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1、伏安法测小灯泡电功率教学设计阿城三中宁宇一、课前准备：前一天分发学生的预习学案（实验导学案），课前学生准备好，实验桌上的所有实验器材（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。二、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 ) 、情感目标1通过实验中的观察和比较，培养学生实事求
2、是的科学态度和良好的学习习惯。三、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。四、教学难点电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用。五、教学过程一、引入新课师：在生产和生活中，我们经常会提到电功率，它是我们选择和使用家用电器的重要指标，我们看，每种用电器上都标有电功率，这是我们生活中最常见的白炽灯，在它的名牌上标有“ 220v、 40w”，表示什么物理意义呢？生：表示白炽灯的额定电压是220v, 额定功率是40w师能再具体说一说吗？生表示白炽灯正常发光时的电压和电功率。师白炽灯总能保证正常发光吗？它的亮度是一成不变的吗？生不是。师那么白炽灯在发光偏暗和偏亮时它的电功率是否发生变化呢？如
3、果变化，将怎样变化呢？这节课我们就来实际测量一下小灯泡的电功率，随着实验的进行，我们将一一的解开问题的答案。1二、进行新课想想议议师同学们能设计一个测量家中用电器电功率的方案吗？生用电能表测出用电器消耗的电能，再用秒表测出消耗这些电能所用的时间，利用公式 p=w/t 就可以测出家中用电器的电功率。师很好，这节课我们的主角是它，是大家实验桌上的小灯泡，在它的名牌上标有2.5v ，代表什么意思呢？生代表小灯泡的额定电压是2.5v. 正常发光时的电压是2.5v.师那么小灯泡它总能非常幸运的工作在2.5v 的电压下吗？生不能。师会有几种情况？生三种，大于2.5v, 等于 2.5v, 小于 2.5v.师
4、我们把这些时候的电压叫做实际电压，对应的功率叫做实际功率。这节课我们就来测量一下这些情况时小灯泡的电功率。首先，同学们看一下测量要求，来明确实验目的。投影测量要求（请同学来朗读）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12 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。师通过阅读，谁能告诉我，我们需要测量几种情况下小灯泡的电功率。生三种。师需要观察什么现象？生小灯泡的亮度。师请同学们观察， 在你的实验桌上，哪种实验器材能帮你直接测出小灯泡的电功率。生没有。师说明不能直接测量，只能间接测量。需要间接测
5、量哪些物理量才能测出小灯泡的电功率。生小灯泡两端的电压和通过它的电流。师为什么会想到是这两个物理量呢？你的依据是什么？生根据公式 p=UI ，只要知道了小灯泡两端的电压和通过它的电流，就可以算出电功率了。师很好，这也是我们这个实验的原理。请同学们把它落实到你的实验导学案上。请思考，参照这一原理，利用桌上的实验器材，你能和同桌共同讨论出一个今天你需2要用到的实验电路图吗?生能。师如果可以的话， 也请你把它落实到你的实验导学案上。 我们请一位同学到前面来，把你的电路图展示给大家看。 （一位同学到黑板板演电路图）我们给前面的同学留点时间让她慢慢的画。请其他同学将你的电路图展示给大家看，我们互相借鉴一
6、下。实物投影：学生设计的电路图。师请同学解释一下你这样设计电路图的依据是什么？生因为我们要测小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流， 电压表可以帮助我们获得电压，电流表可以帮我们获得电流，滑动变阻器可以改变小灯泡两端的电压。还可以保护电路。师我们设计出了实验电路图，如果我们要进行实验，首先要对整个实验的过程有一个清晰的理解。在众多的电学实验中，这是我们第二次综合使用电压表，电流表，和滑动变阻器来进行的定量的测量。以往我们都会给出实验的原理，电路图，和实验步骤。而今天的这个实验毫不客气的让我们自己设计整个实验的过程，这就给我们增加了新的难度，但是老师也相信，大家一定能克服这些困难，并且在克服这些困难
7、的同时，也会一点一点的提高自己。下面请同学们小组讨论，商量完成你的实验步骤。现在开始。学生小组热烈讨论。师那个小组能汇报一下你的实验步骤是怎样设计的。生我们小组的实验设计共分四步完成1、根据电路图连好电路。2、合上开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于 2.5v ，读出此时电流表的示数。根据公式 p=UI 计算出小灯泡的额定功率。3、调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数大于2.5v ，读出此时电流表的示数。根据公式 p=UI 计算出小灯泡的实际功率。4、调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数小于2.5v ，读出此时电流表的示数。根据公式 p=UI 计算出小灯泡的实际功率。5、整理实验器材
