第十八章 电功率全章教案.docx
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第十八章电功率全章教案
第十八章电功率
第一节电能电功
★教材分析:
经过前面对电路、电流、电压、电阻与欧姆定律的学习,学生已经有了一定的电学基础。
从电学内容的整体来看,有关电路的内容是开篇,电流、电压、电阻是发展,欧姆定律、电功和电功率是高潮。
本节是在电学前几章的基础上,从能量转化的角度来认识电,通过学生已有的生活经验扩展到电能和电功。
★教学目标:
(一)知识与技能
1、了解电能和我们生活的关系,知道电能的单位。
2、知道电能表的作用,会读家用电能表。
3、结合实例理解电功,能利用电功公式进行简单的电功计算。
(二)过程与方法
1、通过电能表计算家庭电费,有节约用电的意识。
2、从能的转化角度认识电能,能结合生活实例分析电能转化是通过电流做功实现的。
(三)情感态度与价值观
学生通过生活图片了解电能,了解电能在人们生活与生产中的重要性,进一步认识物理是有用的,提高学习物理的兴趣。
★重点与难点
1、重点:
电能的计量,电功的计算。
2、难点:
电功概念的理解。
教学器材:
★教学准备:
电脑平台、小灯泡、开关、电源、导线
★教学课时:
2时(1复习电路及学电压表的使用,2读数及实验)
★教学过程:
(一)、科学导入
由教材第十八章《电功率》章首语引入。
(二)、新课教学
1、电能
(1)认识各种各样的电源
教师出示图片,火力发电、水力发电、风力发电、太阳能电池、潮汐发电、核能发电以及各种电池。
学生观看,了解电源是把其他形式的能转化为电能的装置。
(2)电能与我们的生活
教师提出问题:
观察图片,你能说出它们的能量转化吗?
出示各种用电器图片,请学生回答图片中的能量转化。
通过对实例的观察分析,使学生从生活中概括出物理事实,并给予解释以此加深对知识的理解。
(3)电能的单位
指导学生阅读课本,认识电能的单位“J”和“kW·h,说出它们之间的换算关系。
2、电能的计量
(1)认识电能表
教师提出问题:
我们认识了电能,那么怎样测量消耗电能的多少呢?
出示电能表的图片,并指导学生了解电能表的几个重要参数所表示的物理意义。
展示各种各样的电能表图片,增强学生的感性认识。
(2)电能表的读数
电能表上显示的数字是表从开始记数到读数为止用去的电能。
引导学生读取电能表的示数。
学生练习读数,并通过电能表计算家庭用户电费。
(3)认识一度电的作用
教师指导学生观察图片或阅读教材,了解1度电的作用,了解电能在人们生活与生产中的重要性,培养节约用电的意识。
3、电功的教学
组织学生阅读课本电功内容,教师举例讲解电功的概念。
提出问题:
电流做功的多少与什么因素有关呢?
学生看书思考并回答。
引导学生概括出电功的计算式,强调公式中各个物理量的单位。
出示例题:
有一只节能灯接在220 V的家庭电路中,通过它的电流为90 mA,计算这只灯使用5 h消耗多少度电?
引导学生分析解题思路,注意单位的换算。
(三)、达标测评
课本“动手动脑学物理”
★课堂小结
学生小结本节课的收获
★布置作业
1、调查家庭(学校)浪费电的情况 2、完成物理质量监测本节内容
★板书设计
电能 电功
一、电能
二、电能的计量
电能表
三、电功
W=UIt
★教学反思
第二节电功率
★教学目标
1、知识和技能
知道电功率表示消耗电能快慢,知道电功率的单位是瓦。
会用功率的计算公式P=W/t进行简单的计算。
会用功率的计算公式P=UI进行简单的计算。
2、过程和方法
观察体验电能表盘转动快慢跟用电器功率的关系。
3、情感、态度、价值观
培养实事求是的科学态度。
★教学重点
深刻理解电功率的定义,学习用探究实验研究电功率问题。
区分实际功率和额定功率。
★教学难点
实际功率和额定功率的区分及实践意义。
★教学准备
教师准备:
简易家庭电路示教板:
接有电能表,一个保险盒,一个开关,一个15W电灯泡和一个100W的电灯泡(包括灯座),一个插座;学生用稳压电源,直流电流表、电压表、导线若干、开关、额定电压为2.5V的小灯泡一个。
节能型电灯一只(功率16w)。
教学课件等。
学生准备:
观察家庭中常用的灯泡上面的数据;复习有关机械功率的内容。
★教学过程
一、导入:
1.让学生观察(或课件展示、实物投影)手中的2个灯泡(其中一个是100W的,另一个是15W的),看上面有哪些数据?
