《电流做功》教案.doc

电流做功的快慢【教学目标】知识与技能：了解电功率的概念、物理意义、单位，以及影响电功率的因素。会用功率的计算公式P=W/t=UI进行简单的计算。理解用电器的额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的含义以及它们之间的区别和联系。过程与方法：1、理解实验设计方案，经历实验探究过程（突出收集证据、分析论证两个环节）。2、通过探究活动总结出电流做功的快慢与哪些因素有关。情感态度与价值观1、通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。2、在共同完成实验探究的过程中，让学生增加与他人的协同、合作能力，培养同学之间相互协作的团队精神。 【教学重点】1、探究煤油加热时电能转化为内能过程，研究电流做功快慢与电压和电流关系。2、电功率的概念、公式及其应用。3、额定电压、额定功率和实际电压和实际功率的概念。【教学难点】根据实验数据分析论证电功率与哪些因素有关。2、理解额定功率和实际功率区别和联系。【教学用具】教师演示器材：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，PPT一个，演示电路板一块。学生实验器材：（每实验小组一套）学生电源一台、不同阻值的电阻丝若干根、学生电压表一只、学生电流表一只、开关一个、温度计一支、煤油、带开孔橡皮塞的瓶子一个、天平一台、线夹和导线若干、 停表一只。【教学方法】类比法、实验探究法、讲授法、讨论法。【教学过程】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、电流通过洗衣机半小时做功18000焦；电流通过电车2秒钟做功1200焦。问：电流通过洗衣机和电车时哪个做功多？哪个做功快呢？通过计算告诉学生：在日常生活中，不仅要了解电流做功的多少，还需要知道电流做功的快慢，电流做功的快慢，仅从它做功的多少来考虑是不行的，必须比较它们在相同的时间里看哪个做的功多，这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。由此引入课题。新课教学：通过类比的方法引入电功率的概念：（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功率。） （3）怎样比较电流做功的快慢？（电流在单位时间内所做的功电功率）电功率：（1）定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率（2）物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量（3）公式：P=W/t（定义式）（其中：P电功率，单位：瓦；w电功，单位：焦；t时间，单位：秒。）（4）单位：瓦特，简称瓦，符号是“W”。常用单位：千瓦，符号是“kw”。 换算关系：1KW=1000W(5)实验探究：电流做功的快慢与哪些因素有关 猜想与假设教师根据上一节探究结果，请你猜想一下，电功率与哪些因素有关？学生由电功的计算公式，有部分学生很快就会想到P=W/t=UIt/t=UI与电路两端的电压和电路中的电流有关。制定计划与设计实验 教师引导学生模仿上一节“探究电流做功与哪些因素有关的实验”设计“探究电功率与哪些因素有关的实验”。分小组设计要测量哪些量？怎样测量？分析：由P=UI可知需要测量P、U、I三个物理量。U、I直接用电压表和电流表测量，而P要间接测量。而P=W/t中的t可以用停表直接测量，由于煤油增加的内能是从电转化来的，所以电流所做的功W只能间接测量煤油吸收的热量得到。即W=Q=cm(t2-t1)。从而设计出实验电路和记录表格。进行实验与收集证据教师与学生共同分析注意事项：首先要用天平测出瓶中煤油的质量，在闭合开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1，在闭合开关的同时按下停表开始计时，并读出电流表和电压表的示数。约2分钟左右按表停止计时，此刻观察温度计，待温度计内的液柱不再上升时，记下温度计的示数t2。然后多次改变电阻丝的阻值，重复以上实验过程，并收集数据。这一系列的工作均需要和同伴合作完成。