8、。师说的非常好。同学们对实验步骤都清晰了吗？生清晰了。师接下来， 我们来看我们要用到的实验记录表格，表格需要记录什么呢？会有几个项目呢？请同学们参照测量要求，小组参与，看谁设计的记录表格项目完整，分类清楚。现在开始。学生小组参与，设计实验记录表格。3师哪位同学把你设计的记录表格展示给大家看。实物投影：学生设计的实验记录表格。师生共同讨论，完善实验记录表格。课件展示给学生看。（学生经过前面的讨论，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）师马上就要进行实物连接了，你有没有需要提醒大家需要注意的问题?生 1、注意连接电路时，开关要处于断开的状态。2、电流表、电压表要选择适
9、当的量程，正负接线柱的接法要正确。3、滑动变阻器要一上一下的接法。4、调节滑动变阻器的滑片时要慢慢滑，不要太快，以免烧坏小灯泡等等。师下面就请同学们带着大家提醒的注意事项，小组快快连好电路，检查无误后，闭合开关，进行实验，收集数据。学生动手进行实验。 （收集小组的实验数据，以备展示）师谁能将你的实验数据展示给大家看。师我们今天参照测量要求，三次改变了小灯泡两端的电压，电压的变化，导致了一系列的变化，从中你发现了什么规律？生 1、当实际电压等于额定电压时，小灯泡的实际功率等于其额定功率；当实际电压大于额定电压时，小灯泡的实际功率大于其额定功率；当实际电压小于额定电压时，小灯泡的实际功率小于其额定
10、功率。2、小灯泡的亮度决定于它的实际功率，实际功率越大，小灯泡越亮。师很好，这已经是一个由来已久的话题了，老师在讲电流的时候，曾经说过流经小灯泡的电流越大小灯泡越亮，而在我们学习电压的时候，老师又说，小灯泡两端的电压越大，小灯泡越亮。而今天我们通过实验总结出了一个最客观、最准确的结论： 小灯泡的亮度决定于它的实际功率，小灯泡的实际功率越大，它越亮。六、课堂训练这个结论大家并不陌生，我们在前面曾经接触过，只不过那是老师引导你分析，告诉你的，而今天同学们经过自己亲自实验，体会了这个结论，我想会对你理解额定功率和实际功率很有帮助。课下同学们设计并完成一份完整的实验报告，并画出p-u图像，相信在发现的
11、背后你还会有所收获。七、课堂小结通过实验我们总结出，小灯泡的亮度决定于它的实际功率，它的实际功率越大它越亮。所以，我们在使用用电器是一定要注意尽量在它的额定电压下使用它，如果电压偏小，用电器不能正常工作。如果电压太大，容易烧坏用电器。其实这些只是财产上的损失，如果是人命关天的话就令当别论了，下面我给大家讲一个小故事，（图片） 这三位是美国登月计划阿波4罗 13 号的三名宇航员， 他们在 1970 年 7 月 13 日，从美国肯尼迪角出发， 踏上了奔往月球的旅程，出发两天后，突然发生了一种危及的情况，指令舱的氧气箱发生了爆炸，当他们得知这种情况时， 舱内氧气只能维持15 分钟了， 而这时他们距月
12、球已经近在咫尺了。在这种情况下，灾难几乎不可能避免，但是美国航天局本着绝不放弃的原则，一定要让我们的宇航员活着回来， 而天上的宇航员也坚信， 我们一定要回家， 就这样在天上和地下展开了一场大营救。两天后，三名宇航员又重新回到地球。我们看，这次其实是一次失败的旅程，但是它却创造了航天救生史上的一段佳话。回望这段历史，我们不仅要问，是什么原因导致的失败呢？难道是因为 13 是个不详的数字吗？事后宇航局经过调查得知， 问题出现在一个开关， 一个氧气舱控制温度的开关， 它的额定电压是 28v ，而当时飞船提供的电压是 65v，在这个电压的作用下，开关迅速被击穿，温度迅速达到 550 摄氏度，引爆了氧气
13、箱。难道科学家不明白这么浅显的道理吗？是他们疏忽大意了。所以，当我们回望这段历史的时候，我们不仅感慨于这里面激情与勇气的较量，也为三位宇航员重获新生而感到欢欣和鼓舞。但是我们在这里也必须要想到，我们做事情不信命要相信科学，当我们迈进科学这扇大门的时候，我们就一定要谨记：无论怎样细心也不为过，测量小灯泡电功率带给我们收获，留给我们思考和更多的课下提高。投影测量小灯泡电功率实验导学案实验原理：实验电路图：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：实验结论：实验中存在什么问题：（教师提醒学生做
14、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5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。五、板书设计测量原理P=IU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。八、课下作业完成实验导学案中的习题6