课题 第七章 电功率
7.1 电功(1)
教学目标:
1.知识与技能
(1)从能量转化的角度认识用电器的作用,知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,知道电流可以做功以及常见的电流做功的形式。
(2)通过实验理解焦耳定律,记住焦耳定律的计算公式,并能应用公式进行简单的计算。
(3)知道电能表测量电功的大小并会读数。
2.过程与方法
(1)通过探究电流的热效应跟电阻的大小的关系,学习控制变量法,经历实验探究过程。
(2)经历电功概念的建立过程。
(3)了解电流热效应的广泛性,知道改变电热的方法。
3.情感态度与价值观
(1) 通过探究电流的热效应跟电阻大小的关系,认识科学方法的重要性。
(2)通过了解电热的利用和防止,认识科学的应用价值。使学生体会物理与生活生产的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活生产的意识。
教学重点:
电功和焦耳定律的理解以及电能表测量电功的方法。
教学难点:
通过实验探究得出电流的热效应跟电阻大小的关系。
教学用具:
电能表及教学挂图、、多媒体课件。
教学互动设计:
一、创设情景,导入新课
月底,小明要缴电费。电费是怎样计算的呢?从电费通知单中你能得到哪些信息?
学生展开积极讨论:(1)电费反映了消耗电能的多少;(2)电能表测量消耗的电能。
二、新课讲授,师生互动
(一)电功
现代家庭中,我们每天要消耗电能,这些电能到哪里去了呢?
P90图7-3-2 在家庭中,电暖气把电能转化为内能;洗衣机把电能转化为机械能;给蓄电池充电把电能转化为化学能;日光灯把电能转化为光能……
通过分析家用电器工作中发生能量转化这一事实来认识电能的。这些用电器消耗电能的过程,实质是电能转化为其他形式的能的过程。有多少电能转化其他形式的能量,我们就说电流做了多少功。则是通过电流做功的方式来实现的。
1、电功:电流所做的功。实质:电能转化其他形式的能。
2、功的单位:焦(J)。
3、测量电功——电能表
电能表的单位:千瓦时(kW?h),俗称“度”。(P91加油站:1 kW?h=3.6×106J。)
①单位:kW?h
②符号:kW?h。
③规格:220V 5(10)A
220V→正常工作电压
5(10)A→平时工作允许通过的最大电流。短时间允许流过的最大电流为10A。
④读数:731.6 kW?h 895.9 kW?h
本月用电数:895.9 kW?h-731.6 kW?h=164.3 kW?h。
最后一位代表小数部分。
本月应付电费:164.3 kW?h×0.6元/ kW?h=98.6元。
⑤应用电能表的说明测算电功。
如电能表标有“600R/ kW?h”字样,表示:每消耗1 kW?h的电能电能表的转盘转动600转。
李明同学家的电吹风工作时,1分钟使电能表转动6转,则电吹风消耗的电能是多少?电流做了多少功?
解:消耗的电能W==。
或消耗的电能W==。
电流做的功=消耗的电能=3.6×106J。
三、板书设计,整合提升
四、大海扬帆,尝试远航
1、能量的转化,通常是通过 来实现的。电灯泡把 能转变为光能;电动机把 能转变为动能;电热器把 能转变内能。
2、电能的单位: ,符号是J。常用的能量单位是 ,符号是kW?h。1kW·h= J 。相当于1kW的用电器工作 h所消耗的电能。
3、图1所示,叫 ,是测量 的工具。
“220V”表示这个电能表应该在 V的电路中使用;
“5A” 表示这个电能表的额定电流为 A。
“50Hz” 表示这个电能表在 Hz的交流电路中使用;
“600R/kW·h” 表示接在这个电能表的用电器,每消耗 的电能,电能表上的转盘转过600转。
4、图1所示是李英同学家里的电能表,甲为4月底电能表的示数为 ,乙为5月底电能表的示数,则5月份消耗的电能是 ,如果0.60元/kW·h,5月份应交电费为 。
参考答案:1、做功,电,电,电。2、焦,千瓦时,3.6×106。3、电能表,电功。220,5,50,1kW?h。4、31.61kW?h,81.6kW?h,50kW?h,30 。
在阅读教材中“加油站”的内容基础上,注意调整和充实俗称“用电多少”的说法,电能表记录的是一段时间内消耗电能的多少,通常说的“度”即千瓦·时。另外千瓦·时与焦的换算关系也是很重要的,它不但是以后有关换算的基础,而且单位的统一,本身说明电能是能量的一种形式。
对于电能表末尾的数字是小数位的提示不要简单化处理,应强调这是为提高测量精度(准确程度)而设置的,推广到数字式仪表一般都是这样设置的。提示学生在应用中注意阅读仪表的使用说明书,了解尾数的设置反映该仪表的测量精度。
五、作业。李明同学家的空调工作时,1分钟使电能表转动12转,则空调消耗的电能是多少?电流做了多少功?
