人教版物理（中職）類 4.3 電功 電功率 教案

《4.3電功電功率》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】第四單元第3節(jié)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】知識與技能：了解電功和電功率的概念；會估算常用電器的電功率；理解焦耳定律；能運(yùn)用電功、電功率的公式和焦耳定律進(jìn)行簡單的計(jì)算。過程與方法：在學(xué)習(xí)電功和電功率的定義、公式、單位后，通過演示實(shí)驗(yàn)說明：當(dāng)加在用電器上的電壓變化時(shí)，功率也隨之變化；在學(xué)習(xí)焦耳定律后，運(yùn)用能量守恒定律分析說明電功與電熱的關(guān)系。情感態(tài)度價(jià)值觀：通過本節(jié)學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生分析生活中的電功、電功率問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理知識解決實(shí)際問題的意識和能力，培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】電功、電功率的公式及意義。【教學(xué)難點(diǎn)】運(yùn)用能量守恒定律分析求解非純電阻電路問題?！窘叹邷?zhǔn)備】電池組、小電珠、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、電流表、電壓表等。【教學(xué)過程】◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題1．生活現(xiàn)象回顧：家庭電路中的用電器及電能表的工作情況。2．提出問題：各種用電器工作時(shí)，都要與電源接通，通入電流。電流流過用電器時(shí)做不做功？若做功，怎樣計(jì)算功的多少？怎樣計(jì)算做功的快慢程度？電能表的功能是什么？3．教師講述：本節(jié)課我們探討這些問題──電功與電功率?！艉献魈骄咯ぉば抡n學(xué)習(xí)一、電功1．探究電流（1）電流的形成：將導(dǎo)體接入電路并閉合開關(guān)，導(dǎo)體兩端就有了電壓，電壓使得電路中的導(dǎo)體內(nèi)形成電場，電場最基本的作用是對處在其中的電荷產(chǎn)生力的作用。導(dǎo)體中有能夠自由運(yùn)動(dòng)的電荷，比如金屬導(dǎo)體中的自由電子，電場力使它們定向運(yùn)動(dòng)形成電流。（2）電流的方向：導(dǎo)體中可以自由移動(dòng)的電荷可以是正電荷，可以是負(fù)電荷，也可以是兩者同時(shí)移動(dòng)。在研究電現(xiàn)象的最初階段，人們對電流的形成機(jī)理認(rèn)識尚不完善，規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍催@一規(guī)定金屬導(dǎo)體中的電流方向與自由電子（負(fù)電荷）的定向運(yùn)動(dòng)方向相反。在閉合電路中，電流由電源正極經(jīng)外電路流到電源負(fù)極，經(jīng)電源內(nèi)部流向電源負(fù)極，構(gòu)成閉合回路。（3）電流的強(qiáng)弱：電流的強(qiáng)弱用電流強(qiáng)度表示，簡稱電流。通過導(dǎo)體橫截面的電荷量與通過這些電荷量所用的時(shí)間的比值，叫做電流。用公式表示就是：，單位是安培，代號A，1A=1C/s。2．探究電功（1）電流為什么會做功？電流的形成過程中，對于移動(dòng)的電荷來說，電場力對它做了功，通常人們把形成電流過程中，電場力的功說成是電流的功。（2）電流做功的本質(zhì)電流流過導(dǎo)體會做功，說明電流具有能，這個(gè)能稱為電能。電流做功的過程就是把電能轉(zhuǎn)化成其它形式能的過程。如通過電阻絲做功，把電能轉(zhuǎn)化成了熱力學(xué)能；通過白熾電燈的燈絲，把電能轉(zhuǎn)化成熱力學(xué)能，又轉(zhuǎn)化成光能；通過電磁鐵的線圈，把電能轉(zhuǎn)化成磁場能；通過電解槽或充電的蓄電池，把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。