你能从中发现什么?
(PZ220-100,220是什么意思?
100是什么意思?
)
由学生讨论交流:
15度(度:
生活中常用的说法)和100度是代表了什么?
先让学生猜想:
如果接入电路将会怎样?
(此时大部分学生会知道100W的比15W的灯亮,此时应引导学生的思路:
为什么100度的灯泡亮?
做功的快慢即消耗电能的快慢)
2.实验演示:
分别将15W和100W的灯泡接在电路中。
注意提醒学生:
要观察灯泡的亮度(通过观察培养学生学习物理的兴趣和自信心),更要观察电能表铝盘转动的快慢。
谈话与引导:
电能表铝盘转动的快慢跟什么有关系?
(说明了什么?
)
(引导得出:
电能表铝盘走的快慢不同,表示用电器消耗的电能的快慢不一样)
3.谈话导入课题:
可见只有做功的多少还不行,还有做功的快慢。
那么我们应如何表示不同用电器的做功快慢呢?
板书:
2、电功率
二、新课教学:
(一)电功率
1.通过讨论和让学生对比第一册学过的机械功率的知识,引导学生得出电功率的知识:
投影:
电功率是表示电流做功快慢的物理量。
启发:
如果来比较不同用电器做功的快慢呢?
(应引导学生得出:
可以让时间相等,看做功多少;或者让其做功相等,看消耗时间的多少;只要说出大体意思即可,关键是让学生真正理解。
)
得出:
电功率是电流在单位时间内所做的功(或所消耗的电能)
(特别要让学生理解:
什么是单位时间?
在课堂中应启发学生自己说出来)
2.投影:
电功率的定义公式:
P=W/t
注意:
要让学生深刻理解此公式的意义。
谈话:
我们上一节学习的电功的计算公式是什么?
引导学生推导电功率的另一个公式:
P=UI。
3.投影展示:
电功率的单位:
瓦(W)千瓦(kW)
要求:
应明确他们之间的进率
4.解决导入本课时的问题:
告诉学生:
PZ220-100中的100就是电功率是100W,它的意义是此灯泡在1s内消耗的电能是100J(前提:
在220V的电压下)。
谈话:
正是因为100W的灯泡比15W的灯泡在相同的时间内消耗的电能多,所以转化为内能(光能)的能量也就多,这就是为什么100W的灯泡比15W的灯泡亮的原因。
(解决学生生活中的问题,实质:
能量的转化)
5.谈话:
这两个公式各有什么用途呢?
如学生不能回答应让学生进行讨论交流。
引导学生得出:
P=W/t和P=UI各有其用途,当知道P、W、t中任意两个时,可以求出另一个(此时应指出:
这样我们可以求出电功率,只要知道W和t即可,而W是可以用电能表来测量的,t可以用秒表来测量,让学生知道在生活中就可以测量,也为下一环节进行电能的节约的讨论做好准备);对于P=UI也是这样,此时应让学生掌握:
这又是一种测量电功率的方法,为最后一个环节:
实验探究(电灯功率与电压的关系)做好准备。
6.投影:
例题(做一做):
一个1kW的用电器当工作1h时消耗的电能是多少?
(此处不用课本上例题,用意在于为下一部分进行节约电能的讨论做好准备,而关于电功率的计算第四节将有专门的计算课)
学生板演,教师巡回指导。
引导学生:
这个结果3.6×106J正好是1kW·h电能,告诉学生知道:
除了用标准的国际单位以外,还可以直接用kW、h和kW·h来直接运算,这样在数值比较大时更方便。
7.结合现实生活让学生口算一些生活中电能计算的题目,提高学生兴趣,为转入下一部分做铺垫,如100W的灯泡工作多长时间消耗一度电。
8.讨论(交流与合作):
如何来节约电能?