教学反思
本节课教学与传统教学相比,学生的积极性能得到充分发挥,学生的主体地位得以凸现。教学活动始终围绕着“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”的三维教学目标展开。
教学首先从学生熟悉的家用电器开始分析,使学生有一种亲切感。学生对电能与其他形式的能的转化比较熟悉,用水流做功来类比,学生比较容易接受电流做功的概念。
课题 7.1 电功(2)
教学目标:
1.知识与技能
(1)从能量转化的角度认识用电器的作用,知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,知道电流可以做功以及常见的电流做功的形式。
(2)通过实验理解焦耳定律,记住焦耳定律的计算公式,并能应用公式进行简单的计算。
(3)知道电能表测量电功的大小并会读数。
2.过程与方法
(1)通过探究电流的热效应跟电阻的大小的关系,学习控制变量法,经历实验探究过程。
(2)经历电功概念的建立过程。
(3)了解电流热效应的广泛性,知道改变电热的方法。
3.情感态度与价值观
(1) 通过探究电流的热效应跟电阻大小的关系,认识科学方法的重要性。
(2)通过了解电热的利用和防止,认识科学的应用价值。使学生体会物理与生活生产的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活生产的意识。
教学重点:
电功和焦耳定律的理解以及电能表测量电功的方法。
教学难点:
通过实验探究得出电流的热效应跟电阻大小的关系。
教学用具:
粗细一样、长度不同的镍铬合金丝2条,电池,开关,导线,多媒体课件。
教学互动设计:
一、创设情景,导入新课
我们可以通过有电流产生的一些现象,知道电流的存在,我们可以凭借哪些现象知道电流的存在?电流通过哪些导体会产生更多的热量呢?
二、新课讲授,师生互动
(一)电流的热效应:电能转化为内能的现象。
电流通过灯泡的灯丝时,电能转化为光和热,灯丝变得灼热而发光,这是电流的热效应。给灯泡通电,灯泡的亮度不同,灯泡的亮度与什么有关呢?
学生观察不同亮度的灯泡:
(1)灯丝的粗细不同。
(2)长度相同,粗细不同的灯丝,电阻不同。
(3)灯泡的热效应跟灯丝的电阻关系。
(二)实验探究:电流的热效应跟电阻大小的关系
如图7-1-5将两条粗细一样、长度不同的镍铬合金丝(R1 、R1)串联起来,接在电源上,通过它们的电流相等。通电一段时间后,对这段两段镍铬合金丝产生的热量,你有什么猜想? 为了验证你的猜想,设计实验,比较在电流的条件下,相同时间内,两根镍铬合金丝产生的热量。
将两条粗细一样,长度不同的镍络合金丝(R1、R2)串联起来,接在电源上,通电一段时间后,这两段镍络合金丝产生的热量(Q1、Q2)猜想是什么关系?
积极思考,对各种可能提出猜想。
(1)Q1>Q2
(2)Q1(3)Q1=Q2
能否利用手边工具验证你的猜想?你打算怎样验证你的猜想?能否按步骤详细地写下你的方案?要求填写验证方案部分。老师可适当提示学生如何判断产生热量的多少,参照P92图7-1-6或图7-1-7。
要求并适当指导各小组讨论修改方案。
各小组就探究方案展开讨论。
各小组确定实验方案后,教师组织进行实验。
小组展开实验,记录下相关现象。
根据各小组实验情况,提示:
(1)两段镍铬合金丝串联,什么物理量相等? (控制电流相等、通电时间相等)
(2)为显示产生热量的多少(Q1、Q2),要控制什么条件一样?
(3)你的什么现象说明产生热量多?
在教师的提示下,各小组进一步探究总结结论。
要求学生记录实验现象,填写验证卡。
总结实验现象,得出结论,填写验证卡。
组织各小组讨论得到小组结论,要求组内推举一位同学准备向全班汇报,全班总结交流实验结论。
小组内交流讨论,形成统一结论,并挑选出一名同学代表全组发言,各小组代表向全班汇报该组的实验结论。
教师在交流的基础上,总结结论:在电流相同的条件下,相等时间内,电阻较大的导体比电阻较小的导体产生的热量多。
汇总后,全班学生在教师带领下针对实验结论展开讨论,总结得出结论。
实验表明:在电流相同的条件下,相等时间内,电阻较大导体比电阻较小的导体产生的热量较多。
英国物理学家焦耳做了大量实验,与1840年最先精确确定电流通过导体产生的热量(电热)跟电流、电阻和通电时间的关系。
三、焦耳定律:电流流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。
公式:Q= I2Rt
电热Q的单位:焦(J)
电流I的单位:安(A)
电阻R的单位:欧(Ω)
时间t的单位:秒(s)
适应范围:一切有电阻的导体产生的热。
四、电热的利用和危害的预防
实际生活和生产中,许多地方要利用电热,但也有要防止电热的,对照图7-1-9,分析它们各自是利用电热还是防止电热的,是怎样利用和防止电热的?
