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第3节测量小灯泡的电功率教学目标【知识与技能】1.会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。2.了解额定功率与实际功率的计算方法。【过程与方法】通过探究小灯泡电功率的变化规律,学会实验探究的方法。【情感态度价值观】初步认识用电器正常工作与不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的习惯和安全意识。教学重难点【教学重点】测量小灯泡的电功率。【教学难点】设计实验电路。教学过程一、新课导入通常小灯泡上都标有参数,方便我们了解小灯泡的额定电压和额定功率。倘若某个小灯泡的参数模糊了,你能根据前面所学的知识测量小灯泡的电功率吗?二、教学步骤探究点1实验原理和实验方案阅读课本P96“在这个实验中测量它实际的电功率。”思考在电学中,我们学过了电流、电压、电阻、电功等物理量,其中哪些物理量可用仪器直接测量出来呢?提示电流表可以直接测量流过用电器的电流,电压表可以直接测量用电器两端的电压,电能表可以直接测量用电器消耗的电能。思考如何测量小灯泡的电功率?上节课我们学过的两种方法都可以采用吗?提示测量小灯泡电功率时不能接在家庭电路中,所以不能用电能表测量小灯泡消耗的电能。只能根据P=UI,用电压表测量小灯泡两端的电压,用电流表测量通过小灯泡的电流。思考参照“测量小灯泡的电阻”的实验,你能设计一个实验测量小灯泡的电功率吗?提示测量灯泡的电阻时,采用的是“伏安法”。即用电压表测量小灯泡两端的电压,用电流表测量通过小灯泡的电流,两者的比值就是小灯泡的电阻。如果计算小灯泡的电功率,根据P=UI可知,两者的乘积就是小灯泡的电功率。思考为测量小灯泡的电功率变化情况,我们需要测量多种情况下实际功率的大小,如何设计才能实现呢?提示电路中需串联一个滑动变阻器,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变小灯泡两端的电压,测量不同电压下的小灯泡的实际功率。思考小灯泡两端的电压能否任意增加呢?提示实际电压高于额定电压易损坏小灯泡,实验时最高实际电压只能为额定电压的1.2倍。归纳提升测量小灯泡电功率的方法是“伏安法”,实验原理:P=UI。测量三种情况下的实际功率:(1)使小灯泡在额定电压下发光;(2)使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡亮度;(3)使小灯泡两端电压低于额定电压,观察小灯泡亮度。探究点2实验步骤阅读课本P96“1.根据实验要求它的实际功率各是多少?”思考实验时,电源两端电压应该是多少?提示如果小灯泡的额定电压为2.5 V,应选择2节干电池作为电源,电源电压为3 V;如果小灯泡的额定电压为3.8 V,应选择三节干电池作为电源,电源电压为4.5 V。思考实验时,电流表、电压表的量程如何选择?提示根据小灯泡的额定电压,估计电路中电流、电压的最大值,选择合适的量程。思考按电路图连接实物电路时,需要注意哪些事项?提示实验前断开开关,注意电表正、负接线柱的连接及滑动变阻器的正确接法,并将滑动变阻器的滑片置于阻值最大端。思考闭合开关,调节滑动变阻器电阻大小时,需观察哪个电表的示数变化?提示调节滑动变阻器电阻大小时,应观察电压表的示数变化,使小灯泡两端电压等于额定电压,观察小灯泡的亮度,记录电流表和电压表的示数。归纳提升由公式P=UI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:(1)当U实=U额时,P实=P额,灯泡正常发光;(2)当U实U额时,P实P额,灯泡较正常发光亮;(3)当U实U额时,P实P额,灯泡较正常发光暗。探究点3交流评估思考实验中,一位同学连接好电路,在闭合开关时发现小灯泡不亮,电流表无示数,但电压表有示数。你知道电路中在哪出现了什么故障吗?提示电流表无示数说明电路是断路,电压表有示数,说明电压表两点之间断路,即小灯泡断路。思考另一位同学连接好电路后,闭合开关时发现小灯泡特别亮。你知道其中的原因吗?提示小灯泡特别亮,说明电路中电流很大,很可能是滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大端。思考实验中对小灯泡的实际功率进行了三次测量,是否可以将三次测量的电功率求平均值?提示三次测量的电功率是不同电压下小灯泡的实际电功率,不是误差引起的,所以不可以求平均值。归纳提升小灯泡实际功率随灯泡两端电压的增大而增大,而小灯泡的额定功率始终保持不变。阅读课本P97“想想做做”思考亮度相当时,二极管的实际功率与小灯泡的实际功率相比哪个较小呢?提示二极管与小灯泡亮度相当时,二极管的实际功率更小,有利于节约能源。三、板书设计第3节测量小灯泡的电功率1.实验原理:P=UI2.实验器材电流表、电压表、滑动变阻器、电源、导线、开关3.实验步骤(1)使小灯泡在额定电压下发光,记录电流表、电压表数值。(2)使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡亮度,并记录电流表、电压表数值。(3)使小灯泡两端电压低于额定电压,观察小灯泡亮度,并记录电流表、电压表数值。教学反思本节实验是电学实验中最重要的实验之一,涉及的器材多、操作步骤复杂,对学生来说难度较大。课堂上需要给予适当的引导、启发,对一些关键性的问题给予必要的提示,帮助学生合理地设计实验方案,促进实验顺利地完成。
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