电功率教案3
●教学目标一、知识目标
1.理解电功率的概念,知道电功率表示消耗电能的快慢。
2.知道电功率的单位是W或kW。
3.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。
4.会应用功率的定义公式 P= 及公式P=IU进行简单的计算。
二、能力目标
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。
三、德育目标
1.通过联系生活实际,培养学生实事求是的科学态度。
2.通过教学活动,渗透理论联系实际的思想。
●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。
●教学方法
演示法、观察法、讨论法.
●教具准备
1.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220 V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。
2.手摇发电机、小灯泡、导线等。
●教学过程
一、引入新课
[师]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?
[生]电能表有时候转得快,有时候转得就比较慢。
[生]一般是晚上转得快一些,白天转得较慢。
[生]有时候白天转得也很快,中午用电饭锅做饭时,就比晚上只开一盏灯转得快。
[生]电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系。
[师]现在我们可以通过实验来求证他们观察的准不准。
二、进行新课
1.什么是电功率
[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15 W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15 W的灯泡取下,换上100 W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。
[生]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。
[生]第三次电能表转动得比第二次还快。
[师](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?
[生]两只灯泡不一样,一只上标着"220 V,15 W",另一只灯泡上标着"220 V,100 W"。
[师]通过我们的实验证明了同学们在课后的观察非常准确。(我们大家一起来祝贺一下)希望同学们以后不仅要认真观察,还要勤于思考。
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?
[生]电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的。
[师]电能表转得快说明了什么?转得慢又说明了什么呢?
[生]转得快说明用电器用的电多,消耗的电能多。
[师]大家同意这种说法吗?
(同学们思考、讨论.教师注意引导)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,1 min转10圈;在第二盏灯亮时,1 min能转20圈。
[问]第一盏灯工作4 min,电能表转几圈?
[生]1 min转10圈,4 min 40圈。
[师]如果是第二盏灯工作2 min,电能表转几圈?
[生]电能表也是转过40圈。
[生]都转40圈时,消耗的电能一样多。
(学生充分讨论、思考)
[生]消耗一样多的电能。第一盏灯用4 min第二盏灯用了2 min,说明消耗电能的快慢不一样。
[生]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。
[师]同学们分析得非常有理。原来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。
请同学们看书,了解在物理学中用什么物理量来表示消耗电能的快慢。
[生]物理学中用"电功率(electric power)"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"。
[生]还有一个更大的单位是千瓦(kW),1 kW=103 W
[师]谁还记得上节课"电功"中,功是用什么表示的?
[生]功通常用字母"W"表示。
[师]两个"W"意思一样吗?
[生]两个"W"不一样。表示功的W是"Work",是功这个物理量的符号,而刚学的W指的是"Watt",是电功率的单位。
[师]在物理学中,每一个物理量都有自己的表示符号,每一个物理量的单位也有其单位符号,同学们要根据给出的英文名称注意区分。
请同学们观察P33"小数据"。你能告诉大家一些什么信息呢?
[生]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。
[生]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。
……
[师]能不能说空调比电风扇消耗得能量多?
[生]不能,还要看工作时间的长短。
[师]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(学生答:220 V),也就是说这些家电的额定电压是220 V,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。
[生]"220 V,15 W"指的是电灯的额定工作电压是220 V,额定功率是15 W。
[生]"220 V,100 W"说明这只灯泡额定电压是220 V,额定功率是100 W。
[师]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?
[生]"15 W"的灯是第一次接入电路的,"100 W"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。
[师]谁能用电功率符号表示灯的电功率?
[生]板演 P=15 W P=100 W。
[师]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。
[投影]
例1:电流通过电扇工作1 min,消耗的电能是2400 J;电流通过洗衣机工作1 min时消耗的电能是6000 J;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?
例2:上题中,如果电风扇和洗衣机都消耗4000 J的电能。电风扇要工作100 s,洗衣机工作40 s,哪台电器功率大?为什么?
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72000 J;洗衣机通电工作2 min,电流做功12000 J.问:哪台电器消耗的电能多?哪台电器的功率较大?为什么?
学生思考后回答(可以分组,每组思考一题)
[生]第一题,洗衣机消耗电能6000 J,电扇消耗电能2400 J,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。
[生]第二题,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。
[生]第三题,因为电风扇工作时电流做功是72000 J,而洗衣机只有12000 J,所以电风扇消耗的电能多。
[师]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?)