利用电热——加热
防止电热危害——散热或减小电阻
三、板书设计,整合提升
四、大海扬帆,尝试远航
1、各种用电器利用电流可以产生 、 和 化学 效应。其中电热器是利用电流的 效应工作的。
2、电流通过的导体产生的热量,跟 成正比,跟 成正比,跟 成正比。用公式表示 : ,我们叫它 定律。
3、由和焦耳定律Q= ,推导纯电阻产生热量Q 等于 电功W= ,在非纯电阻电路中,Q W。
4、电热器的电阻丝是由电阻 (选填“大”或“小”),熔点 (选填“高”或“低”)的合金材料制成的。
5、一个电热器的电阻为110Ω,接在电压为220V的电路中,通过的电流是 A,10分钟电流产生的热量是 J。
6、将两电炉丝R1、R2串联起来,接在电路中,如图所示,若R1>R2,则先被点燃的火柴是( )
A.电炉丝R1上的火柴
B.电炉丝R2上的火柴
C.两电炉丝上的火柴同时被点燃
D.无法确定
参考答案:1、热效应,磁效应,热。2、电流的平方,电阻,通电时间。Q=,焦耳。3、,=,=。<。4、大,高。5、2,264000 。6、A。
五、作业P93T2
教学反思
本节课教学与传统教学相比,学生的积极性能得到充分发挥,学生的主体地位得以凸现。教学活动始终围绕着“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”的三维教学目标展开。
教学首先从学生熟悉的家用电器开始分析,使学生有一种亲切感。传统的教学中也有实验,教材中的实验也让学生分组进行,但是教学以传授知识为目的,教学中教师已把实验的步骤设计好了,只要求学生按部就班实验,关注实验现象和结论。学生只会通过观察实验现象来记住结论,理解知识。实验只是作为理解知识的一种辅助手段,在教师的引导下,学生观察电流做功与电流大小、电压大小、时间的关系。并不知道为什么要观察、研究这些物理量。新的教学理念,不仅要求学生观察实验现象,更要求学生参与到实验的设计与探究。
课题 7.2 电功率(1)
教学目标:
1.知识与技能
(1)知道电功率的含义。
(2)理解电功率和电压、电流的关系,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。
2.过程与方法
(1)通过讨论、交流日常生活中电流过大的原因,培养学生应用知识的能力。学习收集和处理信息的方法。
(2)通过实验探究,知道电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。通过小组的讨论与交流,或课堂的踊跃发言,了解电能对促进人类社会的进步与发展的重要作用。
3.情感态度与价值观
(1)初步认识科学的进步对人类社会的发展具有巨大的推动作用。
(2)培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探究日常生产生活中所包含的物理知识,提高学习物理的兴趣。
教学重点:
理解电功率的概念。
教学难点:
怎样探究电功率、电压、电流三个量的关系。
教学用具:
2.5V 0.3A和3.8V 0.3A的灯泡,电池,开关,导线,电流表、电压表、多媒体课件。
教学互动设计:
一、创设情景,导入新课
假如你家装修房子时,采购了两种不同规格的灯泡,有60W和25W的。根据需要客厅、书房的灯要亮些,卧室、厕所里的灯要暗些,如果让同学们从中选择,你会怎么选?为什么?
学生们根据已有生活经验进行判断选择:客厅、书房安装60W的灯泡;卧室、厕所里安装25W的灯泡。
原因:60W的电灯泡比25W的更亮。
二、新课讲授,师生互动
(一)认识电功率
教师演示100W和40W灯泡正常工作情况。
问1:电灯泡工作时能量是如何转化的?从刚才实验看出100W的电灯泡比40W的更亮,这说明什么问题呢?
问2:怎样来比较电流做功的快慢呢?
电能转化为光能和热能;这表明相同时间内 100W的电灯泡把更多的电能转化为光能和热能。(也就是说电流做功有快慢之分)
教师类比启发:
(1)怎样比较物体运动的快慢?
(2)怎样比较力对物体做功的快慢?
(3)可以怎样来比较电流做功的快慢呢?
学生思考并回答:
(1)利用物体单位时间内通过的路程(即速度);
(2)利用物体单位时间内完成的功(即功率);
(3)可以利用单位时间内电流所做的功。
师:物理学中引进了一个十分重要的物理量来描述电流做功的快慢,它就是电功率。从刚才的比较中得出应该怎么来描述电功率呢?
生答:电功率就是电流在单位时间内所做的功。
如果用Ρ表示电功率,用W 表示电功,用t表示通电时间,用数学公式就应该这样表示:
引导学生说出其物理意义、数值和单位。
师:但在工农业生产上的用电器,如起重机上的电动机,功率往往很大,这时就要用更大的单位千瓦(kW)来表示。
1kW=1000W
如农田灌溉时用来带动水泵的电动机,功率大约在几千瓦到几十千瓦之间。
生:电功率在数值上等于电流在单位时间内所做的功。
当电功的单位是焦(J),时间的单位是秒s),电功率的单位就是焦/秒(J/s),常用瓦特(W)来表示。
学生熟悉电功率的常用单位。
平常我们说40W的灯泡、150W的电视机说的就是电功率。电功率是家用电器的一项重要性能指标,在各种用电器的铭牌和说明书中都有标示,请同学们仔细观察教科书图7-2-2并思考讨论:
(1)该电视机正常工作时的电功率是多少?表示什么意思?(2)看两小时电视要消耗多少电能?
