資源簡介

第二節　電流做功的快慢
【2022年版課標要求】
1.結合實例,了解電功率。
2.知道用電器的額定功率和實際功率。
【重點難點】
重點:電功率的定義、公式、單位,額定電壓和額定功率及其之間的關系,實際功率的計算。
難點:用電器的額定電壓和額定功率、實際電壓和實際功率及額定電壓和實際電壓之間的關系。利用電功率知識能解決生產、生活中的一些相關問題。
【教學準備】
教師準備:多媒體課件、節能燈泡、帶銘牌的電爐、低壓電源,演示電流表、電壓表,標有“3.8 V”的小燈泡,開關、滑動變阻器各一個,導線若干,“220 V　40 W”白熾燈泡一只,演示電路板一塊。
學生準備:(每實驗小組各一套)學生電源一臺、不同阻值的電阻絲若干根、學生電壓表一只、學生電流表一只、開關一個、溫度計一支、煤油、帶開孔橡皮塞的瓶子一個、天平一臺、線夾和導線若干、停表一只。
【教學設計】
復習提問
1.電功大小與什么有關 電功的公式和單位是什么
2.電流通過洗衣機半小時做功18 000焦;電流通過電車2秒鐘做功1 200焦。問:電流通過洗衣機和電車時哪個做功多 哪個做功快呢
通過計算告訴學生:在日常生活中,不僅要了解電流做功的多少,還需要知道電流做功的快慢,僅從它做功的多少來考慮是不行的,必須比較它們在相同的時間里哪個做的功多,這就跟比較運動快慢一樣。由此引入課題。
【新課教學】
通過類比的方法引入電功率的概念:
(1)怎樣比較物體運動的快慢 (物體在單位時間內通過的路程→速度)
(2)怎樣比較力對物體做功的快慢 (物體在單位時間內完成的功→功率)
(3)怎樣比較電流做功的快慢 (電流在單位時間內所做的功→電功率)
一、電功率
(1)定義:電流在單位時間內所做的功叫電功率。
(2)物理意義:電功率是表示電流做功快慢的物理量。
(3)公式:P=(定義式)。
(其中:P—電功率,單位:瓦;W—電功,單位:焦;t—時間,單位:秒)
(4)單位:瓦特,簡稱瓦,符號是“W”。
常用單位:千瓦,符號是“kW”。換算關系:1 kW=1 000 W
(5)實驗探究:電流做功的快慢與哪些因素有關
猜想與假設:
[教師]根據上一節探究結果,請你猜想一下,電功率與哪些因素有關
[學生]由電功的計算公式,有部分學生很快就會想到P===UI,與電路兩端的電壓和電路中的電流有關。
[制定計劃與設計實驗]
教師引導學生模仿上一節“探究電流做功與哪些因素有關的實驗”設計“探究電功率與哪些因素有關的實驗”。分小組設計要測量哪些量 怎樣測量
分析:由P=UI可知需要測量P、U、I三個物理量。U、I直接用電壓表和電流表測量,而P要間接測量。而P=中的t可以用停表直接測量,由于煤油增加的內能是從電轉化來的,所以電流所做的功W只能通過間接測量煤油吸收的熱量得到。即W=Q=cm(t2-t1)。從而設計出實驗電路和記錄表格。
[進行實驗與收集證據]
教師與學生共同分析注意事項:首先要用天平測出瓶中煤油的質量,在閉合開關之前要讀出插入煤油中的溫度計示數t1,在閉合開關的同時按下停表開始計時,并讀出電流表和電壓表的示數。2分鐘左右按表停止計時,此刻觀察溫度計,待溫度計內的液柱不再上升時,記下溫度計的示數t2。然后多次改變電阻絲的阻值,重復以上實驗過程,并收集數據。這一系列的工作均需要和同伴合作完成。
[分析與論證]
煤油吸收的熱量由Q=cm(t2-t1)計算出來,再用P==計算出電功率,比較各次實驗得到的數值,看P和U、I有什么關系 建議學生用加減乘除的方法去分析研究實驗數據,首先用加減法,但U、I是兩個不同的物理量,不能相加減;再用除法,由于是電阻,是電阻的倒數,故相除不是電功率。最后用乘法計算出UI的值,并與P進行比較得出P=UI。
[實驗結論]電功率跟電壓成正比,跟電流成正比
[實驗評估]
學生交流實驗得到結論后,對實驗過程進行反思,談談存在的問題和需要改進的地方。學生由實驗數據不一定會得到P=UI的結論,教師要引導學生分析誤差產生的原因:玻璃瓶和空氣要吸收一部分熱量;實驗儀器并非精確;電流表、電壓表、溫度計、天平讀取的數據誤差不可避免地存在。
