变阻器.docx
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变阻器.docx
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变阻器
会用电流表和电压表测量小灯泡的(额定)电功率;
②理解额定功率和实际功率的意义;
③巩固电流表、电压表的操作技能,了解滑动变阻器在实验中所起的作用。
1.知道用伏安法测定小灯泡功率的原理。
2.知道如何测定小灯泡的额定电功率和实际电功率。
3.会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的功率。
[题目]测量小灯泡的电功率
[实验目的]测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.
[实验原理]根据公式P=UI,测出灯两端电压和通过灯泡电流,计算出小灯泡的电功率.
[实验电路]根据实验的目的和原理设计如下电路.
[说明]用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压,因为要测量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压.
∙测量小灯泡的电功率
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、德育目标
1.通过学习过程中的讨论和交流,培养学生合作学习的意识和态度.
2.通过实验中的观察和比较,培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯.
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.
教学难点
电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用.
教学方法
实验法、观察法、讨论法.
教具准备
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.
课时安排 1课时
教学过程
一、引入新课
[师]同学们在上一章的第五节已经测量过小灯泡的电阻.还记得是怎么测的吗?
[生]利用电流表测出通过小灯泡的电流,再利用电压表测出了小灯泡两端的电压,然后利用欧姆定律
的变形公式
算出了小灯泡的电阻.
[生]为了测量更准确,还利用变阻器进行了多次测量,然后求平均值.
[师]同学们对学过的知识掌握得很好.我们在上节课刚学过了电功率,谁来说说?
[生]电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量.用电器在1s内消耗的电能叫用电器的电功率.
[师]电功率能测吗?
怎么测?
[生]可以利用电能表和钟表测.
[生]也可以利用公式P=IU测出电压和电流,计算出电功率.
[师]如果我们要测“小灯泡”的电功率,用哪种方法呢?
[生]小灯泡不能接在家庭电路上,应该用第二种办法测.
二、进行新课
[想想议议]
[师]同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗?
(同学们已经有了一定的动手经验,并且急着参与,会非常肯定地回答:
能)
[师]大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫(同学们一起说)额定功率.如果不是在额定电压下叫什么功率,你想要测量的是什么功率,明白了吗?
[投影]测量要求
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1.2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]同学们现在可以设计实验,并做好记录.
(学生经过以前的探究活动,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)
[投影]
[设计实验]
设计思想(实验原理):
实验电路:
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:
实验中存在什么问题:
(教师提醒学生做第
(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]
[交流](实验报告)
实验结束,选择2~3组同学利用投影和大家交流.(要求同学配合投影上台讲解)
[投影]
第一组 实验报告
[题目]测量小灯泡的电功率
[实验目的]测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率.
[实验原理]根据公式P=UI,测出灯两端电压和通过灯泡电流,计算出小灯泡的电功率.
[实验电路]根据实验的目的和原理设计如下电路.
[说明]用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压,因为要测量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压.
[实验器材]:
1.小灯泡:
额定电压________,
4.滑动变阻器:
最大阻值___________W,允许通过最大电流___________A.
5.电源___________V;6.开关;7.导线
[说明]电源的选择应考虑小灯泡的额定电压,选择大于小灯泡额定电压的1.2倍,但不能过大.
实验数据(记录)表格:
[实验步骤]
1.按电路图连接实物电路.
2.合上开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数.
3.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍,观察灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数.
4.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察并做记录.
5.断开开关,整理实验器材.
[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.
[实验结论]
由公式
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)
[结论]
(1)不同电压下,小灯泡的功率不同.实际电压越大,小灯泡功率越大.
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮.
[评估]
能想到问题,我们都考虑,基本上没有什么错误.
[师]我们这组同学非常自信.大家有什么问题可以互相交流,谈谈你在设计实验及实验过程中有什么新的感想,发现了什么问题?
[生]我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器,阻值最大的位置一错,滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小.合上开关就容易使电表偏转过激.
[生]电流表、电压表的接线也很重要,如果接反了,表针“反打”也会损坏电表的.
[生]实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好,然后再连接,这样接起来不容易连接错,检查也容易.
[生]实验过程中,滑动变阻器开始在阻值最大的位置,调节的时候阻值从大到小,小灯泡两端的电压会从小变到大.测量时为什么不先测低于额定电压时的功率,依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率,以免变阻器阻值一会儿变大,一会儿变小,还容易错?
