俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。那么,你知道高中教案要怎么写呢?小编特别整理来自网络的电功率教案示例之二 精选版,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
电功率
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念:知道电功率的意义(反映电流做功的快慢)、定义(电流在单位时间内所做的功)、公式(P=UI)和单位(瓦);能综合运用已学知识计算用电器(只限于一个)的电功率问题。
2.理解额定电压、额定功率和实际功率的意义以及它们之间的关系。
(二)教具
1.标有不同额定电压和不同功率的灯泡各一个。
2.45伏左右的电源一个。
3.安培计、伏特计、变阻器各一个。
4.灯座一个、导线若干。
(三)教学过程
1.复习提问
(1)电功大小与什么有关?电功的公式和单位是什么?(2)电力机车上的电动机和电扇上的电动机。哪个做的功多?
(引导学生如下回答:不能确定,因为未告诉各自做功的时间。在相同时间内,肯定电力机车做的功比电扇大得多,但如果电力机车做功时间很短,电扇工作时间很长,那就不一定了。)
2.引入新课
由复习提问自然引入:电力机车和电扇的电动机做功大小不好比较,那末它们做功究竟有什么不同呢?
(答:做功快慢不同,电力机车在单位时间做的功多,电扇在单位时间做的功少)
为表示电流做功的快慢,引人电功率的概念。
3.讲授新课
(1)电流在单位时间内所做的功叫做电功率。
这个单位时间就是1秒钟,如果通电时间为t秒,电流所做的功为W焦,则电功率是
P=W/t
∵W=UIt
∴P=UI
即电功率等于电压与电流的乘积。
(2)电功率的单位。第一册中学过功率的单位是瓦,即每秒钟做功1焦其功率为1瓦。电功的单位也是焦,所以电功率的单位也是瓦。由P=UI可知:U的单位为伏,I的单位为安,P的单位就是瓦。(以上均采用边讲边启发的方式得出)
电功率的单位还有千瓦
1千瓦=1000瓦。
l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒
如P取千瓦,t取小时为单位,则得一电功的新单位:千瓦时(kw·h)
1千瓦·时=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒
=3.6×106焦
联系上节课讲的电功单位“度”,可知
1千瓦·时=1度
注意:“度”是生活中的说法,今后一律用千瓦·时。(以上采用讲授方式)
(3)例题《以下例题应预先抄在小黑板上)。例①一只小灯泡所用的电压是:3伏,通过的电流是0.3安。通电时间是100秒。求电流所做的功和灯泡的电功率。
解I:由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦。
P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦。
解Ⅱ:由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦。
W=P·t=l.5瓦×100秒=150焦。
两种解法是一样的,但解Ⅱ在计算上简便些.
例②一只电阻丝,接在40伏电路中,通过的电流是安,电阻丝的电功率是多少瓦?如把它接在20伏的电路中,电阻丝的电功率又是多少?
解:接在40伏电路中的电功率
P=UI=40伏×5安=200瓦
接在20伏电路中的电功率
∵R=U/I=40伙/5安=8欧
I′=U/R=20伏/8欧=2.5安
∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦
可见:同一用电器(电阻不变)所加电压减小到原来的1/2,则电功率减小到原来的1/4,即电功率与所加电压的平方成正比。
(例①解后应强调思路和方法,例②解后应强调用电器的功率随所加电压的变化而变化)
(4)从例②中可以看出,同一个用电器在不同电压下,电功率是不同的。可是为什么日常使用的用电器都有一定的功率值呢?
