九年級物理全冊 第十八章 電功率《第3節(jié) 測量小燈泡的電功率》教案 （新版）新人教版

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1、九年級物理全冊 第十八章 電功率《第3節(jié) 測量小燈泡的電功率》教案 （新版）新人教版 課標(biāo)要求 從“課程內(nèi)容”的要求看，本專題涉及如下條目： ? 1．結(jié)合實(shí)例理解電功和電功率。知道用電器的額定功率和實(shí)際功率。 ? 課標(biāo)附錄：20．測量小燈泡的電功率。 課標(biāo)解讀 本條目涉及課程標(biāo)準(zhǔn)中一級主題“能量”中“電磁能”的內(nèi)容?！澳芰俊笔钦n程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)內(nèi)容的三大主題之一。本節(jié)課課程內(nèi)容涉及主要技能性和體驗性兩個維度目標(biāo)。具體說明如下： ? “結(jié)合實(shí)例理解電功和電功率。”“理解”屬于認(rèn)知性目標(biāo)行為動詞，該條目處于“理解”水平。其中對電功的理解不作為本節(jié)要求。對于電功率的“理解

2、”主要是在初步學(xué)習(xí)“第2節(jié) 電功率”基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗探究，具體測量小燈泡不同電壓下的實(shí)際功率，進(jìn)一步加深對電功率概念的深刻理解。體會不同電壓下，用電器的功率一般是不同的。 ? “知道用電器的額定功率和實(shí)際功率。”“知道”屬于認(rèn)知性目標(biāo)行為動詞，該條目處于“了解”水平。本節(jié)是在已經(jīng)初步學(xué)習(xí)電功率的基礎(chǔ)上，通過具體表現(xiàn)在：一是通過觀察對小燈泡不同電壓下實(shí)際發(fā)光亮度的不同，了解小燈泡不同電壓的實(shí)際工作狀態(tài)；二是通過對小燈泡不同電壓下實(shí)際電功率的測量，體會和理解不同電壓下小燈泡實(shí)際功率與額定功率的實(shí)際差異。 ? “課標(biāo)附錄 20．測量小燈泡的電功率”。“測量”是技能性目標(biāo)行為動詞，該條目屬于“

3、獨(dú)立操作”水平。本探究活動中的測量，是學(xué)生在學(xué)生已經(jīng)初步掌握串聯(lián)電路、電流中電流、電壓特點(diǎn)，初步運(yùn)用電流表、電壓表測量工具實(shí)際探究電路中電流與電壓、電阻關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行用電器電功率測量的一項提高性學(xué)習(xí)。本探究活動是通過伏安法測量小燈泡不同電壓下的電功率，加深學(xué)生對實(shí)際功率與額定功率的理解，而且可以通過實(shí)驗測量進(jìn)一步鞏固、強(qiáng)化對電流表、電壓表以及滑動變阻器的使用與操作方法。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在探究活動前，能夠?qū)σ獪y量的不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率進(jìn)行一個初步假設(shè)，預(yù)設(shè)在不同電壓下，小燈泡的實(shí)際功率可能與額定功率大小關(guān)系，小燈泡的額定功率是否會發(fā)生變化。會根據(jù)實(shí)驗探究目標(biāo)設(shè)計和規(guī)劃合理的實(shí)驗探究方案，

4、設(shè)計符合探究需要的電路圖。在具體的實(shí)驗操作中，學(xué)生能夠規(guī)范而準(zhǔn)確的控制小燈泡在不同電壓的工作狀態(tài)，能夠保證小燈泡實(shí)際電壓為額定電壓的五分之四下工作，小燈泡實(shí)際電壓等于額定電壓下工作，小燈泡工作實(shí)際電壓為額定電壓1．2倍下工作。同時在實(shí)驗探究過程中，學(xué)生知道根據(jù)測量小燈泡實(shí)際的需要，合理選擇測量工具電流表、電壓表的量程，能根據(jù)實(shí)驗探究的任務(wù)，具體設(shè)計符合探究要求的實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄表格，并能夠依據(jù)實(shí)驗探究中所記錄的實(shí)驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理和分析判斷，初步得出不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率隨電壓變化的關(guān)系。 ? 在完成本次實(shí)驗探究操作和數(shù)據(jù)記錄后，指導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)際功率與額定功率的不同，考慮本探究實(shí)驗

