更新时间:2025-08-12 11:32:54
课题:电功和电功率
课型:新授课
设计:何
编写时间:20xx年12月5日
执行时间:20xx年12月8日
教学目的:
1、理解和掌握电功率的概念、公式和单位;
2、理解额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
3、能综合运用学过的知识简单的电功率问题。
教学重点难点:
1、电功率的定义、公式和单位;
2、额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
教具准备:
36V40W电灯1只,洗衣机、电动机铭牌若干,电流表、
电压表各1只,变阻器、电源各1个。
教学方法:复习引入、演示实验、归纳总结。
教学过程:
一、复习引入:
1、怎样比较物体运动的快慢?
2、怎样比较物体做功的快慢?
3、怎样比较电流做功的快慢?
电流通过电扇的电动机,通电半小时,电流做功72000J;电流通过起重机的电动机,通电2s,做功40000J,电流通过哪一个电动机做功多?
二、讲授新课:
1、电功率
(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
(2)公式:
根据定义:P=W/t,W=UIt
所以,P=W/t=UIt/t=UI
上式表明:电功率等于电压与电流的乘积。
(3)单位:瓦、千瓦,1kW=1000W
由公式得W=Pt得
W=Pt=1kW×1h=1kW·h
=1000W×3600s=3.6×106J
即:1kW·h=3.6×106J
一盏电灯边在电压是220V的电路中,灯光中通过的电流是68mA,这个灯光的电功率是多少瓦?一个月总共通电100h,电流所做的功是多少焦,多少千瓦时?
(4)演示实验:(运行课件)
实验数据比较:
2、额定电压与额定功率:
(1)定义:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
(2)额定电压和额定功率的关系:
当U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作
U实>U额,则P实>P额,用电器容易损坏
U实U额,P实>P额,用电器容易损坏。
U实U额
UU额时,P实>P额,用电器容易被烧坏。
③教师出示一个“220V40W”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。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。
3.小结:略。
4.布置作业:
(1)课本本节的练习3、4。
(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)
预习题:
1.实验的目的是什么?
2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
3.需要哪些实验器材?
4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?
5.怎样组成电路?请画出实验电路图。
6.怎样设计实验数据记录表格。
7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
(四)说明
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
[设计意图]
电功率和电功一样是电学中重要的物理量,而不少学生在理解时经常混淆这两个物理量复习时应重在理解,可与电功做比较,注意概念之间的联系和区别。而测量小灯泡的电功率并将额定功率与实际功率加以比较,是电学中重要的实验之一,所涉及的动手能力与实验操作能力也是学生的薄弱环节,复习时要着重关注。
[复习目标]
1、认知目标复习
(1)理解电功率概念,理解电功率和电压、电流之间的关系,并能进行简单的计算;
(2)能区分用电器的额定功率和实际功率;
2、技能目标培养
理解测定小灯泡电功率的方法,能根据测量电功率的实验需要,正确选择器材、设计电路和确定实验步骤;通过实验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;
3、情感目标体现
通过对用电器额定功率的认识在选择用电器时有节能意识;通过对实验进行讨论和交流,培养学生合作学习的意识和态度
[复习重点和难点]
1、复习重点
理解电功率概念,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;
知道并理解测定小灯泡电功率的方法
施教策略学生自主复习,教师引导分析归纳
2、复习难点
区分用电器的额定功率和实际功率,并能进行简单的计算;
根据测量电功率的实验需要,能正确选择器材、设计电路和确定实验步骤;
克服办法典型例题讲解交给学生方法,对比(或类比)分析,强化训练
[教具和学具]
多媒体电脑实物投影
[课前准备]
1、电功率是反映什么的物理量?
2、电功率的定义是什么?电功率的计算公式是什么?电功率的单位是什么?
3、其他计算电功率的公式有哪些?有何区别?
4、什么叫额定功率?额定功率与实际功率有什么不同?
5、测定小灯泡额定功率实验中,需要哪些器材?在实验中应注意哪些问题?请画出实验电路图。
【教学目标】
知识与技能
1.知道电功率的物理意义、定义、单位。
2.理解电功率的公式=UI,并能进行简单的计算。
3.理解和区分用电器的额定功率和实际功率。
过程与方法
1、通过实验,让学生体验电功率概念的建立过程。
2、通过实验,探究在不同电压下,实际功率、额定功率的关系,使学生收集和处理信息的能力有所提高。
情感、态度、价值观
通过学习,渗透新课程标准中“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,养成学生节约用电的意识和习惯。
【教学重点】
理解电功率的概念;学习用实验探究电功率问题。
【教学难点】
1、理解实际功率和额定功率的区别与联系。
2、应用所学的知识解决简单的电功率问题。
【教学准备】
教师准备:多媒体课件、灯泡(不同规格2个)、电吹风机、脉冲式电能表一个等。
学生每组准备:3.8V小灯泡、电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线、等(每2生一组)
【教学过程】
主要教学过程
教学内容教师活动学生活动
一、创设情境,引入新课
【演示实验】:
分别把一只40W的灯泡和800W的电
吹风接在脉冲式电能表的电路中,观察、比较电能表脉冲指示灯闪烁的情况。
请思考:以上两种电流做功情况,存在
什么不同?这说明了什么?
【导入新课】:看来,电流做功除了有多少之别,还有快慢之分,在物理学中,用电功率表示电流做功的快慢。这节课我们一起来学习这部分内容。
板书课题:第二节电功率
(设计意图:联系生活中的实际问题,利用脉冲式电能表,直观认识做功快慢的不同,引入新课。)
观察、思考回答:
电能表脉冲指示灯闪烁的快慢不同。
说明用电器消耗电能的快慢(电流做功的快慢)不一样。
充满兴趣,进入本节课的学习。
二、合作学习
(一)、比较电流做功快慢的方法
1、相同时间比电流做功的多少。
2、电流做同样多的功,比所用的时间的长短。
(二)、功率
1、物理意义:
2、定义:
3、公式:
4、单位:
5、了解不同用电器的电功率
6、推导公式
(三)、“千瓦时”的来历
(四):额定电压额定功率
1、额定电压:
2、额定功率:
3、认识实际电压与实际功率
(五):电功率的测量
原理:
器材:
电路图:
步骤:【提问引导】:分析以上两种电流做功情况,电流通过谁做功较快?说说看,你是怎样比较电流通过它们做功快慢的?
