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文本内容:
2019-2020年高中物理第二册电功电功率4
一、教育目标1.理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义2.了解额定电压、额定功率、实际功率的意义
二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点电功、电功率的概念的理解及有关计算2.难点对电路中的能量转化关系,缺乏感性认识3.疑点有的学生认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的亮4.解决办法
①通过实物展示,使学生理解电能与其他形式能的转化,加强电路中能量转化的感性认识
②通过演示实验,使学生理解用电器的实际功率和额定功率的区别
三、教具准备灯泡“
3.8V
0.3A”、灯泡“220V40W”、灯泡“220V100W”、伏特表、电流表滑动变阻器(
1.5A50Ω)、电源(6-8V)、电键、电吹风(带有“220V40W”标记)
四、教学步骤1.新课引入在高一我们已经知道,能量是以不同的形式存在的,不同形式的能量可以相互转化,请同学们举出电能转化为其他形式能的例子电能→机械能,如电风扇、电吹风电能→内能,如电热器电熨斗、电饭堡电能→化学能,如电解槽能量的相互转化是如何实现的?能量的相互转化是通过做功来实现的,功是能转化的量度对于电能转化为其他形式的能,又是什么力做功来实现的?如何来计算这种功的大小呢?让我们一起来学习电功、电功率这一节内容2.新课教学什么是电功?其计算公式如何?是如何得到的?在导体的两端加上电压,导体内建立了电场自由电子在电场力的作用下定向移动,电场力对自由电子做了功,这个功简称为电功,通常说成电流做的功对一段导体而言,两端的电势差为U,把电荷q从一端搬到另一端,电场力做功W=qU,若在导体中形成电流I,则q=It(在时间t内,搬运的电量为q)∴W=qU=UIt就是电功的表达式说明
(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的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比
(2)适用条件I、U不随时间变化——恒定电流
(3)单位W、U、I、t单位分别为焦耳、伏特、安培、秒即1J=1V·A·s
(4)实质电能转化为其他形式的能,是通过电功来实现的电流做了多少功,就有多少的电能转化为其他形式的能什么是电功率,电功率的计算公式如何?是如何得到的?电功率是表示电流做功快慢的物理量即 p=W/t=UIt/t=UI说明
(1)表达式的物理意义——一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比
(2)适用条件U、I不随时间变化
(3)单位P、U、I单位分别为瓦特、伏特、安培即 1W=1J/s
(4)实质表示电能转化为其他能的快慢程度由公式P=UI可知,随着U、I的增大,P也将增大,P是否可以无限增大呢?首先我们要弄清额定功率和实际功率的概念额定功率是指用电器在额定电压下工作的功率,是用电器正常工作的最大功率实际功率是指用电器在实际电压下工作的实际的功率电路图中各元件,小灯泡标有“
3.8V
0.3A”标记出示画有右图的幻灯片,引导学生按电路图接好电路(提醒学生注意伏特表、安培表的正负极及滑动变阻器的接法)讲清实验目的是测量小灯泡在不同的电压下工作的实际功率调节滑动变阻器,使伏特表读数分别为
2.0V、
3.0V和
3.8V观察灯泡亮度的变化,并在图中记下安培表的对应值,请计算这三次的小灯泡的电功率P
1、P
2、P3即 P1=U1I1=
2.0×
0.22W=
0.44WP2=U2I2=
3.0×
0.28W=
0.84WP3=U3I3=
3.8×
0.30W=
1.14w
①P
1、P
2、P3是小灯泡在U1=
2.0V、U2=
3.0V、U3=
3.8V的电压下工作的实际功率,在这三种情况下,灯泡都能正常工作
②由计算可知P1<P2<P3,而灯泡的亮度也逐渐变亮,可见灯泡的亮度由实际功率判断
③小灯泡上的标记“
3.8V
0.3A”指的是小灯泡的额定电压和额定电流可见P3是这只小灯泡的额定功率,当U=
3.8V时,灯泡的实际功率等于额定功率出示220V100W、220V、40W灯泡,并说明“100W40W”分别是它们的额定功率说明一般家用电器的额定功率,如电吹风“220V400W”、白炽灯“220V60W”、空调“220V2马力”、“220V1马力5马力”,饮水机(制冷500W、制热100W),电饭褒“220V1200W”等,提醒学生节约用电、节约电能是不是额定功率大的灯泡比额定功率小的灯泡一定亮呢?出示“
3.8V
0.3A”灯泡和“
2.5V
0.3A”小灯泡,计算它们额定电功率分别为P1=
3.8×
0.3W=
1.14W,P2=
2.5×
0.3W=
0.75W把“
3.8V
0.3A”的灯泡接入电路,使伏特表示数为
2.0V再把“
2.5V
0.3A”的小灯泡接入电路,使伏特表示数
2.5V,观察灯泡的明亮程度灯泡明亮程度由其实际功率决定,与额定功率无关加给用电器的电压,可不可以超过额定电压呢?继续做上述实验,减少变阻器的阻值,观察伏特表、安培表的示数和小灯泡的亮度,当伏特表的读数约为
5.2V时,小灯泡熄灭加在小灯泡的电压比额定电压大不多时,随着电压的增大,灯泡越来越亮,说明灯泡的实际功率超过了额定功率,并在逐渐增大当电压增到一定值时,灯丝被烧断实验说明,加给用电器的电压不应超过额定电压,否则就有可能使用电器损坏从这个实验中我们得到什么启示?我们在使用电器时候,一定要先检查用定电压是否符合额电电压,保证用电安全
五、总结、扩展通过本节课的学习我们掌握电功、电功率的概念及计算方法,并应对额定功率和实际功率有进一步的了解例题不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V2A”的灯泡1)其额定电压额定功率是多少?2)当接在110V的电压下时,其实际功率为多少?3)当接在440V的电压下时,其实际功率为多少?解 由P额=U额I额=220×2=440WR=U额/I额=220/2=110Ω2)当U=110V时由P=UI=U2/R=1102/110=110W3)当U=440V时∵超过额定电压一倍,故灯泡已烧坏∴P=0
六、板书设计第五节 电功 电功率
一、电功、电场力做的功(电流做的功)W=UIt物理意义 电流在一段电路上所做的功,跟这段电路两端的电压、电路中的电流,和通电时间成正比
二、电功率 电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值P=UI物理意义 一段电路上的电功率,跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比
三、额定功率和实际功率额定功率 用电器正常工作的最大的功率实际功率 用电器实际工作的功率 。