[生]在不是额定电压下工作时,用电器的功率不是额定功率,该叫什么呢?
[师]同学们非常认真,非常棒.谁能来解释刚才那几个同学的两个问题呢?
[生](同学讨论)不是额定电压和额定功率时就叫实际电压和实际功率就可以.
[生]我们认为先从低于额定电压开始测也不是不可以,但是先测额定电压更好.这样在观察小灯泡亮度时有明显的区分,容易观察.
……
[师]不知道那组同学对他们的解释满不满意,下去以后可以参照以前实验继续探讨.
[生]老师,我们发现今天测“小灯泡功率”的实验装置与上一章测“小灯泡电阻”时的装置一模一样.
[师](教师表现很在意)是吗?
还有什么?
[生]测量的内容也一样,都是灯泡两端电压和通过小灯泡的电流.
[生]实验过程中的要求和注意的问题也基本一样…
[师]有不一样吗?
[生]两次测量的目的不同,上次是要测电阻,这次是要测功率.
[生]从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻.
[师]可以的话,大家算一下电阻.
[生]三次测量算出的电阻值基本相同,但有小的差别.将三次测量的值加起来算平均值就知道小灯泡的电阻了.
[师]大家都求出电阻了吗?
有没有新的发现?
[生]电阻可以求平均值,今天测的功率不能求平均值.
[生]上次多次测量是为了求平均值减小误差,这次是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况.
[师]同学们分析的非常好,请同学们比较计算电阻的公式
和计算电功率的公式:
,式中的电流和电压相同吗?
[生]如果是同一次测量,就是同一个电流值和电压值.
[师]大家将式中的电流替换电压或用电压替换电流,看有什么结果.
学生板演:
[师]同学们看变形出来的公式,有什么发现吗?
[生]额定电压下的功率就是额定功率,电灯铭牌上一般标的都有,就可以利用它们直接求小灯泡的电阻.
[生]如果知道小灯泡不是在额定电压下,而是在实际电压下工作时的实际功率.
……
[师]现在请同学们观察你手中的小灯泡上的额定值,求出小灯泡的电阻.再求出实际电压下电流值和功率值,和你测量的结果进行比较.如有误差,分析原因.(也可留在课后完成)
哪组同学认为你们的实验非常有特色,可以展示给大家,共同交流.
三、小结
通过本节课的实验,同学们进一步加深了对电功率的理解,巩固了电流表、电压表的操作技能,锻炼了设计实验的能力,希望同学们在课后能更充分交流,在相互交流中发现自己的不足甚至是错误,在不断改正错误的过程中学到更多知识.
四、动手动脑学物理
1.错误 1:
滑动变阻器的接法错误,将变阻器的最大阻值连入了电路,失去改变电阻的作用,应该用“一上、一下”两个接线柱.错误2:
电压表正负接线柱接反,合上开关时,电压表指针可能“反打”.
电路图
2.左→右依次是:
2.4V;0.6A;0.45W.
五、板书设计
[测量原理]
[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.
1.知道用伏安法测定小灯泡功率的原理。
2.知道如何测定小灯泡的额定电功率和实际电功率。
3.会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的功率。
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道用伏安法测定小灯泡功率的原理。
2.知道如何测定小灯泡的额定电功率和实际电功率。
3.会自己设计实验电路、选用实验器材、设计实验记录表格、有序地进行实验、读取数据、计算小灯泡的功率。
二、过程与方法
1.经历测量小灯泡的功率的过程,对科学探究的七个要素有更全面的体验与理解。
2.通过实验,培养学生设计实验的能力、实验操作能力、分析处理数据的能力。
3.通过学习撰写实验报告,培养学生撰写实验报告的能力。
4.通过本实验探究的评估交流环节,培养学生发现问题的能力的尝试,用已知知识去解释某些问题的能力。
三、情感、态度和价值观
1.通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度。
2.通过评估与交流,培养学生的创新精神。
3.通过实验过程,培养学生精益求精的实验态度和尊重事实、探求真理的科学态度。
【教学策略】
实验法、观察法、讨论法。
【教学过程】
一、引入新课
教师:
同学们在上一章的第二节已经测量过小灯泡的电阻。
还记得是怎么测的吗?
