焦耳定律
整体设计
教学分析
学生在初中己经接触过焦耳定律的内容,为本节课的学习打下了一定的基础,但高中阶
将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律,这对学生的学习提出了更高的
要求。本节课所涉及的能量观点,是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外,这
的内容在实际中有广泛而重要的运用,不但是学习后续知识的基础,而且是学习电工的
础。所以,本节课不但是物理知识的传授课,更是物理方法和思想的渗透课。在教学中应该
允分联系实际,以便巩固和加深对基本知识的理解,掌握实际问题中的原理
教学目标
1.理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进
行有关的计算。
2.理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3.知道电功率和热功率的区别和联系
4.通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养分析、推理能力。
5.通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步培养辩证唯物主义的观点。
教学重点难点
电功和电热的计算是本节课的教学重点,围绕这个教学重点,具体实施教学时,会出现
这样几个教学难
纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转
教学方
米
解决式
学生联
场力的知识,推
实际,通过实例分析让学生明确各种电能与其
的能
3.进行演示实验,让学生明确纟
咯在能量转亻
投影仪、多媒体课件、滑
表
电源、电键、导线
准
场力对运动电荷做功的求法、欧姆定律
过程
入新课
任入用
设情境
以将电能转化为
式的能量,请同学们列举生
用的
用电器,说明其能量的转
化为内能
电炉把电能转化为
动机把电能转化
机械能;电解槽把电能转化为化学能。用
为其他形式能的过程,就是电流
即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,遵循能
量守
多少电能减少,就有多
流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢
本节课手
功和电功
推导电流做功的表达
横截面
阻为R,在导体两
通过导体
U
q
推导电流做功的表
沉做功实
样
做功的实质是电路中电场力对定向移
(2)利用学过的
经过
做的
无从
考并推导
来
电场力做功的定义式是
(2
定义
参考答案:(1)在第一章里我
场力对
功,若电荷q在电场力作用下从A搬
至B,AB两点
差为
的自由电荷在电场力的
电流I,在
通过这
段电路上任一横截
这相当于在
将这些电荷
对于一段
两端电势差为U,把电荷
搬至另
体中形成电流
足电路中电方收电为的式过号体面电为
对定向移
所做的功,简
通
成是电流
①物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压U、电路中电流I和通
成
用条件:I、U不随时
位:焦耳(J)
意】功是能量转化的量
就有多
减少而转化为其他形
路
这
关键
学任务:推导电功率的表
导:在相
流通过不同用电器所做的功一般不同。(例如,在
电动机所做的功要显著大于通
的电动机所做的功
且还有快慢
慢呢
参考答案:可以用单
所做的
率表示做功的快慢教学目标
对《电功率》部分知识点进行梳理。更好地掌握电功和电功率概念、单位、公式及意义。
重难点
电功率的计算。深刻理解电功率的定义,学习用探究实验研究电功率问题。区分实际功率和额定功率。
课后作业:
详见教案
教师评语及建议:
电功率
科组长
电功率
考点梳理
电能和电功的关系
电能
电能的测量
电功率
电热功率公式
电热的利用和危害
家庭电路中电流过大的原因
保险丝的材料及作用
考点点评
知识点1
电功
1、定义:电流通过某段电路所做的功叫电功。
2、实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
电流做功的形式:电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
3、规定:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
4、计算公式:W=UIt=UQ=Pt(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:W=
I2Rt=
U2t/R
①串联电路中常用公式:W=
I2Rt
。
②并联电路中常用公式:W=
U2t/R
W1:W2=
R2:R1
③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功
常用公式W=
W1+W2+…Wn
5、单位:国际单位是焦耳(J)常用单位:度(kwh)
1度=1千瓦时=1
kwh=3.6×106J
6、测量电功:
⑴电能表:是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪器。
⑵
电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:电电能表额定电压220V;允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。
⑶读数:A、测量较大电功时用刻度盘读数。
