第十八章电功率.docx
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第十八章电功率
第十八章电功率
广袤的戈壁滩上天气多变,有时风和日丽,有时狂风劲舞。
在风的吹动下,扇叶时而徐徐转动,时而急速回旋,整个风车田犹如一支乐队在演奏着一首气势磅礴的交响曲。
风车发出的电视由什么能转化来的?
一个风车一天能发多少的电?
风力发电有什么好处?
看来,这许多问题还真需要我们静下心来认真思考。
课题20电能电功
教学目标
1、知道电能及其单位和单位的换算;
2、知道电能表的作用、读数方法、表上几个参数的意义;
3、知道电源和用电器工作过程中的能量转化情况。
教学重点
电能的概念、相关单位
教学难点
围绕“电能”进行教学
教法
三疑三探
学法
自学、合作、交流、探究
教学用具
小灯泡、开关、电源、导线
教学过程
教学设计与师生互动
备注
一、设疑自探
(一)创设情境、导入新课
各种各样的发电厂,如火力、水力、风力发电厂,以及各种各样的电池,它们把不同形式的能转化为电能,供人们使用。
(二)根据课题、提出问题
1.电能是什么样的能量,电能有哪些应用?
2.电能的多少怎样度量?
3.1千瓦时的电能能做什么?
4.什么是电功,电功怎样计算?
(三)出示自探提示、组织学生自探
1.电能;2.电能的应用;3.电能的测量;4.电功。
组织学生独立探究,解决探究问题。
二、解疑合探
(一)小组合探
根据自探提示,小组内讨论自探中未解决的问题,或交流自探心得。
(二)全班合探
1、各小组按分工进行展示和评价。
2、根据学生展示与评价情况,进行必要的点拨或精讲。
三、质疑再探
鼓励学生根据本节内容,提出新的更高层次的疑难问题,由其他学生共同解决。
对学生难以解决的问题进行点拨或亲自解答。
四、拓展应用
1、电流做功的过程中消耗电能,实际就是____能转化为____能的过程;蓄电池充电是把____能转变成____能的过程。
2、安装在家庭电路中的电能表,测量的是()
A、电流B、电压C、电能(电功)D、电功率
3、若小明家电能表今天的读数是:
36425,一周后的读数是36825,若所缴电费的标准为0.4元/度,那么这周他家应付电费。
若一年按52周计算,则一年的电费大约为。
4、0.2千瓦时=焦耳7200000J=kw.h
5、电能表上标有的“3000R/kw.h”,物理意义是
.,这块电能表所测的某用电器工作一段时间内,它的表盘转了600转,那么该用电器在这段时间用电度,合J。
6、1千瓦时的电能指的是1千瓦的用电器工作一小时消耗的电能,某用电器功率为100瓦,它工作一小时消耗的电能为千瓦时。
课后总结
本课小结
作业设计
板书设计
课后反思
知识点细解
1、能量和电能:
(1)、能量:
是物质存在的一种基本形式。
存在方式:
热能、光能、电能、机械能、原子能等
学生讨论:
能量可以转化吗?
教师总结:
不同形式的能量是可以相互转化的。
例举一些其它能→电能的例子
(2)、电能:
现代社会中应用最广的一种能量形式。
学生讨论:
电能的应用……教师总结
电能的单位:
千瓦时(kW·h)即“度”
能量的国际单位:
焦耳(焦)(J)
1kW·h=3.6×106J
2、电能表:
测量电能的常用工具之一。
(1)电能的计量通过电能表(如下图)。
电能表
(出示电能表,学生观察实际电能表,初步认识它的结构)
(2)电能表上几个参数的意义:
“220V”是电能表的,是指:
该电能表应该在。
“10(20)A”是指:
,。
“600revs/kw.h”是指:
。
“50Hz”是说:
。
(3)电能表的读数:
就是这段时间用电的度数。
(4)、介绍新型的电能表:
3、电功:
电能转化为其他形式的能叫电功(做功)
有多少电能发生转化,就说电流做了多少功?