分析与论证煤油吸收的热量由Q=cm(t2-t1)计算出来，再用P=W/t=Q/t计算出电功率，比较各次实验得到的数值，看P和U、I有什么关系？建议学生用加减乘除的方法去分析研究实验数据，首先用加减法，但U、I是两个不同的物理量，不能相加减；再用除法，由于是U/I电阻，I/U是电阻的倒数，故相除不是电功率。最后用乘法计算出UI的值，并与P进行比较得出P=UI。实验结论 电功率跟电压成正比，跟电流成正比实验评估学生交流实验得到结论后，对实验过程进行反思，谈谈存在的问题和需要改进的地方。学生由实验数据不一定会得到P=UI的结论，教师要引导学生分析误差产生的原因:玻璃瓶和空气要吸收一部分热量；实验仪器并非精确；电流表、电压表、温度计、天平读取的数据误差不可避免地存在。(6)电功率的计算公式：P=UI让学生推导电功单位KWh和J的关系：由P=W/t得W=Pt=1000W3600s=3.6106J由P=W/t=UI可知单位关系：1瓦特=1焦/秒=1伏特安培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。（常用U额表示 ）(2)额定电流：用电器正常工作时的电流。（常用I额表示 ）(3)额定功率：用电器正常工作时的功率。（用P额表示）(1)实际电压：用电器实际工作时的电压。（用U实表示）(2)实际功率：用电器与实际电压所对应的功率。（用P实表示）(3)P额与P实的关系：演示：小灯泡在不同电压下的亮暗程度当U实=U额时，P实=P额，用电器正常工作； 当U实U额时，P实U额时，P实P额，用电器容易被烧坏注意：每个用电器的P额只有一个，而P实有无数个，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。灯的亮度由它实际消耗的电功率决定，灯泡越亮，表明其消耗的实际电功率越大。常用电器的铭牌标志：教师出示 “220V、40W”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；最后让学生说出上一些电器设备的铭牌标志的意义。如电灯泡标有“PZ220-25”；电烙铁标有“360V、1000W”；电能表标有“10A、3000r/KW.h”各表示什么意思？。例题讲解：例：将“PZ220-60”的灯泡分别接入220V和200V的电路中，求灯泡工作时的电阻以及对应电压下的实际功率。由学生读题，理解题意，弄清已知条件有哪些？待求物理量有哪些？教师引导学生分析怎样求灯泡的电阻：方法一：由P额=U额 I额，得 I额= P额/ U额求出I额，再由欧姆定律推导式R=U额/I额求出电阻方法二：把欧姆定律代入功率公式，由P 额=U额I额=U2额/R得R=U2额/P额求出电阻教师引导学生分析怎样求灯泡的实际电功率当灯泡接在220V电路中时，P实1=P额=60W当灯泡接在200V电路中时，假设灯丝电阻不变方法一：先根据I实=U实/R求出I实2，再根据P实2 =U实2 I实2求出P实2 方法二：把欧姆定律代入功率公式得：P实2=U实2I实2=U实2/R反思：用电器的实际功率由什么条件决定？为什么中要指明灯泡工作时的电阻？解题时为什么要假设灯丝的电阻不变？巩固练习：将一盏电灯接在电压是220伏的电路中，通过灯泡的电流是68毫安，这个灯泡的功率是多少瓦？一个月通电100小时，电流所做的功是多少焦？合多少千瓦时？小明家有一电水壶，铭牌如表所示，壶中装有3L200C的水，额定电压220V额定电功率840W频率50Hz容量4L瓶重2Kg求：壶中所装水的质量是多少？在额定电压下烧开这些水需要多少分钟？（设壶内气压为标准大气压）若在用电高峰，电热水壶的实际电压为额定电压的90，则此时该水壶的实际电功率是多少？总结：1、电功率的定义、公式、单位2、额定功率和实际功率的区别和联系布置作业：【板书设计】1、电功率： （1）定义：电流在单位时间内所做的功叫电功率（2）物理意义：电功率是表示电流做功快慢的物理量 （3）公式：P=w/t（定义式） P=UI（计算式） （4）单位：W kW 换算关系：1KW=1000W （电功另一个单位：千瓦时，换算关系：1千瓦时=3.6106焦）2、额定功率与实际功率： 额定电压，额定电流，额定功率实际电压，实际电流，实际功率P额与P实的关系： 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U额时，P实P额 用电器容