1.結合2.理解電功率和電流、電壓之間的關系并能進行簡單計算。能區(qū)分用電器的額定功率和實際功率。通過實驗探究了解焦耳定律。用焦耳定律說明生產、生活中的一些現象。
本章是初中物理的重點章之一是初中電學部分的綜合在前面我們已經學習了電學當中的電路及一些重要物理量:電流、電壓、電阻以及歐姆定律。本章我們將學習探究電學的重點“電功率”的問題本章主要講述了電能、電功、電功率、焦耳定律等知識。這些知P==UI。一個探究實驗:測量小燈泡的電功率。一個定律:焦耳定律。本章的重點:電功率的物理意義及概念用伏安法測燈泡的額定功率電流產生的熱量跟電阻、電流大小之間的關系。本章的難點:能的轉化電功率與電流、電壓之間的關系對額定功率的理解對焦耳定律
學生已經學習了電流、電壓、電阻及三個物理量的一些基本性質并認識了三個物理量的基本關系——歐姆定律使學生能夠使用歐姆定律解釋生活中的一些基本電學現象解決一些簡單電路方面的問題同時也為學習電功率奠定了基礎;電功率部分是初中電學中的重點電功率公式的應用和計算又是電學中的難點學生在心理和知識的綜合運用上都有一定障礙;學生已經學習了用滑動變阻器改變燈泡的亮度和伏安法測電阻的實驗為伏安法測小燈泡的電功率作了一些鋪墊同時也給學生掌握電功率的測量帶來一些負面影響。
1.在內容上要緊緊抓住“電功率”這個中心理解實際電壓和額定電壓以及實際功率和額定功率的含義。在研究方法上主要運用實驗探究的方法在探究中我們要注意實驗現象從現象中發(fā)現規(guī)律性的東西從而歸納總結得出基本規(guī)律和原理。在思想方法上要理論聯系實際拓展自己的思維空間從而理解在生產和生活中與電能和電功率有關的現象。能夠結合串、并聯電路的特點和歐姆定律進行綜合運算。第1節(jié) 電能 電
電能對初中生是一個比較抽象的概念教材重視從生活到物理的認識過程首先從人類生存的需要角度引入電能激發(fā)了學生求知欲望和興趣。通過介紹各種發(fā)電設備讓學生了解它們是把各種形式的能量轉化為電能的裝置理解能量可以相互轉化使學生能初步從能量轉化的過程中了解電能。聯系生活實際用學生熟悉的電能表讓學生進一步認識電能要求學生觀察電能表上的重要參數來激發(fā)學生想知道電能表是怎樣記錄家庭中消耗電能多少的興趣從而培養(yǎng)學生的實
從社會日常生活生產中常見的獲得電能和使用電能的例子來引出電能和學習電能的突出科學與社會和生活的關系用大量生動活潑的圖片來說明電能在現代社會中的廣泛應用使學生深刻地認識到物理學在促進人類社會現代化中起著的重要作用。通過介紹新型、現代化的電能表培養(yǎng)學生將科學知識應用于生產、生活的意識。通過電能表的教學對學生進行學習與探究方法上的指導。
由于九年級學生思維主要以形象思維為主而“電能”看不見、摸不著這就要求在教學中盡量增加學生的感性認識通過引導分析讓學生初步理解電能的概念再通過直觀的演示與實驗學生的日常觀察和生活體驗結合起來讓學生感悟電能的轉化以及應用電能表學會電能的測量。
知識與技能知道電能的單位是焦耳(J)另一個單位是千瓦時()。知道電功的單位是瓦(W)或千瓦(kW)。通過本節(jié)課的學習學會使用家庭電能過程與方法通過電能表的學習培養(yǎng)學生觀察、分析和初步的綜合能力。通過電能表的應用培養(yǎng)學生用理論知識解決簡單實際問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀通過了解電能在人類社會中的作用充分認識電能的重要性養(yǎng)成節(jié)約用電的好習慣培養(yǎng)學生愛護自然、節(jié)約能源的良好意識。通過了解各種各樣的發(fā)電廠及新型的電力能源激發(fā)學生熱愛科學、勤奮學習的極大熱情。
重點難點家庭電能表的使用對電能、電功單位的理解。
演示法、討論法。
一、新課引入錄像資料:風車田的風車發(fā)電或者請同學們看章首圖思考我們用哪些方式獲得電。二、新課教學電能師:同學們家里都有很多電器這些電器需要電才能工作同學們有沒有想過電從哪里來的?生:從發(fā)電廠來的。(干電池、蓄電池、太陽能電池……)師:我們日常生活、生產中使用的電能基本上是通過兩條途徑獲得:一是從電廠獲得二是從各種電池獲得。教材上的風車就是用來發(fā)電的除了我們剛才了解的風力發(fā)電外同學們還知道什么可以發(fā)電?生1:還有火力發(fā)電是用煤來發(fā)電的。生2:還有水力發(fā)電例如三峽工程建成后就可以發(fā)電。一些小水電站也都是利用水力發(fā)電的。生3:核電站我們國家有大亞灣核電站和秦山核電站。生4:太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電垃圾發(fā)電等。播放錄像資料:介紹各種各樣的發(fā)電設施進一步激發(fā)同學們1]電池、小燈泡、開關、導線連接電路合上開關小燈泡發(fā)光。師:請一位同學觸摸通電的小燈泡說說有什么感覺。生:通電的小燈泡發(fā)熱了。師:電能讓電燈泡發(fā)光發(fā)熱電能通過燈泡轉化成了光能同時電能還轉變成熱能。[演示2]電風扇通電轉動。[演示3]電動玩具車裝上電池合上開關電動玩具車會運動起來。生1:電能還能轉變成動能如電風扇、電動車。生2:還有城市里的電車、電力機車近流行的電動自行車…生3:家里的電視、電冰箱、洗衣機、電腦爸爸用的電動剃須刀媽媽用的電熨斗、電吹風等都要用電才能工作。師:電涉及了我們生活的各個方面電對我們的作用也會越來越重要但是自然界中并沒有可以直接使用的電電能是從其他的原料(煤、石油等)中產生的而發(fā)電的主要原料現在越來越少所以我們在大力開發(fā)無污染、低能耗的電力資源的同時還要養(yǎng)成節(jié)約用電的好習慣。電能的單位閱讀教材第88頁。師:電能的單位是什么呢?師:“度”就是電能的單位它的學名叫千瓦時(kW•h)。物理學中更常用的單位是焦耳(J)。度=1kW•h)=3.6×10焦耳(J)[投影]將一個蘋果從地面舉到桌面所需要的能量大約為1J。普通的手電筒通電1 s消耗的電能大約也是1J。微波爐工作1 min消耗的電能大約為60000 J。(同學們把焦耳換算成千瓦時看看是多少)度(1千瓦時)電的作用:(閱讀教材第44頁“小資料”)可以煉鋼1.6 kg生產化肥0.7 kg采掘原煤105 kg可以使電車行駛0.85 km灌溉麥田330 m機織棉布11 m。師:從以上的這組數據同學們能切實感受到一度電在國民經濟中的作用也更應該明白我們在生活中節(jié)約每一度電的必要。電能表師:在生活中我們稱質量時要用秤量長度時可以用尺。通過上面的學習同學們已了解了電能的單位是“度”。如果想知道某一電器在一段時間內到底用了多少度電該用什么如何測量呢?生:用電多少是用電表測量的。師:同學所說的電表就是電能表也叫電度表(火表)。用電器在一段時間內消耗的電能就是用電能表計量出來的。出示電能表可以用投影儀將實物投影放大便于學生觀看)師:哪位同學注意過家里的電能表?把你的了解向大家介紹一下。生1:家里電器開著的時候中間的圓盤會轉動圓盤上面的一排數字也會跟著變。生2:圓盤轉動時變化快的是后一位數。使用的電器越多圓盤轉動得越快上面數字變化得越快。師:很好希望同學們都能注意觀察身邊的事情養(yǎng)成良好的習慣對大家的學習、生活會很有用現在請同學們一起來了解一下從這塊電能表上我們還能得到什么信息。生1:電能的單位是“度”即“千瓦時”表的kW•h”,這是要說明這塊表是電能表表上測出來的數字是以“千瓦時(kW•h)”為單位的。生2:數字盤上一共有五位數字但后一位是在紅色框里的紅框表示小數點紅框里面的數是小數點后面的數。生3:在紅框內的數字右邊緊挨著數字有一個小標尺紅框右邊的邊上有一條白線指著小標尺。(教師說明:用電器功率較小電能表圓盤轉動很慢后一位數字也看不出變化時從小標尺對應的白線位置能說明電表的轉動在課堂上可不提)生4:圓盤的兩端有箭頭指示圓盤的轉動方向在圓例1 幾個同學家電能表的示數如下:甲:乙:丙:一個月后三位同學家的電能表示數分別變?yōu)槿缦聢D所示則這三位同學家這一個月分別用了多少度電?甲:乙:丙:[解析] 甲同學家一個月用電23 kW•h乙同學家一個月用電23.6 kW•h丙同學家一個月用電58 kW•h。師:哪位同學能講講他們是如何知道這樣的結果的?生:用某同學家電能表現在的示數減去一個月前電能表的示數就是該同學家這一個月的用電量。例2 如果電工50度的電收取丙同學家的電費該同學家一個月前電表的示數應該是多少?說說你的想法。
生:原來的表盤示數加上這一月的用電量就是現在的示數。師:現在請同學們繼續(xù)關注電能表了解幾個重要參數。生:家庭電路的電壓是220 V電能表一般用在家庭中。“是指這種電能表的額定電壓是220 V應該在220 V的電壓下使用。另外幾個參數學生可能不容易明白教師應43頁幫助了解這方面知識。指電能表應在50 Hz的交流電路中使用。(20)A”指這個電能表的額定電流為10安培。正常情況下電路中的電流應不大于10安培短時間應用電流允許大一些但不能超過20安培否則會損壞電能表。這個參數叫電能表的額定電流不同的電能表可能不同。(kW•h)”指電能表轉盤轉過600轉接在電路里的用電器消耗的電能是1 kW•h或者說用電器消耗的電能電能表轉盤轉600轉。(出示不同參數的電能表讓學生觀察或投影不同參數的電能表表盤圖)師:同學們通過比較你能發(fā)現什么?生:其他的基本一樣只有額定電流有的是5(10)A;轉數有的是1200 revs/(kW•h)有的是1500 revs/(kW•h)說明消耗1 kW•h的電能轉盤轉過的轉數不同。例3 例1中如果甲、乙、丙三位同學的電能表上分別標出600 revs/(kW•h)、1200 revs/(kW•h)、1500 revs/(kW•h)則這1)用電器均消耗1度電的時候電能表轉過的圈數分別是多少?(2)電能表均轉一圈消耗的電能分別是多少焦耳?(3)一個月電表分別轉多少圈?學生討論、演算三名同學板演分別計算甲、乙、丙三位同學家的情況。[解析]。1)三同學家用電器消耗1度電電能表轉過的圈數分別是600轉、1200轉、1500轉。(2)電能表轉過1圈用電器消耗的電能分別是:甲:==6×10乙:==3×10丙:==2.4×10(3)一個月三位同學家電表轉過的圈數分別是:甲:600 revs/(kW•h)×23 kW•h=1.38×10乙:1200 revs/(kW•h)×23.6 kW•h=2.832×10丙:1500 revs/(kW•h)×58 kW•h=8.7×10ziyuanku.com師:通過大家的努力同學們對現在普遍使用的電能表已經有了一定的了解,F在請同學們打開教材第43頁了解另外一種電能表哪位同學能給大家介紹一下這種新式的電能表?生:IC卡中的金額用完后電能表便能切斷電源能完全杜絕少數人光用電不愿意交電費的現象。電功師:在本節(jié)課的開始同學們看到電燈發(fā)光感覺了燈泡發(fā)熱電能轉變成了光能和熱能電風扇、玩具車通電后運動電能轉變成了動能電能的使用都是把電能轉化其他形式的能使用的。物理W,單位是焦耳(J)也可以是kW•h。例4 一只電能表上標有“2000 revs/(kW•h)”如果此電能表的轉盤轉了1000轉則電流做了 J的功。[答案] 1.8×10三、課堂小結師生共同小結:電能:來源、應用、單位、測量(電能表)及電四、作業(yè)設計見練闖考第75頁課內精練