(演示课本讲述额定功率的实验。取一标有电压和功率的小灯泡,分别接在标定电压、高于标定电压、低于标定电压的电路中,观察发光情况。最后接入220伏的照明电路中。灯泡浇毁)
所以我们说用电器的功率是多大时,必须指明电压是多少。由于照明电路电压都是200伏,所以我们说15瓦的电灯。1000瓦的路灯,40瓦的日光灯等等,都是指在220伏电压时的功率。但在这些用电器上必须同时标明电压和功率。
(出示各种用电器,让学生认明标记)
不同厂家生产的用电器上的标记大同小异,如40瓦电灯泡,标记为“220伏40瓦”、“220V40W”、“PZ220梍40”等等。用电器上标定的电压和功率叫做额定电压和额定功率。用电器只有在额定电压下工作,其功率才是额定功率,只有在这种情况下使用,用电器工作才是正常的。例如电灯在额定电压下正常发光,若电压低于额定电压,就发光暗淡,高于额定电压就发光强烈,时间长了就容易烧坏,若远高于额定电压,就立即烧毁;因此,使用用电器时,一定不要使电压高于额准电压。
%额定电压和额定功率是一切用电器的重要性能指标,一般都标在用电器上或使用说明书中。
(5)一些电器设备的功率。
(根据学生日常用到的电器设备举例)
指出:
①家用电器的额定电压均为220伏。
②小灯泡只标有额定电压如“1.5V”、“2.5V”、”3.8V”等。
最后指出:功率大说明单位时间做功多,功率表示了电电器做功本领的大小。如电炉1500瓦比500瓦发热快,电灯100瓦瓦比40瓦发光强等。
4.巩固练习
(l)本节课文中的例题(让学生不看书,自己解出来,然后和课本解法对照)
(2)有一标记为“12V3W”的灯泡,接在15伏电压的电路中:①如果灯丝电阻不变,灯泡的功率是多少?②实际上灯丝电阻是随温度升高而增大的。设这时灯丝电阻是正常使用时电阻的1.2倍,灯泡的实际功率是多少?
解:①灯丝额定电流I=P/U=3瓦/2伏=0.25安
灯丝电阻R=U/I=12伏/0.25安=48欧
电压为15伏时的电流
I1=15伏/48欧=5/16安
∴.功率P1=5/16安×5伏=4.7瓦
②灯丝实际电阻R′=l.2R=1.2×48欧=57.6欧
实际通过的电流
I2=15伏/57.6欧=0.26安
实际功率是P2=15伏×0.26安=3.9瓦
说朋:在功率的计算中一般不考虑电阻变化的影响。但在电灯的使用中,电压不同灯泡的亮度不同,灯丝温度差别较大,故电阻的变化亦较大。因此,使用电压高下额定电压时,实际功率低于计算值;反之,实际功率高于计算值。(本题第2问,也可改为定性说明题而不做计算,可视学生接受能力而定)
5.课外作业:本自习题一第2、3题。
6.板一书设计
电功率
定义:电流在单位时间内所做的功。
公式:P=UI或P=W/t
单位:1瓦=1伏·安=1焦/秒
l千瓦=1000瓦
电功单位:1焦=1瓦·秒
1千瓦时=1000瓦×3600秒=3.6×106=1度。
额定电压和额定功率。
(四)设想、体会
电功率是初中教学的重点和难点。由于内容较多,计算较复杂,要安排三节课才能完成:这一节讲电功率的意义、公式及额定功率的意义及其适用条件,后继两节课为实验和计算。三节课的知识内涵和深度是相同的、只是从不同方面来加强和巩固,使学生达到对电功率的理解和掌握。
这节课从实际的大小不同的电动机,它们工作有什么不同引入新课,这样既突出了电功率的意义,也突出了电功率和电功的区别。
在讲过电功率的公式和单位后,没有采用课本的例题,而另编了两道较浅的例题:例①意在使学生理解电功率和电功都有两个式子(P=W/t=IU,W=IUt=Pt)和两种算法;例②意在使学生理解电功率大小随所加电压而变,为顺利过渡到额定功率的讨论提供预备知识。课本的例题是联系实际照明电路的题,计算较复杂,题的内容也统包含了这节课的全部知识,因此用作授完新课后的巩固练习。这样就使整堂课中的例题和练习,都不是无的放矢,而是为教学目的服务,与教学内容紧密结合,成为推进教学的有力工具。
最后巩固练习中,提出了灯泡的功率随电压变化。而电压变化又将引起灯丝温度变化,从而引起灯丝电阻变化。电阻变化又影响实际功率的大小,这是一道联系已学知识的扩展加深的题。在教学中可视学生情况而定:如学生都是优等生,可做定量计算。对一般学生可做定性说明。
这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,更加造成了困难。解决这一困难,一是要把有标记的灯泡接入不同电压的演示实验做好,二是解题中要分步计算,把每一步的已知什么求什么讲清楚。由于以后有一节课专门讲计算,因此本节课的练习应以直接用公式的简单计算为主。
注:本教案依据的教材是人教社初中物理课本第二册第九章
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电功率教案示例之一
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念(物理意义、定义、计算公式,单位)。
2.理解什么是额定电压、额定功率。知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的。别。
(二)教具
低压电源,演示电流表、电压表,标有“3.8V”的小灯泡,开关、滑动变阻器各一个,导线若干,“220V40W”白炽灯泡一只,画上用电器铭牌的小黑板一块,写有例题、预习题的小黑板一块。
(三)教学过程
1.复习,引入新课
问:(l)怎样比较物体运动的快慢?(物体在单位时间内通过的路程棗速度。)
(2)怎样比较力对物体做功的快慢?(物体在单位时间内完成的功棗一功率。)
(3)怎样比较电流做功的快慢?(挂出写有例题的小黑板。)
例:电流通过洗衣机的电动机,通电半小时做功180000焦;电流通过公共电车的电动机,通电2秒钟做功120000焦。问:①电流通过哪个电动机做功多?(通过洗衣机电动机)②电流通过哪个电动机做功快呢?