教师说明:计算时只要单位配套使用即可,计算日常生活中用电时消耗的电能用此方法更简便。学生观察后回答:(1)该电视机正常工作时的电功率是140W;表示它1s消耗电能140J
(2)由公式P=,可得
W=Pt=140W×2×3600s=1.008×106J
或:W=Pt=0.14kW×2h=0.28kW?h
学生了解单位的配套使用
(1)P—W,t—s,W—J;
(2)P—kW,t—h,W—kW?h。
讨论与交流:消耗了多少电能
师:请同学们利用所学知识分析一下,要节约电能可以从哪些方面着手?
学生:根据公式 W=Pt,可以在不改变用电时间的情况下,尽可能地减小用电器的功率;也可以在不减小电功率的情况下,减少用电时间,如养成随手关灯的习惯等。当然也可以同时考虑。
(二)电功率的大小
实验探究:电功率跟电流、电压的关系
:
公式:P=UI
电功率P:单位:瓦(W)
电压U:单位:伏(V)
电流I:单位:安(A)
1瓦=1伏安 1W=1VA。
推导W=Pt=Uit。
电流在某段做的功等于这段电路两端的电压、通过的电流和通电时间的乘积。W=Uit。
三、板书设计,整合提升
四、大海扬帆,尝试远航
1、电功率是表示电流做功 的物理量,用字母 表示,其国际单位是 ,符号是 。
2、电功率的大小等于 ,公式P= ,实验分析证明,电功率P与电压U、电流I的关系是P= 。
3、1千瓦时(kW?h)是功率为 的用电器1h消耗的电能。
4、电功W与电压U、电流I、通电时间t的关系是W= 。
5、1W= J/s,1W= VA,1J= Vat。
6、如图所示的电视机工作4h,消耗的电能是多少?
五、作业P97T2
教学反思
电功率的概念是本节内容重点和难点之一,要巧妙地利用前面所学“速度”和“功率”的概念进行类比,使概念的得出水到渠成。探究电功率跟电压和电流关系的实验,是一个完整的探究活动,要让学生在前面实验探究基础上进一步体会探究的各个环节,让学生在科学探究的过程中体会科学思想和科学方法,培养学生的科学探究能力。本课要根据实际情境设计问题让学生解答,在解题中激发兴趣。
课题 7.2 电功率(2)
教学目标:
1.知识与技能
(1)知道电功率的含义。
(2)理解电功率和电压、电流的关系,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。
2.过程与方法
(1)通过讨论、交流日常生活中电流过大的原因,培养学生应用知识的能力。学习收集和处理信息的方法。
(2)通过实验探究,知道电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。通过小组的讨论与交流,或课堂的踊跃发言,了解电能对促进人类社会的进步与发展的重要作用。
3.情感态度与价值观
(1)初步认识科学的进步对人类社会的发展具有巨大的推动作用。
(2)培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探究日常生产生活中所包含的物理知识,提高学习物理的兴趣。
教学重点:
理解电功率的概念。
教学难点:
怎样探究电功率、电压、电流三个量的关系。
教学用具:
“220V 100W”“220V40V”电灯
教学互动设计:
一、创设情景,导入新课
李明家的电能表“标有220V 10A”字样,家里已经装有“222V 40W”的灯泡6盞,“220V 100W的电视机一台,“220V 750W”电饭煲一台,还能接“220V1000W”的电炉烤火吗?
二、新课讲授,师生互动
(一)例题分析
1、P96例题1 标有“220V 100W”的灯泡,在正常工作时,通过的电流是多少?正常发光时的电功率是多少?
解:灯泡正常发光的电压U=220V,
灯泡正常发光的功率P=100W,
灯泡正常工作时通过的电流
I=
正常发光时灯泡的电阻
R=。
另解:因为P=UI,R=,所以R=
例题2 教室里并联着10只规格是“220V 40W”的日光灯,这些灯全部正常发光时,总电流等于多少?
解:每只日光灯的电流I1=
10只灯的中电流I=10 I1=10×0.182A=18.2A 。
另解:总功率P=10×40W=400W,总电流I=。
例题3:李明家 电能表“标有220V 10A”字样,家里已经装有“222V 40W”的灯泡6盞,“220V 100W的电视机一台,“220V 750W”电饭煲一台,还能接“220V1000W”的电炉烤火吗?
解:电功率P=UI=220V×10A=2200W,
实际接入电功率P实=40W×6+100W+750W=1090W,
2200W-1090W=1110W>1000W,
所以,还能接入“220V 1000W”的电炉烤火。
例题4“220V 100W”的灯泡接入110V的电路中,实际电功率是多少?