【总结】:电流通过用电器的时间相同,比较电流通过用电器做功的多少,做功越多,做功就越快。
【再次引导】:再来比较以下两种情况,电流通过谁做功较快呢?说出你判断的理由。
电吹风工作1分钟电能表脉冲指示灯闪烁120次;电灯工作20分钟电能表脉冲指示灯闪烁120次;
【总结】:电流通过用电器做的功相同,所用的时间越短,做功就越快。
(设计意图:让学生通过对生活中常见事例进行分析,总结得出比较电流做功快慢的方法。)
【深入探讨】:投影:“灯泡发光时,50秒消耗2500J电能,电吹风工作时,8秒消耗2400J的电能,谁消耗的电能多?谁消
耗的电能快?你是怎么比较的?
【引导总结】物理学中用电功率来表示电
流做功的快慢(边讲解变板书:1、物理
意义:…),结合刚才的分析,能否说说
什么叫做电功率吗?(学生回答的同时板
书:2、定义:…)
【过渡引导】通过八年级的学习同学们知道功率用P表示,电功率同样也用P来表示。同学们能否利用字母写出电功率的计算公式?
【引导总结】公式:P=
P--电功率W--电功t--时间
【练中促学】同学们,试着利用公式来计
算一灯泡和电吹风的功率吧!看看究竟谁的电功率大,谁做功快?
(设计意图:学生在计算的过程中不仅可以巩固公式,同时加深学生对电功率单位J/s的认识,有助于对电功率表示意义的理解,避免死记硬背。)
【过渡】通过计算同学们发现功率的单位是什么?
【介绍总结】功率的单位除了组合单位:焦耳每秒外,在国际单位制中它还有个专门的名称叫做瓦特,简称瓦,符号是W,1W=1J/s。常用单位还有千瓦,符号是kW;毫瓦,符号是mW。
换算关系:1kW=103W
1W=103mW
【说明】解题时对于功率的单位我们常用W,比如P=300W。
【媒体展示】常见用电器的电功率
用电器的电功率
巨型计算机4.04x105W液晶电视机约100W
家用空调约1000W排风扇约20W
吸尘器约800W手电筒约0.5W
电吹风机约500W计算器约0.5mW
台式计算机约200W电子表约0.01mW
(设计意图:通过阅读资料,使学生认识
到不同用电器的电功率不同,拓宽学生的
视野,丰富学生的认识。)
【过渡】我们已经学习了电功率的有关
知识,怎样才能做到学以致用呢?首先我
们来解决一道例题。
【例题1】:一小灯泡两端的电压为2.5V,
通过其中的电流为0.4A,通电2min,小
灯泡的电功率是多大?
解:P=W/t=UIt/t=UI=2.5V×0.4A=1W
答:小灯泡的电功率是1W。
(设计意图:通过例题,使学生掌握解题
方法,进一步规范解题格式,提高解决计
算题的水平,更重要的是推导出公式
P=W/t=UIt/t=UI。)
【引导拓展】引导学生将所学的公式
P=W/t进行变形,得出公式:W=Pt
试说出公式中各物理量的单位?
总结:1千瓦时可以看做电功率为1kW的
用电器使用1h所消耗的电能。
(设计意图:引导学生进行推导,让学生
真正理解千瓦时的来历。)
【例题2】:某电视机的电功率为150W,
每天使用3h,一个月用电多少千瓦时?
(按30天计算)
解:W=Pt
=0.15kW×30×3h
=13.5kWh
强调:解题格式的规范性。
【过渡】经过学习,大家知道不同用电器
的电功率一般是不同的,那么同一个用电
器的电功率是否在任何情况下都相呢?
【演示实验】将小灯泡和滑动变阻器串联
接入电路中,调节滑动变阻器观察灯泡的
发光情况。
【提出问题】灯泡的发光情况是否相同?
这一现象说明了什么?
什么原因造成的?
【总结】用电器实际的电功率随着它两端
的电压而改变。因此,我们说用电器的电
功率时,要指明电压。
(设计意图:通过直观的实验现象,使学
生真正认识到用电器的功率不是固定不
变的,是会发生变化的。)
【投影展示】展示小灯泡的铭牌,如:“PZ220-25”
提问:你知道“220--25”分别表示的是什么吗?
说明:“220V”是用电器正常工作时的电压为220V,我们称之为额定电压。
“25W”是用电器正常工作时的功率为25W,我们称之为额定功率。
总结:
额定电压:用电器正常工作时的电压(唯一)。
额定功率:用电器在额定电压下(正常)工作时的功率(唯一)。
展示交流:让学生将收集的用电器的铭牌进行展示,并进行介绍。
(设计意图:加深对额定电压及额定功率
的认识,同时了解一些常用用电器的额定
功率。)
【过渡】我们已经知道用电器的功率会随其两端电压的改变而改变,它们间存在怎样的变化关系呢?
同学们利用桌面上的器材,动手探究一下“3.8V”小灯泡的电功率随其两端电压变化的具体情况。
温馨提示:通过调节滑动变阻器,改变小灯泡两端的电压,使电压分别为3.8V、3V、4.2V,,观察小灯泡的亮度,比较在不同电压下工作时的实际功率变化情况。
总结:U实=U额,,P实=P额,正常
U实
U实>U额,P实>P额较亮
(设计意图:在实验的基础上,对比电压
表的示数与小灯泡的发光情况,降低对实
际电压与额定电压,实际功率与额定功率
的理解。)
【巩固提升】标有“6V12W”字样的灯泡
正常工作时的电流是多少?灯泡的电阻
是多少?若将其接到3V的电路中,灯泡
的的实际功率是多少?
(设计意图:通过计算,利用数字进一步
加深对实际功率与额定功率间关系的认
识。)
【过渡】通过实验同学们知道了,小灯泡
两端的电压改变时,小灯泡的实际电功率
也会随之改变,我们能否测出小灯泡不同
电压下的电功率呢?
【问题引导】
1、根据什么原理去测量?
2、实验中要用到哪些器材?
3、实验电路图是怎样的?
4、连接电路时应注意哪些问题?
5、怎样测量小灯泡才的额定功率?