告诉学生,电流做功的快做,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
分别计算出电流通过洗衣机电动机、电车电动机每秒钟做的功:i00焦、60000焦。结论:电流通过电车的电动机做功快。
指出:日常生活中,不仅要了解电流做功的多少,还需要知道电流做功的快慢。在物理学中是用“电功率”来表示电流做功的快慢。
2.进行新课
(1)电功率(师生共同讨论下列的内容)
①定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用字母P来表示。
②意义:表示电流做功的快慢。
表明:电功率等于电压与电流的乘积。(注意:上述两个公式适用于任何电路)
④单位:瓦、千瓦。
1瓦=1焦/秒=1伏·安,
l千瓦=1000瓦。
⑤导出计算电功的另一公式W=Pt和电功的单位干瓦时。
W=Pt=l千瓦×I时=1千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。
⑥例题(本节课本上的〔例题〕):通过该例题的讲评,向学生强调要正确使用W=Pt这个公式,注意公式中各量的单位。公式与单位:
W=PtW=Pt
焦瓦秒千瓦·时干瓦时
可再做一些W=Pt的口头练习
(2)额定功率
手拿一个“220V40W”的灯泡提问:通常我们说这是一只4D瓦的灯泡,那是一把60瓦的电烙铁,是什么意思?
①演示实验
告诉学生实验目的:研究灯泡的亮度跟电压的关系。
介绍实验装置,组成如图1所示的电路。
让学生观察:两表的示数和灯泡的亮度。
实验过程:a.闭合开关移动滑片P使表的示数为2.5伏,
在下表中记录U、I读数和灯泡的亮度。
b.移动滑片P,使表的示数为2伏,记录。
C.移动滑片P,使表的成数为2.8伏,记录。
实验记录
②师生对实验进行分析讨论并小结如下:
a.在不同的电压下,同一个用电器的电功率不是一样大,灯泡消耗的功率可由P=UI来计算。
b、灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定。灯泡越亮,表明其消耗的电功率越大。C.用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率,为了使用电器正常工作,应使用电器在额定电压下工作。
d.每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,我们平常说这是一个40瓦的灯泡,指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。
e.根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系:
当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;
当U实
当U实>U额时,P实>P额,用电器容易被烧坏。
③教师出示一个“220V40W”的灯泡和铭牌,让学生观察,然后挂出有铭牌的小黑板,介绍灯泡上的标志和铭牌的意义。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。
3.小结:略。
4.布置作业:(1)课本本节的练习3、4。
(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)
预习题:
1.实验的目的是什么?
2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
3.需要哪些实验器材?
4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?