解:灯泡正常工作电流I=,
灯泡的电阻R,
接入110V电路中实际电流
,
实际电功率。
另解:电阻R=,
灯泡的实际电功率
P实=。
三、板书设计,整合提升
四、大海扬帆,尝试远航
1、如图所示,标有“6V 3W” 字样的灯泡L1和标有“6V 6W” 字样的灯泡L2。
(1)灯泡正常工作的电流I1= A, I2= A。
(2)灯泡正常工作的电阻R1= Ω, R2= Ω。
(3)如果两灯串联,图中甲、乙分别是 、 。
允许通过电路中的最大电流是 A,此时,甲、乙两表的示数分别是 、 。
灯泡的实际功率P1= W,P2= W。
(4)如果两灯并联,图中甲、乙分别是 、 。
电路两端最高电压是 V,此时,甲、乙两表的示数分别是 、 。
灯泡的实际功率P1= W,P2= W。
2、(2011年永州市)一个标有“12V6W”的灯泡 ,接到18V的电源上,要能使灯泡正常发光,应给灯泡串联一个 Ω的电阻,该电路工作10s钟消耗的电能是 J。
参考答案:
1、(1)0.5,1 。(2)12,6, 。(3)电压表,电流表,0.5,9, 0.5 ,3,1.5。(4)电流表,电压表,6V,1.5, 6 ,3,6。
2、12,90。
五、作业:“220V 40W”的灯泡接在110V的电路的实际功率。
实践活动
利用电能表和秒表测某家用电器的电功率。提醒学生一定要注意安全,最好在家长的陪同下完成。
教学反思
教学的真正目的是让学生通过知识的探索去获得研究和思维的方法,所以在设计本教案时尽量通过学生的自主、合作探究及师生交流、共同发展的互动过程来教给学生一种研究问题的方法,从而培养学生的能力。
课题 7.3 灯泡的电功率
教学目标:
1.知识与技能
(1)加深对电功率概念的理解,能区分用电器的额定功率与实际功率。能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率。
(2)会比较小灯泡的亮度,掌握测定小灯泡的额定功率。
(3)巩固电流表和电压表的操作技能。
2.过程与方法
(1)经历探究实验,掌握判断灯泡亮暗程度的方法。
(2)根据已有的知识设计实验测定电功率,并在实验过程中加深电功率概念的理解。
3.情感态度与价值观
(1)培养勇于探索的精神以及合作学习的团队意识。
(2)具有对科学的求知欲,勇于探索自然现象和日常生活的物理学知识,有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
教学重点:
掌握测量小灯泡电功率方法,体会额定功率与实际功率的区别。
教学难点:
引导学生设计测量小灯泡电功率的方法。
教学用具:
标有“2.5V 0.3A”字样的灯泡,学生电源,电流表,电压表,滑动变阻器,导线。
教学互动设计:
一、创设情景,导入新课
(一)灯泡的额定功率
标有“220V 100W”的意义:
220V——灯泡正常工作的电压叫额定电压。U额。
100W——灯泡在额定电压下工作的功率叫额定功率。P额。
阅读课文P98最后一段课文,理解“实际电压=额定电压,电器才正常工作。”
(二)实验探究:测量灯泡的额定功率。
器材:标有“2.5V 0.4A”字样的灯泡 ,学生电源,电流表,电压表,滑动变阻器,导线。
1、设计实验:设计实验方法和步骤,画出相应的电路图、记录表格等。在完成初步设计后,要引导学生逐步完善实验方案,教师提示向学生说明:电路中加入滑动变阻器可以改变电流和电压,进行多次测量,寻找规律。进而要求学生进一步完善自己设计的电路图,并考虑对应的实物连接方式。
关键:利用图7-2-5用滑动变阻器调节灯泡两端电压,只有当U实=U额时,灯泡的实际功率P实=P额。
实验前,“看——说明书、要求;画——电路图;接——按电路图接线;开——接线过程开关断开。”
说明书:电流表使用“二要一不”;电压表“二要一不”;滑动变阻器“一上一下”阻值大。
2、进行实验
按照设计的电路图连接好电路,调节滑动变阻器,分别测出三组电压和电流值,把实验数据填入下表。
实验次数
电压U/V
电流I/A
功率P/W
灯泡亮度
1
2
2
2.5
3
3
分析论证:
(1)
(2)
(3)
三、板书设计,整合提升
四、大海扬帆,尝试远航
1、伏安法测量电功率的原理是 ,测量的物理量是 、 ,原理图是 。
2、实验中逐渐调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压低于、 、 灯泡的额定电压。记录对应电流、电压值,观察灯泡的发光情况,并计算相应的电功率。这样多次测量,目的是 。
3、在伏安法测电功率中用到了下图所示的电路,图中甲是 表,乙是 表,闭合开关后,移动滑动变阻器滑片后,两表的示数如图所示,测得的电流是 A,电压是 V,灯泡的电功率约 W。
4、用伏安法测电功率的实验中,下列注意的事项中说话错误的是( )
A.应使滑动变阻器的滑片位于阻值最大处。
B.应使电流表与待测灯泡串联
C.应将开关断开
D.闭合开关后读出电流表、电压表的示数就可可以算出灯泡的额定功率。
参考答案:1、P=UI,电流,电压,。
2、寻找规律。3、电压,电流,0.3,2.5,0.75。4、D。
五、作业、将上T3写在作业本上。
教学反思:
本节内容的主要目标是让学生认识额定功率,掌握测量小灯泡电功率的方法,其关键是组织好教科书中的两个探究活动;(1)通过实验探究比较小灯泡的亮度;(2)通过实验探究测定小灯泡的功率。
课题 第七章 电功率 复习
复习目标:
1.知识与技能
(1)从能量转化的角度认识用电器的作用,知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,知道电流可以做功以及常见的电流做功的形式。
(2)通过实验理解焦耳定律,记住焦耳定律的计算公式,并能应用公式进行简单的计算。
(3)知道电能表测量电功的大小并会读数。
