《电功率》
电功率是初中物理教学的重点和难点,本节课讲授电功率的意义、公式及额定功率的意义及其适用条件等,使学生加强对电功率的理解和掌握。本节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率容易混淆。在教学中结合实验**,让学生经历提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验收集证据、分析、论证与评估等这些科学**的过程。
通过**用电过程中电功率与什么因素有关,让学生经历电功率与用电器两端电压、用电器中的电流的关系的**过程,体验科学**的方法,能区分用电器的额定功率和实际功率的意义,学会认识电器上标出的功率值,活跃了学生思维,增强了学生能力,调动了学生的积极性。
本节课需从生活实际中用电耗能的差异性——不同用电器消耗电能的快慢不同入手,引导学生从电能表的铝盘转动快慢不同,提出电能消耗快慢的度量问题,引入电功率的概念。让学生认识生活中的物理,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。
测小灯泡功率时,要在额定电压、1.2倍的额定电压、低于额定电压的三种情况下,来测定小灯泡的功率。其目的是让同学们通过自己动手操作、亲眼观察,从灯泡的明暗程度的变化,体会用电器的实际功率与额定功率不一定相等,实际功率的大小取决于加在用电器两端的实际电压。
进一步熟悉电压表、电流表及滑动变阻器的使用培养学生的实验能力。
知识与能力目标】
1.理解电功率是表示电流做功快慢的物理量,知道电功率的单位是w;
2.会用电功率的公式p=w/t=ui进行初步的计算;
3.掌握额定功率和实际功率的联系和区别;
4.通过实验理解小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并**掌握其变化规律,体验小灯泡在不同电压下的工作状态,加深理解额定功率和实际功率。
过程与方法目标】
1. 通过科学**电功率与用电器两端电压的关系,培养学生的科学**能力;
2. 通过**,体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并发现其变化的规律。
情感态度价值观目标】
认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的意识和合作学习的意识和态度。
教学重点】理解电功率的定义;实验**电功率问题;区分实际功率和额定功率。
教学难点】设计实验及实验数据的分析处理能力。
1、多**课件;
2、电源(电池组)、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干。
一、复习回顾:
1. 电灯工作时将电能转化为内能和光能。
2.电能的国际单位是焦耳,常用单位是度。
3.有一只节能灯接在220 v的家庭电路中,通过它的电流为90ma,计算这只灯使用5 h消耗0.099度电。
二、新课教学:
比较电流做功快慢的方法
1.家用电热水器和灯泡在通电时间相同时,哪一个消耗电能多些?
2. 若家用电热水器和灯泡,都要消耗1度电,那么哪一个需要的时间短些?
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。
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?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?
电功率。1.电功率是表示电流做功快慢的物理量。电功率是电流在单位时间内所做的功(或所消耗的电能),单位:瓦特,简称瓦,符号是 w。
2. 电功率的定义公式:p=w/t,引导学生推导电功率的另一个公式:p=ui;
3.电功率的单位:瓦(w)千瓦(kw),明确他们之间的换算关系。
各种不同的用电器,电功率各不相同,翻看电器的说明书,我们常常可以看到“电功率”这样的参数。教师讲解: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,此处暂未涉及额定电压的概念)。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(或光能)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。
我们要想省电,可以在不改变用电时间的情况下,尽可能的减小用电器的功率;也可以在不减小用电器功率的情况下,减少用电时间。
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**(电灯功率与电压的关系)做好准备。
思考:“电能表常数600 r/(kw·h)”表示用电1 kw·h电能表转盘转动的圈数为转。
千瓦时”的来历
例题:一个1kw的用电器当工作1h时消耗的电能是多少?