5.怎样组成电路?请画出实验电路图。
6.怎样设计实验数据记录表格。
7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
(四)说明
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
注:本教案依据的教材是人教社初中物理课本第三册第九章
电功率
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念(物理意义、定义、计算公式,单位)。
2.理解什么是额定电压、额定功率。知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的。别。
(二)教具
低压电源,演示电流表、电压表,标有“3.8V”的小灯泡,开关、滑动变阻器各一个,导线若干,“220V40W”白炽灯泡一只,画上用电器铭牌的小黑板一块,写有例题、预习题的小黑板一块。
(三)教学过程
1.复习,引入新课
问:(l)怎样比较物体运动的快慢?(物体在单位时间内通过的路程棗速度。)
(2)怎样比较力对物体做功的快慢?(物体在单位时间内完成的功棗一功率。)
(3)怎样比较电流做功的快慢?(挂出写有例题的小黑板。)
例:电流通过洗衣机的电动机,通电半小时做功180000焦;电流通过公共电车的电动机,通电2秒钟做功120000焦。问:①电流通过哪个电动机做功多?(通过洗衣机电动机)②电流通过哪个电动机做功快呢?
告诉学生,电流做功的快做,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
分别计算出电流通过洗衣机电动机、电车电动机每秒钟做的功:i00焦、60000焦。结论:电流通过电车的电动机做功快。
指出:日常生活中,不仅要了解电流做功的多少,还需要知道电流做功的快慢。在物理学中是用“电功率”来表示电流做功的快慢。
2.进行新课
(1)电功率(师生共同讨论下列的内容)
①定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用字母P来表示。
②意义:表示电流做功的快慢。
表明:电功率等于电压与电流的乘积。(注意:上述两个公式适用于任何电路)
④单位:瓦、千瓦。
1瓦=1焦/秒=1伏·安,
l千瓦=1000瓦。
⑤导出计算电功的另一公式W=Pt和电功的单位干瓦时。
W=Pt=l千瓦×I时=1千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。
⑥例题(本节课本上的〔例题〕):通过该例题的讲评,向学生强调要正确使用W=Pt这个公式,注意公式中各量的单位。公式与单位:
W=PtW=Pt
焦瓦秒千瓦·时干瓦时
可再做一些W=Pt的口头练习
(2)额定功率
手拿一个“220V40W”的灯泡提问:通常我们说这是一只4D瓦的灯泡,那是一把60瓦的电烙铁,是什么意思?
①演示实验
告诉学生实验目的:研究灯泡的亮度跟电压的关系。
介绍实验装置,组成如图1所示的电路。
让学生观察:两表的示数和灯泡的亮度。
实验过程:a.闭合开关移动滑片P使表的示数为2.5伏,
在下表中记录U、I读数和灯泡的亮度。
b.移动滑片P,使表的示数为2伏,记录。
C.移动滑片P,使表的成数为2.8伏,记录。
实验记录
②师生对实验进行分析讨论并小结如下:
a.在不同的电压下,同一个用电器的电功率不是一样大,灯泡消耗的功率可由P=UI来计算。
b、灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定。灯泡越亮,表明其消耗的电功率越大。C.用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率,为了使用电器正常工作,应使用电器在额定电压下工作。
d.每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,我们平常说这是一个40瓦的灯泡,指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。
e.根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系:
当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;
当U实
当U实>U额时,P实>P额,用电器容易被烧坏。
③教师出示一个“220V40W”的灯泡和铭牌,让学生观察,然后挂出有铭牌的小黑板,介绍灯泡上的标志和铭牌的意义。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。
3.小结:略。
4.布置作业:(1)课本本节的练习3、4。
(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)
预习题:
1.实验的目的是什么?
2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
3.需要哪些实验器材?
4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?
5.怎样组成电路?请画出实验电路图。
6.怎样设计实验数据记录表格。
7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
(四)说明
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
注:本教案依据的教材是人教社初中物理课本第三册第九章
电功率教案示例之三(小编推荐)
课题:电功率。
课时:1课时。
教学要求:
教具:
“36V40W”电灯一只,标志清晰的“220V10Ow”“220V15w”白炽灯两只,洗衣机,电动机铭牌若干或画上铭牌的小黑板一块,演示电流表和电压表各一只,滑动变阻器,低压电源各一只,小黑板等。
教学过程:
一、复习旧课,引人新课
复习提问:
1.怎样比较物体运动的快慢?(利用物体在单位时间里通过的路程棗速度)
2.怎样比较物体做功的快慢?(利用物体在单位时间里完成的功棗功率)
3.怎样比较电流做功的快慢呢?请看下面的例题,展示抄有例题的小黑板:
例1:电流通过电扇电动机,通电半小时,电流做功72000焦耳;电流通过起重机的电动机,通电2秒钟,做功40000焦耳,电流通过哪一个电动机做功多?(电流通过电扇电动机做功多)
然而,电流通过哪个电动机做功快呢?
