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            電功率教案示例之二

            2011-12-02 高二物理教案 來源:互聯網 作者:


            電功率

            (一)教學目的

            1.掌握電功率的概念:知道電功率的意義(反映電流做功的快慢)、定義(電流在單位時間內所做的功)、公式(P=UI)和單位(瓦);能綜合運用已學知識計算用電器(只限于一個)的電功率問題。

            2.理解額定電壓、額定功率和實際功率的意義以及它們之間的關系。

            (二)教具

            1.標有不同額定電壓和不同功率的燈泡各一個。

            2.45伏左右的電源一個。

            3.安培計、伏特計、變阻器各一個。

            4.燈座一個、導線若干。

            (三)教學過程 

            1.復習提問

            (1)電功大小與什么有關?電功的公式和單位是什么?(2)電力機車上的電動機和電扇上的電動機。哪個做的功多?

            (引導學生如下回答:不能確定,因為未告訴各自做功的時間。在相同時間內,肯定電力機車做的功比電扇大得多,但如果電力機車做功時間很短,電扇工作時間很長,那就不一定了。)

            2.引入新課

            由復習提問自然引入:電力機車和電扇的電動機做功大小不好比較,那末它們做功究竟有什么不同呢?

            (答:做功快慢不同,電力機車在單位時間做的功多,電扇在單位時間做的功少)

            為表示電流做功的快慢,引人電功率的概念。

            3.講授新課

            (1)電流在單位時間內所做的功叫做電功率。

            這個單位時間就是1秒鐘,如果通電時間為t秒,電流所做的功為W焦,則電功率是

            P=W/t

            ∵W=UIt

            ∴P=UI

            即電功率等于電壓與電流的乘積。

            (2)電功率的單位。第一冊中學過功率的單位是瓦,即每秒鐘做功1焦其功率為1瓦。電功的單位也是焦,所以電功率的單位也是瓦。由P=UI可知:U的單位為伏,I的單位為安,P的單位就是瓦。(以上均采用邊講邊啟發的方式得出)

            電功率的單位還有千瓦

            1千瓦=1000瓦。

            l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒

            如P取千瓦,t取小時為單位,則得一電功的新單位:千瓦時(kw·h)

            1千瓦·時=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒

            =3.6×106焦

            聯系上節課講的電功單位“度”,可知

            1千瓦·時=1度

            注意:“度”是生活中的說法,今后一律用千瓦·時。(以上采用講授方式)

            (3)例題《以下例題應預先抄在小黑板上)。例①一只小燈泡所用的電壓是:3伏,通過的電流是0.3安。通電時間是100秒。求電流所做的功和燈泡的電功率。

            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。

            兩種解法是一樣的,但解Ⅱ在計算上簡便些.

            例②一只電阻絲,接在40伏電路中,通過的電流是安,電阻絲的電功率是多少瓦?如把它接在20伏的電路中,電阻絲的電功率又是多少?

            解:接在40伏電路中的電功率

            P=UI=40伏×5安=200瓦

            接在20伏電路中的電功率

            ∵R=U/I=40伙/5安=8歐

            I′=U/R=20伏/8歐=2.5安

            ∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦

            可見:同一用電器(電阻不變)所加電壓減小到原來的1/2,則電功率減小到原來的1/4,即電功率與所加電壓的平方成正比。

            (例①解后應強調思路和方法,例②解后應強調用電器的功率隨所加電壓的變化而變化)

            (4)從例②中可以看出,同一個用電器在不同電壓下,電功率是不同的?墒菫槭裁慈粘J褂玫挠秒娖鞫加幸欢ǖ墓β手的?

            (演示課本講述額定功率的實驗。取一標有電壓和功率的小燈泡,分別接在標定電壓、高于標定電壓、低于標定電壓的電路中,觀察發光情況。最后接入220伏的照明電路中。燈泡澆毀)

            所以我們說用電器的功率是多大時,必須指明電壓是多少。由于照明電路電壓都是200伏,所以我們說15瓦的電燈。1000瓦的路燈,40瓦的日光燈等等,都是指在220伏電壓時的功率。但在這些用電器上必須同時標明電壓和功率。

            (出示各種用電器,讓學生認明標記)

            不同廠家生產的用電器上的標記大同小異,如40瓦電燈泡,標記為“220伏40瓦”、“220V40W”、“PZ220梍40”等等。用電器上標定的電壓和功率叫做額定電壓和額定功率。用電器只有在額定電壓下工作,其功率才是額定功率,只有在這種情況下使用,用電器工作才是正常的。例如電燈在額定電壓下正常發光,若電壓低于額定電壓,就發光暗淡,高于額定電壓就發光強烈,時間長了就容易燒壞,若遠高于額定電壓,就立即燒毀;因此,使用用電器時,一定不要使電壓高于額準電壓。

