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1第十八章电功率18．1电能电功【学习目标】1．知道电能及其单位。2．知道电能表的作用，读数方法。3．知道电源和用电器工作过程中能量的转化情况。4．了解电功，会简单计算电功和电能。重点难点：1．电源和用电器工作过程中能量的转化情况。2．电能表的作用，读数方法。学习内容一：电能学习指导：阅读课本P87—P88。文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1．各种各样的发电厂，以及各种各样的电池，它们都是把不同形式的能转化为电能。2．在物理学中，常用能量的单位是焦耳，用J表示，在家庭用电中，电能的单位一般采用“度”，它的学名叫千瓦时，符号是kW·h。3．1度＝1kW·h＝1×103W×3.6×103s＝3.6×106J【合作探究】教师巡视辅导使用PPT展示P87页图片以及生活中相关的使用电能的图片。观看图片，说一说：在生活中有哪些地方用到电能？在这些地方，电能分别转化成什么形式的能？【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】下图总结了各种能量与电能间的转化情况，请你再举一些例子并加以说明。【即时练习】1．3.6×108J＝100kW·h，30kW·h＝1.08×108J学习内容二：电能的计量学习指导：阅读课本P88－－P89。文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1．消耗的电能的多少可以用电能表来计量。2．常见的电能表有IC卡式和电子式二种。【合作探究】教师巡视辅导2使用PPT展示P88页图18.1－1中的电能表，介绍表盘上各个量的含义以及在电路中的接法。表盘上各个量的含义：1．“220V”表明这个电能表应在220V的电路中使用。2．“50Hz”指电能表应在50Hz的交流电路中使用，它是一只交流电能表。3．“10(20)A”指这个电能表的标定电流为10安培。正常情况下电路中的电流应不大于10A。短时间内电流允许大一些，但不能超过20A，否则会损坏电能表4．“600revs/(kW·h)”指接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过600转。注意：电能表应该串联在家庭电能中。展示图18.1－2，认识IC卡式电能表。使用PPT展示图18.1－3，了解1kW·h电能的作用。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】如何在电能表上读数？1．电能表数字盘上有五个格，其中前四个小格表示整数，最后一个格是红色的，表示小数。2．要知道在某一段时间内，接在电能表上的用电器消耗了多少电能，只需要算出这段时间内电能表前后两次示数之差就行了。3．小明家的电子式电能表上标有“3200imp/(kW·h)。当他家只使用某一个用电器时，发现在10min内电能表指示灯闪烁了32次，该用电器消耗电能为0.01kW·h，合3.6×104J。想一想：在上题中，3200imp/(kW·h)的物理意义是什么呢？相互讨论说一说，并完成此题。【即时练习】1.对于如图中的各种数据，下列说法不正确的是(A)A．电能表正常工作时的电压一定为220V，电流一定为10AB．用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转3000转C．接在此电能表后的用电器已消耗18.5kW·h的电能D．电能表读数的单位是kW·h2．完成P90第1、2题。学习内容三：电功学习指导：阅读课本P90。文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1．用电器在工作时消耗了多少电能，就有多少电能发生了转化，也就是说电流做了多少功，即电功是多少。2．电流做功的多少跟电流的大小，电压的高低，通电时间的长短都有关系。33．计算电功的公式：W＝U/t【合作探究】教师巡视辅导完成P90例题的计算。(注意格式和单位)【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】注意：在计算电功时，所有的单位都必须是国际单位，计算的结果的单位才是焦耳。