①最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。
②电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
3
2
4
6
8
3
2
6
5
4
如:电能表月初读数
月底读数是
这个月用电
度合
J
B、测量较小电功时,用表盘转数读数。如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh)在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是
J。
知识点2
电功率
1、定义:电流单位时间内所做的功。
2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。
3、电功率计算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出:P=
I2R=
U2/R
无论用电器串联或并联。计算总功率。
常用公式P=
P1+P2+…Pn
4、单位:国际单位
瓦特(W)
常用单位:千瓦(kw)
5、额定功率和实际功率:
⑴
额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率。P额=U额I额=U2额/R
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流I=P/U=0.11A
灯丝阻值R=U2额/P=2936Ω。
⑵
当U实
=U额时,P实=P额
用电器正常工作(灯正常发光)
当U实<U额
时,P实<P额
用电器不能正常工作(灯光暗淡)
实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得
当U实
>
U额
P实
>
P额
长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
典型例题
例1:(济宁市2006)物业工作人员来李明家收电费,他观察到李明家电能表的情况如图3所示.然后从记录本上查出上月电能表的示数是811.6kWh.若按0.5元/kWh计费,李明家本月应缴电费__
____元。李明家同时使用的用电器总功率不得超过
W。
例2:(广州市海珠区2006)一个家用电能表的盘面上标有“3000
r/kW·h”字样,它表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000转.若某个电热水器单独使用时,电表转盘在300s内转了210转,则热水器消耗的电能是 ,这个热水器放出的热量能使质量为__________的水温度升高10℃.[
假设没有能量损失,已知:c水=
4.2×10
3
J/(kg·℃)]
例3:(广州市2006)供电局以每两个月为一个抄表计费周期,小明家收到06年1、2月的电费通知单,通知单上附有他家近几个月的用电量图表,如图15所示.
(l)根据以上图表提供的信息,填写下表中的空格
时间(年/月)
05/3、4
05/11、12
06/1、2
用电量(
kW·h)
902.1
(2)与05年11、12月比较,小明家06年l、2月多用了一个额定电压220V、额定功率1100W的电暖器,其他用电器的使用情况与05年11、12月相同.这台电暖器在额定电压下工作时电流多大?请你估算小明家06年1、2月使用电暖器共多少小时?
知识点3
电功率的测量和电热
(一)测量:
Ⅰ、
伏安法测灯泡的额定功率:
①原理:P=UI
②电路图:
③选择和连接实物时须注意:
电源:其电压高于灯泡的额定电压
滑动变阻器:接入电路时要变阻,且调到最大值。根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动变阻器。
电压表:并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“-”接线柱流出。根据额定电压选择电压表量程。
电流表:串联在电路里““+”接线柱流入,“-”接线柱流出。根据I额=P额/U额
或I额=U额/R
选择量程。
Ⅱ
测量家用电器的电功率:器材:电能表
秒表
原理:P=W/t
(二)、电热
1、实验:目的:研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?
原理:根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少
。
实验采用煤油的目的:煤油比热容小,在相同条件下吸热温度升高的快:是绝缘体
2、焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
3、计算公式:Q=I2Rt
(适用于所有电路)
二、典型例题
例1:2006年南通市在“测量小灯泡电功率”的实验中,已知电源为两节铅蓄电池,小灯泡的额定电压为2.5V,电阻约为10,滑动变阻器上标有“20
lA'’字样,某同学已连接的部分电路如图甲.
(1)该同学连接的电路中有错误,请用笔在错误处划“×”标明.
(2)错误改正后,请你用笔画线代替导线,在图甲中把电路连接完整.
(3)闭合开关,将变阻器的滑片移到某位置时,电压表示数为2.5V,电流表示数如图乙所示,则此时小灯泡中的电流是______A,小灯泡的额定功率是____________W.
(4)另一同学连好电路闭合开关后,发现小灯泡先很亮后熄灭,你认为他在连接电路时可能出现的问题是______________________________________________________.
