課件 教案 試卷分析

八年級物理測量電功率教案

八年級物理教案 物理教案 未知/陽光 2019-12-24   次瀏覽

十六章第三節  測量電功率

【教學過程】

上課!同學們好,請坐!

(一)引入新課

1.體驗活動:同學們桌上都有2種不同規格的小燈泡,它們的側端標有“2.5V 0.3A”或“3.8V 0.3A”字樣,請同學們找出“2.5V 0.3A”的小燈泡。

    哪位同學來跟大家分享一下:“2.5V 0.3A”是什么意思呢?(生:小燈泡的額定電壓是2.5V,額定電流是0.3A)師:非常棒,請坐。如果我還想知道小燈泡的額定功率,但上面沒有標注,應該怎么辦呢?有同學說,根據P=UI算出來,恩,很好,請同學們一起來算算:這種規格的小燈泡額定功率是多少呢?0.75W.

    請思考:如果我把這個小燈泡接到電路中,小燈泡就會發光,那有什么方法可以改變小燈泡的亮度呢?哦,有同學說,增加一個滑動變阻器,好,那我們連接一個電路看一下,電路連好了,在閉合開關前,滑片移至阻值最大處,現在閉合開關,移動滑片,小燈泡逐漸變亮了,那請問:當小燈泡亮度發生變化時,功率是否變化呢?如果變化,它的功率比0.75W大還是小呢?有同學說變大,有同學說不變,怎么才能知道呢?“用事實來說話”,這節課就讓我們一起《測量電功率》,通過實驗來證實。

(2)新課教學

請大家討論:如何測量小燈泡的電功率?哪位同學來幫我們分析一下?

根據P=UI,我們只要測出小燈泡兩端的電壓U和通過小燈泡的電流I就可以算出燈泡的電功率P。

問:用什么儀器測U和I呢?電壓表和電流表。因為電功率不是直接測量,而是利用電壓表、電流表間接測量,再通過計算得出,所以本節課的實驗方法:伏安法(間接測量法)

(上一章我們曾經學過“伏安法”測電阻,那這兩個實驗有什么相同點和不同點呢,待會兒我們邊學習邊思考)

(3)實驗部分(今天我們的實驗就是要研究當小燈泡亮度改變時,它的電功率是否變化,也就是要探究小燈泡的亮度與功率的關系)

1、實驗目的:探究小燈泡的亮度與功率的關系?

2、實驗原理:P=UI

3、接下來請同學們設計實驗電路圖。并將你設計的電路圖畫在《學習任務單》中。

  大家先來看一下我的設計,電路中肯定有電源、開關、小燈泡、電流表與小燈泡應怎么連接?串聯!電壓表怎么連接?電壓表并聯在小燈泡的兩端。如果這樣設計,小燈泡亮度能變化嗎?怎樣改變小燈泡的亮度并改變燈泡兩端的電壓呢?跟我設計的電路圖不一樣的請舉手,來,這位同學說說,你怎么設計的?增加了一個滑動變阻器,它在電路中起到什么作用呢?保護電路,調節小燈泡兩端的電壓和通過的電流,實現多次測量

(這位同學設計的非常好,回答得也很好,還有沒有其他的設計方案?沒有,看來大家都贊同這個方案)

4、同學們可能會覺得這個電路圖很眼熟,請問:這個電路圖還可以完成哪個實驗呢?(伏安法測小燈泡的電阻),根據電路圖,今天的實驗器材都有哪些?電池,(2種不同規格)小燈泡、滑動變阻器、開關、電壓表、電流表,導線若干

5、請問:今天的實驗是不是只測一次電功率?當然不是,我們要調節滑動變阻器,改變燈泡的亮度,測量小燈泡在不同電壓下的電功率,提示大家:我們要分別測量三種情況下的電功率。哪三種情況呢?

