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15.2 认识电功率
【教学目标】 一、知识与技能 1．了解电功率的概念，知道电功率是表示电流做功的快慢，知道电功率的单位是瓦和千瓦． 2．理解电功率和电流、电压之间的关系，并能进行简单计算． 二、过程与方法 1．通过小灯泡的电功率与哪些因素有关的分析论证过程得出结论，体验分析论证方法的意义． 2．通过小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验探究过程，学习应用串、并联电路知识设计电路，体验实验中如何控制变量的方法和领悟进行实验、收集证据．并通过分析得出结论的一些要领． 三、情感、态度与价值观 认识分析论证的意义和实验探究的价值，进而主动参与分析论证和实验探究过程，并能对分析论证和实验探究的结果发生兴趣和产生快乐感． 【教学重点】 电功率概念、实验探究电功率与哪些因素有关． 【教学难点】 实验探究电功率与哪些因素有关.
┃教学过程设计┃ 教学过程 一、新课引入 复习：1.什么是电功？电功的单位是什么？ 2.电能表的用途、读数、接线. 生：思考后回答. 二、新课教学 (一)从认识用电器的铭牌开始 师：这节课，我们先来认识一些家用电器. 观察电器铭牌，7W表示这个灯的电功率. 设计意图 巩固复习，培养学生温故知新的习惯. 师生互动，体现教师的引导作用，学生的主体地位. 师：那什么是电功率呢？ (二)电功率 师：演示不同的灯泡接入电路中，并引导学生观察电能表转动的情况. 1.先将15W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15W的灯泡取下，换上100W的灯重复第一步实验，同学们观察并比较两次转动的快慢情况. 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. 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？ 生：两只灯泡不一样，一只上标着“220V 15W”，另一只灯泡上标着“220V 100W”. 师：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吗？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．接入电路是为了使电能表表盘转动，以显示读数. 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？ 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道理，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．请同学们看课本，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”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”. 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. 师：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1：“220V 15W”指的是电灯的额定工作电压是220V，额定功率是15W. 生2：“220V 100W”说明这只灯泡额定电压是220V，额定功率是100W. 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：“15W”的灯是第一次接入电路的，“100W”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＝15W，P＝100W. 师：通过大家的努力，同学们已明白电功率是表示消耗电能快 慢的物理量. 师：请大家思考下列问题并解答. 1.电流通过电扇工作1min，消耗的电能是2400J；电流通过洗 衣机工作1min时消耗的电能是6000J.哪个用电器消耗电能多？哪个 用电器消耗电能快？为什么？ 2.上题中，如果电风扇和洗衣机都消耗4000J的电能，电风扇 要工作100s，洗衣机工作40s，哪台用电器功率大？为什么？ 3.某台电风扇和洗衣机，电风扇通电工作半小时，消耗电能 72000J；洗衣机通电工作2min，消耗电能12000J.问：哪台电器消 耗的电能多？哪台电器的功率较大？为什么？ 生1：第一题，洗衣机消耗电能6000J，电扇消耗电能2400J， 所以电流通过洗衣机时，消耗电能多．又因为它们的工作时间相 同，消耗电能多的消耗电能肯定也快，所以洗衣机消耗快. 生2：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3：第三题，因为电风扇工作时电流做功是72000J，而洗衣 机只有12000J，所以电风扇消耗的电能多. 师：那哪台电器的功率大呢？ 生1：可以算电风扇2min消耗的电能，或者求洗衣机半小时消 耗的电能. 生2：也可以看看洗衣机如果消耗72000J电能用多少时间或者 看电扇消耗12000J电能用多长时间. 