例2:浙江省2006衢州小刚家里有一台电热烘干机,工作原理如图所示。铭牌已变得模糊不清,只知道额定电压为220V。小刚为了知道该电热烘干机的额定电功率,把其他用电器关闭,只让电热烘干机在额定电压下工作(烘干物体)。图甲是电热烘干机工作前电能表的示数,图乙是电热烘干机工作6小时后电能表的示数(电热烘干机工作时电能全部转化为内能)。求:
(1)电热烘干机工作6小时消耗的电能是
千瓦时。
(2)电热烘干机额定电功率是多大
(3)电热烘干机发热体的电阻是多少
例3:浙江省丽水市2006年某校学生宿舍走廊的路灯,原来用一盏“220V
40W”的白炽灯,
每晚亮10小时。同学们发现灯泡容易损坏,需要经常更换。后来,
学校电工用两盏
“220V
40W”的灯泡串联后代替原路灯。结果,
两盏灯的亮度比改装前要暗,但灯泡使用寿命明显延长。
改装前,一盏路灯每晚需要消耗多少电能?
改装后两灯的总功率是多少?比原来省电还是费电?
(3)
小明是一位爱动脑筋的同学,他想:路灯改装还有没有更好的方法呢?通过查资料知道有一种“光控开关”——天黑时自动闭合,天亮时自动断开;还有一种“声控开关”——有声音时自动闭合,一分钟后,若再无声音就自动断开。小明利用这两种开关设计了一个“聪明”的电路:白天路灯不亮,晚上有人走动发出声音时,路灯自动亮起来。请判断小明设计的电路图是
。
课堂练习
1、一个家用电能表的盘面上标有“3000
r/kW·h”字样,它表示每消耗1kW·h的电能,电能表的转盘转3000转.若某个电热水器单独使用时,电表转盘在300s内转了210转,则热水器消耗的电能是 ,这个热水器放出的热量能使质量为__________的水温度升高10℃.[
假设没有能量损失,已知:c水=
4.2×10
3
J/(kg·℃)]
2、.盐城市二○○六小明家的电能表如图所示,家中用电器的总功率不能超过
W.当小明家只有一盏电灯工作时,3min内转盘正好转过5圈,则该灯泡消耗的电能是
J,它的电功率为
W.
3、家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用三种方法测出这只灯泡的此时功率,说明道理并写出表达式。
说明:利用电能表测用电器的功率,通常采用了下列步骤:
⑴
首先按测量要求设计合理的测量电路图.
⑵
观察电能表,记下它每的转数N
.
⑶
测量时使待测用电器工作,其他用电器(属于该电能表的)都停止工作.
⑷
用秒表或手表记下电能表转一定圈数(盘的边缘有个红点)时所用时间
.
⑸
利用公式计算出所测用电器的功率值为多少瓦
4、测定小灯泡额定功率的实验器材如图8所示,其中小灯泡上标有“3.8V”的字样,它的电阻约10Ω。
(1)请你用笔画线代替导线,把图8中的器材连接成实验电路(导线不要交叉)。
(2)小刚合理地连接好电路,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮。于是小刚提出以下猜想:
A.可能是灯丝断了
B.可能是小灯泡短路
C.可能是变阻器开路
究竟哪个猜想正确,可根据电流表和电压表的示数进行判断(电流表、电压表均无故障)。下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况,请判断每种情况下哪个猜想是正确的,并把其序号填写在对应的空格里。
电流表
电压表
判断结果
示数不为零
示数为零
示数为零
示数不为零
示数为零
示数为零
(3)小刚排除故障后,调节滑动变阻器使小灯泡正常发光,此时电流表示数如图9所示,则通过小灯泡的电流为________________A,小灯泡的额定功率为________________W。
5、小明做“测定小灯泡的额定功率”实验时,已知灯泡的额定电压是3.8V,其中电源是三节新的干电池,灯丝电阻大于10Ω,滑动变阻器上标有“10Ω 1A”字样.
图甲是测定灯泡的额定功率的电路。
(1)小明按图甲连接电路并闭合开关后,发现灯泡不亮,但电压表有示数,则故障的原因可能是灯泡 。(选填“短路”或“开路”)
(2)小明排除故障后,灯泡正常发光,此时电流表示数如图乙所示,则灯泡的额定功率是_______W.