【即时练习】完成P90第3、4题。【当堂练习】见训练案基础部分18．2电功率【学习目标】1．知道电功率的定义、公式、单位及换算。2．初步理解额定电压与额定功率。3．会用电功率的公式P＝UI进行简单的计算。4．能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。重点难点：1．掌握电功率的概念，理解额定电压与额定功率。2．理解电功率与电压、电流的关系。学习内容一：电功率学习指导：阅读课本P91－P92。文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1．在物理学中，用电功率表示电流做功的快慢。电功率用P表示，单位是瓦特，简称瓦，符号是W。比它大的单位是千瓦，符号是kW，比它小的单位是毫瓦，符号是mW。2．1kW＝103W＝106mW。3．电功率的定义式P＝W/t。【合作探究】教师巡视辅导使用PPT展示用电热壶烧水时电能表的示数变化和使用普通灯泡照明时的示数变化的图片或视频，仔细观察，你发现了什么？这说明什么？答：在使用不同的用电器时，电能表的示数变化的快慢(铝盘转动的快慢)是不一样的。这说明不同的用电器消耗电能的快慢是不一样的，也就是说电流流过不同的用电器，电流做功的快慢不同。回顾：力做功的快慢用什么表示？那么电流做功的快慢用什么表示？答：用功率表示。电流做功的快慢应该用电功率表示。使用PPT展示一些家用电器的铭牌，以小组为单位，说一说这些铭牌上参数的意义。例：电吹风的功率是500W，它表示电吹风每秒消耗的电能是500J。阅读P92的小资料，了解一些用电器的电功率。想一想：八年级学过的功率的公式是如何定义的，讨论并推导出电功率的定义式。功与做功所用时间之比叫做功率——P＝W/t电功与所用时间之比叫做电功率——P＝W/t，将W＝U/t代入上式可得P＝U/I。电功率的计算公式：P＝W/t，P＝UI相关的推导式：W＝Pt,_t＝W/P，U＝P/I，I＝P/U【展示交流】教师掌握情况4【精讲点拨】在使用上述公式来进行计算的时候，所有的单位都要一一对应。我们已经知道P＝UI,P＝W/t，我们还知道U＝IR，如果将这三组公式组合起来，还可以得到哪些新的推导式呢？P＝U2/R,P＝I2R，R＝U2/P,R＝P/I2【即时练习】完成P95第1题。学习内容二：“千瓦时”的来历、额定电压、额定功率学习指导：阅读课本P93——P95。文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1．由公式P＝W/t可以得到W＝Pt，如果P的单位是千瓦，t的单位是小时，则W的单位就是千瓦时。记作kW·h。2．1kW·h的电能相当于功率为1kW的用电器工作1h消耗的电能。3．用电器正常工作时的电压叫额定电压，用电器在额定电压下工作时的功率叫额定功率。用电器实际工作时的电压叫实际电压，用电器在实际电压下工作时的功率叫实际功率。4．在使用各种用电器时，都要让他们在额定电压下工作，如果实际电压过高，则可能损坏用电器，如果实际电压过低，则用电器可能无法正常工作。【合作探究】教师巡视辅导独立完成P93的例题，说一说，在计算时要注意什么？答：在计算时，单位要统一，只有功率的单位是kW，时间的单位是h，最后得到的电能的单位才是kW·h。以小组为单位讨论P93“想想议议”，说一说这位记者错在哪里？正确的说法应该是怎样的？请动手算一算。答：这个记者弄混淆了(电能)kW·h与(电功率)kW的关系。正确的说法是：这些电能可以让功率为0.5kW电吹风正常工作的时间是t＝W/P＝5000kW·h/0.5kW＝10000h使用PPT展示P94的“演示”，观察这个实验，说一说看到什么现象？完成下面的表格，想一想：这个现象说明什么？P实与P额的关系灯光的亮度危害P实大于P额发光很亮可能烧坏灯泡P实等于P额正常发光无危害P实小于P额发光很暗发光很暗，不能正常工作答：这个实验说明，灯泡的亮度取决于实际功率，同一个灯泡在不同电压下工作时的实际功率是不同的。它的实际功率取决于用电器两端的实际电压。使用PPT展示图18.2－3，了解小型稳压器的作用。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】为了让用电器正常工作，尽量让用电器在额定电压下或在接近额定电压的情况下工作。