第1節(jié) 電 能電能
本節(jié)有效地利用了教材讓學生讀教材既加深了學生第2節(jié) 電功率
本節(jié)利W=Pt來解釋電能的單位“千瓦時”的來歷。通過觀察電器的銘牌和演示實驗引入額定功率和實際功率了解電功率的燈泡亮度的關系P=UI要求會計算電功率及電流并且知道用電器的電壓如果改變了它消耗的功率就會改變知道用電器額定功率與實際功率的區(qū)別知道可以根據公式測量電功率。
電功率是電學中重要的物理量本節(jié)要讓學生真正參與到課堂中來突出了其學習的主體地位。讓學生能夠互相傾聽別人對問題的不同解釋并主動與他人合作、交流在相互表達與傾聽中即可多角度的理解概念又可培養(yǎng)學生的團隊精神。同時本環(huán)節(jié)也有利于加強生生、師生之間的思想交流。教師在本環(huán)節(jié)要細心觀察思考及時發(fā)現學
學生已經學習了電流、歐姆定律、電能、電功等有關知識對做功快慢、電流做功有了一定的了解學生又在上一章做過用伏安法測小電燈電阻的實驗電路連接完全相同這為學生學習本課打下了基礎。學生通過前面的物理學習已有一定的探究能力這為本課的探究順利完成提供了能力基礎但本節(jié)課內容較多電功率的概念、公式、額定功率與實際功率學生在大容量的課堂上容易出現知識掌握不完整、似懂非懂的情況教學中需及時總結和鞏固。
知識與技能1.理解電功率的概念知道電功率表示消耗電能的快慢。知道電功率的單位是W或kW。理解用電器的額定功率知道額定功率是在額定電壓下工作時的功率。會應用功率的定義公式=及公式P=IU進行簡單的計算。過程與方法通過體驗電能表表盤轉動快慢跟用電器電功率的關系培養(yǎng)學生的觀察能力和分析、概括能力。情感、態(tài)度與價值觀通過聯系生活實際培養(yǎng)學生實事求2.通過教學活動滲透理論聯系實際的思想。
重點電功率和用電器的額定功率。難點正確理解電功率、實際功率和額定功率的區(qū)分。
演示法、觀察法、討論法。第1課時 電功率
一、新課引入師:我們1:電能表有時候轉得快有時候轉得就比較慢。生2:工作的電器多的時候電能表就轉得快工作的電器少的時候電能表就轉得慢。師:電能表轉得快慢說明用電器消耗電能也是有快慢的今天我們學習電能的快慢——電功率。二、新課教學什么是電功率[演示]不同的燈泡接入電路中觀察電能表轉動的情況(消耗電能快慢)。(1)將15 W的電燈接入電路合上開2)將15 W的燈泡取下換上100 W的燈重復第一步實驗同學們觀察并比較兩次轉動快慢情況。生:電能表第二次比第轉動得快燈也是第二次比第亮說明100 W燈比15 W的燈消耗電能快。(3)將兩只燈泡并聯接入電路合上開關兩燈均亮再觀察電能表的轉動情況并和前兩次做比較。生:第三次電能表轉動得比第二次還快說明同時工作的用電器越多電路消耗電能越快。師:(斷開電源取下兩只燈泡)同學們再觀察這兩只燈泡有什么發(fā)現?220 V 15 W”另一只燈泡上標著“220 V 100 W”。師:實驗中第一盞燈亮時電能表比第二盞燈亮時轉得慢。假如電能表在第一盞燈亮時轉10圈;在第二盞燈亮時能轉20圈這段時間哪一盞燈消耗的電能多?生:第二盞燈因為電能表都轉了盤轉20圈。師:那么這段時間哪一盞消耗的電能快?生:第二盞燈因為相同時間第二盞燈消耗的電能多。師:注意不能說“電能表轉動越快用電器消耗電能越多”而是用電器消耗電能越快電能表轉動得越快;用電器1:物理學中用“電功率”表示消耗電能的快慢符號是“單位是“瓦特”簡稱“瓦”單位符號是“W”。生2:還有一個更大的單位是千瓦(kW)=10。師:誰還記得在上節(jié)課“電功”中功是用什么表示的?生:功通常用字母“W”表示。師:請同學們觀察教材第92頁“小數據”你能告訴大家一些什么信息呢?生1:這些都是家用電器的電功率但2:空調工作時肯定比排風扇工作時電能表轉得快。資*源%庫師:能不能說空調比排風扇消耗得能量多?生:不能還要看工作時間的長短。師:通過大家的努力同學們已明白電功率是表示消耗電能快慢的物理量接著請大家想想如何比較兩個用電器工作時消耗電能的快慢。生:如果兩個用電器消耗的電能相同那么時間短的用電器消耗電能快;如果兩個用電器工作時間相同那么消耗的電能多的用電器消耗電能快。師:如果消耗的電能和工作時間都不相同呢?比如某電器甲10 s的時間消耗電能100 J1 s的時間消耗電能400 J哪個用電器消耗電能快?生:算算1秒的時間分別消耗多少電能就可了也可以算算消耗相同的電能哪個需要的時間短。師:同學們想出的辦法都很好都可以比較出功率的大小。只是為了大家互相交流、溝通方便我們統(tǒng)一用“用電器內消耗的電能”來表示用電器的功率。同學們請把你剛才計算時的數字用表示它意義的符號代替。(學生板演)=這就是功率的定義式一定要注意各符號的意義及單位。消耗的電J)消耗這些電能所用時間——秒(s)用電器的功率——瓦特(W)公式在使用過程中單位要統(tǒng)一只有用電器在1 s內消耗的電能是1 J時其電功率才是1 W。(1 W=1 J/s)[投影]例1 某用電器20 min消耗的電能是1 kW•h。此用電器的功率是多少?解:=20 min=1200 s=1 kW•h=3.6×10所以===3×10=3 kW千瓦時”的來歷師:請同學們看教材第93頁了解“kW•h”的來歷說說自己的理解。生1:功率的單位還可以用千瓦(kW)如果時間的單位取小時(h)由公式=接變形后得到=Pt這時電功的單位就是“kW•h”。生2:1 kW•h就是功率為1 kW的用電器使用1 h所消耗的電能。師:那么1 kW•h等于多少焦耳呢?生:1 kW•h=1000 W×3600 s=3.6×10[投影]例2 某電視機的電功率是250 W每天使用3 h一個月用電多少kW•h?(按30天計算)如果時間單位用秒個月消耗電能多少焦耳?(鼓勵同學們靈活應用不同的方法板演)解:=250 W=0.25 kW=3 h×30=90 h=3.24×10由=得=Pt所以一個月內消耗電能是=Pt=0.25 kW×90 h=22.5 kW•h=8.1×10或W=Pt=250 W×3.24×10=8.1×10=2[強調] kW和kW•h是兩個不同的物理量的單位一定要注意區(qū)分。三、課內小結電功率的概念.千瓦時”的來歷應用電功率公式及推導式進行計算.四、作業(yè)設計見練闖考第77頁課內精練第2課時 額定電壓 額定功率
一、新課導入你觀察到燈泡的標識嗎?它表示什么意思?燈泡亮暗與上面的標識有關嗎?二、新課教學額定電壓 額定功率演示:將“220 V 45 W”的燈泡分別接入220 V、36 V電路觀察亮度。師:同學們觀察到燈泡的發(fā)光有什么不同?生:接220 V電壓時燈泡亮一些。師:燈泡的光能從哪里來得?燈泡亮一些說明什么?生:燈泡的光能是消耗電能轉化來的燈泡亮說明消耗電能快電功率大。師:實驗說明用電器93頁的銘牌閱讀說明書搞清楚分別是什么含義。其中“PZ”表示普通照明。
生1:220 V表示額定電壓燈泡兩端電壓為220 V時燈泡才能正常發(fā)光。生2:25 W表示額定功率。燈泡兩端電壓為220 V時正常發(fā)光此時電功率為25 W。師:用電器在額定電壓下的功率叫額定功率用電器消耗電功率是隨著實際電壓改變實際電壓越大實際電功率越大消耗電能越快燈泡越亮;實際電壓越小實際電功率越小消耗電能1.[解析] ==6.11師:取6還是7呢?生:如果取6每個燈的電壓就會超過36 V所以應該串聯7個燈。師:請同學們分析這位記者錯在何處你能不能給他一個建議?生1:“kW•h”是電能的單位和“kW”是電功率的單位這位記者把電功率和電能混淆了。生2:他可以說:節(jié)約的電能可以使10000個這樣的電吹風同時工作1 h。師:類似這位記者的例子同學們肯定不是第碰到。希望大家在今后再有這種情況時要認真分析、思考不迷信、不盲目崇拜要應用自己掌握的知識實事求是地處理問題。怎樣測量電功率師:同學們已經掌握了電能、電功率的知識了解了它們之間的區(qū)別和聯系在上節(jié)課中也已經知引導同學們從電功率的定義=考慮)生:可以測量。因為P=只要能測出電視機消耗的電能和消耗電能所用時間就能算出它的電功率。師:具體怎么操作呢?生:先記下電能表的示數然后讓電視機工作工作一段時間后再記錄電能表的示數記住工作了多長時間利用=算就可以了。師:這樣操作到底可不可行希望同學們回去自己試驗并能找95頁“電功率的測量”。師:這種測量方法的測量依據或者說測量原理是什么呢?生:測量原理就是公式P=IU根據公式只要用電壓表測出用電器兩端電壓用電流表測出流過用電器的電流就能算出電功率。師:同學們一定要注意符號的意義和單位公式中電流、電壓、功率的單位都只能用安培、伏特和瓦特。兩個公式P=、P=IU都可以計算電功率但P=UI只適用“電功率”而P=是功率的一般定義R=和計算電功率的公式P=IU式中的電流和電壓相同嗎?如果將式中的電流替換電壓或用電壓替換電流看有什么結果。學生板演:P=IU=I=(R===)師:同學們看變形出來的公式有什么發(fā)現嗎?生:用電器的P、U、I、R之間相互聯系知道其中3個就可以求另一個物理量。師:很好哪位同P=IU看如果用電器兩端的電壓改變了它的功率會變嗎?