((设计意图:由于下节课学生将通过实验测量小灯泡的电功率,所以本节课要在学生测电阻的基础上,进行讨论交流,明确实验原理、器材、方法等,为下节课的学习做好充分的准备。)讨论总结:
电流通过电吹风做功较快。因为电吹风接在电路中时,在相同的时间里,电能表脉冲指示灯闪烁的次数多,说明消耗的电能多,即电流做的功多,所以电流通过电吹风做功较快。
分析比较讨论总结:
电流通过电吹风做功较快,因为电能表脉冲指示灯闪烁相同的次数,说明消耗的电能一样多,即电流做的功相同,电吹风所用的时间短,所以电流通过电吹风做功较快。
学生思考并回答:
灯泡;比较电流做功快慢的方法:利用电流所做的功除以做功所用的时间,求出电流在1s的时间所做的功,进行比较,1s内做的功越多,做功越快。
共同总结出电功率的定义:电流所做的功与做功所用时间之比。
记住电功率也用P来表示。
根据电功率的定义写出公式:P=,明确P—电功率;W—电功;t—时间。
写出公式,代入数值,进行计算:
P电灯===100J/s
P电吹风===300J/s
知道功率的单位:
J/s
W、1W=1J/s
kW、mW
共同总结单位间的换算关系:
1kW=103W
1W=103mW
认真阅读资料,了解不同用电器的电功率。知道电功率是用电器的一个重要标志。
和老师一起分析题目,思考解题方法,完成解题过程,注意解题格式的规范性。
掌握公式:P=UI
结合上节课所学的
电功的单位J和kWh,得出两组对应的单位:
J-----W------S以及
kWh-----kW-----h,明确1kWh的意义。
分析题目,试着解决,进一步规范解题格式。
学生观察思考
分析总结:
小灯泡的发光情况不同
小灯泡的电功率不同,越亮电功率越大。
小灯泡两端的电压的改变。
观察认识用电器铭牌,交流讨论。
“220”是指电压为220V。
“25”是指电功率为25W。
认识额定电压、额定功率,并总结定义。
展示收集的用电器的铭牌,并介绍额定电压及额定功率。
动手实验:调节小灯泡两端的电压,观察小灯泡的发光情况,比较得出:
U实=U额,P实=P额正常
U实
U实>U额,P实>P额较亮
讨论交流,完成练习
解:I=P额/=12w/6v
=2A
R=U额/I=6V/2A
=3Ω
P实=U2/R=(3V)2/3Ω=3W
针对老师提出的问题,结合本节课所学的知识进行思考。
讨论交流,解决以上提出的问题,明确实验原理(P=UI)、
器材、电路图、步骤等。
三、课堂小结:
本节课你学到了什么见附件1学生讨论发言,梳理本节知识要点
四、课堂检测教师巡视、讲评完成检测题
见附件2
五、布置作业出示思考题题目见附件3课后完成
【板书设计】
§18.2电功率
一、电功率
1.物理意义:表示电流做功快慢的物理量。
2、公式:P=其中P-电功率
W-电功
t-时间
3、单位:国际单位:W,1W=1J/s
换算关系:1kW=103W1W=103mW
二、千瓦时的来历
1kWh=1kW×1h
三、额定电压、额定功率
额定电压:用电器正常工作时的电压(唯一)。
额定功率:用电器在额定电压下(正常)工作时的功率(唯一)。
四、电功率的测量
原理:P=UI
【教学反思】
1、本节的教学重点是使学生理解电功率的概念,在建立“电功率”概念时,首先结合生活中的实例,利用脉冲式电能表进行直观比较,让学生形象认识到电流通过用电器做功快慢不同。再通过不断深入的分析,逐步得出比较电流做功快慢的方法,建立功率的概念。整个教学过程的设计,循序渐进,符合学生的认知规律,便于学生接受和理解。
2、对于额定电压与实际电压,额定功率与实际功率部分,是本节课学习的重点,首先通过演示实验,使学生认识到电功率的变化,再通过学生动手实验,具体认识电功率的变化关系,降低学生学习的难度。
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念(物理意义、定义、计算公式,单位)。
2.理解什么是额定电压、额定功率。知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的。别。
(二)教具
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,画上用电器铭牌的小黑板一块,写有例题、预习题的小黑板一块。
(三)教学过程
1.复习,引入新课
问:(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棗速度。)
(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棗一功率。)
(3)怎样比较电流做功的快慢?(挂出写有例题的小黑板。)
例:电流通过洗衣机的电动机,通电半小时做功180000焦;电流通过公共电车的电动机,通电2秒钟做功120000焦。问:①电流通过哪个电动机做功多?(通过洗衣机电动机)②电流通过哪个电动机做功快呢?
告诉学生,电流做功的快做,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
分别计算出电流通过洗衣机电动机、电车电动机每秒钟做的功:i00焦、60000焦。结论:电流通过电车的电动机做功快。
指出: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。在物理学中是用“电功率”来表示电流做功的快慢。
2.进行新课
(1)电功率(师生共同讨论下列的内容)
①定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用字母P来表示。
②意义:表示电流做功的快慢。
表明:电功率等于电压与电流的乘积。(注意:上述两个公式适用于任何电路)
④单位:瓦、千瓦。
1瓦=1焦/秒=1伏·安,
l千瓦=1000瓦。
⑤导出计算电功的另一公式W=Pt和电功的单位干瓦时。
W=Pt=l千瓦×I时=1千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。
⑥例题(本节课本上的〔例题〕):通过该例题的讲评,向学生强调要正确使用W=Pt这个公式,注意公式中各量的单位。公式与单位:
W=PtW=Pt
焦瓦秒千瓦·时干瓦时
可再做一些W=Pt的口头练习
(2)额定功率
手拿一个“220V40W”的灯泡提问:通常我们说这是一只4D瓦的灯泡,那是一把60瓦的电烙铁,是什么意思?
①演示实验
告诉学生实验目的:研究灯泡的亮度跟电压的关系。
介绍实验装置,组成如图1所示的电路。
让学生观察:两表的示数和灯泡的亮度。
实验过程:a.闭合开关移动滑片P使表的示数为2.5伏,
在下表中记录U、I读数和灯泡的亮度。
b.移动滑片P,使表的示数为2伏,记录。
C.移动滑片P,使表的成数为2.8伏,记录。
实验记录
②师生对实验进行分析讨论并小结如下:
a.在不同的电压下,同一个用电器的电功率不是一样大,灯泡消耗的功率可由P=UI来计算。
b、灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定。灯泡越亮,表明其消耗的电功率越大。C.用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率,为了使用电器正常工作,应使用电器在额定电压下工作。
d.每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,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。
e.根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系:
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,用电器容易被烧坏。
③教师出示一个“220V40W”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。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。
3.小结:略。
4.布置作业:
(1)课本本节的练习3、4。
(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)
预习题:
1.实验的目的是什么?
2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
3.需要哪些实验器材?
4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?