(3)若电压表0~15V的量程损坏,换用0~3V的量程后,应将电压表中“-”
接线柱连入图甲中的
点,“3”
接线柱连入图甲中的
点,也可测出灯泡的额定功率,实验过程中,当电压表的读数
为 V时,灯泡正常发光。
6、在测定额定电压为、电阻约为的小灯泡的额定功率的实验中,某同学将器材连成如图所示的电路。
①请指出该电路连接中错误或不妥:
、
;、
。
②将上述错误或不妥改正后,闭合开关发现电流表有示数,但电压表无示数,灯泡也不发光,出现故障的原因是
。
③故障排除后,调滑动变阻,使灯泡正常发光,此时电流表示数如上图所示,则该灯泡的额定功率为
W。
7、按图示电路对额定电压为3.8V的小灯泡进行实验时,测得5组实验数据,并记录在表中,同时记录了小灯泡亮度变化情况。
请你仔细分析实验数据和实验现象,回答以下问题:
⑴
小灯泡的额定功率是
W
⑵
小灯泡亮度变化规律是
。
8、某小组同学探究灯泡发光时的亮度与哪些因素有关。他们将九只不同规格的灯泡分别接入电路,使它们都正常发光,并用电压表和电流表分别测得灯泡正常发光时的电压和电流。该小组的同学仔细观察灯泡的亮暗程度,把九只灯泡分成三组,每组的亮暗程度相同,且第一组最亮,第二组其次,第三组最暗。实验中记录的有关数据分别如表19-3、表19-4、表19-5所示。
⑴分析比较实验序号1与4、2与5、3与6的数据及观察到的现象,可得出的初步结论是:
。
⑵分析比较实验序号
的数据及观察到的现象,可得出的初步的结论是:当通过灯泡的电流相等时,灯泡两端的电压越大,灯泡越亮。
⑶请进一步综合分析比较表19-3、表19-4、表19-5中的数据及观察到的现象,并归纳得出结论。
①分析比较表19-3、表19-4或19-5中的数据及观察到的现象,可初步得出:
。
②分析比较表19-3、表19-4或19-5中的数据及观察到的现象,可初步得出:
。
课后习题
一、选择题
1.一个电熨斗的功率是500瓦,下列表述中正确的是(
)
A.
这个电熨斗消耗的电能是500焦
B.
这个电熨斗每秒钟完成500焦/秒的功
C.
这个电熨斗1秒钟内消耗的电能是500焦
D.
这个电熨斗1秒钟内完成500瓦的功
2.决定白炽电灯发光强弱的物理量是(
)
A.
电功
B.
电压
C.
电流强度
D.
电功率
3.
额定功率为300瓦的家用电器可能是(
)
A.
电视机
B.
白炽灯
C.
计算器
D.
空调器
4.已知R1)
5.某室内用电器正常工作,在台灯的开关未闭合的情况下,将台灯插头插入插座时,室内用电器便全部停止工作,那么下列原因可能的是(
)
A.插座处原来有短路
B.台灯的插头处有短路
C.台灯灯座的两个接头短路了
D.开关中的两个接头短路了
6.电流热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害,下列情况中不属于防止电热危害的是(
)
A、电视机的后盖有许多孔
B、家电长时间停用,隔一段时间应通电一次
C、电动机外壳有许多散热片
D、电脑机箱内有小风扇
7.
阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源上,3min可烧开一杯水;若换用10R的电阻丝,再接到这个电源上,这时烧开一杯水所需要的时间是(
)
A.
0.3min
B.
3min
C.
30min
D.
1h
8.
如右图所示,电键K断开时灯泡L恰能正常发光,若电源电压保持不,当电键K闭合时(
)
A.
灯变亮,安培表读数不变
B.
灯变暗,安培表读数不变
C.
灯泡亮度不变,安培表读数增大
D.
灯泡亮度不变,安培表读数减小
9.
