内容正文:
第2节 电功率
◇教学目标◇
1.知道电功率的定义、公式、单位。
2.理解额定电压与额定功率。观察体验用电器的额定功率与实际功率的关系。
3.会用电功率的公式P=UI进行简单计算。
4.能综合运用学过的知识解决简单的电功率问题。
5.了解生活中家庭用电器的功率大小,提高节约用电的意识。
◇教学重难点◇
1.教学重点:电功率、额定电压与额定功率、电功率和电流、电压之间的关系。
2.教学难点:电功率和电流、电压之间的关系。
◇教学过程◇
一、新课导入
客厅的顶灯和小台灯的亮度为什么不同?电磁炉调到不同的挡位,温度有什么区别?电风扇调到不同的挡位,吹出的风有什么不同?学完这节课,你的疑问都会得到解答。
二、教学步骤
探究点1 电功率
[阅读课本]P114“电功率”
[思考]观察节能灯的铭牌,其中“220 V 24 W”中的“220 V”是灯泡的额定电压,“24 W”表示什么呢?
[提示]“24 W”是节能灯的电功率。
[思考]将“220 V 24 W”的节能灯与“220 V200 W”的灯泡分别接入电路中,哪个消耗的电能快?
[提示]将“220 V 24 W”的节能灯接入电路,观察电能表,换一个“220 V 200 W”的灯泡接入电路,再观察电能表,发现后者消耗电能快。
[思考]为了表示电流做功的快慢,物理学中用什么来表示呢?
[提示]在物理学中,用电功率表示电流做功的快慢,电功率用P来表示,它的单位是瓦特,简称瓦,符号是W。前面提到的“24 W”说的就是节能灯的电功率。
[归纳提升]电功率等于电功与完成这些电功所用的时间之比。如果在“t”时间内消耗的电能为“W”,那么这个用电器的电功率P=
符号的意义及单位:W——电流做的功,单位是焦耳(J);t——所用的时间,单位是秒(s);P——用电器的功率,单位是瓦特(W)
将W=UIt代入可得P=UI
公式P=变形后得到W=Pt
[思考]你知道“千瓦时”这个单位的由来吗?
[提示]如果电功率的单位用千瓦(kW),时间的单位取小时(h),由W=Pt可得,这时电功W的单位就是“kW·h”。1 kW·h可以看成电功率为1 kW的用电器使用1 h所消耗的电能。
[思考]你能说出千瓦和千瓦时的区别吗?
[提示]千瓦是电功率的单位,千瓦时为电能(或电功)的单位。
[思考]你知道千瓦、瓦和毫瓦单位之间是如何换算的吗?
[提示]1 kW=1000 W,1 W=103 mW
[思考]生活中不同用电器的电功率一般不同,你了解哪些家用电器的电功率?
[提示]电吹风机约500 W,洗衣机约500 W,电视机约200 W,电冰箱约100 W。
[思考]同一用电器工作时,电功率一直保持不变吗?
[提示]电风扇工作时,旋转到不同的挡位,电功率不同;电饭锅煮饭时电功率大,保温时电功率小;电冰箱、空调等是间歇性工作,不同工作状态下,电功率不同。
[习题]下列用电器通电1 h,最有可能消耗1 kW·h电能的是 ( )
A.家用空调 B.台式计算机
C.排风扇 D.手电筒
[分析]用电器在t=1 h内,消耗的电能W=1 kW·h,则用电器的电功率P==1 kW=1000 W。台式计算机的电功率约为200 W,排风扇的电功率约为20 W,手电筒的电功率约为0.5 W,家用空调的功率约为1000 W。
[答案]A
探究点2 额定电压 额定功率
[阅读课本]P115“额定电压 额定功率”
[思考]将小灯泡和滑动变阻器串联接入电路,移动滑动变阻器的滑片,小灯泡的亮度有变化吗?
