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1、電流做功的快慢
【教學目標】
知識與技能:
了解電功率的概念、物理意義、單位,以及影響電功率的因素。
會用功率的計算公式P=W/t=UI進行簡單的計算。
理解用電器的額定電壓、額定功率和實際電壓和實際功率的含義以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。
過程與方法:
1、理解實驗設(shè)計方案,經(jīng)歷實驗探究過程(突出收集證據(jù)、分析論證兩個環(huán)節(jié))。
2、通過探究活動總結(jié)出電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)。
情感態(tài)度與價值觀
1、通過科學探究,使學生經(jīng)歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發(fā)展初步的科學探究能力,形成尊重事實、探索真理的科學態(tài)度。
2、在共同完成實驗探究的過程中,讓學
2、生增加與他人的協(xié)同、合作能力,培養(yǎng)同學之間相互協(xié)作的團隊精神。
【教學重點】
1、探究煤油加熱時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能過程,研究電流做功快慢與電壓和電流關(guān)系。
2、電功率的概念、公式及其應(yīng)用。
3、額定電壓、額定功率和實際電壓和實際功率的概念。
【教學難點】
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析論證電功率與哪些因素有關(guān)。
2、理解額定功率和實際功率區(qū)別和聯(lián)系。
【教學用具】
教師演示器材:低壓電源,演示電流表、電壓表,標有“”的小燈泡,開關(guān)、滑動變阻器各一個,導線若干,“220V40W”白熾燈泡一只,PPT一個,演示電路板一塊。
學生實驗器材:(每實驗小組一套)學生電源一臺、不同
3、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(guān)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。
【教學方法】類比法、實驗探究法、講授法、討論法。
【教學過程】
復習提問:
1、電功大小與什么有關(guān)?電功的公式和單位是什么?
2、電流通過洗衣機半小時做功18000焦;電流通過電車2秒鐘做功1200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,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看哪個做的功多,這就跟
4、比較運動快慢和物體做功的快慢一樣。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:
(l)怎樣比較物體運動的快慢?(物體在單位時間內(nèi)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(nèi)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(nèi)所做的功→電功率)
電功率:
(1)定義:電流在單位時間內(nèi)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=W/t(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”
5、。
常用單位:千瓦,符號是“kw”。 換算關(guān)系:1KW=1000W
(5)實驗探究:電流做功的快慢與哪些因素有關(guān)
[猜想與假設(shè)]
[教師]根據(jù)上一節(jié)探究結(jié)果,請你猜想一下,電功率與哪些因素有關(guān)?
[學生]由電功的計算公式,有部分學生很快就會想到P=W/t=UIt/t=UI與電路兩端的電壓和電路中的電流有關(guān)。
[制定計劃與設(shè)計實驗]
教師引導學生模仿上一節(jié)“探究電流做功與哪些因素有關(guān)的實驗”設(shè)計“探究電功率與哪些因素有關(guān)的實驗”。分小組設(shè)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
6、測量。而P=W/t中的t可以用停表直接測量,由于煤油增加的內(nèi)能是從電轉(zhuǎn)化來的,所以電流所做的功W只能間接測量煤油吸收的熱量得到。即W=Q=cm(t2-t1)。從而設(shè)計出實驗電路和記錄表格。
[進行實驗與收集證據(jù)]
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(zhì)量,在閉合開關(guān)之前要讀出插入煤油中的溫度計示數(shù)t1,在閉合開關(guān)的同時按下停表開始計時,并讀出電流表和電壓表的示數(shù)。約2分鐘左右按表停止計時,此刻觀察溫度計,待溫度計內(nèi)的液柱不再上升時,記下溫度計的示數(shù)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(shù)據(jù)。這一系列的工作均需要和同伴合作完成。
[分析與論證]
煤
7、油吸收的熱量由Q=cm(t2-t1)計算出來,再用P=W/t=Q/t計算出電功率,比較各次實驗得到的數(shù)值,看P和U、I有什么關(guān)系?建議學生用加減乘除的方法去分析研究實驗數(shù)據(jù),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U/I電阻,I/U是電阻的倒數(shù),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(jié)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(jié)論后,對實驗過程進行反思,談?wù)劥嬖诘膯栴}和需要改進的地方。學生由實驗數(shù)據(jù)不一定會得到P=UI的結(jié)論,教師要引導學生分析誤差產(chǎn)生的原因:玻璃瓶和空氣要吸收一部分
8、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(shù)據(jù)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(guān)系:
由P=W/t得W=Pt=1000W×3600s=3.6×106J
由P=W/t=UI可知單位關(guān)系:1瓦特=1焦/秒=1伏特·安培
額定功率和實際功率:
(1)額定電壓:用電器正常工作時的電壓。(常用U額表示 )
(2)額定電流:用電器正常工作時的電流。(常用I額表示 )
(3)額定功率:用電器正常工作時的功率。(用P額表示)
(1)實際電壓:用電器實際工作時的電壓。(用U實表示)
(2)實際功率:用電器與實際電壓所
9、對應(yīng)的功率。(用P實表示)
(3)P額與P實的關(guān)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(shù)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 “220V、40W”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
10、上一些電器設(shè)備的銘牌標志的意義。如電燈泡標有“PZ220-25”;電烙鐵標有“360V、1000W”;電能表標有“”各表示什么意思?。
例題講解:
例:將“PZ220-60”的燈泡分別接入220V和200V的電路中,求燈泡工作時的電阻以及對應(yīng)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= P額/ U額求出I額,再由歐姆定律推導式R=U額/I額求出電阻
方法二:把歐姆定律代入功率公式,由P 額=U額I額=U2額/R
得R=U2額/P額求出電阻
教師引導學生
11、分析怎樣求燈泡的實際電功率
當燈泡接在220V電路中時,P實1=P額=60W
當燈泡接在200V電路中時,假設(shè)燈絲電阻不變
方法一:先根據(jù)I實=U實/R求出I實2,再根據(jù)P實2 =U實2 I實2
求出P實2
方法二:把歐姆定律代入功率公式得:P實2=U實2I實2=U實2/R
反思:用電器的實際功率由什么條件決定?為什么中要指明燈泡工作時的電阻?解題時為什么要假設(shè)燈絲的電阻不變?
鞏固練習:
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?
小明家有一電水壺,銘
12、牌如表所示,壺中裝有3L200C的水,
額定電壓 220V
額定電功率 840W
頻率 50Hz
容量 4L
瓶重 2Kg
求:①壺中所裝水的質(zhì)量是多少?
②在額定電壓下燒開這些水需要多少分鐘?(設(shè)壺內(nèi)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?
總結(jié):
1、電功率的定義、公式、單位
2、額定功率和實際功率的區(qū)別和聯(lián)系
布置作業(yè):
【板書設(shè)計】
1、電功率: (1)定義:電流在單位時間內(nèi)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=w/t(定義式) P=UI(計算式)
(4)單位:W kW 換算關(guān)系:1KW=1000W
×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(guān)系:
當U實=U額時,P實=P額 用電器正常工作
當U實U額時,P實>P額 用電器容