15.2 电流做功的快慢

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§15.2 电流做功的快慢
【教学目标】
知识与技能
1．理解电功率的概念．知道电功率表示消耗电能的快慢，知道电功率的单位是W或kW。
2．理解用电器的额定功率．知道额定功率是在额定电压下工作时的功率．知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区别。会用电功率的概念解释生活中的一些现象。
3．会应用功率的定义公式P=W/t及公式P=IU，进行简单的计算．
过程与方法
1．通过体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系．培养学生的观察能力和分析、概括能力．
2．通过对生活中实际问题的探讨，加深对电功率概念的理解。
情感、态度与价值观
1．激发学生的学习兴趣。
2．培养学生实事求是的科学态度。
【教学重点】电功率的概念（物理意义、定义、计算公式、单位）
【教学难点】理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的区别，运用电功率公式计算实际问题。
【课时安排】 1课时
【学法指导】
学习本节知识首先复习电功的概念，明白电流做功不仅有大小而且有快慢之分，为了描述电流做功的快慢，引入了电功率的概念。和机械做功的功率一样，采用了比值定义法，即电流在单位时间内完成的功叫电功率。由此定义，不难理解电功率的定义式：P=W/t，以往教材，结合W=UIt，（其中的t与P=W/t中的t一样），利用电功率的定义式P=W/t推导出P=UI，推导过程：P=W/t=UIt/t=UI。新课程中采用实验探究的方法，通过实验，探究出电功率与电流和电压的关系，即电功率与电压、电流成正比，其关系式为 P=UI。在运用公式进行计算时，要注意单位统一。
能区分用电器的额定功率与实际功率，额定功率是指用电器在额定电压下的电功率；实际功率是指用电器在实际电压下的电功率。
【学情分析】
学生对日常生活中用电器的电功率已有粗略的了解，对于买灯泡知道要买多少瓦的， 从日常经验出发进行本课，应该是适应学生学习思路的。在初二的时候已经学过功率的概念及计算，现在的知识不过是旧知识的迁移，利用学生已有的旧知识来理解新知识，学生还是能很好接受的。
【教学过程】
引言
【导语一】复习电功的定义、单位、计算公式，电能表的有关知识。
【导语二】从上一节的实验探究发现，在相同时间内对于不同阻值的电阻丝，电流所做的功有可能是不同，这说明电流做功有快慢之分。
同学们，我们每个组都有两只灯泡，（100W和60W），给大家一分钟的时间进行观察。
学生观察：两只灯泡对比观察
提问： 大家说说你观察到的两只灯泡有什么区别？
学生回答：一个是100W的，另一个是60W的。（或者更多的答案）
叙述： 我们已经学过了家庭电路中用电器的连接方式，用电器之间是并联
提问： 我们将这两只灯泡
并联接入家庭电路中，
谁更亮？
同时板图两灯泡并联电路如右图。
学生回答：100W的灯泡亮。
设疑： 若是串联，哪只灯泡
更亮呢？到底是100W的亮
还是60W的亮呢？
同时板图两灯泡串联电路如右图
演示实验：实验结果是并联电路中100W的更亮些，
而串联则是60W的亮
叙述： 同学们是不是已经有疑惑了？
为什么串联时反到是60W的更亮呢？
一、.电功率
【想一想】两个瓦数不同的灯泡，并联接在同一电路中为什么灯的亮暗不同？
【做一做】将100W、25W的电灯先后接人电路，合上开关，灯发光，让同学们观察电能表转动情况．
【点拨】不同瓦数的灯泡，并联接在同一电路中，灯的亮暗不同，表明了两个灯泡消耗电能的快慢不一样。
【教师】第二章我们讲运动，同学们回忆运动的快慢用什么来表示呢？
【学生回答】速度，单位时间内通过路程的多少
【教师】类比这个定义，能不能得出电功率的定义
（1）电功率：电流单位时间内所做的功。（类比速度）
（2）物理意义：表示电流做功的快慢的物理量。灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小
（3）定义式：P＝（适用于所有电路），由W＝UIt得P＝UI。
计算式：P＝UI（表示电功率等于电压与电的乘积）
纯电阻的电路中：由I＝U/R得P＝U/R(多用于并联电路)。由U＝IR得P＝IR（多用于串联电路）。
无论用电器串联或并联。计算总功率。常用公式P= P1+P2+…Pn
【问题一】P=W/t与P=UI的区别
在运用公式P=W/t计算电功率时，从公式可以看出，计算所得的值是做功时间内的平均值，用公式P=UI计算电功率时，从公式可以看出，当电路接通后每个时刻电路中都有电压和电流，所以用这个公式计算的是每个时刻的电路中的电功率。
当电路中的电功率恒定不变时，用上述两个公式所算得的电功率值是相等的:当电路中的电功率在做功的时间内发生变化时,用公式P=W/t算得的电功率是平均值,不能反映出电路中电功率的变化情况，然而,用公式P=UI计算的电功率是每个时刻的电功率，如果在做功的时间内,每时刻的电压和电流是已知的，都可以计算出该时刻的电功率，能反映出电路中电功率的瞬时变化情况。
（4）国际单位：瓦特（W），常用单位：千瓦（kW）。1W=1J/s=1VA，1kw=1000w
【注意】1W=1J/s=1V·A=1A2Ω=1V2/Ω
【易错点】电功率是表示电流每秒做功快慢的物理量。因为“每秒”和“快慢”意思重合。
【议一议】“kWh”的来历