符号:
W
单位:
与能相同……焦耳。
课题21电功率
教学目标
1、知道电功率表示消耗电能快慢,知道电功率的单位是瓦;
2、会用功率的计算公式P=W/t进行简单的计算;
3、会用功率的计算公式P=UI进行简单的计算。
教学重点
理解电功率的含义
教学难点
会用公式P=W/tP=UI进行简单的计算
教法
三疑三探
学法
自学、合作、交流、探究
教学用具
电能表
教学过程
教学设计与师生互动
备注
一、设疑自探
(一)创设情境、导入新课
观察电能表,常常可以发现,表上铝盘的转动,有时慢悠悠,有时急匆匆。
这是为什么?
如果留心就会发现,在只使用一只节能灯时,铝盘转的慢,而使用电热水器时,铝盘转的快。
原来,铝盘转动的快慢跟接入电路中的用电器有关。
(二)根据课题、提出问题
1.电功率是反映什么的物理量?
2.电功率怎样计算?
3.“千瓦时”的来历?
4.什么是?
(三)出示自探提示、组织学生自探
1.电功率;2.电功率的计算;3.千瓦时;4.额定电压和额定功率。
组织学生独立探究,解决探究问题。
二、解疑合探
(一)小组合探
根据自探提示,小组内讨论自探中未解决的问题,或交流自探心得。
(二)全班合探
1、各小组按分工进行展示和评价。
2、根据学生展示与评价情况,进行必要的点拨或精讲。
三、质疑再探
鼓励学生根据本节内容,提出新的更高层次的疑难问题,由其他学生共同解决。
对学生难以解决的问题进行点拨或亲自解答。
四、拓展应用
1、有一种用于家庭电路中的节能灯,功率只有1W,求通过它的电流。
2、一盏电灯25h耗电1kW.h,这盏电灯的功率是多少?
3、一个在额定电压下工作的电烙铁,功率是100W,电流是454mA,。
这个电烙铁的额定电压是多大?
4、一个“220V800W”的电炉,正常工作时的电阻丝的电阻有多大?
5、一小灯泡灯上标有“6V3W“字样,将它接在3V的电压下工作时,它的实际功率是多大?
课后总结
本课小结
作业设计
板书设计
课后反思
知识点细解
1、电功率:
表示电流做功快慢的物理量。
(学生讨论:
如何表示?
)
(1)定义:
用电器电功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。
即电功率=功/时间
P=W/t或W=Pt
(2)单位:
W――电流做的功――焦耳(J)
t――时间――秒(s)
P――功率――瓦特(W)
1W=1J/s1kW=1000W
(3)、功率的应用、常见电器的功率
例:
电视机的功率P=200W=Kw
例:
我们说洗衣机的功率是500W,其含义是
2、“千瓦时”的来历
因为W=Pt
所以若P――千瓦、t――小位
则W――千瓦时(1课时)
3、怎样测量功率
学生讨论:
功率表示做功快慢,电功率的大小与电流、电压大小有没有关系?
试验表明:
P=IU
单位:
I――安(A)U――伏特(V)P――瓦(W)
练习:
1、一只标有“220V40W”的灯泡接在电路中,若电路的电压为200V,求灯泡的实际功率?
(利用本题解释额定――实际)
2、某电能表标有“220V3A”字样,这表最多可以在220V电压下给多少只60W的灯泡供电?
(利用本题解释功率可以相加)
课题22测量小灯泡的电功率
教学目标
1、加深对电功率的理解;
2、巩固电流表、电压表的操作技能。
教学重点
电路的设计、连接,作出电路图
教学难点
分析实际功率和额定功率的区别
教法
三疑三探
学法
自学、合作、交流、探究
教学用具
小灯泡、开关、电源、导线、电压表、电流表、滑动变阻器
教学过程
教学设计与师生互动
备注
一、设疑自探
(一)创设情境、导入新课
在这个实验中,我们将用滑动变阻器控制电路,分别测量一下三种情况下小灯泡的实际功率。
(1)使小灯泡两端的电压等于额定电压,观察小灯泡的亮度,测量它的电功率,这是它的额定功率。
(2)使小灯泡两端的电压低于额定电压,观察小灯泡的亮度,测出它的实际功率。
(3)使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,测出它的实际功率。
(二)根据课题、提出问题
1.怎样测量小灯泡的实际功率?