使用一盏调光灯,在一分钟内灯丝两端的电压由220V降到100V,通过它的电流由0.25A降为0.15A,灯丝消耗的电能是1800J,可知电流通过灯丝所做的功为(
)
A.900J
B.1800J
C.1950J
D.3000J
10.
一个普通照明灯泡上的铭牌如图所示,下列说法中错误的是(
)
A.这个灯泡用在台灯上,正常发光时功率为40W
B.这个灯泡在220V电压下使用,它的实际功率是40W
C.这个灯泡的额定功率是40W
D.这个灯泡在低于220V电压下使用时,实际功率是40W
11.
将标有“24V
8W”、“12V
4W”、“36V
60W”的甲、乙、丙三盏灯,并联接在12V的电源上,消耗功率最大的是(
)
A.甲灯
B.乙灯
C.丙灯
D.三盏灯消耗的功率一样大
12.
把一盏“220V
60W”灯接入电路,通过灯丝电流是0.25A.则这盏灯的实际功率是(
)
A.P实=60W
B
.P实>60W
C.P实<60W
D.无法判断
13.
有“PZ
220-100”“PZ110-100”,“PZ36-100”的三盏电灯,并联按在110V的电路中,试比较它们持续发光时的亮度(
)
A.
“PZ220-100”最亮
B.
“PZ
110-100”最亮
C.
“PZ
36-100”最亮
D.
三盏灯一样亮
14.
在图示电路中,电源电压U保持不变.当滑动变阻器的滑片P由a向b滑动过程中.下列说法中正确的是
(
)
A.电流表、电压表示数都变大,总功率也变大
B.电流表、电压表示数都变小,总功率也变小
C.电流表示数变大,电压表示数变小,总功率变大
D.电流表示数变小,电压表示数变大,总功率变小
15.两个灯泡,其中L1标有“6V
3W”,L2没有标记,但测得它的电阻是4欧姆,把它们串联后接在某一电路时,两灯L1、L2均能正常发光,这个电路两端的电压和灯L2的电功率分别是(
)
A.6
V
3
W
B.8
V
1
W
C.12
V
3
W
D.6
V
1
W
二、填空题
1.如右图所示电路,电源电压不变,当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,灯L1的亮度将
,灯L2的亮度将
.
2.一个电热器,标有“220V
50W”字样.它正常工作时通过的电流是
A,它工作
h消耗1度电.
3.一只标有“24V
36W”的电灯,接入36V的电路中,为使它正常工作,应串联一个阻值为
Ω的电阻.当它们正常工作时,1h在电阻上能产生
J的热量.
额定电压
220V
频率
50HZ
洗衣功率
330W
脱水功率
300W
整机质量
33kg
4.
右表为某型号双缸洗衣机的铭牌.在额定电压下工作时,洗衣机洗衣时通过的电流为
A.若洗衣0.5h,脱水用0.1h,则该洗衣机消耗的电能是
kW·h..
5.某同学家中的电能表上月底示数是0524
8
.他家中有“220V
100W”
的电灯两盏,“220V
150W”的洗衣机一台,“220V
90W”的电视
机一台.如果这些电器平均每天工作2h,30天后,他家电能表上的示数是
.
6.在时间t内,加在一电阻两端的电压U,通过电阻的电流为I,根据已知条件,推导出与电阻有关的物理量.请把推导出的物理量的表达式填写在横线上(除范例外,请另外列出三种表达式).
范例:电功:W
=
UIt
(1)
(2)
(3)
7.甲灯标有“36V
7.2W”字样,乙灯标有“12V
1.2W”字样.现将它们串联后接在某一电源上时,其中一盏灯泡正常发光,正常发光的灯泡是_灯,电源电压是
V.
三、计算题
1.张红同学家中有一个电热水器,其额定电压是220
V,他将家中的其他用电器全部关闭,将电热水器接入电路中,经过12
min,他发现电能表的示数增加了0.1度,请你帮他计算出:
(1)这个电热水器的功率多大?
(2)这个电热水器正常工作时的电流多大?
(3)这个电热水器正常工作时的电阻多大?
