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第二节 电功率

发布时间:2013-12-09 15:30:56  

? 第二节 电功率

教学目标

一、知识与技能

1.知道电功率表示消耗电能的快慢,知道电功率的单位是W或kW。

2. 会应用功率的计算公式

二、过程和方法

通过观察体验电能表表盘转动快慢跟用电器电功率的关系。

三、情感、态度与价值观:

培养学生实事求是的科学态度。

教学重点:电功率和用电器的额定功率。

教学难点:正确理解电功率和电功的区别与联系。

教学准备:电灯(功率差别较大)两只、灯座(与灯泡配合使用)、按钮开关、导线若干、插头、绝缘胶布、电能表(尽量选用转数大的)等。因为要用220V电压做演示,所以必须注意安全,最好用已连接好导线和灯座的示教板。

教学过程

一、引入新课

我们在上节课学过电能表后,同学们一定观察了同学家或自己家的电能表。是不是可以把观察的结果和大家交流一下呢?

在学生汇报交流之后,老师提取精华进行一个综述。电能表有时候转得快,有时候转得就比较慢。一般是晚上转得快一些,白天转得进行简单的计算。

较慢。电能表转得快慢和用电器的多少及用电器的种类有关系。 今天我们就通过实验来证明大家观察到的现象准不准。

二、进行新课

1.电功率

演示:不同的灯泡接入电路中,电能表转动的情况。考虑到操作的安全性,不建议学生操作,教师可提醒学生,电能表连接时应串联在电源上。

(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快慢情况。

现象:电能表第二次比第一次转动得快,灯也是第二次比第一次亮。

(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。

现象:第三次电能表转动得比第二次还快。

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?用实物投影将灯泡展示给学生看。

现象:两只灯泡不一样,一只上标着“220V,15W”,另一只灯泡上标着“220V,100W”。

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?接入电路的目的是什么吗?

电能表是用来测量用电器消耗电能的多少的。电能表转得快说明了什么?转得慢又说明了什么呢?

回忆一下刚才的实验中,同学们注意到第一盏灯亮时电能表比第二盏灯亮时转得慢。假如电能表在第一盏灯亮时,1min转10圈;在第二盏灯亮时,1min能转20圈。

第一盏灯工作4min,电能表转几圈?1min转10圈,4min40圈。如果是第二盏灯工作2min,电能表转几圈?电能表也是转过40圈。都转40圈时,消耗的电能一样多。消耗一样多的电能,第一盏灯用4min第二盏灯用了2min,说明消耗电能的快慢不一样。

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。

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。

物理学中用“电功率(electric power)”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”,还有一个更大的单位是千瓦(kW),1kW=103W。

请同学们观察课本的“小资料”,你能了解到一些什么信息呢?

? 这些都是家用电器的电功率,但有的不用接入家庭电路使用,

装电池就行。空调的电功率较大,电扇的电功率较小,空调工作时,肯定比电风扇工作时电能表转得快。那我们能不能说空调比电风扇消耗得能量多?不能,还要看工作时间的长短。

老师还要补充一点,从空调到电扇这些家用电器都是在家庭电路中使用的,家庭电路的电压大家一定记得这些家电的额定电压是220V,定功率。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。

“220V,15W”指的是电灯的额定工作电压是220V,额定功率是15W。“220V,100W”说明这只灯泡额定电压是220V,额定功率是100W。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?

“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。

谁能用电功率符号表示灯的电功率?可以请学生板演:P=15W,P=100W。

通过大家的努力,同学们已明白电功率是表示电流做功快慢的物

理量,接着请大家来做判断。

例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;电流通过哪个用电器时电流做的功多?电流通过哪个用电器时做功快?为什么?

解答: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,做的功多。又因为它们的工作时间相同,做功多的肯定做功快,所以洗衣机做功快。

例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,哪台电器功率大?为什么?

解答: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。

例3:某台电风扇和洗衣机,电风扇通电工作半小时,电流做功72000J;洗衣机通电工作2min,电流做功12000J。问:哪台电器消耗的电能多?哪台电器的功率较大?为什么?

