资源描述
电流做功的快慢
【教学目标】
知识与技能：
了解电功率的概念、物理意义、单位，以及影响电功率的因素。
会用功率的计算公式P=W/t=UI进行简单的计算。
理解用电器的额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的含义以及它们之间的区别和联系。
过程与方法：
1、理解实验设计方案，经历实验探究过程（突出收集证据、分析论证两个环节）。
2、通过探究活动总结出电流做功的快慢与哪些因素有关。
情感态度与价值观
1、通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。
2、在共同完成实验探究的过程中，让学生增加与他人的协同、合作能力，培养同学之间相互协作的团队精神。
【教学重点】
1、探究煤油加热时电能转化为内能过程，研究电流做功快慢与电压和电流关系。
2、电功率的概念、公式及其应用。
3、额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的概念。
【教学难点】
根据实验数据分析论证电功率与哪些因素有关。
2、理解额定功率和实际功率区别和联系。
【教学用具】
教师演示器材：低压电源，演示电流表、电压表，标有“3.8V”的小灯泡，开关、滑动变阻器各一个，导线若干，“220V40W”白炽灯泡一只，PPT一个，演示电路板一块。
学生实验器材：（每实验小组一套）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。
【教学方法】类比法、实验探究法、讲授法、讨论法。
【教学过程】
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18000焦；电流通过电车2秒钟做功1200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，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看哪个做的功多，这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。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：
（l）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）
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=W/t（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：1KW=1000W
(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=W/t=UIt/t=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=W/t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。约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=W/t=Q/t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U/I电阻，I/U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，教师要引导学生分析误差产生的原因:玻璃瓶和空气要吸收一部分热量；实验仪器并非精确；电流表、电压表、温度计、天平读取的数据误差不可避免地存在。
(6)电功率的计算公式：P=UI
让学生推导电功单位KW·h和J的关系：
由P=W/t得W=Pt=1000W×3600s=3.6×106J
由P=W/t=UI可知单位关系：1瓦特=1焦/秒=1伏特·安培
额定功率和实际功率：
(1)额定电压：用电器正常工作时的电压。（常用U额表示 ）
(2)额定电流：用电器正常工作时的电流。（常用I额表示 ）
(3)额定功率：用电器正常工作时的功率。（用P额表示）
(1)实际电压：用电器实际工作时的电压。（用U实表示）
(2)实际功率：用电器与实际电压所对应的功率。（用P实表示）
(3)P额与P实的关系：
演示：小灯泡在不同电压下的亮暗程度
当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作；
当U实<U额时，P实<P额，用电器不能正常工作；
当U实>U额时，P实>P额，用电器容易被烧坏
注意：每个用电器的P额只有一个，而P实有无数个，我们平常说这是一个40瓦的灯泡，指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。。灯的亮度由它实际消耗的电功率决定，灯泡越亮，表明其消耗的实际电功率越大。
常用电器的铭牌标志：
教师出示 “220V、40W”的灯泡和铭牌，让学生观察，然后挂出有铭牌的小黑板，介绍灯泡上的标志和铭牌的意义；最后让学生说出上一些电器设备的铭牌标志的意义。如电灯泡标有“PZ220-25”；电烙铁标有“360V、1000W”；电能表标有“10A、3000r/KW.h”各表示什么意思？。
例题讲解：
例：将“PZ220-60”的灯泡分别接入220V和200V的电路中，求灯泡工作时的电阻以及对应电压下的实际功率。
由学生读题，理解题意，弄清已知条件有哪些？待求物理量有哪些？
教师引导学生分析怎样求灯泡的电阻：
方法一：由P额=U额 I额，得 I额= P额/ U额求出I额，再由欧姆定律推导式R=U额/I额求出电阻
方法二：把欧姆定律代入功率公式，由P 额=U额I额=U2额/R
得R=U2额/P额求出电阻
教师引导学生分析怎样求灯泡的实际电功率
当灯泡接在220V电路中时，P实1=P额=60W
当灯泡接在200V电路中时，假设灯丝电阻不变
方法一：先根据I实=U实/R求出I实2，再根据P实2 =U实2 I实2
求出P实2
方法二：把欧姆定律代入功率公式得：P实2=U实2I实2=U实2/R
反思：用电器的实际功率由什么条件决定？为什么中要指明灯泡工作时的电阻？解题时为什么要假设灯丝的电阻不变？
巩固练习：
将一盏电灯接在电压是220伏的电路中，通过灯泡的电流是68毫安，这个灯泡的功率是多少瓦？一个月通电100小时，电流所做的功是多少焦？合多少千瓦时？
小明家有一电水壶，铭牌如表所示，壶中装有3L200C的水，
额定电压 220V
额定电功率 840W
频率 50Hz
容量 4L
瓶重 2Kg
求：①壶中所装水的质量是多少？
②在额定电压下烧开这些水需要多少分钟？（设壶内气压为标准大气压）
③若在用电高峰，电热水壶的实际电压为额定电压的90℅，则此时该水壶的实际电功率是多少？
总结：
1、电功率的定义、公式、单位
2、额定功率和实际功率的区别和联系
布置作业：
【板书设计】
1、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=w/t（定义式） P=UI（计算式）
（4）单位：W kW 换算关系：1KW=1000W
（电功另一个单位：千瓦时，换算关系：1千瓦时=3.6×106焦）
2、额定功率与实际功率：
额定电压，额定电流，额定功率
实际电压，实际电流，实际功率
P额与P实的关系：
当U实=U额时，P实=P额 用电器正常工作
当U实<U额时，P实<P额 用电器不能正常工作
当U实>U额时，P实>P额 用电器容
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