【即时练习】1．完成P95“想想议议”。2．完成P95第2、3、4题。学习内容三：电功率的测量学习指导：阅读课本P95文字内容，基本概念、定义用红笔作上记号。5【自学检测】测量电功率可以使用专用的功率表，在非专业的实验中，只需要测量出用电器两端的电压和流过用电器的电流，就可以利用公式P＝UI计算出用电器的电功率。【合作探究】教师巡视辅导以小组为单位，讨论并设计一个测量小灯泡电功率的实验方案，为下节课的实验做准备。将设计好的方案在小组内部相互讨论。比一比谁的实验方案最简洁，最有效。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】结合学生设计的实验方案，简要评价。【即时练习】1．测量电功率的实验原理：P＝UI。2．画出实验电路图。【当堂练习】见训练案基础部分18．3测量小灯泡的电功率【学习目标】1．会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。2．进一步理解额定功率和实际功率。重点难点：1．用伏安法测量小灯泡实际功率的方法，区分额定功率与实际功率。2．学生自己设计实验电路和实验步骤。学习内容一：测量小灯泡的电功率学习指导：阅读课本P96—P97文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1．本次实验的原理：P＝UI。2．我们使用电压表测量小灯泡两端的电压，使用电流表测量流过小灯泡的电流。3．设计并画出实验电路图。(使用PPT展示这个电路图)【合作探究】教师巡视辅导一、分组讨论：1．完成本实验需要哪些实验器材和工具？答：电池组、开关、导线若干、电流表、电压表、滑动变阻器、不同规格的小灯泡。2．滑动变阻器在本次实验中起什么作用？闭合开关前应将滑片移动到什么位置？怎样移动滑片更合理？答：滑动变阻器的作用：1.保护电路；2.改变灯泡两端的电压和电路中的电流，进行多次测量。闭合开关前滑片应位于阻值最大处，然后从阻值最大处向阻值较小的一端移动。3．电流表和电压表应该怎么接入电路？答：电流表串联在电路中，电压表并联在小灯泡的两端。4．观察老师提供小灯泡的规格，为了使电压不过多地超过额定电压，实验中电源两端电压应该是多少？用几节干电池串联供电？6答：老师提供的小灯泡的额定电压是3.8V，实验中电源电压应为4.5V，使用三节干电池串联供电。5．实验中要测量哪些物理量？请设计出实验表格。(使用PPT展示)小灯泡的规格电压(V)电流(A)电功率(W)灯的发光情况3.8V2.5WU＝U额UU额UU额二、动手做一做。(学生完成后，使用PPT展示对应的实物图)根据所设计的电路图，以小组为单位连接好实物图，检查好实验电路，闭合开关，完成实验，并将实验结果纪录在上述表格中。三、算一算利用公式P＝UI算出对应的功率，并填在上表中。四、比一比在不同的电压下，小灯泡的实际功率和亮度是否相同？观察上述表格，你觉得小灯泡的实际功率取决于什么？答：在不同的电压下，小灯泡的实际功率和亮度均不同。当小灯泡两端的实际电压超过额定电压时，小灯泡发光较亮；实际电压等于额定电压时，小灯泡正常发光；实际电压低于额定电压时，小灯泡发光较暗；所以小灯泡的实际功率取决于两端的实际电压。五、完成“想想做做”动手完成这个实验，利用测得的数据分别计算出发光二极管与小灯泡的功率，比较在亮度相同的情况下，谁的功率较小？如果在家庭电路中，谁比较省电？在生活中有没有类似的应用？答：在亮度一样的情况下，发光二极管功率较小，比较省电。家用电器的指示灯一般采用发光二极管，可以节省电能。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】只有在实际电压等于额定电压的情况下，用电器的实际功率才等于额定功率。在上述实验中，能不能根据计算出的三次功率求出小灯泡的平均功率？为什么？答：不能，因为小灯泡的功率会随两端的电压的变化而变化，不是一个定值，多次测量求平均值没有意义。利用P＝W/t这个公式能否测量家用电器的功率？如果能，需要哪些实验器材，应该怎么做？请学生讨论，写出实验原理与步骤。分析：因为P＝W/t，根据这个公式，要测量出家用电器的功率，需要测量出W(消耗的电能)和t(工作的时间)。我们可以用电能表测量出W，利用秒表或钟表测量出t。步骤：将家里的其它用电器关闭