2.怎样测量小灯泡的额定功率?
(三)出示自探提示、组织学生自探
1.测量小灯泡的实际功率;2.测量小灯泡的额定功率。
组织学生独立探究,解决探究问题。
二、解疑合探
(一)小组合探
根据自探提示,小组内讨论自探中未解决的问题,或交流自探心得。
(二)全班合探
1、各小组按分工进行展示和评价。
2、根据学生展示与评价情况,进行必要的点拨或精讲。
三、质疑再探
鼓励学生根据本节内容,提出新的更高层次的疑难问题,由其他学生共同解决。
对学生难以解决的问题进行点拨或亲自解答。
四、拓展应用
1.在测定小灯泡的功率的实验中:
根据电功率的决定公式______,只要测出小灯泡两端的______和通过的______,就可以得出小灯泡的电功率。
2.为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,问:
(1)请根据如图所示器材,画出实验电路图,并连接实物电路;
(2)当按电路图连接实物电路时,开关应______;在闭合开关前要把滑动变阻器的滑片P移到______的位置;
(3)为了迅速准确地测定额定电压时的额定功率,至少要______节干电池,用______调节小灯泡两端的电压,电压表应和______并联,为了提高测量的准确程度,最好选用______V的量程,闭合开关后发现小灯泡两端的电压只有2V,这时滑动变阻器的滑片户应向______端移动,使电压表的示数为______V,若此时电流表的示数为0.2A,则该灯泡的额定功率为______W;
(4)实验证实了当小灯泡两端的实际电压大于额定电压时,灯的实际电功率______于额定电功率,灯变______;当灯的实际电压小于额定电压时,灯的实际电功率______于额定电功率,灯变______;当实际电压______于额定电压时,灯的实际电功率等于额定电功率,此时灯______(选填“能”或“不能”)正常发光.当小灯泡两端的实际电压为1.5V时,电流表的示数为0.12A,小灯泡的实际电功率为______;
(5)实际中如果电流表有读数,而电压表没有读数,毛病可能出在哪里?
(6)如果电压表有读数,电流表没有读数,毛病又可能出在哪里?
(7)实验中,滑动变阻器的作用是______。
3.测定小灯泡功率的实验如图所示,如果不慎将电压表和电流表的位置对调了,将出现的情况是()
A.电压表烧毁B.电流表烧毁
C.小灯泡烧毁D.小灯泡不亮
若如图所示,将两电表对调后可能出现的情况是()
4.教室里有L1、L2两盏灯,由同一开关控制,当开关闭合后,L1灯明显比L2灯亮,从而可以知道两灯的电阻关系是()
A.L1灯电阻比L2灯电阻大
B.Ll灯电阻比L2灯电阻小
C.L1灯电阻等于L2灯电阻D.无法确定
5.在用电高峰时,照明电路电压为210V,那么标有“220V,100W”字样的灯泡,消耗的电功率是()
A.等于100WB.小于100WC.大于100WD.无法判断
6.标有“36V,15W”的车床用台灯和标有“PZ220—15”的家用电灯都正常工作lh,消耗的电能()
A.一样多B.后者多C.前者多D.无法判断
7.有一个标有“8V,2W”的小灯泡,如果接在12V的电源上,必须______联一个阻值为______
电阻才能使小灯泡正常发光,此时在这个电阻上消耗的电功率是______W。
课后总结
本课小结
作业设计
板书设计
课后反思
知识点细解
测量小灯泡电功率的探究实验
实验目的:
测量小灯泡在不同电压下工作时的电功率。
实验原理:
根据公式P=UI,用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测小灯泡中的电流,利用公式P=UI计算电功率,在额定电压下测出的电功率就是额定功率。
这是物理学中常用的一种间接测量方法,这种方法又被称为“伏安法”。
实验电路:
根据实验的目的和原理设计如下电路。
实验器材:
小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。
器材说明:
用电流表和电压表分别测出通过小灯泡的电流和其两端电压,因为要测量不同电压下的功率,所以电路中要接入滑动变阻器,用来改变小灯泡两端电压。
实验步骤:
(1)按电路图连接好电路;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压2.5V,观察小灯泡的亮度,并记录电流表和电压表的示数。
(3)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的1.2倍。
观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数(注意:
小灯泡两端的电压不能超过它的额定电压太多)。
(4)调节滑动变阻器,使小灯泡两端的电压约等于小灯泡额定电压的0.8倍。
观察小灯泡的亮度变化,并记录此时电流表和电压表的示数。
(5)计算出三种情况下小灯泡的电功率
(6)断开电路,整理器材。
实验数据(记录)表格:
实验要求
发光情况
电流(A)
电压(V)
电功率(W)
1
小灯泡在额定电压下工作
正常
0.3
2.5
0.75
2
小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍
很亮
0.4
3
1.2
3
小灯泡两端电压低于额定电压
暗
0.2
2
0.4
注意:
在进行实验时应注意以下几点:
(1)电源电压应高于小灯泡的额定电压,例如,测定额定电压为2.5V的小灯泡的电功率时至少要选两节干电池串联作电源。
(2)电压表的量程应大于小灯泡的额定电压,电流表的量程要大于小灯泡正常工作电流。
(3)滑动变阻器允许通过的最大电流要大于灯泡的正常工作电流,而滑动变阻器的最大电阻值应与小灯泡的电阻差不多,以使调节效果明显。
(4)根据串联分压原理进行判断,准确熟练地调节滑动变阻器,使小灯泡在等于额定电压、略高于额定电压的和低于额定电压三种条件下发光。
尤其在做第二次实验时,需小心调节滑动变阻器,以免因实验电压超过额定电压太多而烧坏灯泡。
(5)开始连接电路时,要使开关断开,闭合开关前,要把滑动变阻器滑片置于最大阻值处。
(6)开始实验前,要检查电路并试触,实验结束,要先断开开关,再整理电路。
分析论证:
由公式P=IU计算小灯泡的功率。
(将计算结果填入表中,通过分析和比较得出)分析比较额定电功率和实际电功率大小问题,比较灯泡的亮暗程度与电功率间的关系。
(1)当U实=U额时,P实=P额 ,正常发光
(2)当U实U额时,P实>P额,较亮
实验结论:
(1)不同电压下,小灯泡的功率不同。
实际电压越大,小灯泡功率越大。
(2)小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定,实际功率越大,小灯泡越亮。
实验拓展:
测小灯泡的电功率和用伏安法测电阻两实验有相似之处,也有明显区别,列表对比分析如下:
实验名称
测小灯泡电阻
测小灯泡的功率
原理
R=U/I
P=UI
器材
电压表、电流表、电源、滑动变阻器、开关、导线、被测的电阻或小灯泡
电路图
同上
同上
分析
对比分析测量结果。
结论
测电阻采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻,而测电功率不能求平均值
伏安法测小灯泡的电阻要多次测量求平均值减小误差,而测小灯泡的电功率为何不能也求平均值呢?
随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,小灯泡的实际功率是不断变化的,因此求功率的平均值是没有意义。
为了比较在不同电压下小灯泡的功率和发光情况,所以电功率不能求平均值。
课题23焦耳定律
教学目标
1、知道在电流相同的条件下,电能转化成热能时的功率跟导体的电阻成正比;
2、知道利用和防止电热的场合和方法。
教学重点
电流的热效应:
电能……热能
教学难点
热效应的计算公式:
P=I2RP=U2/R的使用
教法
三疑三探
学法
自学、合作、交流、探究
教学用具
电阻丝、开关、电源、导线
教学过程
教学设计与师生互动
备注
一、设疑自探
(一)创设情境、导入新课
电炉丝工作时,电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关?
(二)根据课题、提出问题
1.什么是电流的热效应?
2.电流通过导体时产生的热与那些因素有关?
3.焦耳定律是怎样表述的?
4.焦耳定律有哪些应用?
