电功电功率集体备课
初中电学的重点,难点。欧姆定律基础上的进一步拓展。且与生活紧密结合。
知识板块两个重要的概念,一个焦耳定律,息息相关的电热的作用及安全用电。
1、电功
2、电功率
3、电和热
4、安全用电
课时安排新课教学10课时,计算题讲义、作业处理5课时。共3周
1、电功2
2、电功率4
3、电和热2
4、安全用电2
具体内容:
一、电功
1、概念:电流通过某段电路所做的功叫电功。比较抽象。
    类比水流可以做功,提问电流可以做功吗?
可以进行一些演示实验,从机械功的例子入手,如风扇用手拨动转动,通电后也能转动;手能提起重物,通电后电动机也能提起重物;手推车能前进,电动车通电后也能前进等等。这些说明电流也可以做功,这个过程电能转化成机械能。
电流做功的形式很多。电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
电能就是通过电流做功的形式把电能转化成其他形式能的。电能转化成其他形式能的过程是电流做功的过程。
建议从能量转换角度出发,启发同学们思考实际生活中还有哪些电流做功的例子。
最后教师作总结电流做功的实质:
2、实质:电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。
3、实验探究:电流做功的多少与哪些因素有关?
重点放在实验方案设计上,方法涉及控制变量法,做功的多少通过转换法来显示。
先利用两灯串联时电流和通电时间相同,电压不同而灯的亮度不同来研究“电功与电压”的关系;然后再利用两灯并联时电压和通电时间相同,电流不同而灯的亮度不同来研究“电功与电流”的关系;对于电功与通电时间的关系学生很容易理解,只需稍加说明,不需要专门演示。
结论:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时间的乘积。
4、计算公式:W=UIt=UQ(适用于所有电路)
    对于纯电阻电路可推导出:W= I2Rt= U2t/R
①串联电路中常用公式:W= I2Rt 。   
  ②并联电路中常用公式:W= U2t/R  W1:W2= R2:R1
③无论用电器串联或并联。计算在一定时间所做的总功
常用公式W= W1+W2+…Wn
5、单位:国际单位是焦耳(J)  与机械功、能的单位相同
100瓦灯泡工作1秒,电流做功100J。
常用单位:度(kwh)
      1度=1千瓦时=1 kwh=3.6×106J
一个月消耗多少电能的电费单引入。
6、测量电功的工具——电能表
读数:①最后一位有红标记的数字表示小数点后一位。
电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。
3
2
6
5
4
3
2
4
6
8
如:电能表月初读数      ,月底读数是
这个月用电    度合          J
表盘上各个数字符号的含义
1)“220V”:指接在220V电路中使用
(2)“50 Hz”:指电能表应在50 Hz的交流电路中使用.它是一只交流电能表.
(3)“1020 A”指这个电能表的额定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10安培。短时间应用电流允许大一些,但不能超过20安培,否则会损坏电能表。
(4)“600 revs/kW·h”指电能表转过600转,说明接在电路里的用电器消耗的电能是1 kW·h
例子如:某用电器单独工作电能表(3000R/kwh在10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是      J。如果消耗了1.2×106J的电能,转了      圈?
智能电表,指示灯闪烁次数。
二、电功率
1、概念:电流单位时间内所做的功。
引入:观察过电能表的转动情况呢?不同时刻、不同家庭的电能表转动得一样快吗?
〖演示1〗在电能表后分别接不同的灯泡,一个上面标有“220V15W”,另一只灯泡上标着“220V100W”,接通电源,发现后者比较亮的灯泡电能表的转盘转动得快,而前者比较暗的转动得慢。
电能表转得快说明电流通过该用电器做功快,转得慢说明电流通过该用电器做功慢。
力学中物体做功的快慢用功率来表示。
电流做功的快慢我们也需要用一个物理量来表示——电功率;
以前我们还学习过哪个物理量表示物体运动的快慢?(也可以类比速度概念得出电功率的概念)
2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量
3、单位:国际单位 瓦特(W)   常用单位:千瓦(kw
  介绍常见家用电器的电功率:
4、公式:
定义式:
实例:电流通过电扇工作1s,消耗的电能是40 J
电流通过洗衣机工作1 min时消耗的电能是6000 J
哪个用电器功率大?如何比较的?