投影展示:
根据W=Pt这个计算公式,请同学们交流一下:
如何才能节约电能(减小电功W的值)?
9.布置课外的调查报告:
投影展示
从生活走向物理,从物理走向社会
要求同学们观察(或调查)在学校发现过哪些浪费电能的现象,你(或你班)在学习与生活中是如何节约电能的?
你对我校(或我班)如何进一步节约电能有何意见或建议,请课下继续交流讨论,写出调查报告或意见建议书(汇总后将择优提交学校有关部门)。
10、简要回顾一下前面的内容,引入下一部分内容。
(二)实验探究:
额定功率
1.投影展示:
你想过吗:
物理就在我们身边。
在用电高峰时,电压较低,这时电灯会怎样?
你能提出什么问题或有什么想法呢?
(启发学生讨论、思考)
2.猜想与假设:
你的猜想:
你认为当电压变化(变大或变小)时电功率如何变化呢?
你的依据是什么?
3.制定计划、设计实验:
如何来验证我们的猜想呢?
(引导学生讨论、交流:
此处应给学生足够的时间去交流讨论)
最后由学生描述自己设计的实验思路和方法(应尽可能让学生自己去说出思路,让每个学生都要明白设计这个实验的目的是什么?
)
4.展示教师的实验思路:
(如学生已说出,最好,如果没有说出,应引导学生理解这个思路;但同时也应让学生理解:
这不是唯一的方法,方法是多种多样的,可以用别的方法,这只是教师设计的思路)
5.进行实验,收集证据
(应告诉学生:
实验所用的小灯泡正常工作电压是2.5V)
投影出示实验表格:
提示学生:
将有关实验数据记录在如下的表格中。
灯泡两端的电压(v)
经过灯泡的电流(A)
小灯泡的功率(w)
发光程度
1.5v
2.5v
3v
分析、论证与评估:
实验完毕,让学生计算有关这三次的小灯泡的实际功率,并让学生讨论,着重使学生理解以下问题:
(1)用电器的功率是如何随电压变化的?
(2)为何用电器的功率是变化的,但用电器上面却都标着电功率?
(如100W的灯泡)
通过学生讨论:
引出额定电压和额定功率的概念。
6.投影:
额定电压(U额):
用电器正常工作时的电压。
额定功率(P额):
用电器在额定电压下的功率。
7.投影展示:
小灯泡的亮度取决于──实际功率(P实)
U实与U额的关系
P实与P额的关系
U实=U额
U实<U额
U实>U额
P实=P额
P实<P额
P实>P额
★小结:
电功率(电功率的概念;额定电压、额定功率的概念;实际功率的概念)
★布置作业:
1.课后练习题第3、4题。
2.课后讨论:
刚才我说用电高峰时,电压较低,为什么会这样呢?
请同学们交流讨论一下。
3.收集下列电器的铭牌,了解它们的额定电压和额定功率(STS活动)。
电冰箱电熨斗电视机电烙铁电风扇微波炉洗衣机
4.基础训练同步练习
★课后反思
第三节测量小灯泡的电功率
★教材分析
本节主体内容是“测量小灯泡的电功率”,使学生通过科学探究加深对小灯泡实际功率,额定功率的理解,让学生体会到用电器的实际功率并不一定等于额定功率,而是取决于加在用电器两端的实际电压。
并且通过实践熟练操作滑动变阻器、电流表、电压表。
★教学目标:
1、知识和技能
加深对电功率的理解。
巩固电流表、电压表的操作技能。
2、过程和方法
通过测量,体验额定功率和实际功率的区别。
锻炼学生根据公式P=IU设计试验的方法。
3、情感、态度、价值观
通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度。
★重、难点:
电路的设计、连接,作出电路图。
分析实际功率和额定功率的区别。
★教学器材:
小灯泡、开关、电源、导线、电压表、电流表、滑动变阻器
★教学课时:
1时
★教学方法
采用与伏安法测电阻的实验进行类比学习的方法。
老师提出问题,师生互动,共同设计实验方案。
教师指导学生独立操作实验,共同讨论,分析实验结论。
★教学过程:
(一)引入新课
通过多媒体课件进行图片的展示,突出照明灯具的大量应用,培养学生的美感,同时设置问题情景:
a在不同场合如何选择不同亮度的灯?
b如何知道两台性能相差不大的洗衣机在相等的时间里那一个消耗的电能多?
