高二物理教案14.4.电功 电功率.doc_电功电功率公开课教案

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学 习 资 料

电功

电功率

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“220V 40W”、灯泡“220V 100W”、伏特表、电流表。

滑动变阻器(1.5A 50Ω)、电源(6-8V)、电键、电吹风(带有“220V 40W”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。

以上资料均从网络收集而来

学 习 资 料

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。

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学 习 资 料

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P1、P2、P3

即 P1=U1I1=2.0×0.22W=0.44W P2=U2I2=3.0×0.28W=0.84W P3=U3I3=3.8×0.30W=1.14w ①P1、P2、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220V 100W、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“220V 400W”、白炽灯“220V60W”、空调“220V 2马力”、“220V 1马力5马力”,饮水机(制冷500W、制热100W),电饭褒“220V 1200W”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?

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学 习 资 料

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“220V 2A”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=440W R=U额/I额=220/2=110Ω 2)当U=110V时

由P=UI=U2/R=1102/110=110W 3)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)

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学 习 资 料

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

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