告诉学生,要比较电流做功的快慢,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就和比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
让我们来计算一下上题中电流每秒各做多少功。
电流通过电扇的电动机每秒做功。
结论:电流通过起重机的电动机做功快。
讲述:在日常生活和工农业生产中,人们不仅需要了解电流做功的多少,更需要知道电流做功的快慢。在物理学上,是用“电功率”来表示电流做功快慢的,本节就来学习有关电功率的知识。
二、讲解新课
板书:二、电功率
什么是电功率呢?与力学中的功率相类似,电流在单位时间内做的电功叫做电功率。板书:
1.电功率
(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
电功率通常用字母P表示,根据定义,可得出计算电功率的公式。
(2)公式:
上式表明,电功率等于电压与电流的乘积。
如果电压U的单位用伏特,电流I的单位用安培,电功率P的单位就是力学里功率的单位瓦特。
边讲边板书:
(3)单位:瓦特、千瓦,l千瓦=1000瓦。
向学生指出,由电功率的单位千瓦,还可以导出一个常用的电功单位千瓦时,电功率是1千瓦,电流在1小时内所做的电功就是1千瓦时。那么1千瓦时合多少焦耳呢?板书:由公式W=Pt得
W=Pt=1千瓦×1时=l千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦
即1千瓦时=3.6×106焦。
请同学们回忆一下,还有一个什么电功的单位表示的电功也等于3.6×106焦耳?(度)告诉学生,1千瓦时就是1度电。根据国家的计量标准,在技术文献中,电功的单位不再用“度”,而统一使用“千瓦时(kwh)”这个单位。
让学生做课文中的例题,然后讲评,向学生强调要正确使用公式。特别是要正确代入各量的单位,并用W=Pt做一些口头练习:
问:100瓦电灯正常工作10小时,做多少电功?
20千瓦电动机工作半小时,做多少电功?
转入额定功率的教学。(用课本上“通常我们说这个电灯的功率是40W……同一个用电器的功率总是同样大吗?”引入要讲的课题)
指出我们可以用实验来回答这个问题。向学生说明演示实验的目的、做法、实验中要注意观察的现象,然后做实验。
实验后,让学生回答实验前提出的问题。然后指出用电器工作时的功率和它工作时的电压有关系。
边讲边板书:
2.额定电压与额定功率:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
进一步向学生交待用电器实际消耗的功率(通常叫做实际功率)与额定功率的关系,边讲边板书:
当U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作
U实>U额,P实>P额,用电器容易损坏。
U实
最后,让学生观察白炽灯泡上的标志,说明其含义;传看或展示小黑板上电动机的铭牌,加深对额定功率、额定电压的印象。
四、小结(略)
五、布置作业
第二节练习和习题第1、2题。
看课本列出的一些电器设备的功率,算出47厘米彩色电视机在额定电压下工作5小时要用多少电。对有兴趣的学生课外可布置做章末小实验“利用电能表测电功率”。
注:本教案依据的教材是人民教育出版社初中物理第二册第九章
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电功率
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念:知道电功率的意义(反映电流做功的快慢)、定义(电流在单位时间内所做的功)、公式(P=UI)和单位(瓦);能综合运用已学知识计算用电器(只限于一个)的电功率问题。
2.理解额定电压、额定功率和实际功率的意义以及它们之间的关系。
(二)教具
1.标有不同额定电压和不同功率的灯泡各一个。
2.45伏左右的电源一个。
3.安培计、伏特计、变阻器各一个。
4.灯座一个、导线若干。
(三)教学过程
1.复习提问
(1)电功大小与什么有关?电功的公式和单位是什么?(2)电力机车上的电动机和电扇上的电动机。哪个做的功多?