(4)知道电功率的含义。
(5)理解电功率和电压、电流的关系,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。
(6)加深对电功率概念的理解,能区分用电器的额定功率与实际功率。能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率。
(7)会比较小灯泡的亮度,掌握测定小灯泡的额定功率。
2.过程与方法
(1)通过探究电流的热效应跟电阻的大小的关系,学习控制变量法,经历实验探究过程。
(2)经历电功概念的建立过程。
(3)了解电流热效应的广泛性,知道改变电热的方法。
(4)通过讨论、交流日常生活中电流过大的原因,培养学生应用知识的能力。学习收集和处理信息的方法。
(5)通过实验探究,知道电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。通过小组的讨论与交流,或课堂的踊跃发言,了解电能对促进人类社会的进步与发展的重要作用。
3.情感态度与价值观
(1) 通过探究电流的热效应跟电阻大小的关系,认识科学方法的重要性。
(2)通过了解电热的利用和防止,认识科学的应用价值。使学生体会物理与生活生产的紧密联系,培养学生将物理知识主动运用于生活生产的意识。
(3)初步认识科学的进步对人类社会的发展具有巨大的推动作用。
(4)培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探究日常生产生活中所包含的物理知识,提高学习物理的兴趣。
教学重点:
电功和焦耳定律的理解以及电能表测量电功的方法。理解电功率的概念。
掌握测量小灯泡电功率方法,体会额定功率与实际功率的区别。
教学难点:
通过实验探究得出电流的热效应跟电阻大小的关系。
怎样探究电功率、电压、电流三个量的关系。
一、知识梳理
第七章 电功率律 知识图解
二、基础练习
1、能量的转化,通常是通过 来实现的。电灯泡把 能转变为光能;电动机把 能转变为动能;电热器把 能转变内能。
2、电能的单位: ,符号是J。常用的能量单位是 ,符号是kW?h。1kW·h= J 。相当于1kW的用电器工作 h所消耗的电能。
3、各种用电器利用电流可以产生 、 和 化学 效应。其中电热器是利用电流的 效应工作的。
4、电流通过的导体产生的热量,跟 成正比,跟 成正比,跟 成正比。用公式表示 : ,我们叫它 定律。
5、由和焦耳定律Q= ,推导纯电阻产生热量Q等于电功W= ,在非纯电阻电路中,Q W。
6、一个电热器的电阻为110Ω,接在电压为220V的电路中,通过的电流是 A,10分钟电流产生的热量是 J。
7、电功率是表示电流做功 的物理量,用字母 表示,其国际单位是 ,符号是 。
8、电功率的大小等于 ,公式P= ,实验分析证明,电功率P与电压U、电流I的关系是P= 。
9、电功W与电压U、电流I、通电时间t的关系是W= 。
10、1W= J/s,1W= VA,1J= VAs。
11、伏安法测量电功率的原理是 ,测量的物理量是 、 。实验中逐渐调节滑动变阻器,使灯泡两端的电压低于、 、 灯泡的额定电压。记录对应电流、电压值,观察灯泡的发光情况,并计算相应的电功率。这样多次测量,目的是 。
参考答案: 1、做功,电,电,电。2、焦,千瓦时,3.6×106。
3、热效应,磁效应,热。4、电流的平方,电阻,通电时间。Q=,焦耳。5、,=,=。<。6、2,264000 。7、快慢,P,瓦,W。8、单位时间电流做的功,,UI,9、UIt。10、1,1,1 。11、P=UI,电流,电压,等于,高于,寻找规律。
三、例题解析
【例题1】 (2011年衡阳市)在“测定小灯泡的电功率”的实验中,已知小灯泡的额定电压为3.8V。如图是小严同学连接的实物电路。
(1)实验中,连接好电路后,闭合开关,移动滑片,发现小灯泡始终不亮,且电压表有示数,电流表无示数,则故障的原因可能是________;
(2)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片到某一点,电压表的示数如图甲所示,为____V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向___端(填“A”或“B”端)的方向滑动;
(3)当小灯泡正常发光时,电流表的示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率是___W。
【解析】测量灯泡的额定功率是中考的重点知识。(1)灯泡不亮,电流表无示数,表示电路可能是开路;电压表有示数,表示电压表的正负接线柱与电源的正负极是连通的,故障可能是与电压表所并联的灯泡开路。(2)电流表、电压表的读数规则是看量程和指针读出结果。电压表示数为2.5V,低于额定电压3V,电压增大,电阻不变时,电流增大,电路总电阻减小,滑片向B端滑动。(3)灯泡正常发光时,实际电压等于额定电压,实际电流等于额定电流,为0.3A。额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W。
【答案】(1)灯丝断了(或灯泡与灯座接触不良)。(2)2.5,B。(3)1.14。
【例题2】(2011年长沙市)下表为某饮水机铭牌的部分参数,其内部简化电路如图所示。当S闭合,S闭合,S1断开时,饮水机处于保温状态。当S、S2同时闭合时,饮水机处于加热状态。求:【c水=4.2×103J/(kg?℃)】
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
热水箱容量
2L
(1)饮水机保温状态下正常工作时的电流。
(2)饮水机保温50min消耗的电能。
(3)若不计热损耗,该饮水机将2L的水从30℃加热至98℃,需要加热多长时间?