[課件展示](1)使小燈泡兩端電壓等于額定電壓, 并觀察燈泡亮度

(2)使小燈泡兩端電壓高于額定電壓(但不能超過額定電壓的1.2倍,否則電壓太高,燈絲容易燒斷),并觀察燈泡亮度。

(3)使小燈泡兩端電壓低于額定電壓,并觀察燈泡亮度。

接下來,請同學們根據提示,把《任務單》中的實驗步驟補充完整。

   大多數同學都已經把實驗步驟補充完整了,實驗中還有一些注意事項,我們再一起來學習一下,同時也驗證一下你的實驗步驟是否填寫正確:

(1)按照電路圖,連接電路。我們先將2.5V 0.3A的小燈泡接入電路。

   連接電路時開關應斷開、閉合開關前滑片置于阻值最大處,電壓表,電流表量程的選擇可參照小燈泡的額定電壓和額定電流,例如“2.5V 0.3A”的小燈泡電壓表選擇0-3V量程,電流表選擇0-0.6A量程,如果是“3.8V 0.3A”的小燈泡,電壓表選擇0-15V量程,電流表選擇0-0.6A量程。連接電路過程中,一定讓電流從電流表、電壓表的正接線柱進,從負接線柱出,電路連好之后,要先檢查電路的連接是否正確,再進行試觸,如果觀察到電壓表、電流表都有較小示數時,說明電路正常,重新閉合開關,進行實驗。

(2)(3)(4)這3個步驟告訴我們,每個規格的小燈泡要進行三次測量,實驗過程中,應“手眼并用”,手移動滑動變阻器的滑片,眼看電壓表的指針,改變電壓表的示數,同時記錄電壓表、電流表的示數及燈泡的發光情況。并把收集到的數據填寫到《任務單》實驗報告的表格內,再根據P=UI計算電功率(請大家先完成規格2.5V小燈泡的測量工作)再將2.5V的小燈泡換成3.8V的小燈泡,重復以上步驟,繼續實驗。(但是如果換用“3.8V 0.3A”小燈泡做實驗,電源選用幾節電池?對,應該用3節電池,否則“3.8V 0.3A” 小燈泡達不到額定電壓,就不能正常工作了,同時還要注意電壓表,電流表量程的選擇.)

(5)實驗測量結束,斷開開關,將儀器整理好。

大家對實驗操作過程是否還有疑問?哦,這位同學問:我們為什么先測額定電壓下的電功率,而不是讓電壓從小到大這樣去測量呢?(這個問題提得很好,我覺得首先確定正常發光時的亮度情況,剩下的兩種情況都跟正常發光時進行對比,是較暗、還是較亮,就更容易確定了)

沒有問題的話,現在進行實驗,請同學們做好記錄并完善你的實驗結論。

同學們,實驗結束,現在我們先來討論幾個問題:

6.交流合作,討論幾個問題:

(1)小燈泡正常發光時的功率叫什么功率?

(2)調節滑動變阻器,使小燈泡兩端的電壓高于或低于額定電壓,這時的功率叫什么功率?能否說這也是小燈泡的額定功率?

(3)為什么測量額定功率,不是多次測量求平均值來減小誤差?

(4)該實驗與“伏安法測小燈泡電阻”相同點、不同點?(例如:相同:電路圖相同,所用器材相同,滑動變阻器的作用相同;不同:原理不同,實驗目的不同)

(針對這4個問題請同學們分析討論,哪位同學來談談你的看法,非常好,還有哪位同學有不同看法?很好,看來,大家都認真思考了)

[ 故障分析}:實驗過程中,老師發現一些同學還遇到了電路故障,出現頻率較高的,大概有這樣幾種情況:

(1)一位同學;連接好電路,在閉合開關時發現小燈泡L不亮,電流表無示數,但電壓表有示數,原因:小燈泡開路(這時,如果往下按按小燈泡,燈泡亮了,電壓表示數正常,說明是燈座和燈泡接觸不良造成的,否則可能就是燈絲斷了)

(2)另一位同學在連接好電路后,閉合開關,發現小燈泡特別亮,原因:閉合開關前沒有將滑片移到阻值最大處。

(3)滑動變阻器的滑片無論怎樣滑動,燈泡都很暗,且兩電表的示數及燈泡亮度沒有變化

原因:滑動變阻器接線錯誤,沒有遵循“一上一下”的接線原則,將滑動變阻器下方兩個接線柱接入電路,作為一個定值電阻了

(4)有同學換用“3.8V  0.3A”小燈泡,接好電路后,閉合開關時發現小燈泡發光但很暗,且無論怎樣調節變阻器的滑片燈泡亮度雖有所變化,但電壓表示數總小于其額定電壓