5.怎样组成电路?请画出实验电路图。
6.怎样设计实验数据记录表格。
7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
(四)说明
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
课题:
电功率。
课时:
1课时。
教学要求:
教具:
“36V40W”电灯一只,标志清晰的“220V10Ow”“220V15w”白炽灯两只,洗衣机,电动机铭牌若干或画上铭牌的小黑板一块,演示电流表和电压表各一只,滑动变阻器,低压电源各一只,小黑板等。
教学过程:
一、复习旧课,引人新课
复习提问:
1.怎样比较物体运动的快慢?(利用物体在单位时间里通过的路程棗速度)
2.怎样比较物体做功的快慢?(利用物体在单位时间里完成的功棗功率)
3.怎样比较电流做功的快慢呢?请看下面的例题,展示抄有例题的小黑板:
例1:电流通过电扇电动机,通电半小时,电流做功72000焦耳;电流通过起重机的电动机,通电2秒钟,做功40000焦耳,电流通过哪一个电动机做功多?(电流通过电扇电动机做功多)
然而,电流通过哪个电动机做功快呢?
告诉学生,要比较电流做功的快慢,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就和比较运动快慢和物体做功的快慢一样。
让我们来计算一下上题中电流每秒各做多少功。
电流通过电扇的电动机每秒做功。
结论:电流通过起重机的电动机做功快。
讲述:在日常生活和工农业生产中,人们不仅需要了解电流做功的多少,更需要知道电流做功的快慢。在物理学上,是用“电功率”来表示电流做功快慢的,本节就来学习有关电功率的知识。
二、讲解新课
板书:二、电功率
什么是电功率呢?与力学中的功率相类似,电流在单位时间内做的电功叫做电功率。板书:
1.电功率
(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
电功率通常用字母P表示,根据定义,可得出计算电功率的公式。
(2)公式:
上式表明,电功率等于电压与电流的乘积。
如果电压U的单位用伏特,电流I的单位用安培,电功率P的单位就是力学里功率的单位瓦特。
边讲边板书:
(3)单位:瓦特、千瓦,l千瓦=1000瓦。
向学生指出,由电功率的单位千瓦,还可以导出一个常用的电功单位千瓦时,电功率是1千瓦,电流在1小时内所做的电功就是1千瓦时。那么1千瓦时合多少焦耳呢?板书:由公式W=Pt得
W=Pt=1千瓦×1时=l千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦
即1千瓦时=3.6×106焦。
请同学们回忆一下,还有一个什么电功的单位表示的电功也等于3.6×106焦耳?(度)告诉学生,1千瓦时就是1度电。根据国家的计量标准,在技术文献中,电功的单位不再用“度”,而统一使用“千瓦时(kwh)”这个单位。
让学生做课文中的例题,然后讲评,向学生强调要正确使用公式。特别是要正确代入各量的单位,并用W=Pt做一些口头练习:
问:100瓦电灯正常工作10小时,做多少电功?
20千瓦电动机工作半小时,做多少电功?
转入额定功率的教学。(用课本上“通常我们说这个电灯的功率是40W……同一个用电器的功率总是同样大吗?”引入要讲的课题)
指出我们可以用实验来回答这个问题。向学生说明演示实验的目的、做法、实验中要注意观察的现象,然后做实验。
实验后,让学生回答实验前提出的问题。然后指出用电器工作时的功率和它工作时的电压有关系。
边讲边板书:
2.额定电压与额定功率:用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率。
进一步向学生交待用电器实际消耗的功率(通常叫做实际功率)与额定功率的关系,边讲边板书:
当U实=U额,则P实=P额,用电器正常工作
U实>U额,P实>P额,用电器容易损坏。
U实U额时,P实>P额,用电器容易被烧坏。
③教师出示一个“220V40W”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。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。
3.小结:略。
4.布置作业:
(1)课本本节的练习3、4。
(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)
预习题:
1.实验的目的是什么?
2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
3.需要哪些实验器材?
4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?
5.怎样组成电路?请画出实验电路图。
6.怎样设计实验数据记录表格。
7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
(四)说明
l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。
2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。
3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的
教学目的:
1、理解和掌握电功率的概念、公式和单位;
2、理解额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
3、能综合运用学过的知识简单的电功率问题。
教学重点难点:
1、电功率的定义、公式和单位;
2、额定电压、额定功率、实际功率及其关系。
教具准备:
36V40w电灯1只,洗衣机、电动机铭牌若干,电流表、
电压表各1只,变阻器、电源各1个。
教学方法:复习引入、演示实验、归纳总结。
教学过程:
一、复习引入:
1、怎样比较物体运动的快慢?
2、怎样比较物体做功的快慢?
3、怎样比较电流做功的快慢?
[例题1]
电流通过电扇的电动机,通电半小时,电流做功7j;电流通过起重机的电动机,通电2s,做功40000j,电流通过哪一个电动机做功多?
二、讲授新课:
1、电功率
(1)定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率。用P表示。
注:电功率是表示电流做功快慢的物理量。
(2)公式:
根据定义:P=w/t,w=UIt
所以,P=w/t=UIt/t=UI
上式表明:电功率等于电压与电流的乘积。
(3)单位:瓦、千瓦,1kw=1000w
由公式得w=Pt得
w=Pt=1kw×1h=1kw·h
=1000w×3600s=3。6×106j
即:1kw·h=3。6×106j
[例题2]
一盏电灯边在电压是220V的电路中,灯光中通过的电流是68mA,这个灯光的电功率是多少瓦?一个月总共通电100h,电流所做的功是多少焦,多少千瓦时?
(4)演示实验:(运行课件)
实验数据比较:
三、作业:
1、课本本节的练习3、4。
2、预习下节实验:
⑴实验的目的是什么?
⑵必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?
⑶需要哪些实验器材?
⑷实验中为何要用滑动变阻器?它和灯泡如何连接?
⑸怎样组成电路?请画出实验电路图。
⑹怎样设计实验数据记录表格?
⑺在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?
【教学目标】
(一)知识与技能
会测量小灯泡的额定功率,实际功率,进一步练习使用电压表、电流表、滑动变阻器。
(二)过程与方法
经历测量小灯泡电功率的过程,培养制定计划与设计实验的能力。
(三)情感态度与价值观
培养学生实事求是的态度及合作探究的能力。
【教学重点】
制订计划与设计实验,测量小灯泡的电功率
【教学难点】
制订计划与设计实验。
【教学过程】
(一)新课导入
复习电功率的知识:
1、什么是电功率?电功率的大小表示电流做功的快慢。
2、电功率的计算公式
(二)探究学习
提出问题:
教师出示2.5V和3.8V小灯泡、“220V40W”电灯,让学生观察,说出这些参数的意思。通过学生的观察,提出问题:如何测出小灯泡的额定功率?
