測量小燈泡電功率探究教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)設(shè)計(jì)理念】“測量小燈泡的電功率”是人教版初中物理九年級(jí)第十八章第三節(jié)的內(nèi)容，是電學(xué)部分的一個(gè)重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，它是在上一章學(xué)生“測量小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的延伸。對于本節(jié)教學(xué)的設(shè)計(jì)，力求達(dá)到：1體現(xiàn)“同主題，不同型”的新課程理念，在教學(xué)中滲透類比和比較的科學(xué)研究方法，通過創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置困難，學(xué)生參與，合作交流，不斷深入探究的方式，力求達(dá)到讓“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”真正成為培養(yǎng)學(xué)生自主動(dòng)手操作的平臺(tái)。2注重“科學(xué)探究，提倡創(chuàng)造性的思維”，即以物理知識(shí)和技能為載體，讓學(xué)生多經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神，實(shí)踐能力（包括設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)），改革以書本為主，老師規(guī)范實(shí)驗(yàn)步驟的傳統(tǒng)教學(xué)模式，倡導(dǎo)學(xué)生提出多樣化的實(shí)驗(yàn)方案，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性思維?！窘虒W(xué)對象分析】基于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一年多的物理，學(xué)生已經(jīng)具備一些初步的科學(xué)探究能力，但在有些方面學(xué)生發(fā)展還比較薄弱，比如：撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容和格式上、評(píng)估交流能力上等，教學(xué)中需要教師在教學(xué)中加以引導(dǎo)?！窘虒W(xué)內(nèi)容分析】1本節(jié)內(nèi)容是一個(gè)純粹而完整的實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)調(diào)在過程中體驗(yàn)，學(xué)習(xí)知識(shí)與技能。讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。2教材的編寫極大的體現(xiàn)了開放性的理念，在制定計(jì)劃時(shí)，讓學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；在收集證據(jù)的過程中，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并能正確執(zhí)行，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格并記錄；在處理數(shù)據(jù)的過程中，讓學(xué)生自己撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣的設(shè)置，給學(xué)生極大的自主性，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，充分挖掘了學(xué)生的能動(dòng)性。3從科學(xué)的內(nèi)容的角度來看，本實(shí)驗(yàn)是電功率教學(xué)中一個(gè)重要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，綜合性強(qiáng)，它是在學(xué)習(xí)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器等器材的使用、學(xué)習(xí)了伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)了電功率的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的。通過學(xué)生的體驗(yàn)，知道測量電功率的原理是P=UI，會(huì)畫實(shí)驗(yàn)電路圖，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)習(xí)電路故障分析。讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)燈泡發(fā)光亮度和實(shí)際功率的對應(yīng)關(guān)系；進(jìn)一步理解實(shí)際功率和額定功率的區(qū)別與聯(lián)系，認(rèn)識(shí)到額定電壓和額定功率的重要意義；進(jìn)一步學(xué)習(xí)電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器等器材的使用，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)燈絲電阻的變化并用所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行解釋?！