么新的发现？（六）【交流】（2min）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）书写实验报告的格式：【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_，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12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。实验数据记录次数要求亮度电流电压电功率1U=U额2UU额3UU额3UU额五、完成实验报告课后反思1.本节实验是电学中最重要的一个学生实验，它涉及的器材最多、操作步骤最复杂，教材中是完全放手让学生去操作完成的，对学生来说难度不小，所以在课堂上，给予了适当的引导、启发，对一些关键性的问题给予了必要的提示，这样学生的正确率得到了明显的提高，实验也能够比较顺利地完成。 2.本节实验中三大仪器的连接与规范使用依然决定着实验能否顺利进行和实验的成败，所以对电压表、电流表及滑动变阻器正确使用与读数是教师在教学过程中需要格外注意的问题。对电路故障的排除，尽量让学生自己去解决，教师只提示可能的位置和方法，让学生学会根据现象排除故障，进一步加深对电路方面通路、短路和断路的体会。 3.本节课的一个重点就是培养学生的评估与交流能力。评估是对实验过程的反思，可以培养学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中汲取经验教训，有利于学生养成严谨的科学态度，有利于发散学生的批判性思维。通过评估，培养学生发现新问题的意识和能力，并尝试改进探究方案。 参考资料：电功率实验中的十大异常现象 测量小灯泡的电功率的实验是初中物理的重要实验，但是由于电路连接或操作等方面的原因，实 验中经常会出现这样或那样的异常现象使实验无法进行甚至毁坏实验仪器。现将这个实验经常出现的十大 异常现象及其原因简要分析如下：现象1：小明连接的实验电路，闭合开关，发现电压表的指针反转。辨析：电压表的“”“”接线柱接反，应该是“”进“”出。现象2：小张连接的实验电路，闭合开关，发现电流表的指针摆动较小，很难读出电流值。辨析：电流表选用的量程偏大。小灯泡的电流一般小于0.6 A，所以用00.6 A的量程即可。现象3：小华连接的实验电路，闭合开关，发现电流表和电压表的指针都不动。辨析：两表指针都不动说明电路出现开路，电路不通。电源、电流表、小灯泡、开关、滑动变阻器这些元件只要有一处接触不好，都会出现这种现象，所以实验时一定要使各个接线处接触良好。现象4：小宇连接的实验电路，闭合开关时发现小灯泡特别亮。辨析：小灯泡特别亮说明它的功率特别大，它的电压超过了额定电压，电路中的电流过大，原因是闭合开关前没有将滑动变阻器调到阻值最大。实验时一定要注意：闭合开关前应该将滑动变阻器的阻值调到最大。另外，如果将滑动变阻器的上面两个接线柱同时接入电路也会出现这种情况。现象5：小丽连接的电路，闭合开关后发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针不动。辨析：产生这个现象的原因可能有两个：一是小灯泡开路，即小灯泡的灯丝断了或接线没有接好，这时电路不通，所以电流表无示数，而此时的电压表相当于接在电源两端，所以测量的是电源的电压。另一原因是两表的位置接反了，将电流表接在了小灯泡的两端，因为电流表的内阻很小，相当于将小灯泡短路，而电压表的内阻又很大，可以认为是将电压表直接接在电源的两端上，电路中的电流很小，所以电压表有示数而电流表无示数，小灯泡不亮。现象6：小清连接的实验电路，闭合开关后，小灯泡发光，电流表有示数，但是电压表指针不偏转。辨析：小灯泡发光，电流表有示数说明电路基本正确，电压 表指针不动说明问题在电压表上。原因很可能是电压表的接线柱接触不良。现象7：小红连接的实验电路，闭合开关后无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变，且灯光较暗。辨析：这个实验是通过滑动变阻器改变小灯泡的电流和电压的，两表的示数都不变，说明滑动变阻器不起作用，肯定是滑动变阻器接错。而小灯泡较暗，说明是将滑动变阻器的下面两个接线柱接入了电路，成了一个定值电阻。使用滑动变阻器时一定要注意，接线时要一上一下。现象8：小明的实验电路连接正确，但是实验中无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡都不能正常发光(始终比较暗)。原因：小灯泡比较暗，说明它两端的电压比较小，而当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，小灯泡两端的电压就是电源的电压，可见，问题只能是电 源的电压太低。因此，完成这个实验时，电源的电压一定要比小灯泡的额定电压大20%以上。现象9：小颖连接的实验电路，闭合开关后，发现小灯泡变亮时电流表的示数变大，但是电压表的示数却变小。辨析：移动滑动变阻器的滑片，小灯泡的亮度发生变化，说明电路连接正确。移动滑片小灯泡变亮，电流表示数变大，小灯泡两端的电压应该变大，但是电压表的示数却变小，说明电压表测量的不是小灯泡两端的电压；而小灯泡的电压变大，滑动变阻器两端的电