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1、
第1課時 電功率
【教學目標】
一、知識與技能
1.理解電功率的概念,知道電功率是表示消耗電能快慢的物理量;
2.知道電功率的單位是W或kW;
3.會應用電功率的定義式P=W/t進行簡單的計算;
4.會應用公式P=UI進行簡單的計算.
二、過程與方法
1.能在觀察物理現象或物理學習過程中發(fā)現一些問題,有初步的提出問題的能力;
2.通過利用公式進行電功率的簡單計算,培養(yǎng)學生應用數學知識解決物理問題的能力.
三、情感、態(tài)度與價值觀
學習實際用電的初步知識,培養(yǎng)學生細心觀察周圍事物的能力,使學生懂得科學就在身邊.
【教學重點】
關于公式P=Wt和P=UI的計算.
2、【教學難點】電功率的概念及對公式的理解.
【教具準備】“220V20W”、“220V40W”、“3.8V1W”燈泡各1只,多媒體課件等.
【教學課時】1課時
【鞏固復習】
教師引導學生復習上一節(jié)內容,并講解學生所做的課后作業(yè)(教師可針對性地挑選部分難題講解),加強學生對知識的鞏固.
【新課引入】
師 前面我們學習了家庭用電和電流做功,請同學們猜想一下,如果你家里只讓電飯煲工作和只讓20瓦的電燈工作,電能表轉動得一樣快嗎?
生:不一樣,只讓電飯煲工作時電能表轉動得快一些.
師 同學們真棒!為了驗證同學們的猜想是否正確,了解不同用電器的這種區(qū)別,下面我們一起來學習第二節(jié)“電流做
3、功的快慢”.
【預習指導】
閱讀課本P121文字內容和插圖,把基本概念、公式、單位等用紅色筆做上記號,并完成對應練習冊中“課前預習”部分,然后,各小組內部交流討論,提出預習疑問,組長做好記錄,準備展示.
【交流展示】
1.各小組代表舉手發(fā)言,報告“課前預習”答案,教師評價訂正.
2.學生質疑,教師指導釋疑.
【拓展探究】
電功率
學生小組內部討論交流,回答下列問題,教師評價訂正.
師 電功率的物理意義是什么?物理量符號是什么?
生:電功率是表示電流做功快慢的物理量,物理量符號是P.
師 什么是電功率?其定義式和單位怎樣?我們可類比以前學過的什么物理量及其公式來理解?
4、生:物理學中把電流所做的功與所用時間之比叫做電功率,定義式為P=W/t,電功率的國際單位是瓦特,簡稱瓦,符號是W,常用的還有千瓦(kW),1kW=103W.我們可類比以前學過的速度及其公式v=s/t來理解電功率.
師 我們還可以通過電流和電壓來計算電功率,請你利用學過的公式推導出電功率的計算公式,并指出各物理量的單位.
生:∵W=UIt P=W/t∴P=W/t=UIt/t=UI.
公式P=UI中電功率P的單位只能用瓦(W),電壓的單位是伏(V)、電流的單位是安(A).教師用多媒體播放課件“電功和電功率的區(qū)別與聯(lián)系”.
電功和電功率的區(qū)別與聯(lián)系(多媒體課件)
例題1(多媒體展示
5、)關于電功率,下列說法正確的是( )
A.電功率的大小取決于電流做功的多少
B.電功率的大小取決于電流做功時間的長短
C.電功率表示電能轉化為其他形式能的多少
D.電功率表示電能轉化為其他形式能的快慢
解析:電功率是表示電流做功(消耗電能)快慢的物理量,而電流做功(消耗電能)的過程就是電能轉化為其他形式能的過程,故D對;對A,由P=W/t可知,電功率(P)的大小是由電流做功的多少(W)和所用時間(t)共同決定的.在此,時間沒有被限制,即便電流做的功很多,但如果所用的時間很長,其電功率也不一定就大,故A錯;對B,電流做功多少沒有被限定住,故B錯;對C,電能轉化為其他形式的能的多少
6、為電功而不是電功率,故C錯.
答案:D
例題2(多媒體展示)(江蘇蘇州中考)如圖所示的電路中,電源電壓恒為12V,電阻R1的阻值為10Ω,電阻R2的阻值為30Ω,電流表A的量程取0~0.6A,閉合開關S.
(1)求通過電路的電流I.
(2)求電阻R1消耗的功率P1.
(3)現用標有“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器R3替換電阻R2,為使電路中各元件安全,求變阻器R3連入電路的阻值范圍.
解析:(1)電路的總電阻:R=R1+R2=10Ω+30Ω=40Ω
電路的電流:I=U/R=12V/40Ω=0.3A
(2)電阻R1兩端的電壓:
U1=IR1=0.3A10Ω=3V
電阻R1
7、消耗的功率:P1=U1I=3V0.3A=0.9W
(3)電路允許通過的最大電流:I最大=0.6A
電路總電阻的最小值:R最小=U/I最大=12V0.6A=20Ω
變阻器R3的最小值
R3最小=R最小-R1=20Ω-10Ω=10Ω
變阻器R3的最大值即為:R3最大=20Ω
變阻器R3的阻值范圍為10~20Ω
【課堂訓練】教師引導學生做對應練習冊中的題目.