5、中，是否有必要將三次不同電壓下測量的小燈泡實(shí)際功率進(jìn)行三次平均值。如果實(shí)驗操作時間寬裕，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生利用三次實(shí)驗探究中所記錄的小燈泡的電壓值、電流值，通過歐姆定律計算所對應(yīng)的電阻值，對三次不同電壓下的小燈泡的電阻值大小進(jìn)行比較，看看是否發(fā)現(xiàn)電阻值的大小發(fā)生變化，從而進(jìn)一步理解不同電壓下用電器因為電流熱效應(yīng)，導(dǎo)致小燈泡的電阻值隨電壓的增加，流過小燈泡的電流的增大，導(dǎo)致自身電阻發(fā)生變化，逐步變大。 重難點(diǎn)突破 江蘇南京市秦淮區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校　丁玉祥 一、教學(xué)內(nèi)容分析 ? 測量小燈泡的電功率是在學(xué)習(xí)了“伏安法測量電阻”之后的又一個綜合性實(shí)驗。該實(shí)驗對學(xué)生熟悉和掌握電流表、電流表、滑動

6、變阻器的使用方法有鞏固作用，由于該實(shí)驗綜合性比較高，對學(xué)生而言，具有一定的難度。學(xué)生通過學(xué)習(xí)電功率后，初步掌握了“伏安法測電功率”的基本方法，重點(diǎn)是讓學(xué)生在實(shí)驗操作與探究中進(jìn)一步掌握“伏安法測量小燈泡的電功率”的實(shí)驗方法與步驟。從本節(jié)教材內(nèi)容編排看，教材在一開始部分，就明確了測量三種情況下的小燈泡電功率，讓學(xué)生首先能夠明確本節(jié)課的實(shí)驗任務(wù)；同時教材對實(shí)驗步驟進(jìn)行了分步提示，引導(dǎo)學(xué)生在操作每步驟前，能夠先考慮相關(guān)問題，有助于學(xué)生實(shí)驗過程中積極思維。在本節(jié)實(shí)驗結(jié)束，教材安排了測量亮度與小燈泡相當(dāng)?shù)陌l(fā)光二極管的電功率，通過比較不同用電器消耗的實(shí)際功率，巧妙滲透了節(jié)能意識的教育。 ? 二、重點(diǎn)難點(diǎn)

7、突破 ? 1．學(xué)會根據(jù)實(shí)驗?zāi)康拇_定實(shí)驗原理 ? 突破建議： ? 本探究活動的目的是測量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率，同時引導(dǎo)學(xué)生了解設(shè)計實(shí)驗的具體方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生開放性思維能力。做好本探究活動前提，就是根據(jù)實(shí)驗?zāi)康拇_定實(shí)驗原理。讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗?zāi)康拇_定實(shí)驗原理，并進(jìn)一步確定待測物理量，是本探究性活動的關(guān)鍵。在探究性實(shí)驗中，待測物理量是根據(jù)實(shí)驗所依據(jù)的原理或公式來判定的。本實(shí)驗要求測量小燈泡的電功率，因此，本實(shí)驗的原理是根據(jù)電功率公式P=UI，而待測物理量應(yīng)是燈泡兩端的電壓U和通過電燈泡的電流I，然后再計算出電功率的具體數(shù)值。 ? 2．如何根據(jù)待測物理量設(shè)計實(shí)驗 ? 突破建議

8、： ? 根據(jù)實(shí)驗原理，學(xué)生應(yīng)該能確定實(shí)驗探究的待測物理量。而確定待測物理量后，則明確了測量物理量所必需的實(shí)驗儀器。本探究活動要測量燈泡的兩端電壓和通過燈泡的電流，當(dāng)然需要選擇電壓表和電流表。由于電壓表必須并聯(lián)在電燈泡的兩端，而電流表只能跟燈泡串聯(lián)，為了保護(hù)電路和便于調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓值，因此需要串聯(lián)一個滑動變阻器。這樣就形成伏安法測量燈泡電功率的基本實(shí)驗電路。但是電路中電流表卻存在內(nèi)接和外接兩種解法。如下圖： ? ? 從實(shí)際操作看，學(xué)生根據(jù)待測量，會設(shè)計出以上兩種電路。教材中給出了實(shí)驗電路的虛線框，要求學(xué)生自主設(shè)計。那么為降低探究難度和節(jié)省探究的時間，一般教師可以讓學(xué)生采取兩種電