制定计划与设计实验:
1、引导点拨:由P=UI可以看出,为了测定小灯泡的电功率,必须测出哪些有关的物理量?测这些物理量需要哪些实验器材?如何才能使小灯泡两端的电压正好等于其额定电压?
2、组织学生进行思考、讨论,设计出实验电路,画在黑板上,并说出实验所需的器材。
3、引导学生思考,为了测出小灯泡的额定功率和实际功率,应该设计出怎样的记录表?请学生画在黑板上。
小灯泡的规格
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
灯的发光情况
U=U额
U>U额
UU额,则P实>P额,用电器容易损坏
U实U额,P实>P额较亮
(设计意图:在实验的基础上,对比电压
表的示数与小灯泡的发光情况,降低对实
际电压与额定电压,实际功率与额定功率
的理解。)
【巩固提升】标有“6V12W”字样的灯泡
正常工作时的电流是多少?灯泡的电阻
是多少?若将其接到3V的电路中,灯泡
的的实际功率是多少?
(设计意图:通过计算,利用数字进一步
加深对实际功率与额定功率间关系的认
识。)
【过渡】通过实验同学们知道了,小灯泡
两端的电压改变时,小灯泡的实际电功率
也会随之改变,我们能否测出小灯泡不同
电压下的电功率呢?
【问题引导】
1、根据什么原理去测量?
2、实验中要用到哪些器材?
3、实验电路图是怎样的?
4、连接电路时应注意哪些问题?
5、怎样测量小灯泡才的额定功率?
((设计意图:由于下节课学生将通过实验测量小灯泡的电功率,所以本节课要在学生测电阻的基础上,进行讨论交流,明确实验原理、器材、方法等,为下节课的学习做好充分的准备。)讨论总结:
电流通过电吹风做功较快。因为电吹风接在电路中时,在相同的时间里,电能表脉冲指示灯闪烁的次数多,说明消耗的电能多,即电流做的功多,所以电流通过电吹风做功较快。
分析比较讨论总结:
电流通过电吹风做功较快,因为电能表脉冲指示灯闪烁相同的次数,说明消耗的电能一样多,即电流做的功相同,电吹风所用的时间短,所以电流通过电吹风做功较快。
学生思考并回答:
灯泡;比较电流做功快慢的方法:利用电流所做的功除以做功所用的时间,求出电流在1s的时间所做的功,进行比较,1s内做的功越多,做功越快。
共同总结出电功率的定义:电流所做的功与做功所用时间之比。
记住电功率也用P来表示。
根据电功率的定义写出公式:P=,明确P—电功率;W—电功;t—时间。
写出公式,代入数值,进行计算:
P电灯===100J/s
P电吹风===300J/s
知道功率的单位:
J/s
W、1W=1J/s
kW、mW
共同总结单位间的换算关系:
1kW=103W
1W=103mW
认真阅读资料,了解不同用电器的电功率。知道电功率是用电器的一个重要标志。
和老师一起分析题目,思考解题方法,完成解题过程,注意解题格式的规范性。
掌握公式:P=UI
结合上节课所学的
电功的单位J和kWh,得出两组对应的单位:
J-----W------S以及
kWh-----kW-----h,明确1kWh的意义。
分析题目,试着解决,进一步规范解题格式。
学生观察思考
分析总结:
小灯泡的发光情况不同
小灯泡的电功率不同,越亮电功率越大。
小灯泡两端的电压的改变。
观察认识用电器铭牌,交流讨论。
“220”是指电压为220V。
“25”是指电功率为25W。
认识额定电压、额定功率,并总结定义。
展示收集的用电器的铭牌,并介绍额定电压及额定功率。
动手实验:调节小灯泡两端的电压,观察小灯泡的发光情况,比较得出:
U实=U额,P实=P额正常
U实
U实>U额,P实>P额较亮
讨论交流,完成练习
解:I=P额/=12w/6v
=2A
R=U额/I=6V/2A
=3Ω
P实=U2/R=(3V)2/3Ω=3W
针对老师提出的问题,结合本节课所学的知识进行思考。
讨论交流,解决以上提出的问题,明确实验原理(P=UI)、
器材、电路图、步骤等。
三、课堂小结:
本节课你学到了什么见附件1学生讨论发言,梳理本节知识要点
四、课堂检测教师巡视、讲评完成检测题
见附件2
五、布置作业出示思考题题目见附件3课后完成
【板书设计】
§18.2电功率
一、电功率
1.物理意义:表示电流做功快慢的物理量。
2、公式:P=其中P-电功率
W-电功
t-时间
3、单位:国际单位:W,1W=1J/s
换算关系:1kW=103W1W=103mW
二、千瓦时的来历
1kWh=1kW×1h
三、额定电压、额定功率
额定电压:用电器正常工作时的电压(唯一)。
额定功率:用电器在额定电压下(正常)工作时的功率(唯一)。
四、电功率的测量
原理:P=UI
【教学反思】
1、本节的教学重点是使学生理解电功率的概念,在建立“电功率”概念时,首先结合生活中的实例,利用脉冲式电能表进行直观比较,让学生形象认识到电流通过用电器做功快慢不同。再通过不断深入的分析,逐步得出比较电流做功快慢的方法,建立功率的概念。整个教学过程的设计,循序渐进,符合学生的认知规律,便于学生接受和理解。
2、对于额定电压与实际电压,额定功率与实际功率部分,是本节课学习的重点,首先通过演示实验,使学生认识到电功率的变化,再通过学生动手实验,具体认识电功率的变化关系,降低学生学习的难度。
教学目标
一、知识与技能
1.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.会应用功率的计算公式
进行简单的计算。
二、过程和方法
通过观察体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系。
三、情感、态度与价值观
培养学生实事求是的科学态度。
教学重点:电功率和用电器的额定功率。
教学难点:正确理解电功率和电功的区别与联系。
教学准备:电灯(功率差别较大)两只、灯座(与灯泡配合使用)、按钮开关、导线若干、插头、绝缘胶布、电能表(尽量选用转数大的)等。因为要用220V电压做演示,所以必须注意安全,最好用已连接好导线和灯座的示教板。
教学过程
一、引入新课
我们在上节课学过电能表后,同学们一定观察了同学家或自己家的电能表。是不是可以把观察的结果和大家交流一下呢?