電功率的計算
學生小組內部交流討論,解答下列問題,教師指導訂正.
師 根據你學過的知識,請推理分析一下,除可用公式P=W/t,P=UI計算電功率外,還有沒有別的公式可用?
生:有,根據歐姆定律公式I=U/R和P=UI可推
8、導出新公式P=I2R和P=U2/R.
師 請再推理分析一下,串、并聯(lián)電路的總功率與各用電器的功率以及電功率與電阻有怎樣的關系?
生:①不論串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,總功率都等于各用電器的電功率之和,即P總=P1+P2.
②電功率與電阻的關系:串聯(lián)電路中P1/P2=R1/R2;并聯(lián)電路中P1/P2=R2/R1.
師 電功率的計算公式P=W/t、P=UI、P=I2R和P=U2/R的適用范圍怎樣?
生:P=W/t、P=UI適用于任何電路.電功率公式的推導式P=I2R和P=U2/R僅適用于純電阻電路,如電熱水器、電飯煲等,都是把電能完全轉化為內能;如電吹風、電視機、電動機等,電能除了轉化為內能,
9、還部分轉化為其他形式的能,因而不能使用這個推導式.
教師引導學生討論交流“電學計算題的一般解題思路”,教師總結后用多媒體展示.
電學計算題的一般解題思路:
1.讀題時要
(1)明確用電器的連接方式;
(2)明確各電表分別測哪個元件的物理量;
(3)明確滑動變阻器接入電路的部分;
(4)明確題中的已知條件和提供的物理過程.
2.對連入了滑動變阻器和開關的“動態(tài)”電路要簡畫出對應的等效電路圖,在圖中盡可能地標出已知量和未知量的符號及數據.
3.對電路進行分析,尋找已知量與未知量的聯(lián)系,然后根據電路特點及相關公式解題,有多個未知量不能直接求解的可利用等量關系列方程求解.
例題3(
10、用多媒體展示)(山東德州中考)洗車尾氣是造成霧霾指數PM2.5升高的原因之一,某物理實驗小組的同學們設計了如圖所示的有害尾氣排放檢測電路.在一項針對某種有害尾氣濃度進行的測試中,氣敏電阻的阻值隨有害尾氣濃度變化的部分數據如下表所示.已知電源電壓12V恒定不變,R0為定值電阻,R為氣敏電阻.
(1)測試過程中,當電壓表讀數為7V時,電流表的讀數為1A,求電阻R0的阻值.
(2)當這種有害尾氣濃度增大到15% Vol時,求電壓表的示數(結果保留一位小數).
(3)當電路消耗的總功率為18W時,有害尾氣度是多少.
解析:(1)由串聯(lián)電路電壓表關系,U=UR+UR0,得UR0=U-UR
11、=12V-7V=5V
由歐姆定律I=U/R,得:R0=UR0/I=5V/1A=5Ω.
(2)由表中數據可知,當有害尾氣濃度增大到15%Vol時,R1=2Ω
由串聯(lián)電路電阻關系,得:R總1=R1+R0=2Ω+5Ω=7Ω,
由歐姆定律,得:
UR1=I1R1=U/R R1=12V7Ω2Ω≈3.4V
(3)由公式P=UI,得I′=P/U=18W12V=1.5A
由歐姆定理,得R總2=U/I′=12V/1.5A=8Ω(或R=U22/P=(12V)2/18W=8Ω)
由串聯(lián)電路電阻關系,R總2=R2+R0,得:
R2=R總2-R0=8Ω-5Ω=3Ω
查表可得:有害尾氣的濃度是10%
12、Vol.
【課堂訓練】
教師引導學生做對應練習冊中的題目.
【課堂小結】
教師引導學生歸納總結本節(jié)課學到了什么?
【課后作業(yè)】
1.請同學們完成課本P123 2.
2.請同學們完成對應練習冊中的題目.
【課后作業(yè)答案】
2.由P=UI和U=IR得P=I2R=(2.5A)250Ω=312.5W
1.本節(jié)課內容不多,知識點不多,比較單一,但計算電功率的公式有四個,一個定義式三個推導公式,這是電學計算的一個重點內容,由于本節(jié)內容分兩課時完成,所以,本課本的重點放在公式的推導理解和簡單計算上,增加了3個例題,對前面學的串、并聯(lián)電路特點、歐姆定律等進行了鞏固提升
13、,達到溫故而知新的效果.
2.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(以變式為主),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簡單、巧算為主,不涉及過難、過深的純數學式的計算,以節(jié)約課堂時間.
3.注意讓學生多動手、動口、動腦,在學生動手動腦中發(fā)現一些共性的問題,統(tǒng)一解決,以提高課堂效率.
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