(同學們討論)師:下節(jié)課我們將要討論這樣的問題請同學們預習。例1 某家庭節(jié)能燈的額定功率為11 W使用時通過的電流是多少毫安?解:家庭電路電壓=220 V;=11 W由=IU得I===0.05 A=50 mA例2 有“PZ220—100”、“PZ110—100”、“P236—100”的三個燈并聯接在100 V的電路中試比較它們持續(xù)發(fā)光的亮度( 。㈱iyuanku.comA.“PZ220—100”亮 B.“PZ110—100”亮亮 D.三個燈一樣亮[答案] B例3 一只標有“36 V 40 W”的電燈接入電路中通過的電流是1 A則該燈的實際( 。┐笥40 W小于40 W D.36 W[解析] 由電燈上標有“36 V 40 W”字樣我們可以求出電燈的電阻===32.4 Ω當通過燈泡的電流為時燈泡的實際功率是實=I=(1 A)=。[答 C例4 與R并聯在電路中消耗的功率之比為4∶3如果把R、R串聯起來仍接在同一電路中則R、R消耗的功率之比是( )[解析]在并聯電路里比較電功率我們可以用公式=U。R和R并聯時消耗的功率之比為4∶3則說明P===4∶3。在串聯電路里比較電功率時我們常用公式P=I。R和R串聯時消耗的功率之比為P′=I=R=3∶4[答案] B例5 在220V220 V 40 W”和“220 V 60 W”的兩只燈泡這兩只燈泡的實際功率之比為( )[解析]燈“220 V 40 W”的電阻為:===1210 Ω==。串聯時===。[答案] D例6 標有“220 V 40 W”和“220 V 100 W”的甲、乙兩盞燈泡其燈絲用相同長度的鎢絲制成則鎢絲較粗的是 把它們并聯在電路中較亮的是 。[解析] 本題用于考查的知識點是決定導體電阻大小的因素;并聯電路中實際功率與電阻的關系。知道相同長度、相同材料的燈絲燈絲細的電阻大燈絲粗的電阻;知道電燈銘牌的作用在并聯電路中電阻大的實際電功率小。據題中給出的銘牌可求出兩燈燈絲的電阻值。由于兩燈額定電壓相同甲燈額定電功率P額小電阻大燈絲細乙燈的電阻絲粗。當它們并聯在電路中實際電壓相同乙燈電阻小實際功率大乙燈亮。本題的易錯答案是錯誤地認為電阻大的電燈較亮。[答案] 乙 乙例7 “6 V 3 W”的燈L和“6 V 1 W”的燈L串聯后接在8 V的電源上求L的實際功率。(設燈絲電阻保持不變)[解析] 本題用于考查的知識點是串聯電路中的電功率的計算通過額定功率求電燈的電阻由串聯電路的分壓原理求出各電燈兩端的電壓。[答案] 燈L的電阻=U額1額1=(6 V)=12Ω燈L的電阻=額2額2=(6 V)=36 Ω兩燈電阻之比=1∶3串聯時兩燈電壓之比則燈L的電壓=U=2 V燈L的電壓=3U/4=6 V燈L的實際功率=U=(2 V)例8 一個電能表的表面上每千瓦時轉數的數據已模糊不清但電表轉盤在工作時能正常轉動,F要利用此表測定一臺家用電風扇的功率。給出的器材有:標有“220V 的白熾燈一只秒表一只試簡述測量的主要步驟和所測的數據并寫出計算電風扇功率的表述式。[解析] 本題用于考查的知識點是利用電能表測量電功率知道不同的用電器單獨接在電能表上只要轉盤轉過的圈數相同電流做功相等。實驗步驟如下:將電能表接入照明電路中220 V 100 W”的白熾燈一盞用秒表測出通電秒時電能表轉盤的轉數n。在此表后只接入被測的電扇記下電能表轉盤轉過n圈所用的時間t′。由于二次轉盤的轉數相同因此電流做功相同即W=W′=P′t′所以電風扇的功率為P′=Pt/t′。三、課堂小結同學們結合上節(jié)內容完成下表:
物理量及符號 意義 表達式 單位(符號)及換算 電功電流做功的多少或用電器消耗能量的多少 W=Pt焦耳(J)千瓦時(kW•h)1 kW•h=3.6×10電能表電功率電流的做功的快慢或用電器消耗能量的快慢 ==IU瓦特(W)千瓦(kW)1 kW=10電能表或電流、電壓表 四、作業(yè)設計見練闖考第79頁課內精練
第2節(jié) 電功率
這節(jié)課內容較多、概念較多是以后學習的關鍵章節(jié)起著非常重要的作用。對電功率的理解可以通過與速度的類比加強功率的理解但不能耽誤太長時間讓學生提及速度的概念、公式即可類比引出電功率的概念及公式。對公式、原理的理解多通過訓練解決。設置課堂的習題不要太難重在對公式的應用并讓學生熟悉公式的單位換算即可更多的習題可以放在后面進行對數值的設計也應以巧數為主不涉及過難、過深的純數學式的計算以節(jié)約課堂時間。注意讓學生多動手在學生動手計第3節(jié) 測量小燈泡的電功率
在“測量小燈泡的電阻”的實驗基礎上引導學生自行設計“測量小燈泡的電功率”的實驗方案培養(yǎng)學生自主學習的能力。指導學生進行探究性實驗在體驗“設計、操作、分析、得出結論”的過程中使學生感受到認真、嚴謹的科學精神學會處理實驗中遇到的實際問題培養(yǎng)學生的主動探究精神。
本節(jié)在《標準》中定為課堂內的科學探究活動。學生在科學探究活動中通過經歷與科學家進行科學探究時的相似過程學習物理知識與技能體驗科學探究的樂趣學習科學家的科學探究方法領悟科學的思想和精神。
學生是在學習了電阻的影響因素探究“通過導體的電流跟兩端電壓的關系”、測量燈泡電阻的實驗基礎上來學習這一節(jié)內容的。有一定的實際操作經驗和理論基礎學生在本節(jié)內容的學習中可能存在三個方面的困難:不能準確、完整地設計出實驗電路圖。在實驗操作中3.不能準確分析出小燈泡電阻、電功率的變化實質。
知識與技能通過學生自己設計實驗進一步加深對電功率概念的理解。通過學生動手操作鞏固電流表和電壓表的操作技能。通過實驗、比較進一步理解額定功率和實際功率的區(qū)別。過程與方法通過本節(jié)課培養(yǎng)學生依據實驗原理設計實驗方法的能力。通過實驗培養(yǎng)學生的觀察、實驗能力及分析、概括能力。情感、態(tài)度與通過學習過程中的討論和交流培養(yǎng)學生合作學習的意識和態(tài)度。通過實驗中的觀察和比較培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和良好的習慣。
重點會測定小燈泡的功率。對實際功率和額定功率的理解。難點電流表、電壓表及滑動變阻器的正確使用。
實驗法、觀察法、討論法。
一、新課引入師:同學們在上一章的第五節(jié)已經測量1:利用電流表測出通過小燈泡的電流再利用電壓表測出了小燈泡兩端的電壓然后利用歐姆定律=的變形公式R=算出了定值電阻的電阻。生2:為了測量更準確還利用變阻器進行了多次測量然后求平均值。師:同學們對學過的知識掌握得很好我們在上節(jié)課剛學過了電功率誰來說說什么是電功率?生:電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量用電器在1 s內消耗的電能叫用電器的電功率。師:電功率能測嗎?怎么測?生:可以利P=IU測出電壓和電流計算出電功率。師:如果我們要測“小燈泡”的電功率用哪種方法好呢?生:小燈泡不能接在家庭電路上應該用第二種辦法測。二、新課教學[想想議議]師:同學們能設計一個方案來測出小燈泡的功率嗎?大家一定還記得用電器在額定電壓下工作時的功率叫額定功率如果不是在額定電壓下叫什么功率你想要測量的是什么功率?生:實際功率。[投影]測量要求分別測量以下三種情況下的實際功率。(1)使小燈泡在額定電壓下發(fā)光。(2)使小1.2倍并觀察小燈泡亮度。(3)使小燈泡兩端電壓低于額定電壓并觀察小燈泡亮度。師:同學們現在可以設計實驗并做好記錄。(學生經過以前的探究活動已能了解實驗活動的基本程序所以不多討論用投影提醒學生即可)[投影][設計實驗]設計思想(實驗原理):實驗電路:實驗器材:(注明使用器材規(guī)格)實驗數據(記錄)表格:(教師巡視及時)[進行實驗]實驗操作步驟:實驗現象觀察:實驗數據記錄:實驗中存在什么問題:(教師提醒學生做第(2)個實驗時需小心調節(jié)滑動變阻器以免實際電壓超過額定電壓太多因電壓過大而燒壞燈泡。在同學實驗的過程中教師要認真巡視及時指導)[分析和論證][評估][交流](實驗報告)實驗結束利用投影和大家交流。學生實驗教師巡回指導。[投影]實驗報告[題目]測量小燈泡的電功率[實驗目的]測量小P=UI。[實驗電路]
[說明]用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓因為要測量不同電壓下的功率所以電路中要接入滑動變阻器用來改變小燈泡兩端電壓。[實驗器材]1.小燈泡:額定電壓 電壓表:量程: 電流表:量程: 滑動變阻器:大阻值 Ω允許通過的大電流 A電源 V開關導線[說明]電源的選擇應考慮小燈泡的額定電壓選擇大于小燈泡額定電壓的1.2倍但不能過大。實驗數據(記錄)表格:
項目Ziyuanku.com 次數 實驗要求 發(fā)光情況 電流(A) 電壓(V) 電功率(W)小燈泡在額定電壓下工作2 小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍小燈泡兩端電壓低 [實驗步驟]按電路圖連接實物電路。合上開關調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端電壓為額定電壓觀察小燈泡發(fā)光情況記錄電流表、電壓表示數。調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的1.2倍觀察燈泡發(fā)光情況記錄電流表、電壓表示數。調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端電壓低于額定電壓觀察并做記錄。斷開開關整理實驗器材。[說明]按電路圖連接實物電路時注意:(1)連接過程中開關應始終處于斷開狀態(tài)。(2)根據小燈泡的額定電壓值估計電路中電流3)連接好以后每個同樣檢查一遍保證電路連接正確。ziyuanku.com2.合上開關前應檢查滑動變阻器滑片是否在大值的位置上若不是要弄清楚什么位置是大位置并調整。調節(jié)滑動變阻器的過程中要首先明白向什么方向可以使變阻器阻值變大或變小怎么調能使小燈泡兩端電壓變大或變小。[實驗結論]由公式=IU計算小燈泡的功率。(將計算結果填入表中通過分析和比較得出)(1)不同電壓下小燈泡的功率不同實際2)小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定實際功率越大小燈泡越亮。