            %額定電壓和額定功率是一切用電器的重要性能指標,一般都標在用電器上或使用說明書中。

            (5)一些電器設備的功率。

            (根據學生日常用到的電器設備舉例)

            指出:

            ①家用電器的額定電壓均為220伏。

            ②小燈泡只標有額定電壓如“1.5V”、“2.5V”、”3.8V”等。

            最后指出:功率大說明單位時間做功多,功率表示了電電器做功本領的大小。如電爐1500瓦比500瓦發熱快,電燈100瓦瓦比40瓦發光強等。

            4.鞏固練習

            (l)本節課文中的例題(讓學生不看書,自己解出來,然后和課本解法對照)

            (2)有一標記為“12V3W”的燈泡,接在15伏電壓的電路中:①如果燈絲電阻不變,燈泡的功率是多少?②實際上燈絲電阻是隨溫度升高而增大的。設這時燈絲電阻是正常使用時電阻的1.2倍,燈泡的實際功率是多少?

            解:①燈絲額定電流I=P/U=3瓦/2伏=0.25安

            燈絲電阻R=U/I=12伏/0.25安=48歐

            電壓為15伏時的電流

            I1=15伏/48歐=5/16安

            ∴.功率P1=5/16安×5伏=4.7瓦

            ②燈絲實際電阻R′=l.2R=1.2×48歐=57.6歐

            實際通過的電流

            I2=15伏/57.6歐=0.26安

            實際功率是P2=15伏×0.26安=3.9瓦

            說朋:在功率的計算中一般不考慮電阻變化的影響。但在電燈的使用中,電壓不同燈泡的亮度不同,燈絲溫度差別較大,故電阻的變化亦較大。因此,使用電壓高下額定電壓時,實際功率低于計算值;反之,實際功率高于計算值。(本題第2問,也可改為定性說明題而不做計算,可視學生接受能力而定)

            5.課外作業 :本自習題一第2、3題。

            6.板一書設計

            電功率

            定義:電流在單位時間內所做的功。

            公式:P=UI或P=W/t

            單位:1瓦=1伏·安=1焦/秒

            l千瓦=1000瓦

            電功單位:1焦=1瓦·秒

            1千瓦時=1000瓦×3600秒=3.6×106=1度。

            額定電壓和額定功率。

            (四)設想、體會

            電功率是初中教學的重點和難點。由于內容較多,計算較復雜,要安排三節課才能完成:這一節講電功率的意義、公式及額定功率的意義及其適用條件,后繼兩節課為實驗和計算。三節課的知識內涵和深度是相同的、只是從不同方面來加強和鞏固,使學生達到對電功率的理解和掌握。

            這節課從實際的大小不同的電動機,它們工作有什么不同引入新課,這樣既突出了電功率的意義,也突出了電功率和電功的區別。

            在講過電功率的公式和單位后,沒有采用課本的例題,而另編了兩道較淺的例題:例①意在使學生理解電功率和電功都有兩個式子(P=W/t=IU,W=IUt=Pt)和兩種算法;例②意在使學生理解電功率大小隨所加電壓而變,為順利過渡到額定功率的討論提供預備知識。課本的例題是聯系實際照明電路的題,計算較復雜,題的內容也統包含了這節課的全部知識,因此用作授完新課后的鞏固練習。這樣就使整堂課中的例題和練習,都不是無的放矢,而是為教學目的服務,與教學內容緊密結合,成為推進教學的有力工具。

            最后鞏固練習中,提出了燈泡的功率隨電壓變化。而電壓變化又將引起燈絲溫度變化,從而引起燈絲電阻變化。電阻變化又影響實際功率的大小,這是一道聯系已學知識的擴展加深的題。在教學中可視學生情況而定:如學生都是優等生,可做定量計算。對一般學生可做定性說明。

            這節課的難點是學生對額定電壓、額定功率與實際電壓、實際功率混淆不清,解題中需把電功率公式和歐姆定律公式反復運用,更加造成了困難。解決這一困難,一是要把有標記的燈泡接入不同電壓的演示實驗做好,二是解題中要分步計算,把每一步的已知什么求什么講清楚。由于以后有一節課專門講計算,因此本節課的練習應以直接用公式的簡單計算為主。

            注:本教案依據的教材是人教社初中物理課本第二冊第九章

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