1、第二节 电功率教学目标一、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.t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
2、)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.课时安排1 课时教学过程一、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
3、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?.
4、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
5、 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.
6、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
7、.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
8、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
9、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
10、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
11、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 80J72洗衣机每秒消耗的电能: =100 J/ss1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=tWtW这就是功率的定义式.一定要注意各符号的意义及单位
12、.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 kWh.此用电器的功率是多少?解:t=20 min=1200 sW=1 kWh=3.6106 J所以 P= = =3103 W=3 kWts 120.32.“ kW 时” 的来历师请同学们看书 P34,了解 “ kWh”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
13、到 W=Pt,这时电功 W 的单位就是“ tkWh”.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 kWh?(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 kWt=3 h30=90 h=3.24105 s由 P= 得 W=Pt所以一个月内消耗电能是W=Pt=0.25 kW90 h=22.5 kWh=8.1107 J或 W=Pt=250 W3.24105 s=8.1107 J=22.5 kWh强调 kW 和
14、kWh 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 “kWh”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
15、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)tW生能测量.因为 P= ,只要能测出电视机消耗的电能和消耗电t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.tW师电视机工作时,冰箱启
16、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tW计
17、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 201三、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)
18、及换算测量电功 W 电流做功的多少或W=Pt 焦耳(J ) 千瓦时(kWh)1 电能表用电器消耗能量的多少kWh=3.6106 J电功率 P 电流做功的快慢或用电器消耗能量的快慢P= P=IUtW瓦特(W) 千瓦(kW)1 kW=10 3 W电能表或电流、电压表四、动手动脑学物理1.由题知:U=220 V,P=1 W根据 P=IU 可得: I= = =0.0045 A=4.5 mAUV 2012.略3.用电能表测家电功率时,除被测电器外其他的用电器必须关掉.如果家电的功率不是很大,测量时,电能表示数变化会很小,要读出变化的值,需较长时间.因此,最好看清电能表转盘转数,通过电器工作时,一定时间内转过的圈数来计算电器消耗的电能,再利用电能和时间做计算.如果是在其他电器必须工作时测量,可以通过这些电器的说明书查出它们的电功率,算出测量时间内这些电器消耗的电能,从电能表指示的数值中减掉,差就是被测电器在测量时间内消耗的电能.测出被测电器功率后,与电器标明的额定功率比较,如有误差,试分析其原因.五、板书设计