電流做了多少功，就意味著把多少電能轉(zhuǎn)化成了其它形式的能。（3）計(jì)算電功公式的推導(dǎo)電場力做功的計(jì)算公式：，而，由此兩式得：。3．電功的計(jì)算公式（1）公式：。（2）公式的意義：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。（3）電功的單位：在國際單位制中，電壓的單位是V，電流的單位是A，時(shí)間的單位是s，則電功的單位是焦，代號是J。。二、電功率1．意義（1）舉例說明電流做功有快慢之分。（2）表示電流做功的快慢程度。2．定義（1）定義式推導(dǎo)：，而，由此兩式得：。（2）定義式及意義：一段電路上的電功率P等于這段電路兩端的電壓U和電路中的電流I的乘積。（3）單位：國際單位制中，電壓單位取V，電流單位取A，則電功率的單位是瓦，代號W。1W=1VA3．用電器的功率大小與電壓有關(guān)系（1）問題說明：對于一般用電器，其電阻可以認(rèn)為是固定不變的，用電器工作時(shí)，它兩端的電壓不同（兩者有正比關(guān)系），通過的電流也就不同，實(shí)際的電功率就不同。（2）演示：按課本第107頁“實(shí)驗(yàn)與觀察”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由以上分析及實(shí)驗(yàn)可知：改變用電器的電壓，就可以改變它的工作功率。比如改變電燈的電壓就可以改變電燈的功率，改變它的亮度。這就是調(diào)光燈的調(diào)光原理。（2）額定功率：對于用電器，都有一個(gè)正常工作電壓，若加在用電器兩端的電壓小于正常工作電壓，用電器不能工作，若加在用電器兩端的電壓大于正常工作電壓，會將用電器損壞。使用電器能正常工作的電壓叫額定電壓，在此電壓下用電器正常工作使得電功率叫它的額定功率。用電器的額定電壓、額定功率是用電器的兩個(gè)重要指標(biāo)，常標(biāo)在用電器的名牌上。如標(biāo)有“220V60W”的燈泡，220V是它的額定功率，60W是額定功率。4．案例探究──鞏固所學(xué)例1某用電器的銘牌上標(biāo)有“220V1000W”字樣，設(shè)想用電器的電阻恒定不變，從這些字樣能得出與用電器的工作有關(guān)系的那些信息？解析：220V表示用電器的額定電壓（正常工作電壓）是220V，因此此用電器只能接入220V的電路，才能正常工作；1000W表示的正常工作時(shí)的電功率是1000W，也就是說它正常工作時(shí)每秒消耗的電能是1000J；由公式可以算得它正常工作時(shí)的電流是：三、焦耳定律1．內(nèi)容及意義（1）回顧復(fù)習(xí)初中所學(xué)內(nèi)容，直接給出公式：。（2）意義：電流熱效應(yīng)的量度，電流發(fā)了多少熱，表示有多少電能被轉(zhuǎn)化成了熱力學(xué)能。電路中電流在一段時(shí)間里的功不一定等于電路產(chǎn)生的熱，只有純電阻電路中兩者相等。2．熱功率（1）定義：電流流經(jīng)電路時(shí)單位時(shí)間里發(fā)的熱，即：。（2）意義：表示電流發(fā)熱的快慢程度，單位是W。3．電功率與熱功率的比較（1）電功率表示電流做功的快慢，是單位時(shí)間里的電功；熱功率表示電流發(fā)熱的快慢，是電流流過導(dǎo)體時(shí)，單位時(shí)間里的熱。（2）在純電阻電路中，電流做功，將電能全部轉(zhuǎn)化成了熱力學(xué)能，電功率與熱功率相等；在非純電阻電路中，電流做功把電能轉(zhuǎn)化成了熱力學(xué)能的同時(shí)，也轉(zhuǎn)化成了其它形式的能，比如電流通過電動(dòng)機(jī)時(shí)，把一部分電能轉(zhuǎn)化成了線圈的熱力學(xué)能，把另一部分電能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能，電功率大于熱功率。4．案例研究──鞏固所學(xué)例2有一直流電動(dòng)機(jī)，線圈的電阻絲10Ω，正常工作時(shí)的電壓是6V，電流是0．2A。求電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈的熱功率及電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率。解析：線圈的熱功率為：；電動(dòng)機(jī)的輸入功率為：；有能量守