在学生汇报交流之后,老师提取精华进行一个综述。电能表有时候转得快,有时候转得就比较慢。一般是晚上转得快一些,白天转得较慢。电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系。
今天我们就通过实验来证明大家观察到的现象准不准。
二、进行新课
1.电功率
演示:不同的灯泡接入电路中,电能表转动的情况。考虑到操作的安全性,不建议学生操作,教师可提醒学生,电能表连接时应串联在电源上。
(1)先将15W的电灯接入电路,合上开关,灯发光,同学们观察电能表转动情况。
(2)将15W的灯泡取下,换上100W的灯重复第一步实验。
同学们观察并比较两次转动快慢情况。
现象:电能表第二次比第一次转动得快,灯也是第二次比第一次亮。
(3)将两只灯泡并联接入电路,合上开关,两灯均亮。再观察电能表的转动情况,并和前两次做比较。
现象:第三次电能表转动得比第二次还快。
断开电源,取下两只灯泡,同学们再观察这两只灯泡,有什么发现?用实物投影将灯泡展示给学生看。
现象:两只灯泡不一样,一只上标着220V,15W,另一只灯泡上标着220V,100W。
我们已经能准确地观察电能表转动的快慢了,还记得电能表有什么作用?接入电路的目的是什么吗?
电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的。电能表转得快说明了什么?转得慢又说明了什么呢?
回忆一下刚才的实验中,同学们注意到第一盏灯亮时电能表比第二盏灯亮时转得慢。假如电能表在第一盏灯亮时,1min转10圈;在第二盏灯亮时,1min能转20圈。
第一盏灯工作4min,电能表转几圈?1min转10圈,4min40圈。如果是第二盏灯工作2min,电能表转几圈?电能表也是转过40圈。都转40圈时,消耗的电能一样多。消耗一样多的电能,第一盏灯用4min第二盏灯用了2min,说明消耗电能的快慢不一样。
不能说电能表转动越快;用电器消耗电能越多,而是电能表转动得越快,用电器消耗电能越快;电能表转盘转动得越慢,用电器消耗电能越慢。
电能表铝盘转动的快慢不同,表示了用电器消耗电能的快慢不同。请同学们看课本,了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢。
物理学中用电功率(electricpower)表示消耗电能的快慢,符号是P,单位是瓦特,简称瓦,单位符号是W,还有一个更大的单位是千瓦(kW),1kW=103W。
请同学们观察小数据,你能了解到一些什么信息呢?
(一)教学目的
1.掌握电功率的概念:知道电功率的意义(反映电流做功的快慢)、定义(电流在单位时间内所做的功)、公式(P=UI)和单位(瓦);能综合运用已学知识计算用电器(只限于一个)的电功率问题。
2.理解额定电压、额定功率和实际功率的意义以及它们之间的关系。
(二)教具
1.标有不同额定电压和不同功率的灯泡各一个。
2.45伏左右的电源一个。
3.安培计、伏特计、变阻器各一个。
4.灯座一个、导线若干。
(三)教学过程
1.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)电力机车上的电动机和电扇上的电动机。哪个做的功多?
(引导学生如下回答:不能确定,因为未告诉各自做功的时间。在相同时间内,肯定电力机车做的功比电扇大得多,但如果电力机车做功时间很短,电扇工作时间很长,那就不一定了。)
2.引入新课
由复习提问自然引入:电力机车和电扇的电动机做功大小不好比较,那末它们做功究竟有什么不同呢?
(答:做功快慢不同,电力机车在单位时间做的功多,电扇在单位时间做的功少)
为表示电流做功的快慢,引人电功率的概念。
3.讲授新课
(1)电流在单位时间内所做的功叫做电功率。
这个单位时间就是1秒钟,如果通电时间为t秒,电流所做的功为W焦,则电功率是P=W/t
∵W=UIt
∴P=UI
即电功率等于电压与电流的乘积。
(2)电功率的单位。第一册中学过功率的单位是瓦,即每秒钟做功1焦其功率为1瓦。电功的单位也是焦,所以电功率的单位也是瓦。由P=UI可知:U的单位为伏,I的单位为安,P的单位就是瓦。(以上均采用边讲边启发的方式得出)
电功率的单位还有千瓦
1千瓦=1000瓦。
l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒
如P取千瓦,t取小时为单位,则得一电功的新单位:千瓦时(kw·h)
1千瓦·时=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒=3.6×106焦
联系上节课讲的电功单位"度",可知1千瓦·时=1度
注意:"度"是生活中的说法,今后一律用千瓦·时。(以上采用讲授方式)
(3)例题《以下例题应预先抄在小黑板上)。例①一只小灯泡所用的电压是:3伏,通过的电流是0.3安。通电时间是100秒。求电流所做的功和灯泡的电功率。
解I:由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦。
P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦。
解Ⅱ:由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦。
W=P·t=l.5瓦×100秒=150焦。
两种解法是一样的,但解Ⅱ在计算上简便些.
例②一只电阻丝,接在40伏电路中,通过的电流是安,电阻丝的电功率是多少瓦?如把它接在20伏的电路中,电阻丝的电功率又是多少?
解:接在40伏电路中的电功率
P=UI=40伏×5安=200瓦
接在20伏电路中的电功率
∵R=U/I=40伙/5安=8欧
I′=U/R=20伏/8欧=2.5安
∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦
可见:同一用电器(电阻不变)所加电压减小到原来的1/2,则电功率减小到原来的1/4,即电功率与所加电压的平方成正比。
(例①解后应强调思路和方法,例②解后应强调用电器的功率随所加电压的变化而变化)
(4)从例②中可以看出,同一个用电器在不同电压下,电功率是不同的。可是为什么日常使用的用电器都有一定的功率值呢?