2.某居民楼房楼道内安装了5盏灯,灯泡上均标有“PZ220-40”字样,以前这个楼道内的居民节约用电意识差,不注意随手关灯,每天楼道内的灯泡平均亮2
h.后来,他们有了节约用电的意识,将楼道内的开关全部换成了声控开关,每天楼道内的灯泡平均亮20
min,请你算出他们一个月可节约多少度电?(一月按30天计算)一年呢?如果采煤工人用一度电可以采煤120
kg,这些电可采煤多少吨?
3.
如图所示为一饮水机简化图.S为一温控开关.S接a时,饮水机正常工作,将水迅速加热;当水达到一定温度时,S自动切换到b,饮水机处于保温状态.若饮水机正常工作时,发热板的电功率为550W,而保温时发热板的功率是正常工作时功率的0.25倍.求电阻R1的阻值
电流热效应
安全用电
电
功
和
电
功率
P实
P额
U2
额
U2实
=
图3
L1
L2
A
V
S
图乙
图甲测量小灯泡的电功率
教学目标:
1、知识与技能:
会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。
理解额定功率与实际功率。
2、过程与方法:
通过探究,体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并发现其变化的规律。
3、情感、态度与价值观:
认识用电器正常工作和正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的意识以及节约用电的意思。
教学重点难点
1、重点:
用伏安法测量小灯泡实际功率的方法。
加深对实际功率和额定功率的理解。
难点:
学生自己设计实验电路和实验步骤
课时安排:1课时
教学互动设计
(一)创设情境
导入新课
同学们,你们可知道灯泡的铭牌上标明的瓦数是什么意思吗?它的意思是灯泡的额定功率,那么额定功率和实际功率又有怎样的关系呢?今天我们就来测量小灯泡的额定功率和实际功率,大家想一想我们用什么方法来测量呢?
(生:可以利用公式P=UI测出电压和电流,计算出电功率。)
归纳:电功率的测量有两种方法:
家庭中根据P=W/t,用电能表和钟表测;
(2)在非专业实验中根据P=UI,用电压表和电流表来测——叫做伏安法。
(二)合作交流
解读探究
1、设计实验
实验目的:测定小灯泡的电功率。
实验原理:利用P=UI,通过测量U和I,得出P。
(讨论)测小灯泡的电功率,必须那些器材?
(师)电压用电压表测量,电流用电流表测量,如要多次测量,应在电路中放置滑动变阻器。
实验器材:每组配备干电池三节,电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只,小灯泡一个,导线若干。
引导学生回忆测电阻实验,指导学生画出电路图,如图所示。
实验步骤:
按设计的电路图连接实物,并设计实验数据记录表格;
检查电路无误后,闭和开关S,移动滑动变阻器的滑片P,此时注意观察
电压表的示数,当电压表的示数等于小灯泡的额定电压时,停止滑动,并记下电流表的示数,代入P=UI公式,算出小灯泡的额定功率。
(3)调节滑动变阻器,使小灯炮两端的电压为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的发光情况,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI,算出小灯泡此时的实际功率。
(4)调节滑动变阻器,使小灯炮两端电压低于额定电压的1∕5,观察小灯炮的发光情况,并记下电压表和电流表的示数,代入公式P=UI,算出小灯炮此时的实际功率。
(5)整理实验器材。
实验记录表格:
小灯泡两端电压的情况
电压U(V)
电流I(A)
小灯泡的明亮程度
电功率P(W)
等于额定电压
实际功率
高于额定电压
实际功率
低于额定电压
实际功率
(思考)
(1)连接电路时应该把滑动变阻器的哪两个接线柱连入电路?
(2)闭和开关前,滑片应放在什么位置?
(3)电压表和电流表的正负接线柱的连线是否正确?量程选择是否正确?
(4)小灯泡两端的电压能高出额定电压很多吗?
(5)开始实验前,要检查电路并进行试触吗?
(学生讨论交流后明确答案)
2、进行实验
学生分组实验,记录数据,教师巡回辅导,指导学生计算出电功率。
3、评估交流
(讨论)谈谈你在实验过程中有什么感想,发现了什么问题?
