1、让学生结合生活经验,能从做功快慢的角度认识用电器的性能,从而理解电功率的概念。
3、一些电热元件的技术数据
表1 电熨斗电热元件技术数据
型式 |
功率/W |
电压/V |
电热元件结构 |
电热材料Cr15Ni60/mm |
冷态电阻/Ω |
普通型 |
300 500 750 |
220 220 220 |
云母支架 云母支架 云母支架 |
0.4x0.1或Φ0.21 0.8x0.8 0.8x0.14 |
148 89 59.3 |
调温型 |
300 500 750 1000 |
220 220 220 220 |
云母支架 管状元件Φ8x1 云母支架 管状元件Φ10x1 |
0.4x0.1或Φ0.21 Φ0.45 0.8x0.14 Φ0.27 |
148 89 59.3 44.5 |
表2 外热式电烙铁电热元件技术数据
功率/W |
冷态电阻/Ω |
电热丝(Cr20Ni80)线径/mm |
节距/mm |
30 50 75 100 150 200 300 500 |
1586 952 635 476 318 238 159 95 |
0.05~0.06 0.08~0.10 0.11~0.13 0.13~0.17 0.19~0.21 0.22~0.25 0.28~0.35 0.30~0.42 |
0.3~0.4 0.3~0.4 0.4~0.5 0.5~0.6 0.5~0.6 0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~1.0 |
表3 日用电炉电热丝技术数据(电压220V)
型式 |
功率/W |
线径/mm |
螺旋外径/mm |
密绕螺旋 长度/mm |
单线长度/m |
冷态电阻/Ω |
开启式 |
300 600 800 1000 1200 1500 2000 3000 |
0.35 0.50 0.60 0.65 0.7 0.8 0.9 1.2 |
3.7 4.5 5.2 5.3 5.4 5.6 5.8 6.9 |
346 422 470 476 492 570 602 812 |
10.4 10.6 11.4 10.7 10.4 10.75 10.3 12.12 |
150 75 56.3 45 37.5 30 22.5 15 |
半封闭式 |
300 600 1000 1500 2000 |
0.13 0.25 0.5 0.6 0.7 |
1.26 2.00 2.5 2.7 2.9 |
66 493 657 695 848 |
1.83 4.04 8.28 7.65 8.21 |
157 78.5 47.1 31.4 23.5 |
2、电功率常用下列三种形式表达:P=UI、P=I2R、P=W/t。要注意分清这三种形式公式的适应范围及它们的物理意义。当电路是纯电阻,无反电动势存在,那么上述各式都成立。
如果电路负载中存在反电动势,P=UI为整个负载的总功率,而P=I2R则仅表示负载所消耗热的那部分功率。例如,以电路中接直流电动机而言,如果加在电动机两端电压为U,正常工作时通过的电流为I,则当电枢线圈转动时作切割磁感应线运动而产生感生电动势,这一感生电动势和外加电压的方向相反,因而得I正=(U-E反)/R(I正为正常工作电流);所以,I正R=U-E反,U=E反+I正R,则I正U=I正E反+I2正R。
上式中的I正U为直流电动机的总功率(输入功率),I2正E反为克服反电动势所消耗的功率,即转变为机械能的功率(输出功率),I2正R为电枢线圈中发热而损耗的功率(损耗功率)。由此可见,只有在纯电阻电路中,三个公式可彼此通用,而在反电动势的电路中(含原电路)三者不能混淆。
1、在运用公式P=W/t计算电功率时,从公式可以看出,计算所得的值是做功时间内的平均值,用公式P=UI计算电功率时,从公式中可以看出,当电路接通后每个时刻电路中都有电压和电流,所以这个公式计算的是每个时刻的电路中的电功率。
当电路中的电功率恒定不变时,用上述两个公式所算得的电功率值是相等的:当电路中的电功率在做功的时间内发生变化时,用公式P=W/t算得的电功率是平均值,不能反映出电路中电功率的变化情况。然而,用公式P=UI计算的电功率是每个时刻的电功率,能反映出电路中电功率的瞬时变化情况。
3、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。
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 用电器不能正常工作
当U实>U额时,P实>P额 用电器容易被烧坏
教学反思
教学参考:
2、 导出电功另一个单位--千瓦时
W=pt=1千瓦×1小时=1千瓦时
=1000瓦×3600秒=3.6×106焦
1、 电功率
① 意义:表示电流做功的快慢
② 电流在单位时间内所做的功叫做功率
电功率等于电压与电流的乘积