学生:
利用电流表测出通过小灯泡的电流,再利用电压表测出了小灯泡两端的电压,然后用欧姆定律I=U/R的变形公式R=U/I算出了小灯泡的电阻。
学生:
为了测量更准确,还利用变阻器进行了多次测量,然后求平均值。
教师:
同学们对学过的知识掌握得很好。
(教师出示一个实验用的小灯泡)同学们知道“3.8V,0.3A”说明了什么?
是不是只能在3.8V的电压下工作,通过它的电流只是0.3A?
学生:
3.8V是小灯光的额定电压,0.3A是小灯泡正常工作时的电流。
学生:
小灯泡可以在不同的电压下工作,通过的电流也可以大于或小于0.3A。
教师:
怎样测量灯泡的电功率呢?
学生:
根据P=W/t可知,可以利用电能表和钟表测量。
学生:
也可以利用公式P=IU测出电压和电流,计算出电功率。
教师:
如果我们要测“小灯泡”的电功率,用哪种方法呢?
为什么呢?
学生:
小灯泡不能接在家庭电路上,应该用第二种办法测。
二、进行新课
[想想议议]
教师:
同学们能设计一个方案来测出小灯泡的功率吗?
(同学们已经有了一定的动手经验,并且急着参与,会非常肯定地回答:
能)
教师:
大家一定还记得用电器在额定电压下工作时的功率叫(同学们一起说)额定功率。
如果不是在额定电压下的功率叫什么功率?
[投影]测量要求:
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1.2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。
教师:
同学们现在可以设计实验,并做好记录。
(学生经过以前的探究活动,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)
[投影]
[设计实验]
●设计思想(实验原理):
●实验电路:
●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:
_____________________________________________。
●实验中存在什么问题:
_____________________________________________。
(教师提醒学生做第
(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]
[评估与交流](实验报告)
实验结束,选择2~3组同学利用投影和大家交流。
(要求同学配合投影上台讲解)
[投影]
第一组 实验报告
[题目]测量小灯泡的电功率。
[实验目的]测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
[实验原理]根据公式P=UI,测出灯两端电压和通过灯泡电流,计算出小灯泡的电功率。
[实验电路]根据实验的目的和原理设计如下电路。
[说明]用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压,因为要测量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压。
[实验器材]小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
[说明]电源的选择应考虑小灯泡的额定电压,选择大于小灯泡额定电压的1.2倍,但不能过大。
实验数据(记录)表格:
实验要求
发光情况
电流(A)
电压(V)
电功率(W)
1
小灯泡在额定电压下工作
2
小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍
3
小灯泡两端电压低于额定电压
[实验步骤]
1.按电路图连接实物电路。
2.合上开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压,观察小灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
3.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压为额定电压值的1.2倍,观察灯泡发光情况,记录电流表、电压表示数。
4.调节滑动变阻器,使小灯泡两端电压低于额定电压,观察并做记录。
5.断开开关,整理实验器材。
[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。
[实验结论]
由公式P=IU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)
[结论]
(1)不同电压下,小灯泡的功率不同。
实际电压越大,小灯泡功率越大。
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
[评估]
能想到问题,我们都考虑,基本上没有什么错误。
<结束>
教师:
我们这组同学非常自信。
大家有什么问题可以互相交流,谈谈你在设计实验及实验过程中有什么新的感想,发现了什么问题?
学生:
我们组认为实验中最容易出错的就是滑动变阻器,阻值最大的位置一错,滑动变阻器阻值就从你想的最大成为实际的最小。
合上开关就容易使电表偏转过激。
学生:
电流表、电压表的接线也很重要,如果接反了,表针“反打”也会损坏电表的。
学生:
实际接线前可以先将实物按电路图中的位置摆放好,然后再连接,这样接起来不容易连接错,检查也容易。
学生:
实验过程中,滑动变阻器开始在阻值最大的位置,调节的时候阻值从大到小,小灯泡两端的电压会从小变到大。
测量时为什么不先测低于额定电压时的功率,依次测量等于额定电压和高于额定电压的功率,以免变阻器阻值一会儿变大,一会儿变小,还容易错?
学生:
在不是额定电压下工作时,用电器的功率不是额定功率,该叫什么呢?
教师:
同学们非常认真,非常棒。
谁能来解释刚才那几个同学的两个问题呢?