引导学生计算三次测量的电阻的大小,大小相同吗?与什么因素有关?小组间进行交流。
(三)应用迁移
巩固提高
如图所示是测定电压为2.5V的灯泡的额定功率的电路图。
a是
表,b是
表。
按图连接电路,测量前,开关应
,滑片P应滑到
点。
闭和开关,发现小灯泡两端电压只有1.8V,滑动变阻器的滑片P应向
端移动,才能使电压表示数为
V,此时灯泡的实际功率就是额定功率。
(四)总结升华
总结伏安法测灯泡的电功率的原理、步骤、注意事项等。
(五)板书设计
测量小灯泡的电功率
1、实验原理:P=UI
2、电路图:如图所示
3、实验数据记录表格:……
S
A
V
N
M
P
S
a
b
S
A
V电功
[设计意图]
电功的知识是本章的重点之一。本节课力求在教师的引导下充分发挥学生的认知主体作用,通过教师的适当点拨和学生的积极参与,巩固对电功概念和公式的理解,培养学生运用知识解决实际问题的能力。本节课通过对实验设计的讨论,使学生掌握利用控制变量的方法设计实验,培养学生逻辑思维能力、创造思维能力以及发现问题、分析问题、解决问题的能力。
[复习目标]
1.知识目标:
知道电能表的用途和读数方法,能用电能表测量电功。知道电功的概念及其单位,明确电流做功的过程是将电能转化为其他形式的能的过程。理解电功的公式,能进行有关计算。知道串联、并联电路中电功的特点。
2.能力目标:
通过对电能表的观察,了解其用途及各种技术参数的物理意义,能根据电能表的示数变化计算消耗的电能。利用控制变量法通过实验探究影响电功大小的因素,得出计算电功的公式。培养学生分析问题和运用知识解决问题的能力,培养逻辑思维能力和创造思维能力。
3.情感目标:
通过观察和阅读相关资料,学习各种用电设备的使用方法。遇到问题提出猜想,自己动手做实验,在实验中总结规律,树立实践出真理的观念。
[教学重点和难点]
重点:掌握电功的概念、公式及公式的变形。
难点:影响电功大小的因素及综合运用学过的知识进行有关电功的计算。
[课前准备]
复习本节课有关的知识点。
[教学过程]
教学阶段与时间分配
教师主导
学生主体
点评
一、引入(3分钟)
【播放动画课件】小明和小红家都只开了一盏40W的白炽灯,而小明家的电能表转的却比小红家的快,小明担心是否会多收电费?小明家会多交电费吗?为什么 请大家帮他找找原因。
学生观看课件生:不会。从画面上可以看到小明家使用的电能表是3000r/kw·h,而小红家的电能表是2500r/kw·h。
通过生活中的现象引入,培养学生的观察能力,以及利用物理知识解决实际问题的能力
二、复习过程1、电能表(5分钟)2、电功的概念(2分钟)3、电功的实验(8分钟)
很好,大家观察的非常仔细。通过前面的学习,大家知道电能表是用来测量什么的吗?这个参数又表示什么意义吗?【投影】从表盘上,我们还可以得到哪些信息?如果该电能表记录了小明家用电器1h消耗的0.2kw·h电能,则它的转盘转了
转,1h前电能表的示数是
kw·h。〖练习〗一电能表表盘标有2500r/kw·h,一用电器工作10min,发现电能表的转盘转了10圈,则说明10min内电流对用电器做功
J,用电器工作消耗电能
J通过前面的学习,我们知道了电流通过用电器做了多少功,就消耗了多少电能。【投影】电流做功的过程就是
能转化为
能的过程。电流做了多少功,就有多少
能转化为
能。电流做功的多少与哪些因素有关?请大家回忆一下,我们是如何设计实验的?实验中需要哪些器材?实验中我们是如何知道电流做