学生演算,教师总结: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。如果 p 和 t 的单位分别用 kw、h,那么它们相乘之后,就得到电能的另一个单位:千瓦时(度)。
1 千瓦时可以看作功率为 1 kw 的用电器使用 1 h 所消耗的电能。区分“千瓦时”与“千瓦”,一个是电能单位,一个是电功率的单位。
1kw·h=3.6╳106j
例题:某电视机的电功率是 150 w,每天使用3 h,一个月用电多少千瓦时? (按 30 天计算)
解:一个月内消耗的电能是。
w = pt = 0.15 kw×90 h = 13.5 kw · h
答:一个月用电 13.5 kw · h。
额定电压、额定功率。
将两只灯泡“pz220 40”和“pz220 100”先后并联和串联接入家庭电路中,观察灯泡的发光情况。
现象:在电压为 2.5 v 时,灯泡正常发光;在低于 2.5 v 时,灯泡发光暗淡;在高于 3 v 时,灯泡强烈发光。说明用电器消耗的电功率随着它两端电压的改变而改变。
额定电压:用电器正常工作时的电压,用u额表示;
额定功率:用电器在额定电压下工作时的功率,用p额表示;
实际电压:实际加在用电器两端的电压。用u实表示;
实际功率:用电器在实际电压下工作时的功率。用p实表示。
若u实 = u额,则 p实 = p额;用电器正常工作;
若u实 > u额,则 p实 > p额;可能烧毁用电器;
若u实 < u额,则 p实 < p额;用电器不能正常工作。
小灯泡的亮度取决于——实际功率(p实),观察白炽灯泡和洗衣机的铭牌,理解其中的含义。
测小灯泡的功率。
根据公式:p=ui,测量出小灯泡两端的电压和流过灯泡的电流,就能求出电功率。
我们知道,用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。如果灯泡不是在额定电压下工作,灯泡功率会有什么不同呢?
今天的实验,我们分别测量以下三种情况下的实际功率。
1)使小灯泡在额定电压下发光;
2)使小灯泡两端电压是额定电压的1.2倍,并观察小灯泡亮度;
3)使小灯泡两端电压低于额定电压,并观察小灯泡亮度。
学生实验。学生实验器材:干电池、电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一个,额定电压2.5伏的小灯泡、导线若干。
实验目的:测定小灯泡实际功率和额定功率。
实验原理:根据p=ui,通过测量u和i,得出p。
实验器材:每组配备干电池三节,电流表,电压表,滑动变阻器和开关各一个,小灯泡一个,导线若干。
实验步骤:(1)检查所需的实验器材是否齐全;(2)按照实验要求设计电路;(3)按照实验要求设计实验数据记录**;(4)连接电路;(5)测量数据;(6)数据分析;(7)得出结论。
根据实验原理画出实验电路图如下:
实验要求 :移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压分别为额定电压、低于额定电压、高于额定电压(不能超过 1.2u额), 记录电压值,电流值,同时观察比较灯的亮度有何区别,实验时注意电流表与电压表的量程、滑动变阻器的使用方法。
实验步骤 :(1)将电压表和电流表指针调零,断开开关,按照电路图连接电路,将滑动变阻器滑片放在阻值最大处;(2)闭合开关,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数依次为2.5 v、2 v和3 v,依次记下电压表示数u和对应的电流表示数i,分别将u、i记录在**中;(3)观察并比较三次小灯泡的发光情况,将现象记录在**中。
注意事项:(1)连接电路时,应该把滑动变阻器的那两接线柱连入电路?
2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片要放在什么位置?
3)电压表和电流表的正负接线柱的连线是否正确?量程选择是否正确?
4)小灯泡两端的电压能高出额定电压很多吗?
小灯泡的额定电压是2.5v
1. 把你测量的实际功率与小灯泡的额定功率进行比较,它们是否一定相等?
2. 在不同的实际功率下,灯泡的亮度一样吗?
3. 你认为小灯泡的亮暗是由什么决定的?
小灯泡实际消耗的电功率不一定等于额定功率。当u实=u额时,p实=p额; 小灯泡正常发光;
当u实》u额时,p实》p额;小灯泡较亮,有可能烧毁;
当u实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;小灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
思考:①小灯泡在什么情况下正常发光?在什么情况下比正常情况更亮?这样做好不好?在什么情况下小灯泡比正常情况下暗?
使用用电器时,为什么应该在额定电压下工作?
回想一下自己在实验过程中遇到了哪些困难,你是怎么解决的?
例1:把两只灯泡并联后接到电源上,闭合开关,发现灯泡l1比l2亮,则下列说法正确的是()
a、通过l1的电流小b、通过l2的电流大。
c、l1两端的电压比l2大 d、 l2两端的电压和l1一样大
解析:因两只灯泡并联后接到电源上,灯泡l1比l2亮,所以,u1=u2,p实1>p实2,由p实=ui可知: i1>i2,即通过l1的电流大,
由上分析可知a、b、c选项错误,只有d正确。
故答案选d。
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