【设计思想】
根据物理新课标的教学理念,通过电饭锅的设计:培养学生运用物理知识解决问题的能力,培养学生的创新精神,让学生领悟到发明创造的源泉就在生活之中,使学生感受到生活是多么的可爱,加深认识科学技术与社会的关系。通过电饭锅的探究:培养学生的实践能力,体会发明创造带来的乐趣,也感受科技工作者付出的辛勤劳动,养成珍惜劳动成果的习惯。通过给电饭锅生产厂家提出改进建议,将创造发明活动延伸到生活中,培养学生的社会责任感。
【教学目标】
1.知识目标:
·理解电热、电功、电功率、欧姆定率。
·理解串联电路和并联电路。
2.能力目标:
·培养学生综合运用物理知识解决实际问题的能力。
·培养学生科学探究能力。
3.情感目标:
·渗透理论联系实际的哲学思想。
·强化安全意识,渗透人文主义思想。
·激发学生感当发明家的梦想。
·培养学生精益求精,追求完美的精神。
·培养学生交流合作的习惯。
【重点难点】
煮饭电路和保温电路的设计是重点。指示灯电路的设计是难点。
【学法指导】科学探究。
【实验器材】保温式自动电饭锅、保温式电子电饭锅、活动插座、尖嘴钳、螺丝刀、电饭锅说明书。
【师生互动设计】
1.煮饭和保温电路的设计。
2.指示灯电路的设计。
3.保护电路的设计。
【教学过程】
一、创设情景,提出问题
科学技术推动人类社会的进步,给人们的生活带来了巨大影响,无论是在学校还是在家里,空调、冰箱、洗衣机,电灯、电视、电饭锅,让我们享受着美好的生活,就说电饭锅,在它发明以前,烧饭要人看着,以免饭烧糊了,现在多好,用电饭锅烧饭,饭煮熟后还能保温,这节课我们来体会发明电饭锅时科研人员付出的辛勤劳动,同时感受他们成功后的喜悦。
『演示实验』将电饭锅通电,演示磁控开关、煮饭及保温、指示灯的工作情况。
二、设计与改进
1.煮饭和保温电路的设计
『幻灯片』研究表明:一个三口之家煮饭用的电饭锅,功率440W较合适,请计算这个发热板的电阻设计为多少呢?
生:运用P=UI,I=U/R等公式算。计算发热板的电阻:110Ω。
『幻灯片』电饭锅煮饭时,要求饭煮熟后能自动断开电路,以免饭烧糊了,(饭在温度达到102℃时煮熟)应该在电路中加装一个什么元件?画出电路图。
生:加装的温控开关,画出电路图。
师:这种温控开关受磁性控制,又叫磁控开关或限温器。
『投影』把学生设计的电路图(图1)展示在大屏幕上。
『幻灯片』饭煮熟以后,要求能保温,以免冷了,保温时电饭锅的功率只需55W即可,应该在电路中再加装一个什么元件?其值是多少?画出电路图。
生:加装电阻,算出其阻值770Ω(图2)或880Ω(图3)。
师:这个电阻工程设计上叫保温板或保温电阻。
『投影』把学生设计的电路图(图2)(图3)展示在大屏幕上。
师:请学生分别说明图2和图3两种电路的工作情况。
生:图2,按下磁控开关,保温板短路,电路电流最大,电饭锅煮饭;饭煮熟后,温控开关自动跳起,发热板和保温板串联,电流最小,电饭锅保温。
生:图3,按下磁控开关,保温板断开,发热板接入电路,电饭锅煮饭,饭煮熟后,温控开关自动跳起,发热板断开,保温板接入电路,电饭锅保温。
师:实际上电饭锅采用的是图2的方案。图3的方案不被采用是什么原因留给同学们以后探讨,我们继续完善图2的方案。
2.指示灯电路的设计
『幻灯片』为了方便,电饭锅安装了指示灯,分别指示煮饭和保温。指示灯的额定电流很小,约0.01A,(电阻很小,约10Ω)煮饭指示灯怎样安装?(串联还是并联?为什么?)保温指示灯怎样安装?画出电路图。
『投影』把学生设计的电路图(图4)(图5)展示在大屏幕上。
师:请同学们讨论图4的设计会产生什么后果?
生:图4,煮饭时通过的电流是2A,指示灯的额定电流是0.01A,会烧毁指示灯。电路开路。
师:图5的设计能行吗?
生:不行,图5的设计通电指示灯烧毁。
师:发热板还能正常工作吗?
生:能。
师:把图5的设计稍做改进即可,应该怎样改进呢?
师:图5的设计中,只要能限制通过指示灯的电流不超过0.01A就行。有办法吗?