【解析】(1)饮水机保温状态下正常工作的电流:
I=。
(2)饮水机保温50min时消耗的电能:
W=Pt=44W×3000s=1.32×105J。(或0.037kW·h)。
(3)∵不计热损失,∴W=Q=cmΔt,
t==571s。
【答案】(1)0.2A。(2)1.32×105J.(3)571s。
【例题3】(2011年福州市)如图甲所示电路,电源电压为6V不变,滑动变阻器的滑片P从a端移动到b端,定值电阻R1两端的电压随滑动变阻器R2阻值变化的图像如图乙所示。问:
(1)当R2为10Ω时,电压表的示数是多少?
(2)当电压表示数为2V时,R1的阻值是多少?
(3)滑动变阻器的滑片P在b端时,电阻R1的功率是多少?
【解析】(1)当电阻R2为10Ω时,电压表的示数是3V 。
(2)当电压表示数为2V时,U1 =2V,R2 =20Ω,R1与R2串联,
U2= U—U1=6V—2V=4V,
I1 = I2,R1=。
(3)解法一:滑片在b端时,U1′=1V,P1′=
解法二:滑片在b端时,R2′=50Ω,R,′=R1+ R2=10Ω+50Ω=60Ω,
I1′= I′=,
P1′= I1′2R1=(0.1A)2×10Ω=0.1W。
【答案】(1)3V。(2)10Ω。(3)0.1W。
【点评】从函数图象中找物理相关数据是近几年中考物理试题的一种重要形式。一定要能读懂图象的物理意义,才能找出隐含的数据。
四、达标练习
1、(2011重庆)某导体中的电流与它两端电压的关系如图所示,下列分析正确的是( )
A.当导体两端的电压为0时,电阻为0
B.该导体的电阻随电压的增大而减小
C.当导体两端的电压为0时,电流为0
D.当导体两端的电压为2 V时,电流为0.6A
2、(2011恩施)小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图所示的I-U图像。下列判断中,错误的是( )
A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比
B.通过R2的电流与它两端所加电压不成正比
C.将它们串联接入到同一电路中时,通过R1的电流较小
D.将它们并联连接到两端电压为1.5V的电路中时,通过干路的电流大约是0.46A。
3、(2011玉溪)在学习了电路和欧姆定律的知识后,同学们按照老师的要求到实验室进行“欧姆定律”的验证性实验。图15是具体验证的实物电路图,请按下面的要求作答。
(1)请把实物图正确连接。
(2)闭合开关试触时,发现电压表的指针向右偏转超过了刻度盘,其原因是 ,应换用 量程。
(3)实验时,某同学把5Ω、lOΩ、20Ω的电阻分别接入电路中,探究导体中的电流与电阻的规律,记录数据时,把接入20Ω时的电流值记漏了,请帮他填上,是 A。该实验需要控制 不变。
电阻 R/Ω
5
10
20
电流I/A
0.6
0.3
4、如图所示,研究“电流跟电压、电阻关系”时,记录数据如下:
①分为两组实验用了___________法,上述数据可以总结为关系式___________,依次进行表2中第5、6次实验的过程中,滑片应向______滑动。
②将R换作额定电压为3.8V的小灯泡,当小灯泡正常工作时电流表示数如图所示,则通过小灯泡的电流是________A,它的额定功率为________。
③将R换成螺线管,则当滑片P向左滑动时,它能够吸起大头针的数量将________。
5、(2011岳阳)小明探究“电流跟电阻的关系”的实验电路图如图甲所示。
(1)图中的a是 表,b是 表。
(2)连接电路后,闭合开关,两表均有示数,但无论怎样调节滑动变阻器的滑片,两表示数均保持不变,其原因可能是 (写出一个即可) (3)排除故障后继续实验,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,当5Ω的电阻两端电压为1.5V时,电流表的示数(如下图所示)为 A。
(4)再分别接10Ω 、15Ω的电阻,重复上述实验,得到表中数据,分析数据可得出结论:保持电压不变时,导体中得电流跟导体的电阻成 比。
电阻R/Ω
5
10
15
电流I/A
0.15
0.10
(5)滑动变阻器在此实验中得主要作用是 。
(6)利用此实验电路图,还可以完成的实验探究有 (写出一个即可)。
6、某实验小组用如图6中的实验器材探究“电流与电压、电阻的关系”。实验探究分两步进行:一是保持电阻不变,探究电流与电压的关系;二是保持电压不变,探究电流与电阻的关系。
(1)在图6中,用笔画线代替导线完成电路连接。
(2)连接电路时,开关S应处于 状态,滑动变阻器的滑片P应位于最 端(填“左”或“右”)。
(3)图7中甲、乙是根据实验数据绘制的图,其中正确表示电阻不变,电流随电压变化的图是 (填“甲”或“乙”)图。该实验探究运用了 法。
(4)综合图7中图甲、乙可得到的结论是
。
二、 欧姆定律
7、(2011威海)某高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,小明同学结合所学的物理知识设计了如图所示的称重表原理图,对于小明同学的设计你认为:
A、此设计可行,称重表同电流表改装
B、此设计可行,称重表由电压表改装
C、此设计不可行,当车辆越重时电路中电流越小
D、此设计不可行,电路中的R1没有作用