③公式 P=W/t P=UI
④单位 W kW
2、 在实验探究的过程中,培养学生设计实验、收集证据、分析论证等科学探究能力。
重点、难点:
实验探究电功率与那些因素有关是本节的重点、难点;实际功率的计算也是本节的难点。
教学准备:
实验器材:学生电源、电流表、电压表、电阻丝(2Ω)、导线、开关、温度计、广口瓶、煤油、停表。
教学设计:
教师活动 |
学生活动 |
说明 |
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?怎样比较电流做功的快慢呢? 电流做功的快慢仅从做功的多少来考虑是 不行的,必须看它们在相同时间里哪个做的功多。 思考讨论:电流通过电扇电动机,通电半小时,电流做功7200J:电流通过起重机电动机,通电2秒钟做工4000J。问①电流通过哪一个电动机做功多?②电流通过哪一个电动机做功快? 新课教学: 一、电功率: ① 师板书出: 1、意义。2、定义。3、公式。4、单位。 让学生看书后逐项明确。 ② 根据上节的探究结果(W=UIT),让学生猜 想电功率与哪些因素有关。 学生猜想后,帮助学生理解实验设计方案 板书:Q=W 而Q吸=cm(t2-t1) P=W/t=Q/t ③ 进行实验与收集证据 ④ 分析与论证: 根据记录的实验数据,进行分析与论证。引导学生算出煤油在时间 t 内吸收的热量,根据能量转化的观点,确定出电流做的功W,由P=W/t计算出电功率。引导学生确认P与U、I的关系。(进行误差分析) 二、额定功率 ①引导学生学习额定功率部分,弄清额定电压、额定电流、额定功率的概念。 ②出示实物和投影图片,使学生辨认几种用电器的额定功率。 ③导出电功的另一个单位:kw·h。 三、实际功率 ①明确概念 ②例题讲解: 投影例题: 例题: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。 展示目标:引导学生小结本节所学 练习巩固: 课外作业:课本“作业”1、2、3。 |
回顾“速度”和“功率”的定义,采取“比值定义法” 通过思考讨论: 区分开“做功多”和“做功快”这两个概念。 看课本后,归纳出: 1、意义:表示电流做功的快慢。 2、定义:电流在单位时间内所做的功。 3、公式:P=W/t 4、单位:瓦特(W) 1kw=103w 进行猜想,结合课本图15-5理解实验的设计思想。 按图15-5(b)实物图组装器材,遵循正确的步骤进行实验并收集证据。 根据记录的数据利用Q=cm(t2-t1)算出煤油吸收的热量,确定出W,由P=W/t确定出电功率,分析论证P与U、I的关系,得出P=UI。 弄清额定电压、额定电流、额定功率的概念。 知道加在用电器上实际电压所对应的功率叫做用电器的实际功率。 听讲,掌握解答过程 依标小结 作题巩固。 |
若器材不足可以演示。 |
板书设计:
第二节 电流做功的快慢
1、 理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单的计算,能区别用电器的额定功率和实际功率。
2、 能区分用电器的额定功率和实际功率。
措施与建议:
在本节实验探究的教学中,建议要帮助学生理解实验设计方案,突出收集证据、分析与论证两个环节。
本节实验的设计思想是煤油增加的内能是从电转化来的,即Q=W,而Q吸=cm(t2-t1),
所以做实验时要首先测出瓶中煤油的质量,在闭合电路开关之前要读出插入煤油中的温度计示数t1。在闭合电路开关的瞬时按下停表开始计时,然后读出电流表和电压表的示数,这就是实验步骤的由来。在收集证据时要注意按表停止时,观察温度计,待温度计内的液柱不再上升,记下温度计的示数t2。
本节怎样进行分析与论证呢?煤油吸收的热量由Q=cm(t2-t1),再用P=W/t=Q/t计算出功率。对P与U、I的关系,建议告诉学生用加减乘除的方法去研究分析实验数据,首先用加法,但U与I是两个不同的物理量,不能相加,当然也不能相减。再用除法,由于U/I是电阻,I/U是电阻的倒数,故相除不是电功率。最后用乘法,U与I相乘,由于U与I相乘,与P有点差异,这就是引导学生进行误差分析。误差产生的原因有:⑴玻璃瓶与空气要吸收一部分热量;⑵观察温度计示数t2时,时机掌握的是否恰当;⑶温度计玻璃泡与电阻丝距离是否恰当;⑷测量工具精度不够;⑸读取实验数据的人也会引起误差。只有找到误差产生的原因,才能使学生正确得出P=UI。
在得出P=UI后,要向学生介绍额定电功率与实际电功率,学生比较容易理解;额定电功率,实际电功率的计算会使学生感到困难。教材在介绍了实际功率的概念后,安排一个例题计算实际电功率,这是非常必要的。例题的教学建议采用讲授法,然后再补充1-2道有关实际功率的题目让学生讨论,以加深对额定功率和实际功率的理解。
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