[評估]師:大家有什么問題可以互相交流談談你在設計實驗及實驗過程中有什么新的感想發(fā)現了什么問題。生1:我們組認為實驗中容易出錯的就是滑動變阻器阻值大的位置一錯合上開關就容易使電表偏轉過大。生2:實驗過程中滑動變阻器開始在阻值大的位置調節(jié)的時候阻值從大到小小燈泡兩端的電壓會從小變到大。測量時為什么不先測低于額定電壓時的功率依次測量等于額定電壓和高于額定電壓的功率以免變阻器阻值一會兒1:我們認為先從低于額定電壓開始測也不是不可以但是先測額定電壓更好這樣在觀察小燈泡亮度時有明顯的區(qū)分容易觀察。生2:老師我們發(fā)現今天測“小燈泡功率”的實驗裝置與上一章測“小燈泡電阻”時的裝置一模一樣。師:是嗎?哪些地方一樣?生:測量的內容也一樣都是燈泡兩端電壓和通過小燈泡的電流實驗過程中的要求和注意的問題也基本一樣。師:有不一樣嗎?生1:兩次測量的目的不同上次是要測電阻這次是要測功率。生2:從今天的測量數據也可以算出小燈泡電阻。師:可以的話大家算一下電阻。生:如果不考慮燈泡電阻隨溫度的變化將三次測量的值加起來算平均值就知道小燈泡的電阻了。師:大家都求出電阻了嗎?有沒有新的發(fā)現?生:定值電阻可以求平均值今天測的功率不能求平均值。生:上次多次測量是為了求平均值減小誤差這次是為了比較在不同電壓下小燈泡的功率和發(fā)光情況。師:同學們分析得非常好現在請同學們觀察你手中的小燈泡上的額定值求出小燈泡的電阻再求出實際電壓下電流值和功率值和你測量的結果進行比較;如有誤差分析原因例1 在“測定小燈泡額定功率”的實驗中某同學電路連接正確閉合開關燈泡發(fā)光但測試中無論怎樣調節(jié)滑動變阻器電壓表示數都達不到燈泡的額定電壓值。其原因可能是下述的哪種( 。┳冏杵骺傠娮杼蟆 .電壓表量程太大電源電壓太低 D.燈泡燈絲斷開[答案] C例2 在測定小燈泡功率的實驗中若錯把電流表并聯在電燈兩端而把電壓表串聯在電路中如圖所示則閉合開關S后可能會出現的情況是( )
A.燈泡不亮電流表指針有明顯偏轉電流表被燒壞電壓表示數為電源的電壓[解析] 把電壓表串聯在了電路中因為電壓表的內阻很大可以看作是絕緣體因此電路中的電流十分微弱可以忽略不計故燈泡不會亮電流表的指針不會偏轉更不會被燒壞所以A正確、C錯誤。因電壓表兩端的接線柱能通過導線或用電器等導體接到電源兩極上所以電壓也相當于測電源的電壓其示數約等于電源的電壓值故D對。[答案]AD三、課堂小結通過本節(jié)課的實驗同學們進一步加深了對電功率的理解鞏固了電流表、電壓表的操作技能鍛煉了設計實驗的能力希望同學們在課后能更充分交流在相互交流中發(fā)現自己的不足在不斷改正錯誤的過程中學到更多知識。四、作業(yè)設計見練闖考第81頁課內精練
第3節(jié) 測量小燈泡的電功率[測量原理]=IU資*源%庫
[結論]小燈泡的發(fā)光情況由
本節(jié)課是電學中重要的一個學生實驗它涉及的器材多、操作步驟復雜教材中是完全放手讓學生去操作完成的。我認為對學生來說難度不小所以在課堂上我給予了適當的引導、啟發(fā)對一些關鍵性的問題給予了必要的提示這樣學生的正確率得到了明顯的提高實驗也比較順利地能夠完成。Ziyuanku.com很多學生的實驗失誤出現在對電表的使用上包括電表的連接、量程的選取、數值的讀出等所以練習對電表的使用仍是實驗的關鍵。對電路故障的排除盡量讓學第4節(jié) 焦耳定律
新的物理課程標準的基本理念是:1.注重學生發(fā)展改變學科本位觀念;2.從生活走向物理從物理走向社會;3.注重科學探究提倡學習方式多樣化等。為了體現這些新的理念《電與熱》首先從學生生活中熟悉的用電器入手使學生了
從身邊常見的現象引入電流的熱效應貼近生活貼近實際體現了從生活走向物理。探究過程中讓學生充分討論調動學生學習的積極性使學生掌握知識同時培養(yǎng)他們分析
在生活經驗方面學生經常接觸到電熱器對電流的熱效應已有了一定的了解;在知識儲備方面學生對歐姆定律、電功率有了一定的基礎;在研究方法上對于轉換法、控制變量法、探究性學習的過程與方法也有了一定的認識。同時對于與生活接觸緊密的電熱現象及其應用學生興趣濃厚。所以本節(jié)課的關鍵在于教師正確引導充分調動學生學習的主動性與積極性讓學生充分討論、探究、合
知識與技能知道在電流相同的條件下電能轉化成熱能的功率跟導體的電阻成正比。知道利用電熱和防止電熱的場合和方法。過程與方法通過實驗探究電流的熱效應與電阻大小的關系培養(yǎng)學生的觀察分析能力和概括能力。通過本節(jié)內容的學習培養(yǎng)學生應用物理知識解決簡單問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀通過電熱的利用和防止知識的學習認識到科學是有用的激2.在學習的過程中滲透辯證唯物主義的思想。
重點通過實驗探究電流熱效應跟電阻大小的關系。難點組織指導學生在探究過程中認真觀察、分析并得出正確結論。
探究法、觀察法、討論法。
一、新課引入師:通過對電能的學習大家已經了解電流通過導體時導體會發(fā)熱誰還記得這是電流的什么效應?同學們根據自己二、新課教學生1:可能與電壓、電流有關。生2:1.電流的熱效應演示1:
師:大家看到了什么現象?生:瓶中煤油溫度高。師:好我們發(fā)現兩個瓶中溫度不同浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計指示的溫度高這是什么原因呢?生:B中煤油溫度高說明B煤油中的鎳鉻合金絲產生的熱量多。師:為什么鎳鉻合金絲產生的熱量多?生:因為鎳鉻合金絲的電阻比銅絲的電阻大。師:比較A、B發(fā)現兩瓶中電阻絲只有電阻不同這個實驗說明在電流、通電時間相同的情況下電阻大的金屬2。演示2:
師:分別給鎳鉻合金絲通以不同的電流同學們有什么發(fā)現?生:電流大時溫度計示數上升得多。師:說明什么?生:電流大時鎳鉻合金絲放出的熱量多。師:好這個實驗表明在通電時間一定電阻相同的情況下通過電流大時鎳鉻合金絲產生的熱量越多。師:通過兩個演示實驗我們發(fā)現電流通過導體時導體會發(fā)熱這叫電流的熱效應導體產生的熱量可能與電流大小和電阻大小有關那么具體的數量關系是怎么樣的?接下來我們來學習焦耳定律。焦耳定律1840年就確定了它們的關系也就是的焦耳定律。引導學生寫出電功率的表達式=UI利用歐姆定律=將二式中U消去可以得到P=I。產生的熱量也就是在通電時間內電流對電阻做的功。=Pt=I電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比跟導體的電阻成正比跟通電時間成正比這就是的焦耳定律。符號的意義及單位:熱量——焦耳(J)電阻——歐姆(Ω)電流——安培(A)時間——s)例題:一根60 Ω的電阻絲接在36 V的電源上在內共產生多少熱量?教師引導學生分析、演算、要求一名學生板演。解:由題知:=60 Ω=36 V=5 min=300 s(注意時間的單位是s)=I=()===6480 J同學們在演算過程中教師要提醒大家注意:代入計算的時候要將A”一起平方。師:我們通過實驗、觀察利用公式推導得出了電流熱效應跟電阻大小的關系。同學們現在能不能回答本節(jié)開始時的問題?生:導線和用電器(電爐或電飯鍋或電燈)中通過的電流相同但是導線的電阻較小那些用電器的電阻較大。所以那些用電器發(fā)熱而導線幾乎感覺不到熱。電熱的利用和防止師:生活中有些電熱我們要利用有些電熱我們是要防止的。關于電熱的利用同學們已經了解了許多誰簡單地講幾個?生:電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐、電爐。師:剛剛舉出的都是利用電來1:電視機使用過程中會發(fā)熱如果連續(xù)使用時間過長還會燒壞電視機。生2:有些導體上的絕緣材料會因溫度過高使絕緣材料迅速老化甚至燒壞。師:那么對這些電器采取了什么措施來防止過熱?生1:電視機后蓋上有許多孔就是為了能通風散熱。生2:電腦中還裝有風扇也是為了散熱減少電熱的危害。生3:老師用的投影儀上也裝有小風扇也是為了快點散熱。生4:農村抽水、磨面用的電動機連續(xù)工投影電器說明書)教師引導學生著重注意以下內容:將電器置于通風良好處;勿使電器淋雨或受潮長期不用的電器隔一段時間應該通電。生1:電器工作時置于通風良好的地方是為了能使電器更好地散熱、防止電熱產生的危害。生2:電器淋雨或潮濕會降低絕緣性能使電路工作失常影響用電器的使用。長期不用的電器隔一段時三、典型例題例1 有一臺“220 V 100 W”的洗衣機由于使用不當造成電動機卡死電動機的溫度升高而被燒壞。從出產廠家得知這種電動機內的線圈的阻值為2 Ω。(1)這臺洗衣機正常工作時耗電多少焦?(2)電動機被卡死時產生多少熱量?[解析] 本題用于考查的知識點是關于焦耳定律的實際應用以及計算。(1)此問明U=220 V電動機的功率=100 W時間=60 s。所以電功=Pt=100 W×60 s=6000 J(2)由于電動機卡死此時電動機不能把電能轉化為機械能幾乎全部轉化為內能使電動機的溫度急劇升高而被燒壞。此時應該用焦耳定律來求解。電動機被卡死后變成純電阻電器已知=220 V==60 s根據歐姆定律可得=U/R=220 V/2 Ω=110 A
例2 在圖中電源電壓、燈絲電阻都保持不變燈L上標有“6 V 3 W”字樣。當開關閉合滑動變阻器的滑片從點移到b點時電壓表的示數從5 V變?yōu)? V且滑片位于點時燈L消耗的功率與位于點時燈L消耗的功率之比為16∶1。求:(1)燈L正常發(fā)光時通過燈絲的電流;(2)燈絲的電阻;(3)燈L正常發(fā)光1 min電流做的功;(4)滑片位于點時通過燈L的電流。[解析] 本題旨在考查學生對于電學問題的綜合運用能力。(1)燈L的額定電壓額=6 V額定功率P額=3 W根據額=額額的變形公式可求出燈L正常發(fā)光時通過燈絲的電流。額=P額額=3 W/6 V=0.5 A。(2)因燈絲電阻不變則可以根據“6 V字樣求出燈絲電阻:=U額額=6 V/0.5 A=12 Ω。(3)燈L正常發(fā)光時表明它達到了額定功率則=P額=3 W×60 s=180 J。(4)設滑片位于點時滑動變阻器接入電路的阻值為R滑片位于b點時滑動變阻器接入電路的阻值為R電源電壓為U。由于滑片由到b燈L電壓減小3 V電阻不變所以電流減小0.25 A有=I(I-0.25)=16得=0.33 A也可以列方程:當滑片位于點時=當滑片位于點時=又=