窘虒W(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1知道用伏安法測定小燈泡功率的原理。2知道如何測定小燈泡的額定電功率和實(shí)際電功率。3會(huì)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、選用實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格、有序地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、讀取數(shù)據(jù)、計(jì)算小燈泡的功率。二、過程與方法1經(jīng)歷測量小燈泡的功率的過程，對科學(xué)探究的七個(gè)要素有更全面的體驗(yàn)與理解。2通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、分析處理數(shù)據(jù)的能力。3通過學(xué)習(xí)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。4通過本實(shí)驗(yàn)探究的評(píng)估交流環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力的嘗試，用已知知識(shí)去解釋某些問題的能力。三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀1通過討論和交流，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)的意識(shí)和態(tài)度。2通過評(píng)估與交流，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。3通過實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和尊重事實(shí)、探求真理的科學(xué)態(tài)度?！窘虒W(xué)策略】實(shí)驗(yàn)法、觀察法、討論法?！窘虒W(xué)過程】一、引入新課教師：同學(xué)們在上一章的第二節(jié)已經(jīng)測量過小燈泡的電阻。還記得是怎么測的嗎？學(xué)生：利用電流表測出通過小燈泡的電流，再利用電壓表測出了小燈泡兩端的電壓，然后用歐姆定律I=U/R的變形公式R=U/I算出了小燈泡的電阻。學(xué)生：為了測量更準(zhǔn)確，還利用變阻器進(jìn)行了多次測量，然后求平均值。教師：同學(xué)們對學(xué)過的知識(shí)掌握得很好。（教師出示一個(gè)實(shí)驗(yàn)用的小燈泡）同學(xué)們知道“38V，03A”說明了什么？是不是只能在38V的電壓下工作，通過它的電流只是03A？學(xué)生：38V是小燈光的額定電壓，03A是小燈泡正常工作時(shí)的電流。學(xué)生：小燈泡可以在不同的電壓下工作，通過的電流也可以大于或小于03A。教師：怎樣測量燈泡的電功率呢？學(xué)生：根據(jù)P=W/t可知，可以利用電能表和鐘表測量。學(xué)生：也可以利用公式P=IU測出電壓和電流，計(jì)算出電功率。教師：如果我們要測“小燈泡”的電功率，用哪種方法呢？為什么呢？學(xué)生：小燈泡不能接在家庭電路上，應(yīng)該用第二種辦法測。二、進(jìn)行新課想想議議教師：同學(xué)們能設(shè)計(jì)一個(gè)方案來測出小燈泡的功率嗎？（同學(xué)們已經(jīng)有了一定的動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)，并且急著參與，會(huì)非?？隙ǖ鼗卮穑耗埽┙處煟捍蠹乙欢ㄟ€記得用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率叫（同學(xué)們一起說）額定功率。如果不是在額定電壓下的功率叫什么功率？投影測量要求：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。（2）使小燈泡兩端電壓是額定電壓的12倍，并觀察小燈泡亮度。（3）使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，并觀察小燈泡亮度。教師：同學(xué)們現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并做好記錄。（學(xué)生經(jīng)過以前的探究活動(dòng)，已能了解實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的基本程序，所以，不必過多討論，用投影提醒學(xué)生即可）投影設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想（實(shí)驗(yàn)原理）：實(shí)驗(yàn)電路：實(shí)驗(yàn)器材：（注明使用器材規(guī)格）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（記錄）表格：（教師巡視，及時(shí)指導(dǎo)設(shè)計(jì)完成后，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作步驟：_。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察：_。