[生]可以算电风扇2 min消耗的电能,或者求洗衣机半小时消耗的电能。
[生]也可以看看洗衣机如果消耗72000 J电能用多少时间或者看电扇消耗12000 J电能用多长时间。
[生]还能比较它们各自工作1 min消耗的电能。
[师]同学们能否计算它们各自工作1 s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: =40 J/s
洗衣机每秒消耗的电能: =100 J/s
洗衣机的功率大。
[师]同学们想出的办法都很好,都可以比较出功率的大小。只是为了大家互相交流、沟通方便,我们统一用"用电器1 s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。(学生板演)
=P P=
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1 s内消耗的电能是1 J时,其电功率才是1 W。(1 W=1 J/s)
[投影]
例4:某用电器20 min消耗的电能是1 kW·h。此用电器的功率是多少?
解:t=20 min=1200 s
W=1 kW·h=3.6×106 J
所以 P= = =3×103 W=3 kW
2." kW时"的来历
[师]请同学们看书P34,了解" kW·h"的来历,说说自己的理解。
[生]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"。
[生]1 kW·h就是功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。
[投影]
例5:某电视机的电功率是250 W,每天使用3 h.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?
(鼓励同学们灵活应用不同的方法板演)
解:P=250 W=0.25 kW
t=3 h×30=90 h=3.24×105 s
由P= 得W=Pt
所以一个月内消耗电能是
W=Pt=0.25 kW×90 h=22.5 kW·h=8.1×107 J
或W=Pt=250 W×3.24×105 s=8.1×107 J=22.5 kW·h
[强调] kW和 kW·h是两个不同的物理量的单位,一定要注意区分。
[想想议议]
[师]请同学们分析这位记者错在何处,你能不能给他一个建议。
[生]"kW·h"是电能的单位,"W"和"kW"是电功率的单位,这位记者把电功率和电能混淆了。
[生]他可以说:节约的电能可以使10000个这样的电吹风同时工作1 h。
……
[师]类似这位记者的例子,同学们肯定不是第一次碰到。当时你们也许想过他们说得怎么和我学过的不一样啊,可是人家是电台、报纸或是老师家长,他们都该是正确的。通过今天的这个例子,希望大家在今后再有这种情况时,能像今天一样认真分析、思考、不迷信、不盲目崇拜,能应用自己掌握的知识,实事求是地处理问题。
3.怎样测量电功率
[师]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,该如何测呢?
[生]是不是有"功率表",可以用功率表来测。
[师]想法不错。可是我家什么表都没有,只有钟表和电路中连着的电能表,要让同学们帮助我测我家电视的电功率,行吗?
(引导同学们从电功率的定义P= 考虑)
[生]能测量。因为P= ,只要能测出电视机消耗的电能和消耗电能所用时间,就能算出它的电功率。
[师]具体怎么操作呢?
[生]先记下电能表的示数,然后让电视机工作。工作一段时间后,再记录电能表的示数,记住工作了多长时间,将单位统一,利用P= 做计算就可以了。
[师]电视机工作时,冰箱启动了,还有一盏灯亮着,这样测准吗?
[生](学生讨论,然后回答)测量时,其他电器必须关掉,只能让电视机工作,测出来的才是电视机消耗的电能,这样才行。
[师]这样操作到底可不可行,希望同学们回去自己试验,并能找出说明书,对照测量是否准确。
现在我们学习另一种测量电功率的办法。同学们看书P35"怎样测量电功率"。
[问]这种测量方法的测量依据或者说测量原理是什么呢?
[生]测量原理就是公式P=IU。根据此公式只要用电压表测出用电器两端电压,用电流表测出流过用电器的电流,就能算出电功率。
提醒同学们一定要注意符号的意义和单位,公式中电流、电压、功率的单位都只能用安培、伏特和瓦特。两个公式P= 、P=IU,都可以计算电功率。但P=UI只适用"电"功率,而P= 是功率的一般定义式,其他的功率也是适用的。
[师]哪位同学还记得额定电压和额定功率?
[生]用电器能正常工作时需要的电压叫做额定电压。用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。
[师]从公式P=IU看,如果用电器两端的电压改变了,它的功率会变吗?
(同学们讨论)
[师]下节课我们将要讨论这样的问题,请同学们预习。
例6:某家庭节能灯的额定功率为11 W,使用时通过的电流是多少毫安?
解:家庭电路电压U=220 V;P=11 W
由P=IU得I= =0.05 A=50 mA
三、小结
同学们结合上节内容,完成下表:
物理量及符号 意义 表达式 单位(符号)及换算 测量
电功W 电流做功的多少或用电器消耗能量的多少 W=Pt 焦耳(J) 千瓦时(kW·h)1 kW·h=3.6×106 J 电能表
电功率P 电流做功的快慢或用电器消耗能量的快慢 P= P=IU
瓦特(W) 千瓦(kW)1 kW=103 W 电能表或电流、电压表
四、板书设计
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