解答: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。

哪台电器的功率大呢?引导同学们思考:时间相同时,可以比较谁消耗能量多;消耗能量相同时,可以比较谁用的时间短;时间和消耗能量都不相同时,该怎么办呢?

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。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。还能比较它们各自工作1min消耗的电

能。

刚才大家都想到了一些办法,主要是想让电扇和洗衣机用的时间相同比较消耗的能量,或者消耗能量相同比较时间。现在同学们能否计算它们各自工作1s消耗的电能呢?全体同学计算,请一名同学板演。

电风扇每秒消耗的电能:

洗衣机每秒消耗的电能:=40J/s =100J/s

根据计算结果,我们知道洗衣机的功率大。

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。

位。

W——电流做的功(消耗的电能)——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)

例4:某用电器20min消耗的电能是1kW·h.此用电器的功率是多少?

解:t=20 min=1200s

W=1 kW·h=3.6×106 J ------这就是功率的定义式。一定要注意各符号的意义及单

所以 P= ==3×103W=3kW

2.“千瓦时”的来历

请同学们看课本了解“ kW·h”的来历,说说自己的理解。 功率的单位还可以用千瓦(kW),如果时间的单位取小时(h),由公式P=变形后得到W=Pt,这时电功W的单位就是“ kW·h”。 1kW·h就是功率为1kW的用电器使用1 h所消耗的电能。 例5: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?

解:P=250 W=0.25kW

t=3h×30=90 h=3.24×105s

由P=得W=Pt

所以一个月内消耗电能是

W=Pt=0.25kW×90 h=22.5kW·h=8.1×107J

或W=Pt=250W×3.24×105s=8.1×107 J=22.5kW·h

kW和 kW·h是两个不同的物理量的单位,一定要注意区分.

3.额定功率

就像我们刚才了解的,用电器正常工作时的电压叫做额定电压。用电器在额定电压下工作时的电功率,叫做额定功率。我们一般看到的用电器的铭牌上就会标注着这个用电器的额定电压和额定功率。 用电器在额定电压下才能正常工作,当实际电压高于或低于额定

电压时都会影响用电器的使用寿命。

4.电功率的测量

同学们已经掌握了电能、电功率的知识,了解了它们之间的区别和联系,在上节课中也已经知道用电能表可以来测量用电器消耗电能的多少。电功率能不能测量,该如何测量呢?

是不是有“功率表”的仪表,接入电路后,直接测量功率?要是有就非常便利了。现在只有钟表和电路中连着的电能表,要让同学们帮助我测我家电视的电功率,能行吗?大家仔细观察电功率定义式:P=,想一想。

,只要能测出电视机消耗的电能和消耗电能所用时间, 因为P=

就能算出它的电功率。

理论依据已经有了,那么具体怎么操作呢?先记下电能表的示数,然后让电视机工作。工作一段时间后,再记录电能表的示数,记住工作了多长时间,将单位统一,利用P=做计算就可以了。

电视机工作时,冰箱启动了,还有一盏灯亮着,这样测准吗?所以测量时,其他电器必须关掉,只能让电视机工作,测出来的才是电视机消耗的电能。

这样操作到底可不可行,希望同学们回去自己试验,并能找出说明书,对照测量是否准确。

现在我们学习另一种测量电功率的办法。同学们自学课本上“电功率的测量”。这种测量方法的测量依据或者说测量原理是什么呢?

测量原理就是公式。根据此公式只要用电压表测出用电器两端电压,用电流表测出流过用电器的电流,就能算出电功率。 提醒同学们一定要注意符号的意义和单位,公式中电流、电压、功率的单位都只能用安培、伏特和瓦特。两个公式P=

可以计算电功率。但P=UI只适用“电”功率,而P=

定义式,其他的功率也是适用的。

例6:某家庭节能灯的额定功率为11W,使用时通过的电流是多少毫安?

解:家庭电路电压U=220V;P=11W

由P=IU得I=

三、小结 =0.05A=50mA 、P=IU,都是功率的一般

四、板书设计

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