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：_。實(shí)驗(yàn)中存在什么問題：_。（教師提醒學(xué)生做第（2）個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需小心調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，以免實(shí)際電壓超過額定電壓，因電壓過大而燒壞燈泡。在同學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中教師要認(rèn)真巡視，及時(shí)指導(dǎo)）分析和論證評(píng)估與交流（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，選擇23組同學(xué)利用投影和大家交流。（要求同學(xué)配合投影上臺(tái)講解）投影第一組 實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目測量小燈泡的電功率。實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y量小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的電功率。實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)公式P=UI，測出燈兩端電壓和通過燈泡電流，計(jì)算出小燈泡的電功率。實(shí)驗(yàn)電路根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理設(shè)計(jì)如下電路。說明用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓，因?yàn)橐獪y量不同電壓下的功率，所以電路中要接入滑動(dòng)變阻器，用來改變小燈泡兩端電壓。實(shí)驗(yàn)器材小燈泡、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、導(dǎo)線。說明電源的選擇應(yīng)考慮小燈泡的額定電壓，選擇大于小燈泡額定電壓的12倍，但不能過大。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（記錄）表格：實(shí)驗(yàn)要求發(fā)光情況電流（A）電壓（V）電功率（W）1小燈泡在額定電壓下工作2小燈泡兩端電壓是額定電壓的12倍3小燈泡兩端電壓低于額定電壓實(shí)驗(yàn)步驟1按電路圖連接實(shí)物電路。2合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓，觀察小燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。3調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的12倍，觀察燈泡發(fā)光情況，記錄電流表、電壓表示數(shù)。4調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使小燈泡兩端電壓低于額定電壓，觀察并做記錄。5斷開開關(guān)，整理實(shí)驗(yàn)器材。說明1按電路圖連接實(shí)物電路時(shí)注意：（1）連接過程中開關(guān)應(yīng)始終處于斷開狀態(tài)。（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓值，估計(jì)電路中電流、電壓的最大值，選擇合適的量程，并注意正負(fù)接線柱的連接及滑動(dòng)變阻器正確接法。（3）連接好以后，每個(gè)同樣檢查一遍，保證電路連接正確。2合上開關(guān)前，應(yīng)檢查滑動(dòng)變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調(diào)整。3調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的過程中，要首先明白向什么方向可以使變阻器阻值變大或變小，怎么調(diào)能使小燈泡兩端電壓變大或變小。實(shí)驗(yàn)結(jié)論由公式P=IU計(jì)算小燈泡的功率。（將計(jì)算結(jié)果填入表中，通過分析和比較得出）結(jié)論（1）不同電壓下，小燈泡的功率不同。實(shí)際電壓越大，小燈泡功率越大。（2）小燈泡的亮度由小燈泡的實(shí)際功率決定，實(shí)際功率越大，小燈泡越亮。評(píng)估能想到問題，我們都考慮，基本上沒有什么錯(cuò)誤。 教師：我們這組同學(xué)非常自信。大家有什么問題可以互相交流，談?wù)勀阍谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)過程中有什么新的感想，發(fā)現(xiàn)了什么問題？學(xué)生：我們組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中最容易出錯(cuò)的就是滑動(dòng)變阻器，阻值最大的位置一錯(cuò)，滑動(dòng)變阻器阻值就從你想的最大成為實(shí)際的最小。合上開關(guān)就容易使電表偏轉(zhuǎn)過激。學(xué)生：電流表、電壓表的接線也很重要，如果接反了，表針“反打”也會(huì)損壞電表的。學(xué)生：實(shí)際接線前可以先將實(shí)物按電路圖中的位置擺放好，然后再連接，這樣接起來不容易連接錯(cuò)，檢查也容易。