本章是初中物理的重點章之一是初中電學部分的綜合在前面我們已經學習了電學當中的電路及一些重要物理量:電流、電壓、電阻以及歐姆定律。本章我們將學習探究電學的重點“電功率”的問題本章主要講述了電能、電功、電功率、焦耳定律等知識。這些知P==UI。一個探究實驗:測量小燈泡的電功率。一個定律:焦耳定律。本章的重點:電功率的物理意義及概念用伏安法測燈泡的額定功率電流產生的熱量跟電阻、電流大小之間的關系。本章的難點:能的轉化電功率與電流、電壓之間的關系對額定功率的理解對焦耳定律
學生已經學習了電流、電壓、電阻及三個物理量的一些基本性質并認識了三個物理量的基本關系——歐姆定律使學生能夠使用歐姆定律解釋生活中的一些基本電學現象解決一些簡單電路方面的問題同時也為學習電功率奠定了基礎;電功率部分是初中電學中的重點電功率公式的應用和計算又是電學中的難點學生在心理和知識的綜合運用上都有一定障礙;學生已經學習了用滑動變阻器改變燈泡的亮度和伏安法測電阻的實驗為伏安法測小燈泡的電功率作了一些鋪墊同時也給學生掌握電功率的測量帶來一些負面影響。
1.在內容上要緊緊抓住“電功率”這個中心理解實際電壓和額定電壓以及實際功率和額定功率的含義。在研究方法上主要運用實驗探究的方法在探究中我們要注意實驗現象從現象中發(fā)現規(guī)律性的東西從而歸納總結得出基本規(guī)律和原理。在思想方法上要理論聯系實際拓展自己的思維空間從而理解在生產和生活中與電能和電功率有關的現象。能夠結合串、并聯電路的特點和歐姆定律進行綜合運算。第1節(jié) 電能 電
電能對初中生是一個比較抽象的概念教材重視從生活到物理的認識過程首先從人類生存的需要角度引入電能激發(fā)了學生求知欲望和興趣。通過介紹各種發(fā)電設備讓學生了解它們是把各種形式的能量轉化為電能的裝置理解能量可以相互轉化使學生能初步從能量轉化的過程中了解電能。聯系生活實際用學生熟悉的電能表讓學生進一步認識電能要求學生觀察電能表上的重要參數來激發(fā)學生想知道電能表是怎樣記錄家庭中消耗電能多少的興趣從而培養(yǎng)學生的實
從社會日常生活生產中常見的獲得電能和使用電能的例子來引出電能和學習電能的突出科學與社會和生活的關系用大量生動活潑的圖片來說明電能在現代社會中的廣泛應用使學生深刻地認識到物理學在促進人類社會現代化中起著的重要作用。通過介紹新型、現代化的電能表培養(yǎng)學生將科學知識應用于生產、生活的意識。通過電能表的教學對學生進行學習與探究方法上的指導。
由于九年級學生思維主要以形象思維為主而“電能”看不見、摸不著這就要求在教學中盡量增加學生的感性認識通過引導分析讓學生初步理解電能的概念再通過直觀的演示與實驗學生的日常觀察和生活體驗結合起來讓學生感悟電能的轉化以及應用電能表學會電能的測量。
知識與技能知道電能的單位是焦耳(J)另一個單位是千瓦時()。知道電功的單位是瓦(W)或千瓦(kW)。通過本節(jié)課的學習學會使用家庭電能過程與方法通過電能表的學習培養(yǎng)學生觀察、分析和初步的綜合能力。通過電能表的應用培養(yǎng)學生用理論知識解決簡單實際問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀通過了解電能在人類社會中的作用充分認識電能的重要性養(yǎng)成節(jié)約用電的好習慣培養(yǎng)學生愛護自然、節(jié)約能源的良好意識。通過了解各種各樣的發(fā)電廠及新型的電力能源激發(fā)學生熱愛科學、勤奮學習的極大熱情。
重點難點家庭電能表的使用對電能、電功單位的理解。
演示法、討論法。
一、新課引入錄像資料:風車田的風車發(fā)電或者請同學們看章首圖思考我們用哪些方式獲得電。二、新課教學電能師:同學們家里都有很多電器這些電器需要電才能工作同學們有沒有想過電從哪里來的?生:從發(fā)電廠來的。(干電池、蓄電池、太陽能電池……)師:我們日常生活、生產中使用的電能基本上是通過兩條途徑獲得:一是從電廠獲得二是從各種電池獲得。教材上的風車就是用來發(fā)電的除了我們剛才了解的風力發(fā)電外同學們還知道什么可以發(fā)電?生1:還有火力發(fā)電是用煤來發(fā)電的。生2:還有水力發(fā)電例如三峽工程建成后就可以發(fā)電。一些小水電站也都是利用水力發(fā)電的。生3:核電站我們國家有大亞灣核電站和秦山核電站。生4:太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電垃圾發(fā)電等。播放錄像資料:介紹各種各樣的發(fā)電設施進一步激發(fā)同學們1]電池、小燈泡、開關、導線連接電路合上開關小燈泡發(fā)光。師:請一位同學觸摸通電的小燈泡說說有什么感覺。生:通電的小燈泡發(fā)熱了。師:電能讓電燈泡發(fā)光發(fā)熱電能通過燈泡轉化成了光能同時電能還轉變成熱能。[演示2]電風扇通電轉動。[演示3]電動玩具車裝上電池合上開關電動玩具車會運動起來。生1:電能還能轉變成動能如電風扇、電動車。生2:還有城市里的電車、電力機車近流行的電動自行車…生3:家里的電視、電冰箱、洗衣機、電腦爸爸用的電動剃須刀媽媽用的電熨斗、電吹風等都要用電才能工作。師:電涉及了我們生活的各個方面電對我們的作用也會越來越重要但是自然界中并沒有可以直接使用的電電能是從其他的原料(煤、石油等)中產生的而發(fā)電的主要原料現在越來越少所以我們在大力開發(fā)無污染、低能耗的電力資源的同時還要養(yǎng)成節(jié)約用電的好習慣。電能的單位閱讀教材第88頁。師:電能的單位是什么呢?師:“度”就是電能的單位它的學名叫千瓦時(kW•h)。物理學中更常用的單位是焦耳(J)。度=1kW•h)=3.6×10焦耳(J)[投影]將一個蘋果從地面舉到桌面所需要的能量大約為1J。普通的手電筒通電1 s消耗的電能大約也是1J。微波爐工作1 min消耗的電能大約為60000 J。(同學們把焦耳換算成千瓦時看看是多少)度(1千瓦時)電的作用:(閱讀教材第44頁“小資料”)可以煉鋼1.6 kg生產化肥0.7 kg采掘原煤105 kg可以使電車行駛0.85 km灌溉麥田330 m機織棉布11 m。師:從以上的這組數據同學們能切實感受到一度電在國民經濟中的作用也更應該明白我們在生活中節(jié)約每一度電的必要。電能表師:在生活中我們稱質量時要用秤量長度時可以用尺。通過上面的學習同學們已了解了電能的單位是“度”。如果想知道某一電器在一段時間內到底用了多少度電該用什么如何測量呢?生:用電多少是用電表測量的。師:同學所說的電表就是電能表也叫電度表(火表)。用電器在一段時間內消耗的電能就是用電能表計量出來的。出示電能表可以用投影儀將實物投影放大便于學生觀看)師:哪位同學注意過家里的電能表?把你的了解向大家介紹一下。生1:家里電器開著的時候中間的圓盤會轉動圓盤上面的一排數字也會跟著變。生2:圓盤轉動時變化快的是后一位數。使用的電器越多圓盤轉動得越快上面數字變化得越快。師:很好希望同學們都能注意觀察身邊的事情養(yǎng)成良好的習慣對大家的學習、生活會很有用現在請同學們一起來了解一下從這塊電能表上我們還能得到什么信息。生1:電能的單位是“度”即“千瓦時”表的kW•h”,這是要說明這塊表是電能表表上測出來的數字是以“千瓦時(kW•h)”為單位的。生2:數字盤上一共有五位數字但后一位是在紅色框里的紅框表示小數點紅框里面的數是小數點后面的數。生3:在紅框內的數字右邊緊挨著數字有一個小標尺紅框右邊的邊上有一條白線指著小標尺。(教師說明:用電器功率較小電能表圓盤轉動很慢后一位數字也看不出變化時從小標尺對應的白線位置能說明電表的轉動在課堂上可不提)生4:圓盤的兩端有箭頭指示圓盤的轉動方向在圓例1 幾個同學家電能表的示數如下:甲:乙:丙:一個月后三位同學家的電能表示數分別變?yōu)槿缦聢D所示則這三位同學家這一個月分別用了多少度電?甲:乙:丙:[解析] 甲同學家一個月用電23 kW•h乙同學家一個月用電23.6 kW•h丙同學家一個月用電58 kW•h。師:哪位同學能講講他們是如何知道這樣的結果的?生:用某同學家電能表現在的示數減去一個月前電能表的示數就是該同學家這一個月的用電量。例2 如果電工50度的電收取丙同學家的電費該同學家一個月前電表的示數應該是多少?說說你的想法。
生:原來的表盤示數加上這一月的用電量就是現在的示數。師:現在請同學們繼續(xù)關注電能表了解幾個重要參數。生:家庭電路的電壓是220 V電能表一般用在家庭中。“是指這種電能表的額定電壓是220 V應該在220 V的電壓下使用。另外幾個參數學生可能不容易明白教師應43頁幫助了解這方面知識。指電能表應在50 Hz的交流電路中使用。(20)A”指這個電能表的額定電流為10安培。正常情況下電路中的電流應不大于10安培短時間應用電流允許大一些但不能超過20安培否則會損壞電能表。這個參數叫電能表的額定電流不同的電能表可能不同。(kW•h)”指電能表轉盤轉過600轉接在電路里的用電器消耗的電能是1 kW•h或者說用電器消耗的電能電能表轉盤轉600轉。(出示不同參數的電能表讓學生觀察或投影不同參數的電能表表盤圖)師:同學們通過比較你能發(fā)現什么?生:其他的基本一樣只有額定電流有的是5(10)A;轉數有的是1200 revs/(kW•h)有的是1500 revs/(kW•h)說明消耗1 kW•h的電能轉盤轉過的轉數不同。例3 例1中如果甲、乙、丙三位同學的電能表上分別標出600 revs/(kW•h)、1200 revs/(kW•h)、1500 revs/(kW•h)則這1)用電器均消耗1度電的時候電能表轉過的圈數分別是多少?(2)電能表均轉一圈消耗的電能分別是多少焦耳?(3)一個月電表分別轉多少圈?學生討論、演算三名同學板演分別計算甲、乙、丙三位同學家的情況。[解析]。1)三同學家用電器消耗1度電電能表轉過的圈數分別是600轉、1200轉、1500轉。(2)電能表轉過1圈用電器消耗的電能分別是:甲:==6×10乙:==3×10丙:==2.4×10(3)一個月三位同學家電表轉過的圈數分別是:甲:600 revs/(kW•h)×23 kW•h=1.38×10乙:1200 revs/(kW•h)×23.6 kW•h=2.832×10丙:1500 revs/(kW•h)×58 kW•h=8.7×10ziyuanku.com師:通過大家的努力同學們對現在普遍使用的電能表已經有了一定的了解,F在請同學們打開教材第43頁了解另外一種電能表哪位同學能給大家介紹一下這種新式的電能表?生:IC卡中的金額用完后電能表便能切斷電源能完全杜絕少數人光用電不愿意交電費的現象。電功師:在本節(jié)課的開始同學們看到電燈發(fā)光感覺了燈泡發(fā)熱電能轉變成了光能和熱能電風扇、玩具車通電后運動電能轉變成了動能電能的使用都是把電能轉化其他形式的能使用的。物理W,單位是焦耳(J)也可以是kW•h。例4 一只電能表上標有“2000 revs/(kW•h)”如果此電能表的轉盤轉了1000轉則電流做了 J的功。[答案] 1.8×10三、課堂小結師生共同小結:電能:來源、應用、單位、測量(電能表)及電四、作業(yè)設計見練闖考第75頁課內精練