电功率定义式:P=W/t 
计算时有两套统一的单位
结合公式变形W=Pt简单谈谈kwh的来历
P与U、I的关系式:
    教材设计了探究实验,电流做功快慢与哪些因素有关?(建议不做实验,简单分析)
人教版是直接给出的,我们也可以根据电功定义式直接推导出来。P=UI
电功率计算公式:P=UI=W/t(适用于所有电路) 
推导式:
定义式结合欧姆定律推导出: P= I2R= U2/R只适用于纯电阻电路
串联:P1:P2= R1:R2
并联:P1:P2= R2:R1
总功率:无论用电器串联或并联。常用公式P= P1+P2+…Pn
5、额定功率和实际功率:
⑴ 额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下的功率。P=UI=U2额/R
  介绍用电器铭牌:
某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。若知该灯“正常发光”可知:该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流I=P/U=0.11A 灯丝阻值R=U2额/P=2936Ω。
⑵实际功率:用电器实际电压对应的功率。
规格不同的灯泡串联起来,并联在同一电源中,观察亮度发生了变化,并联中亮的,串联中暗。原因是灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小
当U =U时,P=P  用电器正常工作(灯正常发光)
  当U<U电动车能淋雨吗 时,PP 用电器不能正常工作(灯光暗淡)
            实际功率随电压变化而变化根据P=U2/R得
    当U实  > U  P实  > P额  长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
注意:
额定功率
实际功率
条件
额定电压下
实际电压下
数目
一个
多个
6、测量小灯泡的电功率
伏安法测量小灯泡的电功率(很重要)
(1)、学生分析  P=UI
测出U、I,就可以求的电功率
(2)、设计实验:讨论滑动变阻器的作用、使用电流表、电压表的使用方法
(3)、作出对应的电路图,对学生的电路要进行讨论。
(4)、进行实验:把结果记录在下表 
电压U
电流I
亮度
电功率P
第一次测量
第二次测量
第三次测量
第四次测量
(5)、实验结果:
实际功率与额定功率是不同的;
与伏安法测电阻的异同:
1、相同点:
(1)相同的实验器材。两个实验都叫伏安法,是因为两个实验中都使用了电压表和电流表,另外除了被测用电器(定值电阻和小灯泡)不相同,其它实验器材如电源、滑动变阻器、开关、导线的根数都是相同的。
(2)电路的连接形式相同。在连接电路的过程中,两个实验中的电源、开关、电流表、滑动变阻器、被测用电器都串联起来,电压表和被测用电器并联。
(3)记录的数据相同。在实验过程中两实验都记录电压表和电流表的读数。
(4)使用滑动变阻器的目的相同。两个实验中使用滑动变阻器都是为了改变用电器两端的电压和通过它们的电流。
注意:测灯泡和功率时,都不取平均值。
2、不同点
(1)实验目的不同。在伏安法测电阻的实验中,要求实验人学会测定导体的电阻,理解导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与电阻两端的电压和通过它的电流无关;在伏安法测小灯泡电功率的实验中,要求实验人学会测定小灯泡的电功率,理解额定功率和实际功率的概念。
(2)实验原理不同。伏安法测电阻的实验原理是R=U/I;伏安法测电功率的实验原理是P=UI。
(3)对实验数据的处理方法不同。在伏安法测电阻的实验中,不管被测电阻两端的电压和通过它的电流怎样变,导体的电阻不变。因此,可以采取多次测量求平均值的方法求导体的电阻。而在伏安法测电功率的实验里,随着小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流的改变,小灯泡的功率也在改变,不同的电压下,小灯泡的电功率不同,因此本功率的平均值是没有意义的。