(演示课本讲述额定功率的实验。取一标有电压和功率的小灯泡,分别接在标定电压、高于标定电压、低于标定电压的电路中,观察发光情况。最后接入220伏的照明电路中。灯泡浇毁)
所以我们说用电器的功率是多大时,必须指明电压是多少。由于照明电路电压都是200伏,所以我们说15瓦的电灯。1000瓦的路灯,40瓦的日光灯等等,都是指在220伏电压时的功率。但在这些用电器上必须同时标明电压和功率。
(出示各种用电器,让学生认明标记)
不同厂家生产的用电器上的标记大同小异,如40瓦电灯泡,标记为"220伏40瓦"、"220V40W"、"PZ220梍40"等等。用电器上标定的电压和功率叫做额定电压和额定功率。用电器只有在额定电压下工作,其功率才是额定功率,只有在这种情况下使用,用电器工作才是正常的。例如电灯在额定电压下正常发光,若电压低于额定电压,就发光暗淡,高于额定电压就发光强烈,时间长了就容易烧坏,若远高于额定电压,就立即烧毁;因此,使用用电器时,一定不要使电压高于额准电压。
%额定电压和额定功率是一切用电器的重要性能指标,一般都标在用电器上或使用说明书中。
(5)一些电器设备的功率。
(根据学生日常用到的电器设备举例)
指出:
①家用电器的额定电压均为220伏。
②小灯泡只标有额定电压如"1.5V"、"2.5V"、"3.8V"等。
最后指出:功率大说明单位时间做功多,功率表示了电电器做功本领的大小。如电炉1500瓦比500瓦发热快,电灯100瓦瓦比40瓦发光强等。
4.巩固练习
(1)本节课文中的例题(让学生不看书,自己解出来,然后和课本解法对照)
(2)有一标记为"12V3W"的灯泡,接在15伏电压的电路中:①如果灯丝电阻不变,灯泡的功率是多少?②实际上灯丝电阻是随温度升高而增大的。设这时灯丝电阻是正常使用时电阻的1.2倍,灯泡的实际功率是多少?
解:①灯丝额定电流I=P/U=3瓦/2伏=0.25安
灯丝电阻R=U/I=12伏/0.25安=48欧
电压为15伏时的电流
I1=15伏/48欧=5/16安
∴.功率P1=5/16安×5伏=4.7瓦
②灯丝实际电阻R′=l.2R=1.2×48欧=57.6欧
实际通过的电流
I2=15伏/57.6欧=0.26安
实际功率是P2=15伏×0.26安=3.9瓦
说朋:在功率的计算中一般不考虑电阻变化的影响。但在电灯的使用中,电压不同灯泡的亮度不同,灯丝温度差别较大,故电阻的变化亦较大。因此,使用电压高下额定电压时,实际功率低于计算值;反之,实际功率高于计算值。(本题第2问,也可改为定性说明题而不做计算,可视学生接受能力而定)
5.课外作业:本自习题一第2、3题。
6.板一书设计
电功率
定义:电流在单位时间内所做的功。
公式:P=UI或P=W/t
单位:1瓦=1伏·安=1焦/秒
l千瓦=1000瓦
电功单位:1焦=1瓦·秒
1千瓦时=1000瓦×3600秒=3.6×106=1度。
额定电压和额定功率。
(四)设想、体会
电功率是初中教学的重点和难点。由于内容较多,计算较复杂,要安排三节课才能完成:这一节讲电功率的意义、公式及额定功率的意义及其适用条件,后继两节课为实验和计算。
三节课的知识内涵和深度是相同的、只是从不同方面来加强和巩固,使学生达到对电功率的理解和掌握。
这节课从实际的大小不同的电动机,它们工作有什么不同引入新课,这样既突出了电功率的意义,也突出了电功率和电功的区别。
在讲过电功率的公式和单位后,没有采用课本的例题,而另编了两道较浅的例题:
例①意在使学生理解电功率和电功都有两个式子(P=W/t=IU,W=IUt=Pt)和两种算法;
例②意在使学生理解电功率大小随所加电压而变,为顺利过渡到额定功率的讨论提供预备知识。课本的例题是联系实际照明电路的题,计算较复杂,题的内容也统包含了这节课的全部知识,因此用作授完新课后的巩固练习。这样就使整堂课中的例题和练习,都不是无的放矢,而是为教学目的服务,与教学内容紧密结合,成为推进教学的有力工具。
最后巩固练习中,提出了灯泡的功率随电压变化。而电压变化又将引起灯丝温度变化,从而引起灯丝电阻变化。电阻变化又影响实际功率的大小,这是一道联系已学知识的扩展加深的题。在教学中可视学生情况而定:如学生都是优等生,可做定量计算。对一般学生可做定性说明。
这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,更加造成了困难。
解决这一困难,一是要把有标记的灯泡接入不同电压的演示实验做好,二是解题中要分步计算,把每一步的已知什么求什么讲清楚。
由于以后有一节课专门讲计算,因此本节课的练习应以直接用公式的简单计算为主。
教学目标
一、知识与技能
1、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、会应用功率的计算公式进行简单的计算。
二、过程和方法
通过观察体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系。
三、情感、态度与价值观
培养学生实事求是的科学态度。
教学重点:电功率和用电器的额定功率。
教学难点:正确理解电功率和电功的区别与联系。
教学准备:电灯(功率差别较大)两只、灯座(与灯泡配合使用)、按钮开关、导线若干、插头、绝缘胶布、电能表(尽量选用转数大的)等。因为要用220V电压做演示,所以必须注意安全,最好用已连接好导线和灯座的示教板。
教学过程
一、引入新课
我们在上节课学过电能表后,同学们一定观察了同学家或自己家的电能表。是不是可以把观察的结果和大家交流一下呢?
在学生汇报交流之后,老师提取精华进行一个综述。电能表有时候转得快,有时候转得就比较慢。一般是晚上转得快一些,白天转得较慢。电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系。
今天我们就通过实验来证明大家观察到的现象准不准。
二、进行新课
1、电功率
演示:不同的灯泡接入电路中,电能表转动的情况。考虑到操作的安全性,不建议学生操作,教师可提醒学生,电能表连接时应串联在电源上。
(1)先将15W的电灯接入电路,合上开关,灯发光,同学们观察电能表转动情况。
(2)将15W的灯泡取下,换上100W的灯重复第一步实验。
同学们观察并比较两次转动快慢情况。
现象:电能表第二次比第一次转动得快,灯也是第二次比第一次亮。
(3)将两只灯泡并联接入电路,合上开关,两灯均亮。再观察电能表的转动情况,并和前两次做比较。
现象:第三次电能表转动得比第二次还快。
断开电源,取下两只灯泡,同学们再观察这两只灯泡,有什么发现?用实物投影将灯泡展示给学生看。
现象:两只灯泡不一样,一只上标着“220V,15W”,另一只灯泡上标着“220V,100W”。
我们已经能准确地观察电能表转动的快慢了,还记得电能表有什么作用?接入电路的目的是什么吗?
电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的。电能表转得快说明了什么?转得慢又说明了什么呢?