培养学生思考生3：还能比较它们各自工作1min消耗的电能. 问题，解决问题的师：同学们能否计算它们各自工作1s消耗的电能呢？ 能力. 全体学生计算，请一名学生板演. 72000J生：电风扇每秒消耗的电能：＝40J/s 1800s 12000J洗衣机每秒消耗的电能：＝100J/s 120s 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1s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. W生：(板演)P＝. t 师：这就是功率的定义式，一定要注意各符号的意义及单位： W——消耗的电能(电流做的功)——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1s内消耗的电能是1J时，其电功率才是1W.(1W＝1J/s) 师：请再思考这道题： 某用电器20min消耗的电能是1kW·h.此用电器的功率是多少？ 生：解：t＝20min＝1200s， 6W＝1kW·h＝3.6×10J， 6 W3.6×10J3所以P＝＝＝3×10W＝3kW. t1200s 师：请同学们思考“kW·h”的来历，说说自己的理解. 生1：功率的单位还可以用千瓦(kW)，如果时间的单位取小时 W(h)，由公式P＝变形后得到W＝Pt，这时电功W的单位就是t “kW·h”. 生2：1kW·h就是功率为1kW的用电器使用1h所消耗的电能. 师：再请看这道题： 某电视机的电功率是250W，每天使用3h.一个月用电多少 kW·h？(按30天计算)如果时间单位用秒，1个月电能消耗多少焦 耳？ 生：解：P＝250W＝0.25kW 5t＝3h×30＝90h＝3.24×10s W由P＝得W＝Pt t 所以一个月内消耗电能W＝Pt＝0.25kW×90h＝22.5kW·h＝ 78.1×10J 57或W＝Pt＝250W×3.24×10s＝8.1×10J＝22.5kW·h 师：kW和kW·h是两个不同的物理量的单位，一定要注意区分. (三)探究灯泡的电功率与哪些因素有关 电功率表示用电器消耗电能的快慢，那么电功率与另一个物理 量怎样才能进行比较呢？ 师：由于实验室中电功率目前无法直接测量，所以要将电功率 的比较转换为另一个物理量来比较．由于电功率表示用电器消耗电 能的快慢，也是转化为光能的快慢，所以我们可以简单地根据灯泡 的亮度来比较电功率，大家观察下面的实验并思考： 培养学生收集1.研究电功率和电压的关系 数据的能力，并养如图甲，两灯串联，控制电流相等，用电压表分别测出L1、L2成边实验边记录数两端的电压，记录灯泡的亮度. 据的严谨的科学态当通过两个灯的电压相同时： 度和实验习惯. 灯泡L1 灯泡L2 电压U/V U1＝ U2＝ 灯泡亮度(明或暗) 2.研究电功率和电流的关系 如图乙，两灯并联，控制电压相等，用电流表分别测出L1、L2的电流，记录灯泡的亮度. 当通过两个灯的电压相同时： 灯泡L1 灯泡L2 电流I/A I1＝ I2＝ 灯泡亮度(明或暗) 师：由实验发现，电流相等时，电压越大，灯越亮，消耗电能越快，说明电功率越大；电压相等时，电流越大，灯越亮，消耗电能越快，说明电功率越大. 实验表明：电功率等于电压U跟电流I的乘积，即P＝UI. 师：请同学们思考并完成下题： 某家庭节能灯的功率为11W，使用时通过的电流是多少毫安？ 生：解：家庭电路电压U＝220V，P＝11W. P11W由P＝IU得I＝＝＝0.05A＝50mA. U220V
┃教学小结┃ 【板书设计】 15．2 认识电功率 一、认识用电器的铭牌 二、电功率 1．定义：用电器单位时间内消耗的电能或电流在单位时间内所做的功． W2．定义式：P＝ tW——消耗的电能(电流做的功)——焦耳(J) t——消耗这电能所用时间——秒(s) P——用电器的功率——瓦特(W) 61kW·h＝1000W×3600s＝3.6×10J 三、电功率的影响因素 P＝UI 【教学反思】 这节课内容较多、概念较多，是以后学习的关键章节，起着非常重要的作用．对电功率的理解，可以通过与速度的类比加强对功率的理解，但不能耽误太长时间，让学生提及速度的概念、公式即可类比引出电功率的概念及公式．对公式、原理的理解多通过训练解决．设置课堂的习题不要太难，重在对公式的应用，并让学生熟悉公式的单位换算即可，更多的习题可以放在后面进行，对数值的设计也应以巧数为主，不涉及过难、过深的纯数学式的计算，以节约课堂时间．让学生多动手，在学生动手计算时发现一些共性的问题，统一解决，以提高课堂效率．
P——用电器的功率——瓦特(W) 61kW·h＝1000W×3600s＝3.6×10J 三、电功率的影响因素 P＝UI 【教学反思】 这节课内容较多、概念较多，是以后学习的关键章节，起着非常重要的作用．对电功率的理解，可以通过与速度的类比加强对功率的理解，但不能耽误太长时间，让学生提及速度的概念、公式即可类比引出电功率的概念及公式．对公式、原理的理解多通过训练解决．设置课堂的习题不要太难，重在对公式的应用，并让学生熟悉公式的单位换算即可，更多的习题可以放在后面进行，对数值的设计也应以巧数为主，不涉及过难、过深的纯数学式的计算，以节约课堂时间．让学生多动手，在学生动手计算时发现一些共性的问题，统一解决，以提高课堂效率．