《測量小燈泡的電功率》設(shè)計 市賽一等獎

《測量小燈泡的電功率》教學設(shè)計教學目標：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。【教學準備】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、小燈泡（帶燈座）、開關(guān)、電流表和電壓表、滑動變阻器，導線若干、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“”小燈泡，提問：你知道“”表示什么意思嗎？把小燈泡分別接在3V和的電源上，讓學生觀察：你看到什么實驗現(xiàn)象？【導入新課】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：§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。認真觀察實驗現(xiàn)象，回答：亮度不一樣，當接在的電源上時，燈泡較暗，接在的電源上時，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，為額定電壓的倍即可?！灸康暮驮怼扛鶕?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??！驹O(shè)計實驗】引導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（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，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1．2倍即，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，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，指導學生根據(jù)電路圖連接電路：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??？（設(shè)計意圖：培養(yǎng)學生知識的綜合運用能力，引導學生關(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，電源電壓應(yīng)該是三節(jié)電池串聯(lián)，即2．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、的小燈泡，開關(guān)，學生用電流表、電壓表，滑動變阻器，導線若干。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?；貞洝胺卜y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?！胺卜ā睖y電阻中，三次測量是為了