9、路進(jìn)行探究。在探究活動結(jié)束后，教師可以結(jié)合實(shí)驗測量誤差分析，指導(dǎo)學(xué)生分析為什么本實(shí)驗探究一般選擇電流表外接法，進(jìn)而幫助學(xué)生認(rèn)識到：待測燈泡的電阻與電壓表的電阻相比，在燈泡電阻<電壓表電阻時，電壓表測量燈泡的電壓值更準(zhǔn)確，所以采用電流表外接的方法連接電路，這樣實(shí)驗測量誤差小些。 ? 由于實(shí)驗中，要多次調(diào)節(jié)燈泡兩端的實(shí)際電壓，使其電壓分別等于、低于、高于燈泡的額定電壓，所以電路中還要連接滑動變阻器，又因為實(shí)驗電路中選擇額定電壓為2．5V、或3．8V的燈泡，所以要兩節(jié)干電池。為了保證實(shí)驗中不燒壞小燈泡，在連接電路過程中，電路中的開關(guān)要始終處于斷開狀態(tài)，同時滑動變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的阻值最大端

10、。 ? 3．規(guī)范設(shè)計實(shí)驗數(shù)據(jù)的記錄表格 ? 根據(jù)實(shí)驗原理以及實(shí)驗?zāi)康模瑴y量小燈泡的電功率至少進(jìn)行三次實(shí)驗。分別探究小燈泡在等于、高于、低于額定電壓下的電功率。根據(jù)探究的需要，需要測量燈泡的兩端實(shí)際電壓、通過燈泡的實(shí)際電流，進(jìn)而計算燈泡不同電壓下的實(shí)際功率，并比較低于、高于額定電壓下的實(shí)際功率與額定功率的差異，體會用電器正常工作與不正常工作對用電器的影響。 ? 從實(shí)驗操作的簡便性和可控性角度，本實(shí)驗中低于、高于額定電壓的控制，一般電壓數(shù)值有具體的控制，低于額定電壓的數(shù)據(jù)值一般是低于額定電壓的五分之一，高于額定電壓的數(shù)值一般高于特定電壓的五分之一。燈泡電壓數(shù)值的控制主要是通過移動滑動變

11、阻器滑片P的位置來實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)實(shí)驗?zāi)康?，設(shè)計一個規(guī)范、間接的實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄表，有利于實(shí)驗探究結(jié)論的分析和判斷。具體實(shí)驗探究數(shù)據(jù)的記錄表格如下： ? 實(shí)驗次數(shù) 電壓U/V 電流I/A 燈泡電功率P/W 燈泡發(fā)光情況 第1次實(shí)驗 ? ? ? ? 第2次實(shí)驗 ? ? ? ? 第3次實(shí)驗 ? ? ? ? ? 《測量小燈泡的電功率》教學(xué)設(shè)計 一、教學(xué)目標(biāo) ? （一）知識與技能目標(biāo) ? 1．會測算小燈泡的實(shí)際功率和額定功率，進(jìn)一步練習(xí)使用電流表、電壓表和滑動變阻器。 ? 2．通過實(shí)驗，體驗小燈泡的電功率隨它的兩端電壓的變化而變化的規(guī)律，

12、知道用電器不同電壓下工作實(shí)際功率的變化特點(diǎn)。 ? （二）過程與方法 ? 3．能夠根據(jù)測量小燈泡的電功率的原理，設(shè)計符合測量需要的實(shí)驗方案。會根據(jù)記錄的實(shí)驗數(shù)據(jù)，利用比較的方法，分析和判斷實(shí)際功率與額定功率的區(qū)別。 ? （三）情感、態(tài)度及價值觀目標(biāo) ? 4．通過實(shí)驗，初步認(rèn)識用電器正常工作與不正常工作對用電器的影響，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)使用用電器的安全意識。 ? 二、教學(xué)重難點(diǎn) ? 本節(jié)是在學(xué)習(xí)“伏安法測電阻”之后的又一個綜合性電學(xué)實(shí)驗，也是在學(xué)習(xí)“第二節(jié)? 電功率”后，已初步理解電功率的基礎(chǔ)上，利用電功率計算的原理，通過實(shí)驗定量測量，觀察小燈泡工作狀態(tài)變化，分析比較小燈泡實(shí)際電

