初中物理校本教研活动实录电饭锅的设计与探究Word文档格式.docx
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初中物理校本教研活动实录电饭锅的设计与探究Word文档格式.docx
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【设计思想】
根据物理新课标的教学理念,通过电饭锅的设计:
培养学生运用物理知识解决问题的能力,培养学生的创新精神,让学生领悟到发明创造的源泉就在生活之中,使学生感受到生活是多么的可爱,加深认识科学技术与社会的关系。
通过电饭锅的探究:
培养学生的实践能力,体会发明创造带来的乐趣,也感受科技工作者付出的辛勤劳动,养成珍惜劳动成果的习惯。
通过给电饭锅生产厂家提出改进建议,将创造发明活动延伸到生活中,培养学生的社会责任感。
【教学目标】
1.知识目标:
·
理解电热、电功、电功率、欧姆定率。
理解串联电路和并联电路。
2.能力目标:
培养学生综合运用物理知识解决实际问题的能力。
培养学生科学探究能力。
3.情感目标:
渗透理论联系实际的哲学思想。
强化安全意识,渗透人文主义思想。
激发学生感当发明家的梦想。
培养学生精益求精,追求完美的精神。
培养学生交流合作的习惯。
【重点难点】
煮饭电路和保温电路的设计是重点。
指示灯电路的设计是难点。
【学法指导】科学探究。
【实验器材】保温式自动电饭锅、保温式电子电饭锅、活动插座、尖嘴钳、螺丝刀、电饭锅说明书。
【师生互动设计】
1.煮饭和保温电路的设计。
2.指示灯电路的设计。
3.保护电路的设计。
【教学过程】
一、创设情景,提出问题
科学技术推动人类社会的进步,给人们的生活带来了巨大影响,无论是在学校还是在家里,空调、冰箱、洗衣机,电灯、电视、电饭锅,让我们享受着美好的生活,就说电饭锅,在它发明以前,烧饭要人看着,以免饭烧糊了,现在多好,用电饭锅烧饭,饭煮熟后还能保温,这节课我们来体会发明电饭锅时科研人员付出的辛勤劳动,同时感受他们成功后的喜悦。
『演示实验』将电饭锅通电,演示磁控开关、煮饭及保温、指示灯的工作情况。
二、设计与改进
1.煮饭和保温电路的设计
『幻灯片』研究表明:
一个三口之家煮饭用的电饭锅,功率440W较合适,请计算这个发热板的电阻设计为多少呢?
生:
运用P=UI,I=U/R等公式算。
计算发热板的电阻:
110Ω。
『幻灯片』电饭锅煮饭时,要求饭煮熟后能自动断开电路,以免饭烧糊了,(饭在温度达到102℃时煮熟)应该在电路中加装一个什么元件?
画出电路图。
加装的温控开关,画出电路图。
师:
这种温控开关受磁性控制,又叫磁控开关或限温器。
『投影』把学生设计的电路图(图1)展示在大屏幕上。
『幻灯片』饭煮熟以后,要求能保温,以免冷了,保温时电饭锅的功率只需55W即可,应该在电路中再加装一个什么元件?
其值是多少?
加装电阻,算出其阻值770Ω(图2)或880Ω(图3)。
这个电阻工程设计上叫保温板或保温电阻。
『投影』把学生设计的电路图(图2)(图3)展示在大屏幕上。
请学生分别说明图2和图3两种电路的工作情况。
图2,按下磁控开关,保温板短路,电路电流最大,电饭锅煮饭;
饭煮熟后,温控开关自动跳起,发热板和保温板串联,电流最小,电饭锅保温。
图3,按下磁控开关,保温板断开,发热板接入电路,电饭锅煮饭,饭煮熟后,温控开关自动跳起,发热板断开,保温板接入电路,电饭锅保温。
实际上电饭锅采用的是图2的方案。
图3的方案不被采用是什么原因留给同学们以后探讨,我们继续完善图2的方案。
2.指示灯电路的设计
『幻灯片』为了方便,电饭锅安装了指示灯,分别指示煮饭和保温。
指示灯的额定电流很小,约0.01A,(电阻很小,约10Ω)煮饭指示灯怎样安装?
(串联还是并联?
为什么?
)保温指示灯怎样安装?
『投影』把学生设计的电路图(图4)(图5)展示在大屏幕上。
请同学们讨论图4的设计会产生什么后果?
图4,煮饭时通过的电流是2A,指示灯的额定电流是0.01A,会烧毁指示灯。
电路开路。
图5的设计能行吗?
不行,图5的设计通电指示灯烧毁。
发热板还能正常工作吗?
能。
把图5的设计稍做改进即可,应该怎样改进呢?
图5的设计中,只要能限制通过指示灯的电流不超过0.01A就行。
有办法吗?
给指示灯串联一个限流电阻。
计算限流电阻的阻值是多少?
画出改进后的电路图。
计算出限流电阻22kΩ。
『投影』把学生改进后的电路图(图6)展示在大屏幕上。
请学生说明图6这种电路的工作情况。
如图6,按下磁控开关,保温板短路,保温指示灯不发光,发热板接220V电压,电饭锅煮饭,限流电阻22kΩ,通过煮饭指示灯的电流0.01A,煮饭指示灯正常发光,指示煮饭。
饭煮熟后,磁控开关自动跳起,发热板和保温板串联,电流最小,电饭锅保温,保温指示灯发光,指示保温。
这时,煮饭指示灯还发光吗?
(学生思考)
从电路看都要发光,实际上只看到保温指示灯发光,煮饭指示灯不发光,这是为什么呢?
保温时,发热板和保温板串联,其电阻之比是110Ω/770Ω=1/7。
分得的电压之比为1/7,通过煮饭指示灯的电流很小,不能发光。
如图6这种电路是合乎要求的。
3.保护电路的设计
『幻灯片』电饭锅使用年限久了,加上又是金属外壳有可能漏电造成触电事故;
还有可能短路烧毁电器,甚至引起火灾。
要不要采取保护措施?
应该怎么办?
接地──防漏电触电。
加装保险丝──防短路火灾,其规格是2A。
保险丝在工程设计中又叫熔断器或超温熔断器。
『投影』展示学生加装了保护电路的设计图,
这就是“保温式自动电饭锅的电路图”。
三、交流合作探究
『投影』展示几种《电饭锅说明书》上的电路图:
1.利用保温板保温的电饭锅。
(和同学们设计的电路图是相同的)。
2.利用双金属片闪断开关保温的电饭锅。
『投影』实物投影电饭锅的内部结构:
引导学生认识发热板、保温板、磁控开关、指示灯、超温熔断器……
『学生实验』拆开电饭锅底部盖板,观察内部结构,认清各元件及其连接情况,然后盖上盖板。
四、知识拓展
生活中还有哪些具有加热和保温功能的电器呢?
『幻灯片』电热饮水机、电热毯、电热台板、电磁炉……(图片)
思考这些电器是如何进行加热和保温等功能的。
五、活动小结
这节课通过“电饭锅的设计与探究”活动。
经历了发明创造的全过程,感觉到发明创造活动并不难。
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- 关 键 词:
- 初中 物理 校本 教研 活动 实录 电饭锅 设计 探究