让学生建立在生活中要知道用电器电功率十分重要,从而提出思考,如何测量用电器的电功率呢?
两位学生为一组进行交流讨论,打开探究之门。
(二)进行新课
一、提出问题:
请同学们思考一下,如何知道小灯泡的电功率呢?
二、进行猜想:
猜想:
1.可以根据生产厂家在灯泡上的铭牌直接读出
2.可以用电能表和秒表由P=W/t间接求出电功率。
(若学生猜想出此方法,立即给于鼓励并用多媒体展示给大家这种测量方法,若没有思考出,则作为课后习题)
3.可以用电流表,电压表,根据P=UI间接求出电功率。
(过渡)师:
大家说的都非常好,那么这节课我们就来用电流表,电压表间接测量小灯泡的电功率,我们把这种方法称为伏安法测电功率。
问:
在我们前面的学习中也学习过伏安法,是用来测什么物理量的?
学生答:
伏安法测电阻
师:
那么我们线复习一下伏安法测电阻的实验,看它能不能为我们测量用电器的电功率带来帮助。
引入伏安法测电阻实验,通过类比的方法研究测小灯泡电功率的原理及电路图。
(多媒体课件进行演示)
三设计实验
第三节测量电功率
实验目的
实验原理
实验器材
电路图
实验步骤
记录表格
总结
引导学生根据实验要求,创设实验电路和记录表格(填于实验报告单),老师加以点评。
(利用实物投影将填写不全或有误的报告单和设计较好报告单进行对比)
让学生各根据实验要求选择实验器材,了解器材的规格和使用方法。
强调:
1.认识所选小灯泡的额定电压和滑动变阻器的最大阻止,允许通过的最大电流。
2.结合小灯泡和滑动变阻器的规格确定电源。
3.选择合适的电压表和电流表量程。
4.在连接电路时,开关应当处于断开状态,滑动变阻器滑片应滑到阻值的最大端。
四进行实验
1.照设计好的电路图连接电路。
连接过程中,开关应该断开。
闭合开关前,应将滑动变阻器的电阻条到最大。
2.查电路无误后闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,是小灯泡在额定电压下发光。
观察小灯泡的发光情况,将电压值和电流值记录在表格中并计算出小灯泡的额定功率。
3.使小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍(提醒学生,要缓慢的调节滑动变阻器的滑片,以免烧坏灯泡),观查小灯泡的发光情况,将电压值和电流值记录在表格中并计算出小灯泡的实际功率。
4.使小灯泡两端的电压为额定电压低于额定电压,观查小灯泡的发光情况,将电压值和电流值记录在表格中并计算出小灯泡的实际功率。
学生进行实验,教师巡视指导,解决实验中出现的各种问题。
注意:
1.帮助同学解决在实验过程中遇到的疑难问题。
2.指导学生在实验过程中掌握正确的实验操作方法,并掌握相应的实验技能。
1)指导学生选择实际电压分别大于,小于,等于额定电压三种情况测灯泡的电功率。
2)注意实验器材不因电流过大而损坏。
3.掌握实验的进展,帮助学生对实验数据进行整理及分析。
五分析实验
1.实验数据分析
怎样通过测量的数据计算灯泡的电功率?
小灯泡的额定功率是多少?
当灯泡两端比额定电压高或比额定电压低时,它的实际功率各是多少?
2.实验过程中故障分析(用防真物理实验室进行模拟演示)
1)电灯不亮
2)滑动变阻器不起作用
3)电表(电流表,电压表)无示数。
六评估与交流
1.实验的分析与论证要注意技巧,学会排除故障发生的原因。
2.实验数据的填写要尊重实验事实,不能凭主观猜想枉加改动。
3.实验中最可能出现错误的地方,在哪方面容易出现较大的误差?
4.在实验的设计、操作和分析的过程中,你发现了什么新的问题?
★小结
今天我们先提出问题,然后进行猜想、设计实验、进行实验,最后进行分析与论证,探究了测量电功率的方法,并得出结论:
小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率。
当小灯泡的实际电压等于额定电压时,小灯泡的实际功率等于额定功率;当小灯泡的实际电压高于额定电压时,小灯泡的实际功率大于额定功率;当小灯泡的实际电压低于额定电压时,小灯泡的实际功率小于额定功率。
下面请大家自已来谈一谈你这一节课学到了什么?