【点拨】功率的单位若用kW(kW)，时间的单位取小时(h)，由公式P=W/t变形后得到W=Pt，这时电功W的单位就是“kWh”．1kWh就是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能．kW和kWh是两个不同的物理量的单位，“kW·h”是电能的单位，“w”和“kw”是电功率的单位。
【问题二】消耗电能多的白炽灯一定亮吗？
白炽灯是把电能转化为内能和光能的用电器。所谓灯越亮，实际是在相同时间内将电能转化为光的越多，即消耗电能或电流做功越快，也就是说，灯越亮说明灯的实际功率越大。
【问题三】
分辨灯泡的功率大小
如图130所示，小明买来两只灯泡，额定电压都是“220V”，但额定功率看不清了，他只记得一只是25W，一只是100W，如果不接入电路中，你能帮他判断出来吗？
根据P=UI=U2/R，在额定电压相同的情况下，额定功率大的灯丝的电阻小；在材料和长度相同的条件下，电阻小的横截面积大，几灯丝粗，因此乙灯是100W的，甲灯是25W的。
二、.额定功率
【讨论交流】让同学们观察刚才实验用的两只灯泡的铭牌，说说你的理解．
【点拨】用电器上标着的电压是指用电器正常工作时的电压，叫做额定电压。用电器上标着的功率是指用电器在额定电压时的功率叫做额定电功率。“PZ220-25”指的是电灯的额定电压即正常工作的电压是220V，而且只有当灯泡两端的实际电压为220V时，功率才是额定功率是25w．用电器上标出的电流是当用电器两端加上额定电压时通过它的电流。P额=U额I额额定电流是指用电器正常工作时的电流。
【注意】额定功率是用电器的重要性能指标，在设计用电器时必须确定它的性能和工作条件。
三.实际功率
【想一想】什么是实际功率？对某个用电器而言，其额定电压、额定功率的值有多少个？实际电压、实际电功率的值有多少个？
【点拨】实际功率是用电器在非额定电压下实际消耗的功率．由公式P=UI可知实际功率的大小随用电器两端电压的变化而变化。对某个用电器而言，其额定电压、额定功率的值只有一个，实际电压、实际电功率的值有无数个。
【议一议】实际功率和额定功率有什么关系？
【点拨】①U实=U额，则P实=P额，用电器正常工作；
②U实③U实>U额，则P实>P额，可能损坏用电器
如何理解额定功率和实际功率？
额定功率是指用电器在额定电压下的功率，实际功率是用电器在实际电压下的功率，一般情况下，用电器两端所加的实际电压等于它的额定电压，此时用电器恰好正常工作，其实际功率等于它的额定功率。例如，将一只标有“220V，40W”的灯泡接在220V的电源上时，灯泡两端实际电压220V等于它的额定电压220V，此时灯泡的实际功率等于额定功率40W。
当用电器的两端所加的电压不等于它的额定电压时，用电器的实际功率也不等于它的额定功率，当用电器两端的电压小于它的额定电压时，通过用电器的电流也将小于它正常工作时的电流，由于电压、电流都减小，有公式可知，用电器的实际功率将小于它的额定功率，同理，当用电器两端的电压大于它的额定电压时，通过它的电流将大于它正常工作的电流，用电器的实际功率将大于它的额定功率。（在实际应用中是不允许发生的，会损坏用电器）。
因此，对于一个给定的用电器来说，它的实际功率可以有多个数值，但其额定功率只有一个数值，那就是该用电器在额定电压下的功率，即使用电器没有接入电路，其实际功率为零，但其额定功率仍为原来大小。
【问题三】将“220V，100W”与“220V，25W”的两灯串联接在220V的电路中，为什么发现“220V，25W”的灯比“220V，100W”的灯亮些？
根据P=UI=I2R，当两灯串联时，电流相等，电阻大的灯电功率大，要亮些，因此“220V，25W”的灯电阻大，要亮些。
【例题】一个标有“36V 25W”的用电器，接入某电路中，通过它的电流为0.5安，这个用电器的实际功率一定是（ ）
A．小于25瓦 B．50瓦 C．100瓦 D．200瓦
解析：已知用电器的额定电压为36伏，额定功率为25瓦，根据可算出它的额定电流为0.69安，因为实际电流小于额定电流，所以实际功率小于额定功率。
答案：A
变式题：将一盏标有“PZ220 40”的白炽灯接到110伏电压下使用，它的功率是多少瓦？
解析一：因为灯的电阻不变，先求灯的电阻，再求它的实际电流，最后求出它的实际功率。
　　
　　 （或用求解）
　　
　　解析二：求出灯的电阻后，再用公式求解。
　　
　　
　　解析三：用比例关系求解。电功率公式有P=UI、，那么电功率究竟是跟电压成正比，还是跟电压的平方成正比呢？这要具体分析：因为用电器的电阻R我们认为是不变的，所以通过灯的电流要随它两端电压的改变而改变，因此应选用公式。
【作业布置】课本p108 1 2 3 练习册万向思维
【板书设计】
15.2 电流做功的快慢
一、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
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）
二、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。
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
（2）实际功率：用电器上实际电压所对应的功率
【教学反思】
教材由电功率的定义得出定义式p=w/t，进而由代入法得出电功率的计算公式p=UI，这一方法是教学中常用的，其优点是简明扼要，干净利落，而我每年在讲这部分时总感到似乎缺少点什么（物理角度），因此，设计了前面一些实验，以求能在符合物理学科特点的角度，使学生加深对公式的理解。
100W
60W
U=220V
100W
60W
U=220V
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