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第十三章第三节学生实验:测量小灯泡的电功率
一、指导思想与理论依据
本节课从“身边的亮度可调的台灯”切入课题,这一实验为主题实验做了铺垫,也可以说是主题实验的“热身”。本节内容体现了“从生活走向物理”的基本理念,贴近学生生活,使学生体验到生活中无处不在的物理知识,进而引导学生分析“灯泡亮度为什么发生变化”,从电压、电流的变化引出电功率的变化,自然地进入“测量小灯泡的电功率”的实验。实验过程中,通过分析讨论,自主排除实验中遇到的困难,提高学生通过科学探究的方法解决问题的能力。最后联系生活实例,将物理知识融入生活中去解决一些实际问题,体现了“从物理走向社会”的理念。
二、教学背景分析
1.教学内容分析
本节的主要内容是定量测量的综合性实验,是上一节内容的延伸。从实验角度使学生了解电流、电压如何影响用电器的实际电功率,对探究实验的要求上升了一个高度,要求学生理解这个实验的目的、依据的原理、主要操作步骤、所得的结论及实验中发现的新问题。
2.学生情况分析
学生在前面的学习中已经知道额定电压、额定电功率,但学生往往会混淆额定电压、额定电功率与实际电压、实际电功率的概念。本节课通过实验加深学生对这一概念的理解。学生已经做过伏安法测量小灯泡电阻的实验,对定量测量实验有了一定的基础,且对于电功率公式P=UI有了初步认识,但实验中要求他们自己判断待测物理量、设计实验步骤并加以实施,这对学生来说也存在一定的困难。
3.教学方式
实验法、讨论法、探究法。
4.教具学具
学生使用:干电池、电压表、电流表、小灯泡(带底座)、开关、滑动变阻器、导线。
教师使用:多媒体、实物投影仪。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)会用电流表、电压表测量小灯泡的电功率。
(2)进一步熟练电流表、电压表和滑动变阻器的使用。
(3)理解额定功率和实际功率的区别。
2.过程与方法
(1)通过分析讨论,培养根据实验原理设计实验方案的能力。
(2)通过探究,体验小灯泡的电功率随两端电压的增大而增大的规律。
3.情感、态度与价值观
认识用电器不正常工作时对用电器的影响,培养学生科学使用用电器以及节约用电的意识。
四、教学重点和难点
1.教学重点
伏安法测量小灯泡的电功率,区分额定电压、额定功率与实际电压、实际功率。
2.教学难点
设计实验电路和实验步骤。
五、教学流程示意图
知识拓展
知识拓展
评估与交流通过灯泡,提出问题
评估与交流
通过灯泡,提出问题
引入课题
引入课题
分析与论证P=UIP
分析与论证
P=UI
P=W/t
进行实验收集数据
进行实验
收集数据
设计实验
设计实验
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
课前准备
引入新课
新课教学
1.设计实验
2.进行实验
收集数据
3.分析归纳得出结论
4.评估与交流
5.实验拓展
小结
作业
展示课前准备好的灯泡,让一位同学观察灯泡上标注的参数,并说出这两个参数分别代表什么?
①将灯泡安装在学生用的台灯上,打开台灯。灯泡正常发光,说明了什么?
②晚上同学们正在写作业,觉得灯太亮了,我们可以把光线调得暗一点(教师同时调节台灯)。灯泡的电压还是220 V?电功率还是40 W吗?
请同学们帮帮我,我想知道这个灯泡此时的电功率是多少,需要怎么办呢?
③如果我们要做实验,你打算选用哪种方法呢?
④为了安全起见,我们用台灯灯泡显然是不合适的,我为你们准备了实验室用的小灯泡。请同学们观察上边标注的参数。
我们现在就测量一下同学们手中小灯泡的额定电功率和实际电功率?首先请同学们设计一个测量小灯泡电功率的实验方案。
教师指导,提出要求。
板书:
实验目的:测量小灯泡电功率。
多媒体展示电路图。
学生若提出了两种方案情况,可由提出第二种方案的同学指出第一种方案的不足,并说明加入滑动变阻器的理由及作用。若学生回答不出来,教师可以做简单的提示(如小灯泡的功率在什么情况下才等于额定功率,电源电压是否满足额定功率的条件等),也可由其他同学补充。
当同学们完善了实验电路图后,教师给予肯定评价。
对比以上两种方案,为了测出小灯泡的额定功率,我们应该选择哪种方案才能达到目的呢?我们按照电路图连接完成后应该怎样操作呢?
①同学简要叙述测量小灯泡电功率的实验步骤,可以请其他同学补充不完善的地方。
②提问:如果小灯泡两端电压低于或略高于额定电压,小灯泡的功率还等于额定功率吗?请测出当小灯泡两端电压低于额定电压或略高于额定电压时的功率,并观察小灯泡的亮度有什么变化。
规范操作:一摆、二连、三查、四做、五记、六整。
教师巡视指导。
讨论:
①根据实验现象,小灯泡在什么情况下正常发光?在什么情况下比正常情况更亮?这样做好不好?在什么情况下小灯泡比正常情况下暗?
②使用用电器时,为什么要在额定电压
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