《测量小灯泡的电功率》教学设计

　　【设计意图】

 

　　电功率是初中教学的重点和难点。学生从前面的学习中已经知道额定电压、额定功率，但学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清。

 

　　本节课的重点是“测量小电灯的功率”的测量和探究实验活动。实验中要求学生自行判断待测物理量并设计实验步骤，以培养学生的实验设计能力。通过活动以使学生能区分用电器的额定电压、实际电压和额定功率、实际功率，了解实际功率与额定功率大小之间的关系。培养学生的思维技能、实验操作技能以及分析概括等能力。两人一组共同实验，对实验中发现的问题能进行一定的分析与评价，既培养学生分析解决问题的能力，又促进学生之间的交流，进一步培养科学素养和合作精神。

 

　　本节课另外增加“利用家用电能表测算家用电器电功率”实验的分析与计算，有助于进行家庭实验。课外可以在家长的指导、帮助下进行实验，以注意安全，防止意外事故发生。这个实验对学生技能和能力的培养有非常重要的实际意义和应用价值，通过实验能使学生明白物理知识是与生活紧密联系的，也能进一步激发学生的学习兴趣。

 

　　适当使用多媒体手段加强视觉感受，促进实验过程方法抽象模型的建构，进一步开发物理实验的功能，促使实验教学更加高效。

 

　　【教学目标】

 

　　1．知识与技能

 

　　（1）通过“测量小电灯的功率”的活动，能区分用电器的额定功率和实际功率，了解实际功率与额定功率大小之间的关系。加深对额定功率、实际功率的理解。

 

　　（2）进一步熟练电流表、电压表和滑动变阻器的使用操作技能，提高学生实验素质。

 

　　2．过程与方法

 

　　（1）经历“测量小电灯的功率”的探究实验活动，能区分用电器的额定功率和实际功率，了解实际功率与额定功率大小之间的关系，培养学生的分析概括能力。

 

　　（2）用多种方法测量用电器的电功率，培养学生的发散思维能力。

 

　　3．情感、态度与价值观

 

　　（1）积极投入“测量小电灯的功率”的活动，培养自主探究意识和兴趣。

 

　　（2）积极参与讨论、交流和探究学习过程，进一步培养科学素养和合作精神。

 

　　【教学重点】

 

　　制定计划与设计实验。通过实验能区分用电器的额定电压、实际电压和额定功率和实际功率的关系。

 

　　【教学难点】

 

　　自己设计实验，排除各种故障测量小电灯的功率。

 

　　【教学器材】

 

　　　多媒体课件、电磁实验探究组合器材。

 

　　【教学过程】

 

　　一、引入新课

 

　　1．知识准备：

 

　　①           是电功率，电功率的大小表示是电流做功      　　的物理量。

 

　　②电功率的计算式P=       =        。

 

　　③                 是额定电压，             是额定功率。

 

　　④一只灯泡标有“220V 40W”，它的含义是         。

 

　　另一只灯泡标有“220V 60W”，它的含义是         。

 

　　设计意图：根据奥苏伯尔“学习准备原理”，激活学生已有的知识与经验，为新内容学习作好准备。创设实验情境，激发学生的学习兴趣。

 

　　2．演示实验：

 

　　取一标有电压和功率的小灯泡，分别接在额定电压、高于额定电压、低于额定电压的电路中，观察发光情况。

 

　　分析：灯的亮暗会发生变化，说明相同时间内消耗电能转化成内能、光能的多少不同，即电功率不同。

 

　　3．问题讨论：

 

　　常用的小灯泡标有额定电压（如1．5V，2．5V，3．8V）而未标明额定功率，那么它的额定功率，以及工作时的实际功率如何知道呢？

 

　　设计意图：提出探究问题，集中学生注意力，激发学生解决问题的欲望。学生根据实验目的确定实验原理。学生根据实验目的、实验原理学会根据待测物理量选择器材、画出实验电路图进行实验设计。讨论连接电路时应该注意的问题，培养学生良好的实验习惯。学生分小组实验，培养其合作意识。实验过程中及时记录实验现象。

 

　　二、导学新课

 

　　（一）测量小电灯的功率

 

　　1．测量小电灯的功率：

 

　　师生共同讨论：

 

　　（1）实验目的：学会测定小灯泡的额定功率和不在额定电压时的实际功率，并加以比较。

 

　　（2）实验原理：P＝UI。

 

　　（3）设计实验：

 

　　点拨思路：

 

　　由P=UI可以看出，要测小灯泡的功率需测量的物理量有哪几个？需要的测量器材是什么？

 