★课后活动:
完成物理套餐中课堂未完成的内容。
★布置作业。
完成基训同步练习
★教学反思:
第四节焦耳定律
★教学目标:
1、知识和技能
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。
知道利用和防止电热的场合和方法。
2、过程和方法
通过试验探究电流的热效应跟电阻大小的关系。
3、情感、态度、价值观
通过电热的利用和防止知识的学习,认识科学是有用的。
★重、难点:
电流的热效应:
电能……热能
热效应的计算公式:
P=I2RP=U2/R的使用。
★教学器材:
电脑平台、电阻丝、开关、电源、导线
★教学课时:
1时
★教学过程:
一、新课引入:
1、根据生活经验回答:
用手去摸正在工作的电灯、电视机的后盖,会有什么样的感觉?
(会有热的感觉)
2、这种现象叫做什么?
(复习:
电流的热效应)
3、灯泡中的电流与导线中的相同,为什么他不感觉热而他却热得大叫?
(出示动画课件演示)
二、新课教学:
1、观察电流的热效应:
实验一:
(出示动画课件演示)闭合开关,你观察到了什么?
并想一想为什么?
(观察到:
煤油柱上升。
解释:
这就是电流的热效应,导体通电后发热,煤油温度升高,发生热胀冷缩现象,造成煤油柱上升。
)
2、探究焦耳定律实验:
实验二:
(出示动画课件演示)将两只瓶内装有不同电阻丝的烧瓶串联在一起(R 1>R2),同时通以电流。
引导学生猜想会发生什么现象?
然后进行实验,提醒学生观察煤油柱的上升情况?
(观察到:
甲瓶中的煤油柱上升得更高)
引导学生分析这个实验为什么会出现这种现象呢?
两个瓶中的电阻丝各有什么相同的量和不同的量?
(通过的电流和通电时间一样。
两个瓶中的电阻丝的电阻不一样。
)
这个实验告诉了我们什么?
(在电流、通电时间不变时,电阻越大,电流产生的热量越多。
)
实验三:
(出示动画课件演示)移动滑动变阻器,改变电阻丝中电流的大小。
引导学生猜想会发生什么现象?
然后进行实验,提醒学生观察对比煤油柱上升的高度?
这个实验告诉了我们什么?
(在电阻、通电时间不变时,电流越大,电流产生的热量越多。
)
实验四:
(出示动画课件演示)用同一个电阻丝(R1)做实验,分别做两次实验,分别通电2分种和4分钟,对比煤油柱上升的高度?
引导学生猜想会发生什么现象?
然后进行实验,提醒学生观察对比煤油柱上升的高度?
这个实验告诉了我们什么?
(在通电电流和电阻不变时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
) 3、实验结论总结:
在电流、通电时间不变时,电阻越大,电流产生的热量越多。
在电阻、通电时间不变时,电流越大,电流产生的热量越多。
在通电电流和电阻不变时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
4、分析、归纳得出:
焦耳定律:
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。
公式:
Q=I2Rt 热量的单位:
焦(J)
4、例题:
例1:
一根60欧的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量?
解:
I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J. 答:
共产生了6480J的热量。
例2:
一只额定功率是450W的电饭锅,在220V的额定电压使用,每分钟产生多少焦耳的热量?
解:
略
例3:
两根导线电阻之比是3:
4,通过的电流之比是4:
3,在相同的时间内,两根导线产生的热量之比为___________。
4、思考题:
课本P125页。
★小结:
本节课重点探究了焦耳定律实验的过程。
★布置作业:
P131:
5、6、7、8
★板书设计:
第四节焦耳定律
1、电流的热效应。
2、焦耳定律实验:
在电流、通电时间不变时,电阻越大,电流产生的热量越多。
在电阻、通电时间不变时,电流越大,电流产生的热量越多。
在通电电流和电阻不变时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
3、焦耳定律:
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。
公式:
Q=I2Rt 热量的单位:
焦(J)
★教学反思:
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- 第十八章 电功率全章教案 第十八 电功率 教案