國立科學工藝博物館 科學學習中心

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物理應用

:::首頁>教學資源>物理應用
  • 筆芯燈炮
  • 電與磁(第六冊第一章)
  • 電流熱效應
  • 45分鐘
  • 蘇宥誠
  • 1. 教師透過示範與提問的方式,讓學生了解電流熱效應。
    2. 藉由6V鉛蓄電池與不同粗細的筆芯進行實驗,讓學生了解功率大小與電阻的關係。
  • 大鱷魚夾和電線(一紅一黑)、銀色金屬大迴紋針兩根(長50mm)、大橡皮擦(約10*5*2公分)、2B自動鉛筆芯四根(各寬5mm和9mm)、6V鉛蓄電池、鋁箔紙、三用電表
  • 一、 事先以三用電表檢查6V鉛蓄電池的電壓。
    二、 實驗多次後,鉛蓄電池需充電,以確保實驗效果。
  • 檔案下載
    教案-筆芯燈泡.pdf | 筆芯燈泡PPT.pdf |
  • 時間 教學活動流程 教學資源
  • 5分鐘
    一、 經驗連結與預測
    1. 引起動機:講述愛迪生測試燈芯的故事,進行鋼絲絨的實驗
    2. 生活連結:列舉一般生活中的電流熱效應,並把電流熱效應的公式簡單介紹並寫在黑板。
    3. 舊課程回顧:簡單複習電壓與電流的概念。
    影片觀賞
  • 20分鐘
    二、 操作與觀察
    1. 老師示範6V鉛蓄電池接上2B 0.5mm筆芯後,筆芯冒煙並發光和發熱。
    2. 學生對所觀察到的實驗結果進行描述。
    3. 教學提示:
    (1) 進行實驗時,若有三用電表,可用三用電表測量筆芯發亮時的電流大小。
    (2) 使用迴紋針夾筆芯時,須把筆芯夾緊,不能只有接觸筆芯,以免失敗。
    (3) 筆芯發亮時勿直視,以燈光太亮傷到眼睛。
    (4) 實驗多次後,鉛蓄電池需充電,以確保實驗效果。
    影片觀賞
  • 5分鐘
    三、 原理說明
    筆芯燈泡是典型電流熱效應的現象,能量的轉換依序為化學能、電能、熱能、光能。筆芯發光一段時間後,會發現筆芯越來越細,最後氧化而斷掉。並聯粗細不同的筆芯時,會發現粗筆芯先發亮,由此可知粗筆芯功率較大。
  • 10分鐘
    四、 問題與討論
    1. 為什麼筆芯一開始會冒煙?(熱將筆芯內的膠水等物質揮發掉)
    解答:熱將筆芯內的膠水等物質揮發掉。
    2. 詢問學生此現象的能量轉換過程。(化學能電能熱能光能)
    解答:筆芯燈泡是典型電流熱效應的現象,能量的轉換為化學能
    電能熱能光能。
    3. 為什麼愛迪生為什麼最後沒有選擇使用碳絲來做燈泡?
    解答:筆芯發光一段時間後,會發現筆芯越來越細,最後氧化而斷
    掉,而愛迪生最後找到了比筆芯更適合的材質作為燈芯。
    4. 若是用四顆乾電池串聯成6V進行此實驗,可否成功?若是不行,可能是什麼原因?
    解答:若用四顆乾電池,雖然電壓一樣,但可能沒辦法使筆芯發亮,
    原因是乾電池所提供的電流不夠大(功率不夠)。
    5. 先詢問學生若是將粗筆芯(0.9mm)和細筆芯(0.5mm)並聯接上6V鉛蓄電池,何者功率較大?之後實際示範並觀察何者先發亮?
    解答:並聯粗細不同的筆芯時,可發現粗筆芯先發亮,由此可知並聯
    時電阻小的粗筆芯功率較大。
    6. 筆芯發亮時的電流約有多大?
    解答: 若使用三用電表測量,可測得筆芯發亮時的電流可達數安培。
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