原因:電源電壓小于額定電壓,需要換電源(換用3節電池)

7、【實驗結論】(接下來我們一起來分析論證實驗結論)

( 大家還記得“伏安法測電阻”多次測量目的是?多次測量取平均值減小誤差)

本節實驗多次測量的目的?比較小燈泡在不同電壓下的實際功率,并比較燈泡的發光情況

(現在找幾組同學把你的實驗成果與大家分享?好,我們一起來看這位同學的實驗數據和結論)通過這些同學的數據,我們發現:

②不同電壓下,小燈泡的實際功率_不同__,實際電壓越大,小燈泡實際功率越__大_,燈越__亮_。小燈泡的額定電功率只有_一_個。小燈泡實際消耗的電功率__不一定_等于額定功率。

(通過3種情況下,電壓、功率和發光情況的比較,我們最后得到,小燈泡的亮度是由它的_實際功率___決定的

(四)拓展(家庭電路測電功率)

剛才我們用電壓表、電流表測出了小燈泡的電功率,如要測家庭電路中一只電吹風的電功率,能用“伏安法”測量嗎??

不能,因為電吹風的工作電壓是220V,不能用電壓表測量,應該如何測量呢?

提示一下:第一節講電功時,介紹了電能表是測電功的,如果我們知道了用電器消耗的電能,怎么求電功率?哪個公式?P=W/t,根據公式,我們還需要知道什么?時間,用什么測量?秒表或鐘表

     所以這種測量方法,原理?具體測量方法:1、記錄用電器在時間 t 內電能表轉盤轉動的轉數 n;2、算出用電器消耗的電能 W ;

        計算電能時要用到電能表上的銘牌參數,例如:我手中的電能表上有3000r/KWh的字樣,講第一節時我們介紹過,它的含義是什么? 有誰知道?這位同學,非常好,它表示消耗1kwh的電能,電能表轉盤要轉3000轉.用實際圈數除以銘牌參數求出消耗的電能,單位kwh,換算成J的單位,換算關系:1KWh=3.6×106 J ,再將時間單位換算成秒,根據P=W/t,求出電功率。

    五、能力提升

接下來,請大家來幫幫忙:假如用6V電源測量一個額定電壓3.8V小燈泡的額定功率,實驗中發現電壓表的0~15V量程檔接線柱壞了,但0~3V量程還能用,在沒有器材可換的情況下,你能順利完成實驗嗎?請設計實驗電路圖,并簡要說明理由?(有同學已經想到了,請說出你是如何設計的:因為小燈泡與滑動變阻器串聯,小燈泡的額定電壓為3.8V,所以小燈泡正常發光時,滑動變阻器兩端的電壓為U=6V-3.8V=2.2V,因此當電壓表示數為2.2V時燈泡正常發光,記錄此時電流表的示數,根據P=UI計算)

六、交流收獲(師總結回顧)

今天我們都學到了哪些知識呢?我們通過分組實驗,探究了小燈泡的亮度和功率的關系,知道了實驗的原理是?P=UI,我們還了解了實驗設計和實驗操作的基本要求,并且得出了實驗結論:燈泡的亮度是由實際功率決定,實際功率越大,燈越亮。

并且我們還學習了家庭電路中測量電功率的方法,原理是P=W/t,通過能力提升環節,設計電路,鞏固新知。希望同學們在課后能更充分交流,在不斷改正錯誤的過程中學到更多知識。

   七、今天的作業

1.鞏固新知,采摘知識果實:完善《任務單》上的實驗報告,并完成達標練習題。

2.學以致用,動手動腦:讓家長協助,利用家中的電能表和鐘表測出某家用電器的電功率,并與銘牌標定的功率進行比較。

好!今天的課就上到這里!同學們再見!

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