(引导学生如下回答:不能确定,因为未告诉各自做功的时间。在相同时间内,肯定电力机车做的功比电扇大得多,但如果电力机车做功时间很短,电扇工作时间很长,那就不一定了。)
2.引入新课
由复习提问自然引入:电力机车和电扇的电动机做功大小不好比较,那末它们做功究竟有什么不同呢?
(答:做功快慢不同,电力机车在单位时间做的功多,电扇在单位时间做的功少)
为表示电流做功的快慢,引人电功率的概念。
3.讲授新课
(1)电流在单位时间内所做的功叫做电功率。
这个单位时间就是1秒钟,如果通电时间为t秒,电流所做的功为W焦,则电功率是
P=W/t
∵W=UIt
∴P=UI
即电功率等于电压与电流的乘积。
(2)电功率的单位。第一册中学过功率的单位是瓦,即每秒钟做功1焦其功率为1瓦。电功的单位也是焦,所以电功率的单位也是瓦。由P=UI可知:U的单位为伏,I的单位为安,P的单位就是瓦。(以上均采用边讲边启发的方式得出)
电功率的单位还有千瓦
1千瓦=1000瓦。
l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒
如P取千瓦,t取小时为单位,则得一电功的新单位:千瓦时(kw·h)
1千瓦·时=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒
=3.6×106焦
联系上节课讲的电功单位“度”,可知
1千瓦·时=1度
注意:“度”是生活中的说法,今后一律用千瓦·时。(以上采用讲授方式)
(3)例题《以下例题应预先抄在小黑板上)。例①一只小灯泡所用的电压是:3伏,通过的电流是0.3安。通电时间是100秒。求电流所做的功和灯泡的电功率。
解I:由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦。
P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦。
解Ⅱ:由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦。
W=P·t=l.5瓦×100秒=150焦。
两种解法是一样的,但解Ⅱ在计算上简便些.
例②一只电阻丝,接在40伏电路中,通过的电流是安,电阻丝的电功率是多少瓦?如把它接在20伏的电路中,电阻丝的电功率又是多少?
解:接在40伏电路中的电功率
P=UI=40伏×5安=200瓦
接在20伏电路中的电功率
∵R=U/I=40伙/5安=8欧
I′=U/R=20伏/8欧=2.5安
∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦
可见:同一用电器(电阻不变)所加电压减小到原来的1/2,则电功率减小到原来的1/4,即电功率与所加电压的平方成正比。
(例①解后应强调思路和方法,例②解后应强调用电器的功率随所加电压的变化而变化)
(4)从例②中可以看出,同一个用电器在不同电压下,电功率是不同的。可是为什么日常使用的用电器都有一定的功率值呢?
(演示课本讲述额定功率的实验。取一标有电压和功率的小灯泡,分别接在标定电压、高于标定电压、低于标定电压的电路中,观察发光情况。最后接入220伏的照明电路中。灯泡浇毁)
所以我们说用电器的功率是多大时,必须指明电压是多少。由于照明电路电压都是200伏,所以我们说15瓦的电灯。1000瓦的路灯,40瓦的日光灯等等,都是指在220伏电压时的功率。但在这些用电器上必须同时标明电压和功率。
(出示各种用电器,让学生认明标记)
不同厂家生产的用电器上的标记大同小异,如40瓦电灯泡,标记为“220伏40瓦”、“220V40W”、“PZ220梍40”等等。用电器上标定的电压和功率叫做额定电压和额定功率。用电器只有在额定电压下工作,其功率才是额定功率,只有在这种情况下使用,用电器工作才是正常的。例如电灯在额定电压下正常发光,若电压低于额定电压,就发光暗淡,高于额定电压就发光强烈,时间长了就容易烧坏,若远高于额定电压,就立即烧毁;因此,使用用电器时,一定不要使电压高于额准电压。
%额定电压和额定功率是一切用电器的重要性能指标,一般都标在用电器上或使用说明书中。
(5)一些电器设备的功率。
(根据学生日常用到的电器设备举例)
指出:
①家用电器的额定电压均为220伏。
②小灯泡只标有额定电压如“1.5V”、“2.5V”、”3.8V”等。
最后指出:功率大说明单位时间做功多,功率表示了电电器做功本领的大小。如电炉1500瓦比500瓦发热快,电灯100瓦瓦比40瓦发光强等。
4.巩固练习
(l)本节课文中的例题(让学生不看书,自己解出来,然后和课本解法对照)
(2)有一标记为“12V3W”的灯泡,接在15伏电压的电路中:①如果灯丝电阻不变,灯泡的功率是多少?②实际上灯丝电阻是随温度升高而增大的。设这时灯丝电阻是正常使用时电阻的1.2倍,灯泡的实际功率是多少?