[提示]若移动滑片,使滑动变阻器接入电路的电阻变大,其分得的电压变大,由于电源的总电压不变,小灯泡两端的电压变小,小灯泡变暗,说明小灯泡的电功率变小。
[思考]通常我们说灯泡的电功率是40 W,并没有明确地指明电压。这样的表达准确吗?
[提示]由P=UI可知,灯泡的电功率与该灯泡两端的电压和通过的电流有关,当电压改变时,该灯泡的电功率会发生改变,所以这样的表达不准确。
[思考]某灯泡铭牌上标有“220 V 40 W”表示什么意思?
[提示]当该灯泡两端电压为220 V时,灯泡的电功率是40 W,这个电压为额定电压,该功率为额定功率;当该灯泡两端的电压低于220 V时,灯泡变暗,灯泡的电功率小于40 W;当该灯泡两端的电压高于220 V时,灯泡变亮,灯泡的电功率大于40 W。
[归纳提升]用电器正常工作时的电压叫作额定电压,用电器在额定电压下工作时的电功率叫作额定功率。用电器只有在额定电压下才能正常工作,用电器在实际电路中工作时所消耗的电功率叫实际功率。实际电压低,实际功率就低,实际电压高,实际功率就高。实际电压偏低,用电器不能正常工作,实际电压偏高,长期使用会影响用电器的寿命,还可能烧坏用电器。
[思考]你见过稳压器吗?稳压器在家庭电路中有什么作用?
[提示]稳压器是指在电子工程中一种自动维持恒定电压的装置。当实际电压低于220 V或高于220 V的时候,稳压器可以让电压保持在220 V,这样对用电器有保护作用,能让用电器在电压不稳的情况下正常工作,在电压高的时候,用电器也不会烧坏。
[习题]如图所示,将标有“12 V 6 W”的灯泡L1和“12 V 3 W”的灯泡L2接在12 V的电路中,闭合开关,不考虑温度对灯丝电阻的影响,下列说法正确的是 ( )
A.电路总功率等于9 W
B.电路总功率大于9 W
C.灯泡L1和L2一样亮
D.灯泡L2比灯泡L1亮
[分析]由P=UI,将I=代入可得P=,两灯泡的电阻分别为R1==24 Ω,R2==48 Ω
两灯泡串联接在12 V的电路中时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流
I= A
则电路总功率
P=UI=12 V× A=2 W
由于串联电路中电流处处相等,且R1<R2,根据P=I2R可知,灯泡L2的实际功率较大,则灯泡L2较亮。
[答案]D
探究点3 电功率的测量
[阅读课本]P117“电功率的测量”
[思考]电能表可以用来测量用电器消耗的电能。电功率能不能测量,该如何测量呢?
[提示](1)电功率可以使用电力监测仪直接测量。
(2)由P=可知,用电器的电功率需要测量消耗的电能W以及消耗该电能所用时间t。所需器材有电能表和秒表。
[思考]用电能表和秒表测用电器的电功率,需如何操作呢?
[提示]测量时,其他用电器必须关掉,只让待测用电器工作,此时测出来的才是该待测用电器消耗的电能。先记下电能表的示数,然后让待测用电器正常工作,一段时间后,再记录电能表的示数,记下工作的时间,将单位统一,再利用P=计算即可。
[思考]实验室里的小灯泡电功率该如何测量呢?有没有更简便的方法呢?
[提示]根据P=UI,用电压表测出用电器两端的电压,用电流表测出流过用电器的电流,就能算出用电器的实际功率。
三、板书设计
第2节 电功率
1.电功率
(1)定义
(2)单位:瓦特,简称瓦,符号W
更大的单位:千瓦,符号kW
更小的单位:毫瓦,符号mW
1 kW=1 000 W,1 W=103 mW
(3)公式:P=
变形式:P=UI
2.额定电压 额定功率
3.电功率的测量
(1)电力监测仪
(2)电能表、秒表
(3)电流表、电压表
◇教学反思◇
学生的潜意识中,认为用电器的电功率越大越费电,常将消耗电能的快慢与消耗电能的多少相混淆。学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,教学中需把电功率公式反复运用,以便学生牢固掌握。
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