(三)出示自探提示、组织学生自探
1.电流的热效应;2.影响电流热效应的因素;3.焦耳定律;4.焦耳定律的应用。
组织学生独立探究,解决探究问题。
二、解疑合探
(一)小组合探
根据自探提示,小组内讨论自探中未解决的问题,或交流自探心得。
(二)全班合探
1、各小组按分工进行展示和评价。
2、根据学生展示与评价情况,进行必要的点拨或精讲。
三、质疑再探
鼓励学生根据本节内容,提出新的更高层次的疑难问题,由其他学生共同解决。
对学生难以解决的问题进行点拨或亲自解答。
四、拓展应用
1、标有“220V40W”电热器安装在220V的电路中,工作100s后,所消耗的电能是J,通过电热器的电流是A,产生的热量是J。
2、下列电器中,不属于电热器的是()
A.电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
3、家庭电路使用的电炉,电炉丝与导线是串联的,当电炉丝发热发红时,连接导线却不热,这是因为()
A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
4、下列情况中防止电热危害的是()
A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使用,隔一段时间要通电一次
C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药
5、某导体的电阻是2欧姆,通过2A的电流时,1分钟产生多少焦耳的热量?
6、一只额定功率是450W的电饭锅,在220V的额定电压下使用,每分钟产生多少焦耳的热量?
7、小宇同学按如图所示的装置,研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。
图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油,温度计显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。
①闭合开关后,通过两段金属丝中的电流是。
②一段时间后,可观察到A瓶中温度计的示数(填“大于”、“小于”或“等于”)B瓶中的温度计的示数。
③由上述实验可知,在电流和通电时间都相同时,导体电阻越大,产生的热量。
2、一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210欧姆,它的额定功率是多大?
在额定电压下通电10分钟产生多少热量?
课后总结
本课小结
作业设计
板书设计
课后反思
知识点细解
1、电流的热效应
电流通过导体时,电能要转化成热,我们把这种现象叫做电流的热效应。
2、探究:
电流产生的热跟哪些因素有关
(1)猜想
①可能与电压有关,因为电压越大,电炉中产生的热越多;
②可能与电阻有关,因为电炉丝发热,而跟电炉丝相连的铜导线却不太热;
③可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾。
教师补充:
电流、电压和电阻三个量之间是有联系的,明确了二个量就可以再确定另外一个量,故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了。
(2)设计实验(采用控制变量法)
①如何控制电流一定时电阻的变化?
②如何控制电阻一定时电流的变化?
③如何比较电流产生热的多少?
(转换的思想)
方案:
第一次实验:
把两个电阻放在密闭的空气盒中,使之它们产生的热对空气加热。
使两电阻丝串联,以保证它们的电流相等;让甲瓶的电阻相对乙瓶中的较大,观察两瓶中空气的膨胀程度,如图1所示。
第二次实验:
欲使其电阻一样,电流不等,可以在两个相等的电阻上再并联一个等值的电阻丝,则干路和支路上的电流不相等,如图2所示。
(3)进行实验
(4)分析论证
①在通电电流一定的条件下,电阻越大,电流产生热的功率就越大;
②在电阻一定的条件下,电流越大,电流产生热的功率也越大。
(5)结论
4、焦耳定律
英国物理学家焦耳通过大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比的结论,这与我们刚才得出的发热功率与电流、电阻的关系是一致的,于是人们为了记住他,把这个规律叫做焦耳定律。
其公式为:
Q=I2Rt。
公式中的电流I的单位要用安培(A),电阻R的单位要用欧姆(Ω),通过的时间t的单位要用秒(s)这样,热量Q的单位就是焦耳(J)。
5、电热的利用和防止
(1)任何用电器工作时都是产生电热。
因为用电器都是由一定阻值的导体组成的,导体中或多或少都有电阻,所以电流通过这些电阻时都会发热。
(2)电热的利用:
凡是加热的装置都利用了电热。
请大家举一些实子说明。
(3)电热的防止
不是想把电能转化为热能,而是想转化为机械能、化学能等装置的用电器都需要防止电热的产生。
如电视机的散热窗、电动机的散热风扇等。
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- 关 键 词:
- 第十八 电功率