第1節(jié) 電 能電能
本節(jié)有效地利用了教材讓學生讀教材既加深了學生第2節(jié) 電功率
本節(jié)利W=Pt來解釋電能的單位“千瓦時”的來歷。通過觀察電器的銘牌和演示實驗引入額定功率和實際功率了解電功率的燈泡亮度的關系P=UI要求會計算電功率及電流并且知道用電器的電壓如果改變了它消耗的功率就會改變知道用電器額定功率與實際功率的區(qū)別知道可以根據公式測量電功率。
電功率是電學中重要的物理量本節(jié)要讓學生真正參與到課堂中來突出了其學習的主體地位。讓學生能夠互相傾聽別人對問題的不同解釋并主動與他人合作、交流在相互表達與傾聽中即可多角度的理解概念又可培養(yǎng)學生的團隊精神。同時本環(huán)節(jié)也有利于加強生生、師生之間的思想交流。教師在本環(huán)節(jié)要細心觀察思考及時發(fā)現學
學生已經學習了電流、歐姆定律、電能、電功等有關知識對做功快慢、電流做功有了一定的了解學生又在上一章做過用伏安法測小電燈電阻的實驗電路連接完全相同這為學生學習本課打下了基礎。學生通過前面的物理學習已有一定的探究能力這為本課的探究順利完成提供了能力基礎但本節(jié)課內容較多電功率的概念、公式、額定功率與實際功率學生在大容量的課堂上容易出現知識掌握不完整、似懂非懂的情況教學中需及時總結和鞏固。
知識與技能1.理解電功率的概念知道電功率表示消耗電能的快慢。知道電功率的單位是W或kW。理解用電器的額定功率知道額定功率是在額定電壓下工作時的功率。會應用功率的定義公式=及公式P=IU進行簡單的計算。過程與方法通過體驗電能表表盤轉動快慢跟用電器電功率的關系培養(yǎng)學生的觀察能力和分析、概括能力。情感、態(tài)度與價值觀通過聯系生活實際培養(yǎng)學生實事求2.通過教學活動滲透理論聯系實際的思想。
重點電功率和用電器的額定功率。難點正確理解電功率、實際功率和額定功率的區(qū)分。
演示法、觀察法、討論法。第1課時 電功率
一、新課引入師:我們1:電能表有時候轉得快有時候轉得就比較慢。生2:工作的電器多的時候電能表就轉得快工作的電器少的時候電能表就轉得慢。師:電能表轉得快慢說明用電器消耗電能也是有快慢的今天我們學習電能的快慢——電功率。二、新課教學什么是電功率[演示]不同的燈泡接入電路中觀察電能表轉動的情況(消耗電能快慢)。(1)將15 W的電燈接入電路合上開2)將15 W的燈泡取下換上100 W的燈重復第一步實驗同學們觀察并比較兩次轉動快慢情況。生:電能表第二次比第轉動得快燈也是第二次比第亮說明100 W燈比15 W的燈消耗電能快。(3)將兩只燈泡并聯接入電路合上開關兩燈均亮再觀察電能表的轉動情況并和前兩次做比較。生:第三次電能表轉動得比第二次還快說明同時工作的用電器越多電路消耗電能越快。師:(斷開電源取下兩只燈泡)同學們再觀察這兩只燈泡有什么發(fā)現?220 V 15 W”另一只燈泡上標著“220 V 100 W”。師:實驗中第一盞燈亮時電能表比第二盞燈亮時轉得慢。假如電能表在第一盞燈亮時轉10圈;在第二盞燈亮時能轉20圈這段時間哪一盞燈消耗的電能多?生:第二盞燈因為電能表都轉了盤轉20圈。師:那么這段時間哪一盞消耗的電能快?生:第二盞燈因為相同時間第二盞燈消耗的電能多。師:注意不能說“電能表轉動越快用電器消耗電能越多”而是用電器消耗電能越快電能表轉動得越快;用電器1:物理學中用“電功率”表示消耗電能的快慢符號是“單位是“瓦特”簡稱“瓦”單位符號是“W”。生2:還有一個更大的單位是千瓦(kW)=10。師:誰還記得在上節(jié)課“電功”中功是用什么表示的?生:功通常用字母“W”表示。師:請同學們觀察教材第92頁“小數據”你能告訴大家一些什么信息呢?生1:這些都是家用電器的電功率但2:空調工作時肯定比排風扇工作時電能表轉得快。資*源%庫師:能不能說空調比排風扇消耗得能量多?生:不能還要看工作時間的長短。師:通過大家的努力同學們已明白電功率是表示消耗電能快慢的物理量接著請大家想想如何比較兩個用電器工作時消耗電能的快慢。生:如果兩個用電器消耗的電能相同那么時間短的用電器消耗電能快;如果兩個用電器工作時間相同那么消耗的電能多的用電器消耗電能快。師:如果消耗的電能和工作時間都不相同呢?比如某電器甲10 s的時間消耗電能100 J1 s的時間消耗電能400 J哪個用電器消耗電能快?生:算算1秒的時間分別消耗多少電能就可了也可以算算消耗相同的電能哪個需要的時間短。師:同學們想出的辦法都很好都可以比較出功率的大小。只是為了大家互相交流、溝通方便我們統(tǒng)一用“用電器內消耗的電能”來表示用電器的功率。同學們請把你剛才計算時的數字用表示它意義的符號代替。(學生板演)=這就是功率的定義式一定要注意各符號的意義及單位。消耗的電J)消耗這些電能所用時間——秒(s)用電器的功率——瓦特(W)公式在使用過程中單位要統(tǒng)一只有用電器在1 s內消耗的電能是1 J時其電功率才是1 W。(1 W=1 J/s)[投影]例1 某用電器20 min消耗的電能是1 kW•h。此用電器的功率是多少?解:=20 min=1200 s=1 kW•h=3.6×10所以===3×10=3 kW千瓦時”的來歷師:請同學們看教材第93頁了解“kW•h”的來歷說說自己的理解。生1:功率的單位還可以用千瓦(kW)如果時間的單位取小時(h)由公式=接變形后得到=Pt這時電功的單位就是“kW•h”。生2:1 kW•h就是功率為1 kW的用電器使用1 h所消耗的電能。師:那么1 kW•h等于多少焦耳呢?生:1 kW•h=1000 W×3600 s=3.6×10[投影]例2 某電視機的電功率是250 W每天使用3 h一個月用電多少kW•h?(按30天計算)如果時間單位用秒個月消耗電能多少焦耳?(鼓勵同學們靈活應用不同的方法板演)解:=250 W=0.25 kW=3 h×30=90 h=3.24×10由=得=Pt所以一個月內消耗電能是=Pt=0.25 kW×90 h=22.5 kW•h=8.1×10或W=Pt=250 W×3.24×10=8.1×10=2[強調] kW和kW•h是兩個不同的物理量的單位一定要注意區(qū)分。三、課內小結電功率的概念.千瓦時”的來歷應用電功率公式及推導式進行計算.四、作業(yè)設計見練闖考第77頁課內精練第2課時 額定電壓 額定功率
一、新課導入你觀察到燈泡的標識嗎?它表示什么意思?燈泡亮暗與上面的標識有關嗎?二、新課教學額定電壓 額定功率演示:將“220 V 45 W”的燈泡分別接入220 V、36 V電路觀察亮度。師:同學們觀察到燈泡的發(fā)光有什么不同?生:接220 V電壓時燈泡亮一些。師:燈泡的光能從哪里來得?燈泡亮一些說明什么?生:燈泡的光能是消耗電能轉化來的燈泡亮說明消耗電能快電功率大。師:實驗說明用電器93頁的銘牌閱讀說明書搞清楚分別是什么含義。其中“PZ”表示普通照明。
生1:220 V表示額定電壓燈泡兩端電壓為220 V時燈泡才能正常發(fā)光。生2:25 W表示額定功率。燈泡兩端電壓為220 V時正常發(fā)光此時電功率為25 W。師:用電器在額定電壓下的功率叫額定功率用電器消耗電功率是隨著實際電壓改變實際電壓越大實際電功率越大消耗電能越快燈泡越亮;實際電壓越小實際電功率越小消耗電能1.[解析] ==6.11師:取6還是7呢?生:如果取6每個燈的電壓就會超過36 V所以應該串聯7個燈。師:請同學們分析這位記者錯在何處你能不能給他一個建議?生1:“kW•h”是電能的單位和“kW”是電功率的單位這位記者把電功率和電能混淆了。生2:他可以說:節(jié)約的電能可以使10000個這樣的電吹風同時工作1 h。師:類似這位記者的例子同學們肯定不是第碰到。希望大家在今后再有這種情況時要認真分析、思考不迷信、不盲目崇拜要應用自己掌握的知識實事求是地處理問題。怎樣測量電功率師:同學們已經掌握了電能、電功率的知識了解了它們之間的區(qū)別和聯系在上節(jié)課中也已經知引導同學們從電功率的定義=考慮)生:可以測量。因為P=只要能測出電視機消耗的電能和消耗電能所用時間就能算出它的電功率。師:具體怎么操作呢?生:先記下電能表的示數然后讓電視機工作工作一段時間后再記錄電能表的示數記住工作了多長時間利用=算就可以了。師:這樣操作到底可不可行希望同學們回去自己試驗并能找95頁“電功率的測量”。師:這種測量方法的測量依據或者說測量原理是什么呢?生:測量原理就是公式P=IU根據公式只要用電壓表測出用電器兩端電壓用電流表測出流過用電器的電流就能算出電功率。師:同學們一定要注意符號的意義和單位公式中電流、電壓、功率的單位都只能用安培、伏特和瓦特。兩個公式P=、P=IU都可以計算電功率但P=UI只適用“電功率”而P=是功率的一般定義R=和計算電功率的公式P=IU式中的電流和電壓相同嗎?如果將式中的電流替換電壓或用電壓替換電流看有什么結果。學生板演:P=IU=I=(R===)師:同學們看變形出來的公式有什么發(fā)現嗎?生:用電器的P、U、I、R之間相互聯系知道其中3個就可以求另一個物理量。