生:给指示灯串联一个限流电阻。
师:计算限流电阻的阻值是多少?画出改进后的电路图。
生:计算出限流电阻22kΩ。
『投影』把学生改进后的电路图(图6)展示在大屏幕上。
师:请学生说明图6这种电路的工作情况。
生:如图6,按下磁控开关,保温板短路,保温指示灯不发光,发热板接220V电压,电饭锅煮饭,限流电阻22kΩ,通过煮饭指示灯的电流0.01A,煮饭指示灯正常发光,指示煮饭。饭煮熟后,磁控开关自动跳起,发热板和保温板串联,电流最小,电饭锅保温,保温指示灯发光,指示保温。
师:这时,煮饭指示灯还发光吗?(学生思考)
生:从电路看都要发光,实际上只看到保温指示灯发光,煮饭指示灯不发光,这是为什么呢?
师:保温时,发热板和保温板串联,其电阻之比是110Ω/770Ω=1/7。分得的电压之比为1/7,通过煮饭指示灯的电流很小,不能发光。
师:如图6这种电路是合乎要求的。
3.保护电路的设计
『幻灯片』电饭锅使用年限久了,加上又是金属外壳有可能漏电造成触电事故;还有可能短路烧毁电器,甚至引起火灾。要不要采取保护措施?应该怎么办?画出电路图。
生:接地──防漏电触电。加装保险丝──防短路火灾,其规格是2A。
师:保险丝在工程设计中又叫熔断器或超温熔断器。
『投影』展示学生加装了保护电路的设计图,
这就是“保温式自动电饭锅的电路图”。
三、交流合作探究
『投影』展示几种《电饭锅说明书》上的电路图:
1.利用保温板保温的电饭锅。(和同学们设计的电路图是相同的)。
2.利用双金属片闪断开关保温的电饭锅。
『投影』实物投影电饭锅的内部结构:
师:引导学生认识发热板、保温板、磁控开关、指示灯、超温熔断器……
『学生实验』拆开电饭锅底部盖板,观察内部结构,认清各元件及其连接情况,然后盖上盖板。
四、知识拓展
师:生活中还有哪些具有加热和保温功能的电器呢?
『幻灯片』电热饮水机、电热毯、电热台板、电磁炉……(图片)
生:思考这些电器是如何进行加热和保温等功能的。
五、活动小结
师:这节课通过“电饭锅的设计与探究”活动。
生:经历了发明创造的全过程,感觉到发明创造活动并不难。
生:认识到物理知识在社会生活中的作用。
生:要善于利用物理知识解决实际问题。
师:做个生活的有心人,勤于思考,必定会有所发现,有所发明,有所创造,有所前进。
六、课外作业
『幻灯片』1.“保温式电子电饭锅”的设计与改进:这种电饭锅既能煮饭,又能保温,还能煲粥。研究表明:电饭锅煲粥时的功率为煮饭时的一半(220W)较合适,以上我们设计的电路还要如何改进,画出电路图(提示:可以利用二极管的单向导电性)。
2.按如下图这种方案完成电饭锅的设计,思考这种方案的优点和不足。
3.给电饭锅生产厂家写一封信或者发一封邮件,提出改进建议
【板书设计】
电饭锅的设计与探究 技术参数: 发热板 220V440W110Ω 磁控开关 102℃ 保温板 770Ω 指示灯 0.01A 10Ω 指示灯限流电阻 22kΩ 超温熔断器 2A |
【教学后记】
1.通过校本教研活动把课堂知识延伸到生活中,加强理论与实践的联系,培养了学生的学习兴趣,同时,也为老师提供了丰富的教学素材,成为物理教学的不绝源泉。
2.通过经历电饭锅的设计与探究过程,增强了学生创造发明的意识,感受其中的快乐,这种过程还会潜移默化到今后的学习、工作和生活中去。
3.通过这种活动,培养了学生独立解决问题的能力、交流合作能力,教学中时常发现学生思维的闪光点,奇思妙想,学生的潜能得到充分发挥,并从中体会到成功的喜悦。
4.通过这种活动,融洽了师生关系,形成主动学习的风气,培养了学生良好的习惯,将对学生的一生产生积极的影响。
摩擦力方向演示器
橡皮条演示器
简易量热器制作方法一
弹球式惯性演示车
抽水法演示阿基米德定律实验
热学演示实验组合装置
飞转的小旗
用酒精灯加热法比较液体的比热容
塑料袋乙醚演示液体汽化时积膨胀
简易量热器制作方法二
用放热法比较固体的比热容
电热丝加热法(学生实验)
功的定义示教板
弹簧测力计
色彩显示法演示热传导
滑坡轨道
尺圈法测地月距离
橡胶碎屑显示法演示水的对流
简易量热器制作方法四
酒精灯强火器
空气浮力的演示方法二
固体、液体、气体热传递综合实验装置
胶卷盒滴水计时器
固体、液体、气体热膨胀综合实验装置
液体、空气对流综合演示器
简易量热器制作方法三
简单机械作功原理示教板
水的反常膨胀
空气的浮力
色水搬家演示器
不限 |
物理教案 |
物理课件 |
物理试题 |
不限 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |
发布时间 |
下载量 |