第八章 第三节 《测量小灯泡的电功率》导学案
【学习目标】
1.知识与技能
◆通过学生自己设计实验，进一步加深对电功率概念的理解．
◆通过学生动手操作，巩固电流表和电压表的操作技能．
◆通过实验、比较，进一步理解额定功率和实际功率的区别．
2.过程与方法
◆通过本节课培养学生依据实验原理设计实验方法的能力．
◆通过实验，培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力．
3.情感态度和价值观
◆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．
◆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．
【重点、难点】
会测定小灯泡的功率．对实际功率和额定功率的理解．
【学习过程】
一：预习导学
1、用电器在额定电压下工作时的功率叫什么？不在额定电压下工作时的功率叫什么？
2、“测量小灯泡的电阻”的实验原理是 ，即用 测出小灯泡的 ，用 测出小灯泡的 ，再用公式 计算出小灯泡的电阻。
3、“测量小灯泡的电功率”时，我们也可用 测出小灯泡的 ，用 测出小灯泡的 ，再用公式 计算出小灯泡的电功率。即所用的原理是 。
二、课内探究：
预习题3给了我们一个测量小灯泡电功率的方案，同学们能根据这个方案自己设计实验测出小灯泡的电功率吗？下面来看实验要求：
实验目的： 测量小灯泡在不同电压下的电功率．
(1) 使小灯泡两端电压低于额定电压，测出电功率，并观察灯泡亮度．
(2) 使小灯泡在额定电压下发光，测出电功率。并观察灯泡亮度．
(3) 使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍，测出电功率，并观察灯泡亮度．
设计实验：
1、让学生自己在右框中画出电路图，并在小组内交流改正。
2、小组内讨论思考：滑动变阻器在电路中的作用是什么？
所用小灯泡的额定电压是多少？为了不使电压过多的超过额定电压，实验中电源电压应是多少？用几节干电池串联？
3、在右框中设计好实验记录表。
进行实验：
1、 以小组为单位，选择实验器材并按电路图连接实物电路。
注意：在连接过程中，开关应 ，滑动变阻器应 ，电流表和电压表连接时注意遵守它们的使用规则。
2、 检查无误，闭合开关进行实验，把三次的实验数据记录在表格中，并计算出不同电压下小灯泡的电功率。
分析与论证：
1、 让学生把实验数据展示在黑板上，师生共同分析得出结论：
用电器消耗的电功率与加在它两端的电压有什么关系？
结论： 。
灯泡的亮暗程度由哪个物理量所决定？为什么？
结论： 。
评估：
反思一下，实验中最可能出现错误的是哪几个环节？在哪些方面容易出现较大的误差？
在实验的设计，操作和分析过程中，你发现了哪些新的问题？
交流：
1、自己设计一个完整的实验报告，写出这个实验的目的、原理、电路图、主要操作步骤，实验表格及数据、所得的结论、注意事项等。层次要分明，条理要清楚。
2、小组内进行交流，互相找出不完善甚至错误的地方进行改正，并评出设计的好的实验报告代表小组进行展示。
3、通过本节实验课，我们知道了如何在实验室中测量小灯泡的电功率，要想测量家庭电路中用电器的电功率，我们应该如何测量？选择哪些器材？测量原理是什么？
课内练习：
1、为什么要让用电器在额定电压下工作？
2、要想测定小灯泡的额定功率，现有如下器材：小灯泡(额定电压2.5 V，电阻约为7Ω)，电流表(量程为0～0.6 A和0～3 A)，电压表(量程为0～3 V和0～15 V)，蓄电池两个(每个2 V，两个串联)，滑动变阻器(0～10 W、1.5 A)，导线数条，开关一个．
(1)电流表的量程应选___________A，电压表的量程为___________V．
(2)根据电路图，用笔画线代替导线，将图中的实验器材连成实物电路(导线不要交叉)．
(3)当闭合电路的开关时，电路中可能出现的不正常现象见下表．请参考下列选项，将表中空白部分补充完整．(填选项代号)
A．电路中e、f间短路
B．电路中e、f间断路
C．滑动变阻器连入电路中的电阻太小
(4)根据你所连电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于___________端．
(5) 为了测出小灯泡的额定功率，应调节的元件是___________，使电压表示数为___________V，如果此时电流表示数如图，则该灯泡的额定功率为___________．
2、小明家的电能表盘面上标有“2500r/KWh”字样，当他家只有一盏电灯工作时，3分钟内转盘恰好转了5转，则该灯泡消耗的电能是 J，它的电功率是 W。
三、课后延伸
1．白炽灯的小知识
(1)白炽灯是怎样制成的？
白炽灯是美国发明家爱迪生发明的，它主要是利用了电流的热效应．灯丝采用熔点很高的钨丝制作，且要封在玻璃泡中，常绕成螺旋形状以减少散热，提高灯丝温度．电流通过灯丝时温度可达2000 ℃以上．为了防止钨丝在高温下氧化，一般将玻璃泡内抽成真空，60 W以上的灯泡抽成真空后，将充入氮和氩(一种惰性气体)，它们不仅不和钨丝发生化学变化，而且保证灯泡内有一定的压强，阻止钨丝原子的升华与扩散．
(2)为什么在开电灯时最容易烧坏灯丝？
白炽灯泡内的灯丝，是用很细的钨丝绕制成的．电灯正常工作时温度达到2000 ℃以上，虽然还达不到钨丝的熔点3370 ℃，但这样的高温却可以使钨丝表面的一部分原子蒸发出来．因此，灯泡用久后，玻璃泡会慢慢变黑，灯丝会慢慢变细，变得粗细不再那么均匀．由于导体的电阻与其横截面积有关，细的地方单位长度的电阻比粗的地方单位长度电阻大，由P＝I2R知，细的地方发热功率比粗的地方大，因此，越细的地方温度就越高．发热不均匀，不仅会使灯丝变形，而且还会使螺旋形的灯丝匝数的间距不均匀，从而导致发热更加不均匀，匝数越密的地方，温度越高．
对于大多数导体来说，电阻与温度有关．温度越高，电阻越大．电灯开启前，灯丝是冷的，它的电阻很小；在开灯的一瞬间，通过灯丝的电流很大，约是正常发光时电流的十倍左右．因此，开灯的一瞬间，灯丝的发热功率比正常发光时要大得多，这就有可能使变细、变密部分的灯丝温度达到或超过钨丝的熔点，致使灯丝被熔化．所以灯泡用久了，在开灯的时候，灯丝易从变细、变密的地方烧断．
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