師:很好哪位同P=IU看如果用電器兩端的電壓改變了它的功率會變嗎?(同學們討論)師:下節(jié)課我們將要討論這樣的問題請同學們預習。例1 某家庭節(jié)能燈的額定功率為11 W使用時通過的電流是多少毫安?解:家庭電路電壓=220 V;=11 W由=IU得I===0.05 A=50 mA例2 有“PZ220—100”、“PZ110—100”、“P236—100”的三個燈并聯接在100 V的電路中試比較它們持續(xù)發(fā)光的亮度( 。㈱iyuanku.comA.“PZ220—100”亮 B.“PZ110—100”亮亮 D.三個燈一樣亮[答案] B例3 一只標有“36 V 40 W”的電燈接入電路中通過的電流是1 A則該燈的實際( 。┐笥40 W小于40 W D.36 W[解析] 由電燈上標有“36 V 40 W”字樣我們可以求出電燈的電阻===32.4 Ω當通過燈泡的電流為時燈泡的實際功率是實=I=(1 A)=。[答 C例4 與R并聯在電路中消耗的功率之比為4∶3如果把R、R串聯起來仍接在同一電路中則R、R消耗的功率之比是( )[解析]在并聯電路里比較電功率我們可以用公式=U。R和R并聯時消耗的功率之比為4∶3則說明P===4∶3。在串聯電路里比較電功率時我們常用公式P=I。R和R串聯時消耗的功率之比為P′=I=R=3∶4[答案] B例5 在220V220 V 40 W”和“220 V 60 W”的兩只燈泡這兩只燈泡的實際功率之比為( )[解析]燈“220 V 40 W”的電阻為:===1210 Ω==。串聯時===。[答案] D例6 標有“220 V 40 W”和“220 V 100 W”的甲、乙兩盞燈泡其燈絲用相同長度的鎢絲制成則鎢絲較粗的是 把它們并聯在電路中較亮的是 。[解析] 本題用于考查的知識點是決定導體電阻大小的因素;并聯電路中實際功率與電阻的關系。知道相同長度、相同材料的燈絲燈絲細的電阻大燈絲粗的電阻;知道電燈銘牌的作用在并聯電路中電阻大的實際電功率小。據題中給出的銘牌可求出兩燈燈絲的電阻值。由于兩燈額定電壓相同甲燈額定電功率P額小電阻大燈絲細乙燈的電阻絲粗。當它們并聯在電路中實際電壓相同乙燈電阻小實際功率大乙燈亮。本題的易錯答案是錯誤地認為電阻大的電燈較亮。[答案] 乙 乙例7 “6 V 3 W”的燈L和“6 V 1 W”的燈L串聯后接在8 V的電源上求L的實際功率。(設燈絲電阻保持不變)[解析] 本題用于考查的知識點是串聯電路中的電功率的計算通過額定功率求電燈的電阻由串聯電路的分壓原理求出各電燈兩端的電壓。[答案] 燈L的電阻=U額1額1=(6 V)=12Ω燈L的電阻=額2額2=(6 V)=36 Ω兩燈電阻之比=1∶3串聯時兩燈電壓之比則燈L的電壓=U=2 V燈L的電壓=3U/4=6 V燈L的實際功率=U=(2 V)例8 一個電能表的表面上每千瓦時轉數的數據已模糊不清但電表轉盤在工作時能正常轉動,F要利用此表測定一臺家用電風扇的功率。給出的器材有:標有“220V 的白熾燈一只秒表一只試簡述測量的主要步驟和所測的數據并寫出計算電風扇功率的表述式。[解析] 本題用于考查的知識點是利用電能表測量電功率知道不同的用電器單獨接在電能表上只要轉盤轉過的圈數相同電流做功相等。實驗步驟如下:將電能表接入照明電路中220 V 100 W”的白熾燈一盞用秒表測出通電秒時電能表轉盤的轉數n。在此表后只接入被測的電扇記下電能表轉盤轉過n圈所用的時間t′。由于二次轉盤的轉數相同因此電流做功相同即W=W′=P′t′所以電風扇的功率為P′=Pt/t′。三、課堂小結同學們結合上節(jié)內容完成下表:
物理量及符號 意義 表達式 單位(符號)及換算 電功電流做功的多少或用電器消耗能量的多少 W=Pt焦耳(J)千瓦時(kW•h)1 kW•h=3.6×10電能表電功率電流的做功的快慢或用電器消耗能量的快慢 ==IU瓦特(W)千瓦(kW)1 kW=10電能表或電流、電壓表 四、作業(yè)設計見練闖考第79頁課內精練
第2節(jié) 電功率
這節(jié)課內容較多、概念較多是以后學習的關鍵章節(jié)起著非常重要的作用。對電功率的理解可以通過與速度的類比加強功率的理解但不能耽誤太長時間讓學生提及速度的概念、公式即可類比引出電功率的概念及公式。對公式、原理的理解多通過訓練解決。設置課堂的習題不要太難重在對公式的應用并讓學生熟悉公式的單位換算即可更多的習題可以放在后面進行對數值的設計也應以巧數為主不涉及過難、過深的純數學式的計算以節(jié)約課堂時間。注意讓學生多動手在學生動手計第3節(jié) 測量小燈泡的電功率
在“測量小燈泡的電阻”的實驗基礎上引導學生自行設計“測量小燈泡的電功率”的實驗方案培養(yǎng)學生自主學習的能力。指導學生進行探究性實驗在體驗“設計、操作、分析、得出結論”的過程中使學生感受到認真、嚴謹的科學精神學會處理實驗中遇到的實際問題培養(yǎng)學生的主動探究精神。
本節(jié)在《標準》中定為課堂內的科學探究活動。學生在科學探究活動中通過經歷與科學家進行科學探究時的相似過程學習物理知識與技能體驗科學探究的樂趣學習科學家的科學探究方法領悟科學的思想和精神。
學生是在學習了電阻的影響因素探究“通過導體的電流跟兩端電壓的關系”、測量燈泡電阻的實驗基礎上來學習這一節(jié)內容的。有一定的實際操作經驗和理論基礎學生在本節(jié)內容的學習中可能存在三個方面的困難:不能準確、完整地設計出實驗電路圖。在實驗操作中3.不能準確分析出小燈泡電阻、電功率的變化實質。
知識與技能通過學生自己設計實驗進一步加深對電功率概念的理解。通過學生動手操作鞏固電流表和電壓表的操作技能。通過實驗、比較進一步理解額定功率和實際功率的區(qū)別。過程與方法通過本節(jié)課培養(yǎng)學生依據實驗原理設計實驗方法的能力。通過實驗培養(yǎng)學生的觀察、實驗能力及分析、概括能力。情感、態(tài)度與通過學習過程中的討論和交流培養(yǎng)學生合作學習的意識和態(tài)度。通過實驗中的觀察和比較培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和良好的習慣。
重點會測定小燈泡的功率。對實際功率和額定功率的理解。難點電流表、電壓表及滑動變阻器的正確使用。
實驗法、觀察法、討論法。
一、新課引入師:同學們在上一章的第五節(jié)已經測量1:利用電流表測出通過小燈泡的電流再利用電壓表測出了小燈泡兩端的電壓然后利用歐姆定律=的變形公式R=算出了定值電阻的電阻。生2:為了測量更準確還利用變阻器進行了多次測量然后求平均值。師:同學們對學過的知識掌握得很好我們在上節(jié)課剛學過了電功率誰來說說什么是電功率?生:電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量用電器在1 s內消耗的電能叫用電器的電功率。師:電功率能測嗎?怎么測?生:可以利P=IU測出電壓和電流計算出電功率。師:如果我們要測“小燈泡”的電功率用哪種方法好呢?生:小燈泡不能接在家庭電路上應該用第二種辦法測。二、新課教學[想想議議]師:同學們能設計一個方案來測出小燈泡的功率嗎?大家一定還記得用電器在額定電壓下工作時的功率叫額定功率如果不是在額定電壓下叫什么功率你想要測量的是什么功率?生:實際功率。[投影]測量要求分別測量以下三種情況下的實際功率。(1)使小燈泡在額定電壓下發(fā)光。(2)使小1.2倍并觀察小燈泡亮度。(3)使小燈泡兩端電壓低于額定電壓并觀察小燈泡亮度。師:同學們現在可以設計實驗并做好記錄。(學生經過以前的探究活動已能了解實驗活動的基本程序所以不多討論用投影提醒學生即可)[投影][設計實驗]設計思想(實驗原理):實驗電路:實驗器材:(注明使用器材規(guī)格)實驗數據(記錄)表格:(教師巡視及時)[進行實驗]實驗操作步驟:實驗現象觀察:實驗數據記錄:實驗中存在什么問題:(教師提醒學生做第(2)個實驗時需小心調節(jié)滑動變阻器以免實際電壓超過額定電壓太多因電壓過大而燒壞燈泡。在同學實驗的過程中教師要認真巡視及時指導)[分析和論證][評估][交流](實驗報告)實驗結束利用投影和大家交流。學生實驗教師巡回指導。[投影]實驗報告[題目]測量小燈泡的電功率[實驗目的]測量小P=UI。[實驗電路]
[說明]用電流表和電壓表分別測出通過小燈泡的電流和其兩端電壓因為要測量不同電壓下的功率所以電路中要接入滑動變阻器用來改變小燈泡兩端電壓。[實驗器材]1.小燈泡:額定電壓 電壓表:量程: 電流表:量程: 滑動變阻器:大阻值 Ω允許通過的大電流 A電源 V開關導線[說明]電源的選擇應考慮小燈泡的額定電壓選擇大于小燈泡額定電壓的1.2倍但不能過大。實驗數據(記錄)表格:
項目Ziyuanku.com 次數 實驗要求 發(fā)光情況 電流(A) 電壓(V) 電功率(W)小燈泡在額定電壓下工作2 小燈泡兩端電壓是額定電壓的1.2倍小燈泡兩端電壓低 [實驗步驟]按電路圖連接實物電路。合上開關調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端電壓為額定電壓觀察小燈泡發(fā)光情況記錄電流表、電壓表示數。調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端電壓為額定電壓值的1.2倍觀察燈泡發(fā)光情況記錄電流表、電壓表示數。調節(jié)滑動變阻器使小燈泡兩端電壓低于額定電壓觀察并做記錄。斷開開關整理實驗器材。[說明]按電路圖連接實物電路時注意:(1)連接過程中開關應始終處于斷開狀態(tài)。(2)根據小燈泡的額定電壓值估計電路中電流3)連接好以后每個同樣檢查一遍保證電路連接正確。ziyuanku.com2.合上開關前應檢查滑動變阻器滑片是否在大值的位置上若不是要弄清楚什么位置是大位置并調整。調節(jié)滑動變阻器的過程中要首先明白向什么方向可以使變阻器阻值變大或變小怎么調能使小燈泡兩端電壓變大或變小。[實驗結論]由公式=IU計算小燈泡的功率。(將計算結果填入表中通過分析和比較得出)(1)不同電壓下小燈泡的功率不同實際2)小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定實際功率越大小燈泡越亮。