13、功率與額定電功率的區(qū)別，進(jìn)一步加深學(xué)生對用電器實(shí)際功率與額定功率的理解。 ? 本節(jié)課的重點(diǎn)：會利用電功率計算公式作為實(shí)驗原理，用伏安法測量小燈泡不同電壓下的實(shí)際功率與額定功率的方法和步驟，區(qū)分額定功率和實(shí)際功率。 ? 本節(jié)課的難點(diǎn)：學(xué)生能夠根據(jù)測量小燈泡電功率的實(shí)驗原理，設(shè)計出符合實(shí)驗?zāi)康牡膶?shí)驗方案、實(shí)驗步驟，并得出實(shí)驗結(jié)論。 ? 三、教學(xué)策略 ? 本節(jié)課，主要是根據(jù)P=UI，明確實(shí)驗中需要測量的物理量是用電器的電流和電壓，根據(jù)需要測量的物理量，設(shè)計出符合要求的實(shí)驗電路圖，再根據(jù)電路圖選擇符合需要的實(shí)驗器材與儀器，再根據(jù)實(shí)驗步驟進(jìn)行小燈泡實(shí)際功率的測量。實(shí)驗探究過程中，應(yīng)突出實(shí)

14、驗探究過程及實(shí)驗過程中應(yīng)思考的問題，并通過實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析與推理，進(jìn)一步加深學(xué)生對實(shí)際功率的理解，知道實(shí)際功率與額定功率的區(qū)別，使學(xué)生了解電流、電流是如何影響用電器的實(shí)際功率的。因此，本節(jié)課設(shè)計主要分三個流程： ? 流程一是引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗原理制定和設(shè)計實(shí)驗方案，知道根據(jù)實(shí)驗方案如何選擇符合實(shí)驗需要的實(shí)驗器材。 ? 流程二是根據(jù)實(shí)驗方案，進(jìn)行實(shí)驗與證據(jù)收集。具體包括實(shí)驗步驟確定，實(shí)驗中小燈泡工作狀態(tài)的觀察以及實(shí)驗測量數(shù)據(jù)的記錄。 ? 流程三是交流與合作，對小燈泡三次不同電壓下測量的實(shí)際功率進(jìn)行比較，討論為什么不求電功率的平均值？本次實(shí)驗與“伏安法測小燈泡電阻”進(jìn)行比較，有哪些異同點(diǎn)。

15、 ? 四、教學(xué)準(zhǔn)備 ? 分組實(shí)驗：學(xué)生電源（或干電池3節(jié)），2．5V（或3．8V）小燈泡1只，發(fā)光亮度與小燈泡正常發(fā)光相當(dāng)?shù)亩O管1個，開關(guān)1只，電流表1個，電壓表1個，滑動變阻器1個，導(dǎo)線若干。 ? 五、教學(xué)過程 ? 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 導(dǎo)入新課 （5分鐘） 出示課前學(xué)情診斷評價試題。 ? 1．電功率是描述 ?????????????的物理量，計算電功率的公式有?? ?和?????? ?。 ? 2．到目前所學(xué)的電學(xué)知識為止，我們學(xué)了哪些物理量？哪些可以直接測量？哪些不能？ ? 3．畫出伏安法測小燈泡電阻的電路圖。實(shí)驗原理是：????

16、?? ?。 ? 教師及時公布診斷評價試題答案，了解學(xué)生錯誤情況，并指導(dǎo)學(xué)生自主矯正。 快速閱讀 ? 自主答題 ? 對照答案 ? 自主糾錯。 ? 診斷學(xué)生在新課學(xué)習(xí)前，是否具備或已經(jīng)掌握與新課學(xué)習(xí)所必要的和密切相關(guān)物理知識，為新課學(xué)習(xí)做好前提性診斷和及時補(bǔ)償矯正。 新課教學(xué) （35分鐘） 【提出問題】 ? 問題1：如何測量一個額定電壓為2．5v小燈泡的額定功率？說出你的實(shí)驗方法，所要測的物理量，需要的實(shí)驗器材，并請畫出電路圖。 ? ? 圍繞老師問題，通過對比伏安法測電阻的實(shí)驗，按要求回答問題。 利用已學(xué)伏安法測電阻和電功率知識，引導(dǎo)學(xué)生思考如何進(jìn)行測量

17、小燈泡電功率電路設(shè)計。 ? ? 問題2：如果要測量低于或高于額定電壓下的小燈泡實(shí)際功率，還需要什么電路元件可以幫助改變小燈泡兩端電壓？ ? ? 按要求回答：滑動變阻器。 ? 引導(dǎo)學(xué)生掌握利用滑動變阻器改變小燈泡兩端電壓，為實(shí)驗探究小燈泡不同電壓下的實(shí)際功率奠定基礎(chǔ)。 【設(shè)計實(shí)驗】 ? 1．實(shí)驗原理：?????????????????????? 。 ? 2．實(shí)驗?zāi)康模?????????????????????? 。 ? 3．實(shí)驗電路圖： ? 4．實(shí)驗表格： ? 提示：在連接電路中，應(yīng)注意哪些？ ? 學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗。 ? 回答：開關(guān)置于斷開的狀態(tài)；電