(6)電功率的計算公式:P=UI
讓學生推導電功單位kW·h和J的關系:
由P=得W=Pt=1 000 W×3 600 s=3.6×106 J
由P==UI可知單位關系:1瓦特=1焦/秒=1伏特·安培
二、額定功率和實際功率
額定電壓:用電器正常工作時的電壓。(常用U額表示)
額定電流:用電器正常工作時的電流。(常用I額表示)
額定功率:用電器正常工作時的功率。(用P額表示)
實際電壓:用電器實際工作時的電壓。(用U實表示)
實際功率:用電器與實際電壓所對應的功率。(用P實表示)
P額與P實的關系:
演示:小燈泡在不同電壓下的亮暗程度
當U實=U額時,P實=P額,用電器正常工作;
當U實當U實>U額時,P實>P額,用電器容易被燒壞。
注意:每個用電器的P額只有一個,而P實有無數個,我們平常說這是一個40瓦的燈泡,指的是這個燈泡的額定功率是40瓦。燈的亮度由它實際消耗的電功率決定,燈泡越亮,表明其消耗的實際電功率越大。
常用電器的銘牌標志:
教師出示“220 V　40 W”的燈泡和銘牌,讓學生觀察,然后掛出有銘牌的小黑板,介紹燈泡上的標志和銘牌的意義;最后讓學生說出一些電器設備的銘牌標志的意義。如電燈泡標有“PZ220-25”;電烙鐵標有“360 V　1 000 W”;電能表標有
“10 A　3 000 r/kW·h”各表示什么意思。
例題講解:
例:將“PZ220-60”的燈泡分別接入220 V和200 V的電路中,求燈泡工作時的電阻以及對應電壓下的實際功率。
由學生讀題,理解題意,弄清已知條件有哪些,待求物理量有哪些。
教師引導學生分析怎樣求燈泡的電阻:
方法一:由P額=U額I額,得I額=求出I額,再由歐姆定律推導式R=求出電阻。
方法二:把歐姆定律代入功率公式,由P額=U額I額=
得R=求出電阻。
教師引導學生分析怎樣求燈泡的實際電功率:
當燈泡接在220 V電路中時,P實1=P額=60 W;
當燈泡接在200 V電路中時,假設燈絲電阻不變。
方法一:先根據I實2=,求出I實2,再根據P實2=U實2,求出。
方法二:把歐姆定律代入功率公式得:P實2=U實2I實2=
反思:用電器的實際功率由什么條件決定 為什么要指明燈泡工作時的電阻 解題時為什么要假設燈絲的電阻不變
鞏固練習
1.將一盞電燈接在電壓是220伏的電路中,通過燈泡的電流是68毫安,這個燈泡的功率是多少瓦 一個月通電100小時,電流所做的功是多少焦 合多少千瓦時
2.李明家有一電水壺,銘牌如表所示,壺中裝有3 L 20 ℃的水,
額定電壓 220 V
額定電功率 840 W
頻率 50 Hz
容量 4 L
壺重 2 kg
　　求:(1)壺中所裝水的質量是多少
(2)在額定電壓下燒開這些水需要多少分鐘 (設壺內氣壓為標準大氣壓)
　　(3)若在用電高峰,電熱水壺的實際電壓為額定電壓的90%,則此時該水壺的實際電功率是多少
【課堂小結】
1.電功率的定義、公式、單位。
2.額定功率和實際功率的區別和聯系。
布置作業
課本P123~124作業
【板書設計】
第二節　電流做功的快慢
1.電功率:(1)定義:電流在單位時間內所做的功叫電功率。
(2)物理意義:電功率是表示電流做功快慢的物理量。
(3)公式:P=(定義式)　　　P=UI(計算式)。
(4)單位:W　kW　　換算關系:1 kW=1 000 W。
(電功另一個單位:千瓦時,換算關系:1千瓦時=3.6×106焦)
2.額定功率與實際功率:
額定電壓,額定電流,額定功率
實際電壓,實際電流,實際功率
P額與P實的關系:
當U實=U額時,P實=P額　　用電器正常工作
當U實當U實>U額時,P實>P額　　用電器容易被燒壞

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