解:①灯丝额定电流I=P/U=3瓦/2伏=0.25安
灯丝电阻R=U/I=12伏/0.25安=48欧
电压为15伏时的电流
I1=15伏/48欧=5/16安
∴.功率P1=5/16安×5伏=4.7瓦
②灯丝实际电阻R′=l.2R=1.2×48欧=57.6欧
实际通过的电流
I2=15伏/57.6欧=0.26安
实际功率是P2=15伏×0.26安=3.9瓦
说朋:在功率的计算中一般不考虑电阻变化的影响。但在电灯的使用中,电压不同灯泡的亮度不同,灯丝温度差别较大,故电阻的变化亦较大。因此,使用电压高下额定电压时,实际功率低于计算值;反之,实际功率高于计算值。(本题第2问,也可改为定性说明题而不做计算,可视学生接受能力而定)
5.课外作业:本自习题一第2、3题。
6.板一书设计
电功率
定义:电流在单位时间内所做的功。
公式:P=UI或P=W/t
单位:1瓦=1伏·安=1焦/秒
l千瓦=1000瓦
电功单位:1焦=1瓦·秒
1千瓦时=1000瓦×3600秒=3.6×106=1度。
额定电压和额定功率。
(四)设想、体会
电功率是初中教学的重点和难点。由于内容较多,计算较复杂,要安排三节课才能完成:这一节讲电功率的意义、公式及额定功率的意义及其适用条件,后继两节课为实验和计算。三节课的知识内涵和深度是相同的、只是从不同方面来加强和巩固,使学生达到对电功率的理解和掌握。
这节课从实际的大小不同的电动机,它们工作有什么不同引入新课,这样既突出了电功率的意义,也突出了电功率和电功的区别。
在讲过电功率的公式和单位后,没有采用课本的例题,而另编了两道较浅的例题:例①意在使学生理解电功率和电功都有两个式子(P=W/t=IU,W=IUt=Pt)和两种算法;例②意在使学生理解电功率大小随所加电压而变,为顺利过渡到额定功率的讨论提供预备知识。课本的例题是联系实际照明电路的题,计算较复杂,题的内容也统包含了这节课的全部知识,因此用作授完新课后的巩固练习。这样就使整堂课中的例题和练习,都不是无的放矢,而是为教学目的服务,与教学内容紧密结合,成为推进教学的有力工具。
最后巩固练习中,提出了灯泡的功率随电压变化。而电压变化又将引起灯丝温度变化,从而引起灯丝电阻变化。电阻变化又影响实际功率的大小,这是一道联系已学知识的扩展加深的题。在教学中可视学生情况而定:如学生都是优等生,可做定量计算。对一般学生可做定性说明。
这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,更加造成了困难。解决这一困难,一是要把有标记的灯泡接入不同电压的演示实验做好,二是解题中要分步计算,把每一步的已知什么求什么讲清楚。由于以后有一节课专门讲计算,因此本节课的练习应以直接用公式的简单计算为主。
注:本教案依据的教材是人教社初中物理课本第二册第九章
电功电功率
教学目标
(一)知识目标
1、知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。
2、理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算。
3、了解额定电压、额定功率、实际功率的意义。
4、知道电功率、热功率的联系和区别.