8、(2011武汉)在如图所示的电路中,闭合开关,调节滑动变阻器,发现两只电表中有一只电表的示数明显变小,另一只电表的示数明显变大。下列判断中正确的是
A.可能是灯L断路
B.一定是灯L短路
C.可能是滑动变阻器R断路
D.一定是滑动变阻器R的滑片向左滑动
8、(2011无锡)如图所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后驾车。其中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R1为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小。若某次测试中电流表示数较大,则说明
A.气体的酒精浓度较大,R1阻值较小
B.气体的酒精浓度较大,R1阻值较大
C.气体的酒精浓度较小,R1阻值较小
D.气体的酒精浓度较小,R1阻值较大
9、(2011浙江)二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是( )
A.U变大,I变大 B.U变小,I变小
C.U变小,I变大 D.U变大,I变小
10、(2011安徽)如上右图所示的电路,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片向右移动时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小,灯泡变暗
B.电压表示数变小,电流表示数变大,灯泡变亮
c.电压表示数变小,电流表示数变小,灯泡变暗
D.电压表示数变大,电流表示数变大,灯泡变亮
11、(2011丽水)酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图所示是它的原理图,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度增大而减小。如果测试到的酒精气体浓度越大,那么( )
A.传感器的电阻越大
B.通过传感器的电流越小
C.电压表的示数越大
D.传感器两端的电压越大
12、(2011烟台)在图所示的电路中,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数变小,电压表的示数变小
B. 电流表的示数变小,电压表的示数变大
C. 电流表的示数不变,电压表的示数变小
D. 电流表的示数变大,电压表的示数变大
13.(2011黄冈)小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变。则下列说法正确的是( )
A.天然气浓度增大,电压表示数变小
B.天然气浓度减小,电流表示数变大
C.天然气浓度增大,电路消耗的总功率变小
D.天然气浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变
14、(2011成都)图所示是小明设计的一个简易电子身高测量仪的示意图。其中,电源电压恒为6 V,保护电阻R0=20 Ω;R是一只固定着的、竖直放置的硬电阻棒、总长为40 cm,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比;金属杆cd和MP(右端P是滑片)与电路接触良好,电阻不计。小明用该测量仪对小聪、小英和小亮的身高进行了测量,其数据见下表。若已知小英测量时,滑片恰在电阻棒ab的中点位置,则根据题中提供的信息可知( )
A.电阻棒的总电阻是50 Ω
B.小聪的身高是1.7 m,小亮的身高是1.5 m
C.小聪的身高是1.5 m,小亮的身高是1.7 m
D.从理论上分析,该测量仪的身高测量范围是1.2~1.8 m
小聪
小英
小亮
A表示数I/A
0.20
0.15
0.12
V表示数U/V
2.0
3.0
3.6
身高h/m
1.6
参考答案:
1、C.2、C.3、(1)连接实物图如图所示;
(2)电压表的量程小了,大。(3)0.15,电压。
4、(1)控制变量,I=,右。(2)0.3,1.14W。
(3)增大。
5、(1)电压,电流。
(2)变阻器的电阻丝两端接入电路。(3)0.3 。
(4)反。(5)调节电阻两端的电压相同。(6)测定灯泡的额定功率。
6、(1)接法如图所示。(2)断开,右。(3)乙,控制变量。(4)导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
7、A.8、A.9、A.10、A.11、B。12、C。13、C。
14、D.15、C.
教学反思:
本章内容属于课程标准中科学内容的第三个主题“能量”,是该主题下的二级主题“电磁能”中的部分内容。内容标准如下:
1.通过常见的事例或实验,知道电功的概念及单位;会用家用电能表初步测量电功。
2.理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单的计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。
3.通过实际探究,知道在电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。
本章的知识内容虽然不多,但很重要,它是从能量转化的角度来学习电学的基础知识,涉及电阻、电流、电压、欧姆定律、内能等知识的综合应用。