學(xué)生：實(shí)驗(yàn)過程中，滑動(dòng)變阻器開始在阻值最大的位置，調(diào)節(jié)的時(shí)候阻值從大到小，小燈泡兩端的電壓會(huì)從小變到大。測量時(shí)為什么不先測低于額定電壓時(shí)的功率，依次測量等于額定電壓和高于額定電壓的功率，以免變阻器阻值一會(huì)兒變大，一會(huì)兒變小，還容易錯(cuò)？學(xué)生：在不是額定電壓下工作時(shí)，用電器的功率不是額定功率，該叫什么呢？教師：同學(xué)們非常認(rèn)真，非常棒。誰能來解釋剛才那幾個(gè)同學(xué)的兩個(gè)問題呢？學(xué)生：（同學(xué)討論）不是額定電壓和額定功率時(shí)就叫實(shí)際電壓和實(shí)際功率就可以。學(xué)生：我們認(rèn)為先從低于額定電壓開始測也不是不可以，但是先測額定電壓更好。這樣在觀察小燈泡亮度時(shí)有明顯的區(qū)分，容易觀察。教師：不知道哪組同學(xué)對他們的解釋滿不滿意，下去以后可以參照以前實(shí)驗(yàn)繼續(xù)探討。學(xué)生：老師，我們發(fā)現(xiàn)今天測“小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)裝置與上一章測“小燈泡電阻”時(shí)的裝置一模一樣。教師：（教師表現(xiàn)很在意）是嗎？還有什么？學(xué)生：測量的內(nèi)容也一樣，都是燈泡兩端電壓和通過小燈泡的電流。學(xué)生：實(shí)驗(yàn)過程中的要求和注意的問題也基本一樣教師：有不一樣嗎？學(xué)生：兩次測量的目的不同，上次是要測電阻，這次是要測功率。學(xué)生：從今天的測量數(shù)據(jù)也可以算出小燈泡電阻。教師：可以的話，大家算一下電阻。學(xué)生：三次測量算出的電阻值基本相同，但有小的差別。將三次測量的值加起來算平均值就知道小燈泡的電阻了。教師：大家都求出電阻了嗎？有沒有新的發(fā)現(xiàn)？學(xué)生：電阻可以求平均值，今天測的功率不能求平均值。學(xué)生：上次多次測量是為了求平均值減小誤差，這次是為了比較在不同電壓下小燈泡的功率和發(fā)光情況。教師：同學(xué)們分析的非常好，請同學(xué)們比較計(jì)算電阻的公式R=U/I和計(jì)算電功率的公式：P=UI，式中的電流和電壓相同嗎？學(xué)生：如果是同一次測量，就是同一個(gè)電流值和電壓值。教師：大家將式中的電流替換電壓或用電壓替換電流，看有什么結(jié)果。學(xué)生板演：P=UI=I2R=U2/R（R=U2/R=I2/P）教師：同學(xué)們看變形出來的公式，有什么發(fā)現(xiàn)嗎？學(xué)生：額定電壓下的功率就是額定功率，電燈銘牌上一般標(biāo)的都有，就可以利用它們直接求小燈泡的電阻。學(xué)生：如果知道小燈泡不是在額定電壓下，而是在實(shí)際電壓下工作時(shí)的實(shí)際功率。教師：現(xiàn)在請同學(xué)們觀察你手中的小燈泡上的額定值，求出小燈泡的電阻。再求出實(shí)際電壓下電流值和功率值，和你測量的結(jié)果進(jìn)行比較。如有誤差，分析原因（也可留在課后完成）哪組同學(xué)認(rèn)為你們的實(shí)驗(yàn)非常有特色，可以展示給大家，共同交流。小實(shí)驗(yàn)：學(xué)習(xí)用電能表測量家用電器的電功率。教師：同學(xué)們明白電能表銘牌上標(biāo)的“3000 r/KWh”的物理意義嗎？學(xué)生：它表示電路中消耗1度電，電能表的鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)了3000轉(zhuǎn)。教師：同學(xué)們知道該如何利用電能表測量家用電器的電功率嗎？還需要哪些器材？學(xué)生：還要秒表，可以利用公式P=W/t進(jìn)行計(jì)算。學(xué)生：可以先在電路中只接入一個(gè)家用電器，設(shè)電能表的轉(zhuǎn)數(shù)為NR/KWh，讓這個(gè)用電器工作一段時(shí)間，記下所用的時(shí)間t（用小時(shí)作單位），并記下電能表所轉(zhuǎn)的圈數(shù)n，則用電器的電功率P=n/Nt（單位是千瓦）三、小結(jié)通過本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們進(jìn)一步加深了對電功率的理解，鞏固了電流表、電壓表的操作技能，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，希望同學(xué)們在課后能更充分交流，在相互交流中發(fā)現(xiàn)自己的不足甚至是錯(cuò)誤，在不斷改正錯(cuò)誤的過程中學(xué)到更多知識(shí)。四、練習(xí)（課堂作業(yè)）五、板書設(shè)計(jì)探究測量小燈泡的電功率目的：測量小燈泡的電功率。結(jié)論：可以使用伏安法測小燈泡的電功率。【教學(xué)評(píng)價(jià)與反思】本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的思想是從實(shí)際問題出發(fā)，創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生自主探究，嘗試解決問題，在解決問題的過程中發(fā)現(xiàn)新問題，提出修正意見和一些創(chuàng)造性的想法，力求能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生