[評估]師:大家有什么問題可以互相交流談談你在設計實驗及實驗過程中有什么新的感想發(fā)現了什么問題。生1:我們組認為實驗中容易出錯的就是滑動變阻器阻值大的位置一錯合上開關就容易使電表偏轉過大。生2:實驗過程中滑動變阻器開始在阻值大的位置調節(jié)的時候阻值從大到小小燈泡兩端的電壓會從小變到大。測量時為什么不先測低于額定電壓時的功率依次測量等于額定電壓和高于額定電壓的功率以免變阻器阻值一會兒1:我們認為先從低于額定電壓開始測也不是不可以但是先測額定電壓更好這樣在觀察小燈泡亮度時有明顯的區(qū)分容易觀察。生2:老師我們發(fā)現今天測“小燈泡功率”的實驗裝置與上一章測“小燈泡電阻”時的裝置一模一樣。師:是嗎?哪些地方一樣?生:測量的內容也一樣都是燈泡兩端電壓和通過小燈泡的電流實驗過程中的要求和注意的問題也基本一樣。師:有不一樣嗎?生1:兩次測量的目的不同上次是要測電阻這次是要測功率。生2:從今天的測量數據也可以算出小燈泡電阻。師:可以的話大家算一下電阻。生:如果不考慮燈泡電阻隨溫度的變化將三次測量的值加起來算平均值就知道小燈泡的電阻了。師:大家都求出電阻了嗎?有沒有新的發(fā)現?生:定值電阻可以求平均值今天測的功率不能求平均值。生:上次多次測量是為了求平均值減小誤差這次是為了比較在不同電壓下小燈泡的功率和發(fā)光情況。師:同學們分析得非常好現在請同學們觀察你手中的小燈泡上的額定值求出小燈泡的電阻再求出實際電壓下電流值和功率值和你測量的結果進行比較;如有誤差分析原因例1 在“測定小燈泡額定功率”的實驗中某同學電路連接正確閉合開關燈泡發(fā)光但測試中無論怎樣調節(jié)滑動變阻器電壓表示數都達不到燈泡的額定電壓值。其原因可能是下述的哪種( 。┳冏杵骺傠娮杼蟆 .電壓表量程太大電源電壓太低 D.燈泡燈絲斷開[答案] C例2 在測定小燈泡功率的實驗中若錯把電流表并聯在電燈兩端而把電壓表串聯在電路中如圖所示則閉合開關S后可能會出現的情況是( )
A.燈泡不亮電流表指針有明顯偏轉電流表被燒壞電壓表示數為電源的電壓[解析] 把電壓表串聯在了電路中因為電壓表的內阻很大可以看作是絕緣體因此電路中的電流十分微弱可以忽略不計故燈泡不會亮電流表的指針不會偏轉更不會被燒壞所以A正確、C錯誤。因電壓表兩端的接線柱能通過導線或用電器等導體接到電源兩極上所以電壓也相當于測電源的電壓其示數約等于電源的電壓值故D對。[答案]AD三、課堂小結通過本節(jié)課的實驗同學們進一步加深了對電功率的理解鞏固了電流表、電壓表的操作技能鍛煉了設計實驗的能力希望同學們在課后能更充分交流在相互交流中發(fā)現自己的不足在不斷改正錯誤的過程中學到更多知識。四、作業(yè)設計見練闖考第81頁課內精練
第3節(jié) 測量小燈泡的電功率[測量原理]=IU資*源%庫
[結論]小燈泡的發(fā)光情況由
本節(jié)課是電學中重要的一個學生實驗它涉及的器材多、操作步驟復雜教材中是完全放手讓學生去操作完成的。我認為對學生來說難度不小所以在課堂上我給予了適當的引導、啟發(fā)對一些關鍵性的問題給予了必要的提示這樣學生的正確率得到了明顯的提高實驗也比較順利地能夠完成。Ziyuanku.com很多學生的實驗失誤出現在對電表的使用上包括電表的連接、量程的選取、數值的讀出等所以練習對電表的使用仍是實驗的關鍵。對電路故障的排除盡量讓學第4節(jié) 焦耳定律
新的物理課程標準的基本理念是:1.注重學生發(fā)展改變學科本位觀念;2.從生活走向物理從物理走向社會;3.注重科學探究提倡學習方式多樣化等。為了體現這些新的理念《電與熱》首先從學生生活中熟悉的用電器入手使學生了
從身邊常見的現象引入電流的熱效應貼近生活貼近實際體現了從生活走向物理。探究過程中讓學生充分討論調動學生學習的積極性使學生掌握知識同時培養(yǎng)他們分析
在生活經驗方面學生經常接觸到電熱器對電流的熱效應已有了一定的了解;在知識儲備方面學生對歐姆定律、電功率有了一定的基礎;在研究方法上對于轉換法、控制變量法、探究性學習的過程與方法也有了一定的認識。同時對于與生活接觸緊密的電熱現象及其應用學生興趣濃厚。所以本節(jié)課的關鍵在于教師正確引導充分調動學生學習的主動性與積極性讓學生充分討論、探究、合
知識與技能知道在電流相同的條件下電能轉化成熱能的功率跟導體的電阻成正比。知道利用電熱和防止電熱的場合和方法。過程與方法通過實驗探究電流的熱效應與電阻大小的關系培養(yǎng)學生的觀察分析能力和概括能力。通過本節(jié)內容的學習培養(yǎng)學生應用物理知識解決簡單問題的能力。情感、態(tài)度與價值觀通過電熱的利用和防止知識的學習認識到科學是有用的激2.在學習的過程中滲透辯證唯物主義的思想。
重點通過實驗探究電流熱效應跟電阻大小的關系。難點組織指導學生在探究過程中認真觀察、分析并得出正確結論。
探究法、觀察法、討論法。
一、新課引入師:通過對電能的學習大家已經了解電流通過導體時導體會發(fā)熱誰還記得這是電流的什么效應?同學們根據自己二、新課教學生1:可能與電壓、電流有關。生2:1.電流的熱效應演示1:
師:大家看到了什么現象?生:瓶中煤油溫度高。師:好我們發(fā)現兩個瓶中溫度不同浸泡著鎳鉻合金絲的瓶中溫度計指示的溫度高這是什么原因呢?生:B中煤油溫度高說明B煤油中的鎳鉻合金絲產生的熱量多。師:為什么鎳鉻合金絲產生的熱量多?生:因為鎳鉻合金絲的電阻比銅絲的電阻大。師:比較A、B發(fā)現兩瓶中電阻絲只有電阻不同這個實驗說明在電流、通電時間相同的情況下電阻大的金屬2。演示2:
師:分別給鎳鉻合金絲通以不同的電流同學們有什么發(fā)現?生:電流大時溫度計示數上升得多。師:說明什么?生:電流大時鎳鉻合金絲放出的熱量多。師:好這個實驗表明在通電時間一定電阻相同的情況下通過電流大時鎳鉻合金絲產生的熱量越多。師:通過兩個演示實驗我們發(fā)現電流通過導體時導體會發(fā)熱這叫電流的熱效應導體產生的熱量可能與電流大小和電阻大小有關那么具體的數量關系是怎么樣的?接下來我們來學習焦耳定律。焦耳定律1840年就確定了它們的關系也就是的焦耳定律。引導學生寫出電功率的表達式=UI利用歐姆定律=將二式中U消去可以得到P=I。產生的熱量也就是在通電時間內電流對電阻做的功。=Pt=I電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比跟導體的電阻成正比跟通電時間成正比這就是的焦耳定律。符號的意義及單位:熱量——焦耳(J)電阻——歐姆(Ω)電流——安培(A)時間——s)例題:一根60 Ω的電阻絲接在36 V的電源上在內共產生多少熱量?教師引導學生分析、演算、要求一名學生板演。解:由題知:=60 Ω=36 V=5 min=300 s(注意時間的單位是s)=I=()===6480 J同學們在演算過程中教師要提醒大家注意:代入計算的時候要將A”一起平方。師:我們通過實驗、觀察利用公式推導得出了電流熱效應跟電阻大小的關系。同學們現在能不能回答本節(jié)開始時的問題?生:導線和用電器(電爐或電飯鍋或電燈)中通過的電流相同但是導線的電阻較小那些用電器的電阻較大。所以那些用電器發(fā)熱而導線幾乎感覺不到熱。電熱的利用和防止師:生活中有些電熱我們要利用有些電熱我們是要防止的。關于電熱的利用同學們已經了解了許多誰簡單地講幾個?生:電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐、電爐。師:剛剛舉出的都是利用電來1:電視機使用過程中會發(fā)熱如果連續(xù)使用時間過長還會燒壞電視機。生2:有些導體上的絕緣材料會因溫度過高使絕緣材料迅速老化甚至燒壞。師:那么對這些電器采取了什么措施來防止過熱?生1:電視機后蓋上有許多孔就是為了能通風散熱。生2:電腦中還裝有風扇也是為了散熱減少電熱的危害。生3:老師用的投影儀上也裝有小風扇也是為了快點散熱。生4:農村抽水、磨面用的電動機連續(xù)工投影電器說明書)教師引導學生著重注意以下內容:將電器置于通風良好處;勿使電器淋雨或受潮長期不用的電器隔一段時間應該通電。生1:電器工作時置于通風良好的地方是為了能使電器更好地散熱、防止電熱產生的危害。生2:電器淋雨或潮濕會降低絕緣性能使電路工作失常影響用電器的使用。長期不用的電器隔一段時三、典型例題例1 有一臺“220 V 100 W”的洗衣機由于使用不當造成電動機卡死電動機的溫度升高而被燒壞。從出產廠家得知這種電動機內的線圈的阻值為2 Ω。(1)這臺洗衣機正常工作時耗電多少焦?(2)電動機被卡死時產生多少熱量?[解析] 本題用于考查的知識點是關于焦耳定律的實際應用以及計算。(1)此問明U=220 V電動機的功率=100 W時間=60 s。所以電功=Pt=100 W×60 s=6000 J(2)由于電動機卡死此時電動機不能把電能轉化為機械能幾乎全部轉化為內能使電動機的溫度急劇升高而被燒壞。此時應該用焦耳定律來求解。電動機被卡死后變成純電阻電器已知=220 V==60 s根據歐姆定律可得=U/R=220 V/2 Ω=110 A
例2 在圖中電源電壓、燈絲電阻都保持不變燈L上標有“6 V 3 W”字樣。當開關閉合滑動變阻器的滑片從點移到b點時電壓表的示數從5 V變?yōu)? V且滑片位于點時燈L消耗的功率與位于點時燈L消耗的功率之比為16∶1。求:(1)燈L正常發(fā)光時通過燈絲的電流;(2)燈絲的電阻;(3)燈L正常發(fā)光1 min電流做的功;(4)滑片位于點時通過燈L的電流。[解析] 本題旨在考查學生對于電學問題的綜合運用能力。(1)燈L的額定電壓額=6 V額定功率P額=3 W根據額=額額的變形公式可求出燈L正常發(fā)光時通過燈絲的電流。額=P額額=3 W/6 V=0.5 A。(2)因燈絲電阻不變則可以根據“6 V字樣求出燈絲電阻:=U額額=6 V/0.5 A=12 Ω。(3)燈L正常發(fā)光時表明它達到了額定功率則=P額=3 W×60 s=180 J。(4)設滑片位于點時滑動變阻器接入電路的阻值為R滑片位于b點時滑動變阻器接入電路的阻值為R電源電壓為U。由于滑片由到b燈L電壓減小3 V電阻不變所以電流減小0.25 A有=I(I-0.25)=16得=0.33 A也可以列方程:當滑片位于點時=當滑片位于點時=又=