第二节 电流做功的快慢 【2022年版课标要求】 1.结合实例,了解电功率。 2.知道用电器的额定功率和实际功率。 【重点难点】 重点:电功率的定义、公式、单位,额定电压和额定功率及其之间的关系,实际功率的计算。 难点:用电器的额定电压和额定功率、实际电压和实际功率及额定电压和实际电压之间的关系。利用电功率知识能解决生产、生活中的一些相关问题。 【教学准备】 教师准备:多媒体课件、节能灯泡、带铭牌的电炉、低压电源,演示电流表、电压表,标有“3.8 V”的小灯泡,开关、滑动变阻器各一个,导线若干,“220 V 40 W”白炽灯泡一只,演示电路板一块。 学生准备:(每实验小组各一套)学生电源一台、不同阻值的电阻丝若干根、学生电压表一只、学生电流表一只、开关一个、温度计一支、煤油、带开孔橡皮塞的瓶子一个、天平一台、线夹和导线若干、停表一只。 【教学设计】 复习提问 1.电功大小与什么有关 电功的公式和单位是什么 2.电流通过洗衣机半小时做功18 000焦;电流通过电车2秒钟做功1 200焦。问:电流通过洗衣机和电车时哪个做功多 哪个做功快呢 通过计算告诉学生:在日常生活中,不仅要了解电流做功的多少,还需要知道电流做功的快慢,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须比较它们在相同的时间里哪个做的功多,这就跟比较运动快慢一样。由此引入课题。 【新课教学】 通过类比的方法引入电功率的概念: (1)怎样比较物体运动的快慢 (物体在单位时间内通过的路程→速度) (2)怎样比较力对物体做功的快慢 (物体在单位时间内完成的功→功率) (3)怎样比较电流做功的快慢 (电流在单位时间内所做的功→电功率) 一、电功率 (1)定义:电流在单位时间内所做的功叫电功率。 (2)物理意义:电功率是表示电流做功快慢的物理量。 (3)公式:P=(定义式)。 (其中:P—电功率,单位:瓦;W—电功,单位:焦;t—时间,单位:秒) (4)单位:瓦特,简称瓦,符号是“W”。 常用单位:千瓦,符号是“kW”。换算关系:1 kW=1 000 W (5)实验探究:电流做功的快慢与哪些因素有关 猜想与假设: [教师]根据上一节探究结果,请你猜想一下,电功率与哪些因素有关 [学生]由电功的计算公式,有部分学生很快就会想到P===UI,与电路两端的电压和电路中的电流有关。 [制定计划与设计实验] 教师引导学生模仿上一节“探究电流做功与哪些因素有关的实验”设计“探究电功率与哪些因素有关的实验”。分小组设计要测量哪些量 怎样测量 分析:由P=UI可知需要测量P、U、I三个物理量。U、I直接用电压表和电流表测量,而P要间接测量。而P=中的t可以用停表直接测量,由于煤油增加的内能是从电转化来的,所以电流所做的功W只能通过间接测量煤油吸收的热量得到。即W=Q=cm(t2-t1)。从而设计出实验电路和记录表格。 [进行实验与收集证据] 教师与学生共同分析注意事项:首先要用天平测出瓶中煤油的质量,在闭合开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1,在闭合开关的同时按下停表开始计时,并读出电流表和电压表的示数。2分钟左右按表停止计时,此刻观察温度计,待温度计内的液柱不再上升时,记下温度计的示数t2。然后多次改变电阻丝的阻值,重复以上实验过程,并收集数据。这一系列的工作均需要和同伴合作完成。 [分析与论证] 煤油吸收的热量由Q=cm(t2-t1)计算出来,再用P==计算出电功率,比较各次实验得到的数值,看P和U、I有什么关系 建议学生用加减乘除的方法去分析研究实验数据,首先用加减法,但U、I是两个不同的物理量,不能相加减;再用除法,由于是电阻,是电阻的倒数,故相除不是电功率。最后用乘法计算出UI的值,并与P进行比较得出P=UI。 [实验结论]电功率跟电压成正比,跟电流成正比 [实验评估] 学生交流实验得到结论后,对实验过程进行反思,谈谈存在的问题和需要改进的地方。学生由实验数据不一定会得到P=UI的结论,教师要引导学 ... ...
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