18、流表、電壓表的選擇合適的量程和正負(fù)接線柱；滑動變阻器滑片置于阻值最大端。根據(jù)小燈泡的額定電壓，選擇合適的干電池個數(shù)。 考查學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗方案的能力 ? ? ? ? ? 引導(dǎo)學(xué)生注意電學(xué)實(shí)驗操作中，要注意電路安全及電路元件的保護(hù)。 【進(jìn)行實(shí)驗】 ? 問題3：電路連好了，接下來怎么做呢？ ? 分別測量以下三種情況下的實(shí)際功率。 ? 1．使小燈泡在額定電壓下發(fā)光，并記錄電流表、電壓表數(shù)值。 ? 2．使小燈泡兩端電壓是額定電壓的1．2倍，并觀察小燈泡亮度，并記錄電流表、電壓表數(shù)值。 ? 3．使小燈泡兩端電壓低于額定電壓0．2倍，并觀察小燈泡亮度，并記錄電流表、電壓

19、表數(shù)值。 ? ? 按要求規(guī)范操作，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)，觀察小燈泡的亮度變化。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)實(shí)驗原理，進(jìn)行實(shí)驗探究。 【分析論證】 ? 根據(jù)實(shí)驗記錄數(shù)據(jù)，分別計算小燈泡的額定功率是多少？當(dāng)小燈泡兩端電壓低于或高于額定電壓時，它的實(shí)際功率是多少？ ? 比較小燈泡的發(fā)光情況與實(shí)際功率的變化關(guān)系。 ? ? ? ? ? 根據(jù)實(shí)驗測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際計算。 ? ? 體會不同電壓下小燈泡實(shí)際功率與額定功率的區(qū)別，認(rèn)識到實(shí)際功率是變化的，額定功率是不變的。 【交流評估】 ? 1．實(shí)驗中，一位同學(xué)連接好電路，在

20、閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)小電燈不亮，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)。試分析電路中可能出現(xiàn)的故障。 ? 2．另一位同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮。這說明他在閉合開關(guān)前沒有????????????????????? 。 ? ? 積極思考。 回答問題。 ? ? ? 比較測量伏安法測電阻電路。 能根據(jù)實(shí)驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象，準(zhǔn)確地找出電路連接時產(chǎn)生的故障。 ? ? ? 引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會知識的遷移。 拓展試驗： ? 安排學(xué)生，分組測量二極管在與小燈泡亮度相當(dāng)情況下，二極管兩端的電壓和電流值，并計算實(shí)際功率。比較亮度相當(dāng)時，二極管的實(shí)際功率與小燈泡實(shí)際功率的差異。 分組測量二

21、極管與小燈泡亮度相當(dāng)情況下的電流、電壓值，并計算實(shí)際功率。 體會二極管在與小燈泡亮度相當(dāng)時，實(shí)際功率偏小，有利于節(jié)約能源。 課堂小結(jié) 5分鐘 【課堂小結(jié)】 ? 1．這節(jié)課同學(xué)們有哪些收獲呢？ ? 2．同學(xué)們調(diào)節(jié)變阻器的過程中，小燈泡的電壓不在2．5V時，它此時的功率還等于它的額定功率嗎？燈泡的亮度將如何變化呢？電壓能太大嗎？ ? 3．實(shí)驗中對小燈泡的實(shí)際功率進(jìn)行了三次測量，是否可以將三次測量的功率求平均值？ ? 【鞏固練習(xí)】 學(xué)生按要求主動回答問題。 ? 體會1．小燈泡實(shí)際功率隨燈泡兩端電壓增加而變大；小燈泡的額定功率始終保持不變。 ? 體會2．用小燈泡兩端電壓高于或低于其額定電壓，小燈泡不能正常工作。用電器應(yīng)在額定電壓下工作。 進(jìn)一步領(lǐng)會和理解小燈泡實(shí)際功率與額定功率不同。 ? 進(jìn)一步理解本次實(shí)驗探究目的。 作業(yè)布置 完成課后《動手動腦學(xué)物理》第1、2、4題。 按要求完成 鞏固知識 ?