学生:
(同学讨论)不是额定电压和额定功率时就叫实际电压和实际功率就可以。
学生:
我们认为先从低于额定电压开始测也不是不可以,但是先测额定电压更好。
这样在观察小灯泡亮度时有明显的区分,容易观察。
教师:
不知道哪组同学对他们的解释满不满意,下去以后可以参照以前实验继续探讨。
学生:
老师,我们发现今天测“小灯泡功率”的实验装置与上一章测“小灯泡电阻”时的装置一模一样。
教师:
(教师表现很在意)是吗?
还有什么?
学生:
测量的内容也一样,都是灯泡两端电压和通过小灯泡的电流。
学生:
实验过程中的要求和注意的问题也基本一样……
教师:
有不一样吗?
学生:
两次测量的目的不同,上次是要测电阻,这次是要测功率。
学生:
从今天的测量数据也可以算出小灯泡电阻。
教师:
可以的话,大家算一下电阻。
学生:
三次测量算出的电阻值基本相同,但有小的差别。
将三次测量的值加起来算平均值就知道小灯泡的电阻了。
教师:
大家都求出电阻了吗?
有没有新的发现?
学生:
电阻可以求平均值,今天测的功率不能求平均值。
学生:
上次多次测量是为了求平均值减小误差,这次是为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况。
教师:
同学们分析的非常好,请同学们比较计算电阻的公式R=U/I和计算电功率的公式:
P=UI,式中的电流和电压相同吗?
学生:
如果是同一次测量,就是同一个电流值和电压值。
教师:
大家将式中的电流替换电压或用电压替换电流,看有什么结果。
学生板演:
P=UI=I2R=U2/R(R=U2/R=I2/P)
教师:
同学们看变形出来的公式,有什么发现吗?
学生:
额定电压下的功率就是额定功率,电灯铭牌上一般标的都有,就可以利用它们直接求小灯泡的电阻。
学生:
如果知道小灯泡不是在额定电压下,而是在实际电压下工作时的实际功率。
教师:
现在请同学们观察你手中的小灯泡上的额定值,求出小灯泡的电阻。
再求出实际电压下电流值和功率值,和你测量的结果进行比较。
如有误差,分析原因.(也可留在课后完成)
哪组同学认为你们的实验非常有特色,可以展示给大家,共同交流。
●小实验:
学习用电能表测量家用电器的电功率。
教师:
同学们明白电能表铭牌上标的“3000R/KW·h”的物理意义吗?
学生:
它表示电路中消耗1度电,电能表的铝盘转动了3000转。
教师:
同学们知道该如何利用电能表测量家用电器的电功率吗?
还需要哪些器材?
学生:
还要秒表,可以利用公式P=w/t进行计算。
学生:
可以先在电路中只接入一个家用电器,设电能表的转数为NR/KW·h,让这个用电器工作一段时间,记下所用的时间t(用小时作单位),并记下电能表所转的圈数n,则用电器的电功率P=n/Nt(单位是千瓦)
三、小结
通过本节课的实验,同学们进一步加深了对电功率的理解,巩固了电流表、电压表的操作技能,锻炼了设计实验的能力,希望同学们在课后能更充分交流,在相互交流中发现自己的不足甚至是错误,在不断改正错误的过程中学到更多知识。
四、练习(课堂作业)
五、板书设计
探究——测量小灯泡的电功率
目的:
测量小灯泡的电功率。
结论:
可以使用伏安法测小灯泡的电功率。
【教学评价与反思】
本节课--的思想是从实际问题出发,创设问题情境,让学生自主探究,尝试解决问题,在解决问题的过程中发现新问题,提出修正意见和一些创造性的想法,力求能充分调动学生的积极性,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新精神和与人合作的能力。
通过这样的探究式学习不仅巩固了原来知识,还较全面地培养学生的科学探究能力。
本节课的一个重点就是培养学生的评估与交流能力。
评估是对实验过程的反思,可以培养学生评估探究过程和探究结果的意识、从评估中汲取经验教训,有利于学生养成严谨的科学态度,有利于发展学生的批判性思维。
通过评估,培养学生发现新问题的意识和能力,并尝试改进探究方案。
整个学习过程密切联系实际,自始至终在教师的组织、引导下,学生自主探究,学生对知识的理解及各种能力的提高都是在学生的观察、理解、反思、创新等活动中获得。
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