回忆一下刚才的实验中,同学们注意到第一盏灯亮时电能表比第二盏灯亮时转得慢。假如电能表在第一盏灯亮时,1min转10圈;在第二盏灯亮时,1min能转20圈。
第一盏灯工作4min,电能表转几圈?1min转10圈,4min40圈。如果是第二盏灯工作2min,电能表转几圈?电能表也是转过40圈。都转40圈时,消耗的电能一样多。消耗一样多的电能,第一盏灯用4min第二盏灯用了2min,说明消耗电能的快慢不一样。
不能说“电能表转动越快;用电器消耗电能越多”,而是电能表转动得越快,用电器消耗电能越快;电能表转盘转动得越慢,用电器消耗电能越慢。
电能表铝盘转动的快慢不同,表示了用电器消耗电能的快慢不同。请同学们看课本,了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢。
物理学中用“电功率(electricpower)”表示消耗电能的快慢,符号是“P”,单位是“瓦特”,简称“瓦”,单位符号是“W”,还有一个更大的单位是千瓦(kW),1kW=103W。
请同学们观察“小数据”,你能了解到一些什么信息呢?
这些都是家用电器的电功率,但有的不用接入家庭电路使用,装电池就行。空调的电功率较大,电扇的电功率较小,空调工作时,肯定比电风扇工作时电能表转得快。那我们能不能说空调比电风扇消耗得能量多?不能,还要看工作时间的长短。
老师还要补充一点,从空调到电扇这些家用电器都是在家庭电路中使用的,家庭电路的电压大家一定记得这些家电的额定电压是220V,列出的这些数据是家电在额定电压下工作时的电功率,叫做额定功率。不论是在家用电器还是工农业生产上的用电器,说明书或铭牌上都会标注用电器的电压值和电功率的值,那些就是用电器的额定电压和额定功率值。
同学们再来观察我们刚才实验用的两只灯泡的铭牌,说说你的理解。
“220V,15W”指的是电灯的额定工作电压是220V,额定功率是15W。“220V,100W”说明这只灯泡额定电压是220V,额定功率是100W。谁能说明我们演示实验中哪只灯是第一次接入电路的?哪一只是第二次接入电路的?为什么?
“15W”的灯是第一次接入电路的,“100W”的灯是第二次被接入电路的。因为第一次电能表转盘转得较慢,电功率小,第二次电功率大。
谁能用电功率符号表示灯的电功率?可以请学生板演:P=15W,P=100W。
通过大家的努力,同学们已明白电功率是表示电流做功快慢的物理量,接着请大家来做判断。
例1:电流通过电扇工作1min,消耗的电能是2400J;电流通过洗衣机工作1min时消耗的电能是6000J;电流通过哪个用电器时电流做的功多?电流通过哪个用电器时做功快?为什么?
解答:洗衣机消耗电能6000J,电扇消耗电能2400J,所以电流通过洗衣机时,做的功多。又因为它们的工作时间相同,做功多的肯定做功快,所以洗衣机做功快。
例2:上题中,如果电风扇和洗衣机都消耗4000J的电能。电风扇要工作100s,洗衣机工作40s,哪台电器功率大?为什么?
解答:洗衣机的功率大。因为洗衣机和电扇消耗相同的电能,洗衣机用的时间短。
例3:某台电风扇和洗衣机,电风扇通电工作半小时,电流做功72000J;洗衣机通电工作2min,电流做功12000J。问:哪台电器消耗的电能多?哪台电器的功率较大?为什么?
解答:因为电风扇工作时电流做功是72000J,而洗衣机只有12000J,所以电风扇消耗的电能多。
哪台电器的功率大呢?引导同学们思考:时间相同时,可以比较谁消耗能量多;消耗能量相同时,可以比较谁用的时间短;时间和消耗能量都不相同时,该怎么办呢?
可以算电风扇2min消耗的电能,或者求洗衣机半小时消耗的电能。也可以看看洗衣机如果消耗72000J电能用多少时间或者看电扇消耗12000J电能用多长时间。还能比较它们各自工作1min消耗的电能。
刚才大家都想到了一些办法,主要是想让电扇和洗衣机用的时间相同比较消耗的能量,或者消耗能量相同比较时间。现在同学们能否计算它们各自工作1s消耗的电能呢?全体同学计算,请一名同学板演。
电风扇每秒消耗的电能:=40J/s
洗衣机每秒消耗的电能:=100J/s
根据计算结果,我们知道洗衣机的功率大。
我们统一用“用电器1s内消耗的电能”来表示用电器的功率,同学们把你刚才计算时的数字用表示它意义的符号代替。
——————这就是功率的定义式。一定要注意各符号的意义及单位。
W——电流做的功(消耗的电能)——焦耳(J)
t——消耗这些电能所用时间——秒(s)
P——用电器的功率——瓦特(W)
公式在使用过程中单位要统一,只有用电器在1s内消耗的电能是1J时,其电功率才是1W。(1W=1J/s)
例4:某用电器20min消耗的电能是1kW·h、此用电器的功率是多少?
解:t=20min=1200s
W=1kW·h=3、6×106J
所以P=
=
=3×103W=3kW
2、“千瓦时”的来历
请同学们看课本了解“kW·h”的来历,说说自己的理解。
功率的单位还可以用千瓦(kW),如果时间的单位取小时(h),由公式P=
变形后得到W=Pt,这时电功W的单位就是“kW·h”。
1kW·h就是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能。
例5:某电视机的电功率是250W,每天使用3h,一个月用电多少kW·h?(按30天计算)如果时间单位用秒,1个月电能消耗多少焦耳?
解:P=250W=0、25kW
t=3h×30=90h=3、24×105s
由P=
得W=Pt
所以一个月内消耗电能是
W=Pt=0、25kW×90h=22、5kW·h=8、1×107J
或W=Pt=250W×3、24×105s=8、1×107J=22、5kW·h
kW和kW·h是两个不同的物理量的单位,一定要注意区分、
3、额定功率
就像我们刚才了解的,用电器正常工作时的电压叫做额定电压。用电器在额定电压下工作时的电功率,叫做额定功率。我们一般看到的用电器的铭牌上就会标注着这个用电器的额定电压和额定功率。
用电器在额定电压下才能正常工作,当实际电压高于或低于额定电压时都会影响用电器的使用寿命。
4、电功率的测量
同学们已经掌握了电能、电功率的知识,了解了它们之间的区别和联系,在上节课中也已经知道用电能表可以来测量用电器消耗电能的多少。电功率能不能测量,该如何测量呢?
是不是有“功率表”的
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