生:测量消耗电能的多少。表示用电1kw·h电能表转盘转动的圈数。生:电能表使用的额定电压为220v;电能表持续工作时的最大电流是10A,允许在短时间内通过电能表的最大电流是20A。生:600转,31.4kw·h。生:1.44×104J,1.44×104J生:电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能。生:用电器两端的电压、通过用电器的电流、通电时间有关学生思考生:电源、两只阻值不同的灯泡、电流表两只、电压表两只、开关、导线若干
通过对电能表相关知识的复习,使学生能根据电能表的示数变化计算消耗的电能明确电流做功的过程是将电能转化为其他形式的能的过程
4、电功的计算(15分钟)5、串、并联电路中电功的特点(10分钟)
功多少的情况的?为什么观察灯泡发光的亮暗程度就可以知道电流做功情况?【投影】利用该电路,我们可以研究什么问题?实验中我们应注意观察什么?【投影】利用该电路,我们可以研究什么问题?实验中我们应注意观察什么?电功的计算公式是什么?还有哪些变形公式?〖练习〗1、一个阻值为8Ω的电阻接到4V的电源上,则每分钟电流通过该电阻所做的功是多少?消耗多少电能?2、一电动机线圈的电阻为1Ω,线圈两端所加电压为2V时,电流为O.8A,电动机正常工作.(1)在求电动机正常工作l
min所消耗的电能时,有以下两种不同的解法。小明解:W=UIt=2V×O.8
A×6Os=96J小华解:W=I2Rt=(O.8A)2×1Ω×60s=38.4J你认为哪位同学做得对,请作出判断并说明理由.(2)求电动机正常工作lmin所转化的机械能是多少 教师将以上两题进行对比,指出纯电阻电路与非纯电阻电路的区别,并进行小结。【板书】纯电阻电路:电能全部转化为内能(三个公式均适用)非纯电阻电路:电能转化为内能和其他形式的能(只适用W=UIt)【投影】串联电路里的两盏电灯L1和L2,若L1的电阻比L2的电阻大,在相等的时间里,电流通过
做的功多。若两灯并联在电路中,则电流通过
做的功多。【板书】在串联电路中W1:W2=R1:R2W总=W1+W2在并联电路中W1:W2=R2:R1W总=W1+W2〖练习〗1、两电阻丝串联后接到电压恒定的电源上,在相同的时间内消耗的电功之比为W1:W2=2:3,如果将他们并联后接入原电路中,在相同的时间内消耗的电功之比是
2、两个相同的电阻并联后接在某电源上(电压恒定),在t时间内电流做功240J,若改为串联再接到同一电源上,则在相同的时间内电流做的功
生:观察灯泡发光的亮暗程度。生:灯泡发光是将电能转化为内能并进而转化为光能,在相同时间内,灯泡越亮,表明电能转化为光能多,说明电流做功多。生:当电流、通电时间一定时,电流做功多少与电压的关系。生:灯泡的亮度、电压表的示数生:当电压、通电时间一定时,电流做功多少与电流的关系。生:灯泡的亮度、电流表的示数W=UIt,W=U2/R,W=I2R学生答题(以上三个公式都可以使用)学生思考、答题(对于非纯电阻电路,电功只能用W=UIt进行计算生:L1、L2
生:3:2生:60J
利用控制变量法通过实验探究影响电功大小的因素,得出计算电功的公式。培养学生分析问题和运用知识解决问题的能力,培养逻辑思维能力和创造思维能力。巩固练习,掌握利用电功的公式计算通过对比,引导学生发现问题掌握两种电路的区别
使学生掌握串、并联电路中电功的特点,学会用比例法解题巩固练习
三、小结(2分钟)
这节课我们在解决问题的过程中加强了对电功的理解,请同学们简单说说你的收获。
[教学评析]
本节课的复习内容立足于基础,从基础概念入手,循序渐进。教学思路清晰,目标明确,重点突出。通过对关于实验的讨论,培养学生设计实验的能力,建立运用实验解决问题的意识。通过问题的设置,引导学生发现问题、分析问题并运用知识解决问题,培养了学生的逻辑思维能力和创造思维能力。精心设计习题,针对学生在做题中暴露的错误进行分析并给予正确的引导,培养学生独立思考、独立解决问题的习惯。