　　如何使小灯泡两端电压正好等于其额定电压呢？

 

　　（学生试答：增加或减少电池，也可以用滑动变阻器。教师评价：用滑动变阻器更方便。）

 

　　学生自行设计实验：

 

　　①实验器材：额定电压为2．5V的小电灯一个、电池组、开关、滑动变阻器、电压表、 电流表、以及导线若干。

 

 

　　②电路图：让学生画出实验电路图。

 

　　③实验注意：学生交流讨论：

 

　　1．连接线路时，开关应处于断开状态。

 

　　2．闭合开关S前，滑动变阻器的滑动头P的位置放置在使其电阻最大的一端。

 

　　（4）进行实验与收集证据：

 

　　实验步骤：学生讨论交流，找一学生试述实验的步骤。

 

　　1．按电路图连接电路。

 

　　2．闭合开关S前，滑动变阻器的滑动头P的位置放置在使其电阻最大的一端。

 

　　3．调节滑动变阻器的滑动头P的位置，先后使电压表的示数小于、等于和略大于小电灯的额定电压，观察小电灯的亮度，并将实验数据填入下表：

 

 

 

　　合理分工，学生进行实验，师巡回指导：

 

　　①解决同学们在实验中遇到的疑难问题。

 

　　②指导学生掌握正确的操作方法和实验技能。

 

　　③掌握实验的进展，记录下实验做得好的小组。

 

　　（5）归纳结论：

 

　　分析比较额定电功率和实际电功率大小问题，比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。

 

　　（1）当U_实=U_额时，则P_实=P_额 正常发光

 

　　（2）当U_实<U_额时，则P_实<P_额   较暗

 

　　（3）当U_实>U_额时，则P_实>P_额   较亮

 

　　2．评价与思考：

 

　　（1）使用用电器时，为什么应让它在额定电压下工作？加在用电器上的电压超过或低于额定电压时，会出现什么现象？

 

　　（2）一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小电灯不亮，电流表无示数，但电压表有示数。试分析电路中可能出现的故障。

 

　　（3）另一位同学连接好电路后，闭合开关时发现小电灯特别亮。这说明什么问题？

 

　　（4）实验中另一位同学连接的电路闭合后，发现小电灯特别亮。无论如何移动滑动变阻器的滑片P，发现电流表的指针虽有偏转但不变化，而电压表的示数则始终等于电源电压值，产生上述现象的原因是什么？

 

　　（5）实验中有一位同学在闭合开关后调节滑动变阻器，发现电压表示数减小，灯泡变亮；电压表示数增大，灯泡变暗，产生上述现象的原因是什么？

 

　　……

 

　　（二）利用家用电能表测算家用电器电功率：

 

　　出示实物：“220V   60W”白炽灯

 

　　问题讨论:这盏灯接在家庭电路中工作时，如何测量它工作时的实际功率？

 

　　讨论交流：方法一：实验原理：P＝UI

 

　　          方法二：实验原理：P=W/t

 

　　计算思考：用一电能表测某一用电器的电功率。电能表上标有“3000R/KW·h”的字样，使待测用电器单独工作 6min电能表的转盘转过30r，问该用电器的电功率为多大？

 

　　讨论交流，理清解答过程：

 

　　⑴表盘每转一圈电流所做的功：

 

　　W₀=3．6×10⁶/3000=1．2×10³（J）。

 

　　⑵在时间t内表盘转n圈所做的功：

 

　　W=nW₀=n×1．2×10³（J）。

 

　　⑶电吹风的电功率

 

　　P=W/t=n×1．2×10³/t（W）

 

　　本实验可安排学生在家长的帮助下在课外完成，课内强调实验的方法及测算方法。

 

　　设计意图：动手实验，提高学生的科学探究能力。分析实验数据，学会用准确精练的语言归纳结论，学会用数学工具精确表达物理意义。对实验中发现的问题，进一步延伸教学，学生通过交流讨论找出故障原因，训练学生思维，培养分析解决问题的能力。

 

　　通过两个实验，一是课内测小灯泡功率，二是利用电能表和计时器测家用电器的电功率。培养学生的发散思维能力。进一步使学生明确，电能表只能间接测量电功率。课外在家长的协助下，利用电能表和计时器测家用电器的电功率，培养物理知识的应用意识。

 

　　三、课堂小结

 

　　通过这节课的学习，你有哪些收获？

 

　　四、学生课后活动

 

　　1．在家长协助下完成用电能表和钟表测家用电器的电功率的实验。

 

　　2．对本节所学知识进行整理归纳。