(二)能力目标
1、通过灯泡工作功率的演示,培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力。
(三)情感目标
1、通过演示实验,加强学生对物理实验的重视,培养学生严谨求实的科学态度。
2、通过电能和其他能的转化和守恒规律的讲解进一步渗透辨论唯物主义观点的教育和节约能源勤俭节约的优良传统。
3、通过灯泡实际功率的演示,对学生进行安全意识教育。
教学建议
1、在推导电功的公式时,应该注意讲清楚,在时间内,只是相当于把电荷由电路的一端移至另一端(两端的电压为),这与在真空中把某一电荷由某处移至另一处有区别,但效果是一样的,即所做的功相同。
2、可用类比的方法向学生说明:电场力对自由电行做功时,在真空中电势能转化为动能,这相当于物体在真空中自由下落时,重力势能转化为动能;在电阻元件中电势能转化为内能,这相当于物体在粘滞性较大的液体中匀速下落时,重力势能转化为内能。
3、教材只要求学生知道电功率和热功率的区别和联系,而不要求对这个问题作进一步讨论。
4、对于这两个导出式,要明确它的使用条件和适用范围,即:纯电阻电路。
教学设计方案
电功、电功率
一、教学目标
1、理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。
2、了解实际功率和额定功率。
3、了解电功和电热的关系。
4、了解公式()和()的适用条件。
5、知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。
6、能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
二、重点、难点分析
1、教学重点在于区别并掌握电功和电热的计算。
2、难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难。
三、主要教学过程
(-)提出问题,引入新课
1、通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?(做功,而且做正功)
2、电场力做功将引起能量的转化,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子。
电能→机械能,如电动机。
电能→内能,如电热器。
电能→化学能,如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
(二)教学过程设计
1、电功
(1)定义:电路中电场力对走向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。
(2)实质:能量的转化与守恒定律在电路中的体现。
电能通过电流做功转化为其他形式能。
上一章里学过电场力对电荷的功,若电荷在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为,则电场力做功。
对于一段导体而言,两端电势差为,把电荷从一端搬至另一端,电场力的功,
在导体中形成电流,且,(在时间间隔内搬运的电量为,则通过导体截面电流为,),所以。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
(3)表达式:
说明:
①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件:、不随时间变化——恒定电流。
(4)单位:电流单位用安培(A),电压单位用伏(V),时间单位用秒(S),则电功的单位是焦耳(J)。
(5)电功率
①表达式:
物理意义:一段电路上功率,跟这段电路两端电压和电路中电流强度成正比。
②单位:功的单位用焦耳(J),时间单位用秒(s),功率单位为瓦特(W)。
1W=1J/s
这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。
电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,描述它的定量规律是焦耳定律。
学生一般认为,,又由欧姆定律,,所以得出,电流做这么多功,放出热量。这里有一个错误,可让学生思考并找出来。
错在,何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?
英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。
2、焦耳定律——电流热效应
(1)内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
(2)表达式:
对于导体而言,根据欧姆定律,,所以,电流做功完全用来生热,电能转化为内能。
(3)说明:焦耳定律表明,纯电阻电路中电流做功完全转化为内能,同时,有电阻的电路中电流做功会引起内能的增加,且电热。
(4)简单介绍产生焦耳热的原因:
金属中自由电子在电场力作用下定向移动,由于电场做功,电子动能增加,但不断地与晶格(原子核点阵)碰撞,不断把能量传给晶格,使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧,从而温度升高。
(5)纯电阻电路中的
①电功,对所有电路中电阻的生热都适用。
结合纯电阻电路欧姆定律,
②电功率,对所有电路中电阻的电热功率都适用。
结合纯电阻电路欧姆定律
3、非纯电阻电路中的(以含电动机电路为例)
非纯电阻电路中,电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例,电动机电路如图所示,电动机两端电压为,通过电动机电流为,电动机线圈电阻为,则电流做功或电动机消耗的总电能为,电动机线圈电阻生热,电动机还对外做功,把电能转化为机械能,是电动机输出的机械能。
考虑每秒钟内能量转化关系,即功率,只要令上述各式中=1s即可,可得总功率,电热功率,输出功率,三者关系是。
4、额定功率和实际功率
为了使用电器安全、正常地工作,对用电器工作电压和功率都有规定数值。
(1)额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般说来,用电器电压不能超过额定电压,但电压低于额定电压时,用电器功率不是额定功率,而是实际功率。
(2)实际功率,、分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
(三)复习巩固
某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量kg,电源提供恒定电压,不计各处摩擦,当电动机以的恒定速度向上提升重物时,电路中电流强度=5A,求电动机线圈电阻()(4Ω)
探究活动
1、调查电路设计中采用了那些方法来减小导线上的电能损耗。
2、实验设计:验证