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揭开白炽灯的神秘面纱
一、 作业设计背景
寒假的即将到来，预示着春节的脚步已越来越近，喜庆的气氛将一天天的高涨，而这些喜庆往往表现在挨家挨户高挂大红灯笼上。所以我想通过“白炽灯泡”为专题，为学生设计寒假作业。原因一、春节是个喜气洋洋的节日，而春节的气氛却总与灯有着千丝万缕的关系；原因二、白炽灯泡在物理学和生活上是最常见的物品之一，易于研究；以白炽灯泡为主题让学生开展剖析白炽灯泡这一产品知识含量，提出改进设想的讨论，培养学生的实验分析能力和发明创新能力。
作业内容
白炽灯泡作为最早成熟的人工电光源，人类使用白炽灯泡已有上百年的历史了,提到白炽灯，大家自然会想到美国大发明家爱迪生，他为了找寻白炽灯丝的材料，试验过6000多种材料，最终用炭精丝试验出了第一只真正意义上的白炽灯，使用了45小时之后灯丝才熔断，后来经过爱迪生和后来者的不断改进，白炽灯才有了今天3000小时以上的寿命。爱迪生发明白炽灯为人类文明的发展做出了很大的贡献，给人类带来了光明。但白炽灯与当今的荧光节能灯，LED节能灯相比,其发光原理,发光与电能效率低下，寿命也比较短,发热量以及安全性方面，均不可与荧光节能灯,LED灯相比，我们在感谢爱迪生的同时，为了节能，环保，也不得不让他发明的白炽灯走下历史舞台。那接下来让我们来了解一些关于白炽灯泡的知识。(学生任选两题)
1、知识基础题目
a) 通电的白炽灯泡是光源吗？你能否使白炽灯发出各种颜色的光吗？
设计意图：让学生知道光源的定义，能区分日常生活中发光物体是否是光源。会灵活应运“光与颜色”的知识。
b) 白炽灯泡有哪几个部分组成？ 哪些是导体？ 哪些是绝缘体？ 你能用实验设计来验证吗？
设计意图：让学生回顾八上“物质的导电性”的知识，使学生进一步加深对生活中常见物体在一般情况下是绝缘体还是导体的判断，以及如何去判断物质导电性的实验设计。
c) 白炽灯是根据什么原理制成的吗 请设计实验来验证“电流热效应与什么因素有关”？你觉得灯丝选择什么材料合适 现在的白炽灯选用钨作为灯丝，在技术上你认为需克服什么问题？
设计意图：让学生回忆七上“物理性质与化学性质”课本图片灯丝被加热到白炽状态(2000℃以上)，会发热发光以及九上的焦耳定律知识。重新让学生去利用控制变量法探究电流的热效应与什么因素有关，顺而让学生知道如何选择灯丝的材料，也让学生通过上网去了解生活中一些重要金属和稀有气体的一些特点从而学会一些自学能力。
d)如果用手靠近发光的灯泡你有没有感到有热量吗？ 那灯丝的热是通过什么方式向外界传递的呢？
设计意图：让学生感受热量的存在；让学生知道会分辨热传递的三种方式。
e)家里用久了的白炽灯泡为什么会发黑变暗这些现象呢 而用断丝的灯泡再搭上，为什么比原来亮，且更容易损坏？现在有“220v 15w”和“220v 100w”的灯炮各一只，但功率数值看不清了，不借助任何器材，如何区别它们？如果制作灯丝的钨丝粗细不均匀，则在灯泡发光时，粗的地方较亮还是细的地方较亮？
设计意图：让学生能通过生活实例来判断物态变化以及分析如何变黑变暗的成因，再让学生通过电功率来分析变暗成因的知识。学会区别额定功率与实际功率。通过实例现象让学生理解实际功率与什么因素有关的研究。
2、生活应用题
a) 你是否发现总在开灯的时候灯泡易瞬间损坏呢？为什么灯泡的灯丝要绕成螺旋状？
设计意图：让学生知道金属导体导电性与温度的关系，从而利用这知识理解实际功率，也让学生学会如何正确使用白炽灯。
b) 为什么白炽灯的外表面为什么多是球形曲面？
设计意图：让学生明白薄的凸形的玻璃曲面可以大大增强抵抗大气压的能力。
c) 安装白炽灯时要注意什么问题？
设计意图：让学生知道安装家庭电路的一些安全措施，使安全用电的意识深入人心。
d) 如何延长白炽灯的寿命？在使用白炽灯有什么不方便或需要改进的地方？
设计意图：通过上面的问题解决，让学生学会归纳综合上面的知识架构能力。
3、知识拓展题
白炽灯、日光灯、荧光节能灯、LED节能灯都是常用的照明灯，主要有什么区别 在设计新光源你有哪些好主意？
设计意图：让学生自己去发现问题（建议：如站在节能减排的角度来思考），提出自己的建议，通过网络查找去解决自己的问题能力。
小科为了解不同照明灯的性价比，制作了如图13 所示的装置。在正对观察孔的纸箱内平放一张写有“E ”字的卡片，移动照明灯，使从观察孔恰能看清“E”字，测出灯与箱之间的距离，以比较灯的照明效果。实验后，他又查阅了相关资料，数据如下表：
实验次数 灯泡类型 功率／W 灯与纸箱之间的距离/cm
1 白炽灯 60 90
2 白炽灯 25 60
3 节能灯 11 90
(l）分析实验数据，你可以发现白炽灯的照明效果与灯的功率和照明的距离有关。比较节能灯与白炽灯，在保证照明效果相同情况下，节能灯有什么优点？
(2）白炽灯工作时的能量转化情况如图14，试推测节能灯工作时的能量转化情况，仿照图14画出节能灯工作时的能量转化图。
(3)小柯了解到白炽灯的发光效率大约只有8%，请计算一下60W的白炽灯如一年正常工作2000h会白白浪费掉多少度的电能。
设计意图： 通过生活实验探究和计算分析得到节能灯比白炽灯省电，让学生体会到科技的发展，培养学生的热爱科学创作的情感。
操作方法
学生通过生活实例以及生活经验角度分析，也可以通过以前学过的利用控制变量法来操作实验。也可以通过课本知识回顾以及网络查询来自学。
预估成效
大多数题目对初三的学生而言都是平时习题中常见的题目类型，至于个别题目可以通过实验区去探究，极个别题目学生可以通过网上查询知识点。就整体而言，应该来说问题不大，学生可以完成，也帮学生梳理了知识结构，也帮学生揭下高科技的产品的神秘面纱。

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