資源簡介

揭開白熾燈的神秘面紗
一、 作業設計背景
寒假的即將到來，預示著春節的腳步已越來越近，喜慶的氣氛將一天天的高漲，而這些喜慶往往表現在挨家挨戶高掛大紅燈籠上。所以我想通過“白熾燈泡”為專題，為學生設計寒假作業。原因一、春節是個喜氣洋洋的節日，而春節的氣氛卻總與燈有著千絲萬縷的關系；原因二、白熾燈泡在物理學和生活上是最常見的物品之一，易于研究；以白熾燈泡為主題讓學生開展剖析白熾燈泡這一產品知識含量，提出改進設想的討論，培養學生的實驗分析能力和發明創新能力。
作業內容
白熾燈泡作為最早成熟的人工電光源，人類使用白熾燈泡已有上百年的歷史了,提到白熾燈，大家自然會想到美國大發明家愛迪生，他為了找尋白熾燈絲的材料，試驗過6000多種材料，最終用炭精絲試驗出了第一只真正意義上的白熾燈，使用了45小時之后燈絲才熔斷，后來經過愛迪生和后來者的不斷改進，白熾燈才有了今天3000小時以上的壽命。愛迪生發明白熾燈為人類文明的發展做出了很大的貢獻，給人類帶來了光明。但白熾燈與當今的熒光節能燈，LED節能燈相比,其發光原理,發光與電能效率低下，壽命也比較短,發熱量以及安全性方面，均不可與熒光節能燈,LED燈相比，我們在感謝愛迪生的同時，為了節能，環保，也不得不讓他發明的白熾燈走下歷史舞臺。那接下來讓我們來了解一些關于白熾燈泡的知識。(學生任選兩題)
1、知識基礎題目
a) 通電的白熾燈泡是光源嗎？你能否使白熾燈發出各種顏色的光嗎？
設計意圖：讓學生知道光源的定義，能區分日常生活中發光物體是否是光源。會靈活應運“光與顏色”的知識。
b) 白熾燈泡有哪幾個部分組成？ 哪些是導體？ 哪些是絕緣體？ 你能用實驗設計來驗證嗎？
設計意圖：讓學生回顧八上“物質的導電性”的知識，使學生進一步加深對生活中常見物體在一般情況下是絕緣體還是導體的判斷，以及如何去判斷物質導電性的實驗設計。
c) 白熾燈是根據什么原理制成的嗎 請設計實驗來驗證“電流熱效應與什么因素有關”？你覺得燈絲選擇什么材料合適 現在的白熾燈選用鎢作為燈絲，在技術上你認為需克服什么問題？
設計意圖：讓學生回憶七上“物理性質與化學性質”課本圖片燈絲被加熱到白熾狀態(2000℃以上)，會發熱發光以及九上的焦耳定律知識。重新讓學生去利用控制變量法探究電流的熱效應與什么因素有關，順而讓學生知道如何選擇燈絲的材料，也讓學生通過上網去了解生活中一些重要金屬和稀有氣體的一些特點從而學會一些自學能力。
d)如果用手靠近發光的燈泡你有沒有感到有熱量嗎？ 那燈絲的熱是通過什么方式向外界傳遞的呢？
設計意圖：讓學生感受熱量的存在；讓學生知道會分辨熱傳遞的三種方式。
e)家里用久了的白熾燈泡為什么會發黑變暗這些現象呢 而用斷絲的燈泡再搭上，為什么比原來亮，且更容易損壞？現在有“220v 15w”和“220v 100w”的燈炮各一只，但功率數值看不清了，不借助任何器材，如何區別它們？如果制作燈絲的鎢絲粗細不均勻，則在燈泡發光時，粗的地方較亮還是細的地方較亮？
設計意圖：讓學生能通過生活實例來判斷物態變化以及分析如何變黑變暗的成因，再讓學生通過電功率來分析變暗成因的知識。學會區別額定功率與實際功率。通過實例現象讓學生理解實際功率與什么因素有關的研究。
2、生活應用題
a) 你是否發現總在開燈的時候燈泡易瞬間損壞呢？為什么燈泡的燈絲要繞成螺旋狀？
設計意圖：讓學生知道金屬導體導電性與溫度的關系，從而利用這知識理解實際功率，也讓學生學會如何正確使用白熾燈。
b) 為什么白熾燈的外表面為什么多是球形曲面？
設計意圖：讓學生明白薄的凸形的玻璃曲面可以大大增強抵抗大氣壓的能力。
c) 安裝白熾燈時要注意什么問題？
設計意圖：讓學生知道安裝家庭電路的一些安全措施，使安全用電的意識深入人心。
d) 如何延長白熾燈的壽命？在使用白熾燈有什么不方便或需要改進的地方？
設計意圖：通過上面的問題解決，讓學生學會歸納綜合上面的知識架構能力。
3、知識拓展題
白熾燈、日光燈、熒光節能燈、LED節能燈都是常用的照明燈，主要有什么區別 在設計新光源你有哪些好主意？
設計意圖：讓學生自己去發現問題（建議：如站在節能減排的角度來思考），提出自己的建議，通過網絡查找去解決自己的問題能力。
小科為了解不同照明燈的性價比，制作了如圖13 所示的裝置。在正對觀察孔的紙箱內平放一張寫有“E ”字的卡片，移動照明燈，使從觀察孔恰能看清“E”字，測出燈與箱之間的距離，以比較燈的照明效果。實驗后，他又查閱了相關資料，數據如下表：
實驗次數 燈泡類型 功率／W 燈與紙箱之間的距離/cm
1 白熾燈 60 90
2 白熾燈 25 60
3 節能燈 11 90
(l）分析實驗數據，你可以發現白熾燈的照明效果與燈的功率和照明的距離有關。比較節能燈與白熾燈，在保證照明效果相同情況下，節能燈有什么優點？
(2）白熾燈工作時的能量轉化情況如圖14，試推測節能燈工作時的能量轉化情況，仿照圖14畫出節能燈工作時的能量轉化圖。
(3)小柯了解到白熾燈的發光效率大約只有8%，請計算一下60W的白熾燈如一年正常工作2000h會白白浪費掉多少度的電能。
設計意圖： 通過生活實驗探究和計算分析得到節能燈比白熾燈省電，讓學生體會到科技的發展，培養學生的熱愛科學創作的情感。
操作方法
學生通過生活實例以及生活經驗角度分析，也可以通過以前學過的利用控制變量法來操作實驗。也可以通過課本知識回顧以及網絡查詢來自學。
預估成效
大多數題目對初三的學生而言都是平時習題中常見的題目類型，至于個別題目可以通過實驗區去探究，極個別題目學生可以通過網上查詢知識點。就整體而言，應該來說問題不大，學生可以完成，也幫學生梳理了知識結構，也幫學生揭下高科技的產品的神秘面紗。

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