初中第2节 电功率教案设计

这是一份初中第2节 电功率教案设计，共7页。
1.物理观念：知道电功率的概念和物理意义；知道电功率和电压、电流的关系；知道什么是用电器的额定电压和额定功率，实际电压和实际功率；知道电功率的测量方法。
2.科学思维：通过物理量之比定义新物理量的方法，建立电功率的概念，发展科学思维。
3.科学探究：经历科学探究小灯泡的电功率随电压变化的过程，掌握科学探究的方法，培养观察、分析、处理信息和得出结论的能力。
4.科学态度与责任：经历额定功率和实际功率的学习，培养关注实际用电问题的科学态度与责任，养成正确使用用电器的习惯；通过实验探究，培养动手动脑的能力，激发学习兴趣和对科学的求知欲，养成乐于探究、善于合作的习惯。
1.教学重点：电功率的理解和计算；用电器的额定功率和实际功率的理解和计算。
2.教学难点：用电器的实际功率的理解和计算。
用电器工作时，通电时间越长，电流做功就越多，消耗的电能也就越多。如图所示，是我们家中常见的几种家用电器。
［提问］这些用电器在相同时间内消耗的电能一样多吗？
任务一 认识电功率
任务二 认识额定电压和额定功率
任务三 电功率的测量
第2节 电功率



教师活动
学生活动
［提问］将一只白炽灯和一个电吹风分别接入装有电能表的电路，正常工作时哪一种情况下电能表的转盘转得更快？说明电流通过哪一个用电器做功快？
［小结］我们引入电功率是为了表示电流做功的快慢，用字母P表示。
［追问］
1.你知道电功率的定义是什么吗？
2.电功率的单位是什么？
3.电功率的公式是什么？


［提问］知道了电流做功的多少W以及做功时间t，就可以计算电功率，这是电功率的定义式。联系学过的其他公式，你会推导电功率的其他公式吗？
［说明］将公式P=Wt变形后，可得到W=Pt，由此可以得到上节介绍的“千瓦时”：电功率为1kW的用电器工作1h所消耗的电能就是1kW∙h。
［展示］介绍常见用电器的电功率。
［回答］只接入电吹风正常工作时，电能表转盘比只接入白炽灯正常工作时转得快，说明电流通过电吹风做功快。
［回答］
1.电功率的定义：电流所做的功与做功时间之比。
2.电功率的单位：瓦特，简称瓦，符号W。常用单位有千瓦（kW）、兆瓦（MW）、毫瓦（mW）。
3.电功率的公式：P=Wt（定义式）。
［交流并回答］若电路两端的电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t，电路所做的功W=UIt，而电功率P=Wt=UItt=UI。
教师活动
学生活动
［过渡］根据前面的学习结果我们认识到，电流通过不同用电器时做功有快慢之分，那么电流通过用电器做功的快慢可能与哪些因素有关呢？
［提问］为了验证自己的猜想是否正确，需要进行实验探究，该实验的原理是什么？实验需要测量哪些物理量？
［演示实验］如图所示，是我们探究小灯泡的电功率随电压变化的特点的实验电路图。
我们选择的器材是：标有“2.5V”的小灯泡、电压为3V的电池组、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线若干。
实验步骤如下：
（1）按电路图连接实物图。
（2）在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片P放置在使其接入阻值最大的一端。
（3）调节滑动变阻器滑片P的位置，先后使电压表的示数小于、等于和略大于小灯泡的额定电压，观察小灯泡的亮度，并将实验数据记入表中。
［提问］根据实验现象与数据，你可以得到哪些结论？
［提问］若小灯泡两端的电压远高于标示的电压，可能会怎样？
［提问］怎样使用电器正常工作呢？［小结］1.用电器正常工作时的电压叫作额定电压，在正常电压下工作时的电流叫作额定电流。
2.用电器在正常电压下工作时的电功率叫作额定功率。
［引导提问］如图所示，不同的用电器的额定功率一般不同，即使同一种用电器同一规格、型号不同，额定功率也不同。观察铭牌回答问题：
1.用电器的额定电压是多少？
2.用电器的额定功率是多少？
3.用电器的电功率会随用电器两端的电压变化发生怎样的变化？
［例题展示］某额定功率为1800W的电热水壶在220V的额定电压下工作，加热一壶水至沸腾用了4min。
（1）加热这壶水消耗了多少电能？
（2）加热时通过电热水壶的电流是多少？
［追问］若不考虑温度对电热水壶电阻的影响，电热水壶正常工作时的电阻是多少？
［注意］
（1）利用公式计算，各物理量单位统一，可以统一都用国际单位，也可以都用匹配的常用单位。
（2）P=Wt=UI是计算电功率的普适公式，P=I2R=U2R是建立在欧姆定律及其变形公式的基础上的，而欧姆定律适用于纯电阻电路，即电流通过导体发热而没有其他变化（将电能全部转化为内能）的电路，不适用于将电能主要转化为机械能的电动机电路。
［回答］根据P=UI分析，电流通过用电器做功的快慢可能跟用电器两端的电压U和通过其中的电流I有关，而同一个用电器的电流与电压有关，因此，电流通过用电器做功的快慢可能与用电器两端的电压有关。
［思考讨论并回答］该实验的原理：P=UI。需要测量的物理量为电压U和电流I。
实验现象记录
［相互讨论并回答］
（1）小灯泡正常工作时的电功率为0.75W。
（2）在不同的电压下，同一个小灯泡的亮度不同，电功率也不一样；小灯泡两端的电压越高，电功率越大，小灯泡越亮。
［回答］小灯泡可能会被烧坏，不发光。
［回答］使用电器两端的电压等于铭牌上标示的电压，用电器正常工作。
［回答］
1.额定电压是220V。
2.额定功率是60W。
3.用电器实际工作时的电压为实际电压，实际电压下的电功率是实际功率。当实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率；当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率；当实际电压大于额定电压时，实际功率大于额定功率。
［自主解答］解：（1）根据P=Wt可得消耗的电能W=P额t=1800W×4×60s=4.32×105J。
（2）根据P=UI可得通过电热水壶的电流I额=P额U额=1800W220V=9011A≈8.2A。
［回答］
方法一：电热水壶的电阻R=U额I额=220V9011A≈26.9Ω。
方法二：由P=UI、I=UR可得P=I2R=U2R，则电热水壶的电阻R=U额2P额=（220V）21800W≈26.9Ω。
教师活动
学生活动
［过渡提问］请你设计一个方法，测出家中某个用电器的电功率。你知道有哪些测量用电器电功率的方法？
［交流讨论并回答］学生分组，讨论测量方法。
方法一：电功率可以使用电力监测仪直接测量，出示电力检测仪（如图）。
方法二：记录电能表的初始值W1，确保除了要测量的用电器，其他用电器均处于断开电源状态。使要测量的用电器正常工作一段时间t后，记录电能表的示数W2，利用公式P=W2－W1t来计算用电器的电功率。
方法三：根据P=UI，利用电压表和电流表测量对应的U、I，计算用电器的电功率。
教师活动
学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。
［总结］通过对电功率的学习，我们认识了电功率的物理意义以及定义，知道了额定功率与实际功率、额定电压与实际电压、额定电流与实际电流，知道了额定电压与额定电流、额定功率三者是对应的，只要达到额定电压，则用电器必然是以额定电流与额定功率工作的，弄明白了电功率的影响因素及计算方法，能利用所学知识解决生活中的电功率的相关计算及测量。
我们还明确了灯泡的亮度由其实际电功率决定，而不是由其额定功率决定。
［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。