電功率學案示例之二
電功率學案示例之二
電功率
（一）教學目的
1．把握電功率的概念：曉得電功率的意義（反映電壓做功的快慢）、定義（電壓在單位時間內所做的功）、公式（P=UI）和單位（瓦）；能綜合運用已學知識估算用家電（只限于一個）的電功率問題。
2．理解額定電流、額定功率和實際功率的意義以及它們之間的關系。
（二）教具
1．標有不同額定電流和不同功率的燈泡各一個。
2．45伏左右的電源一個。
3．安培計、伏特計、變阻器各一個。
4．燈管一個、導線若干。
（三）教學過程
1．備考提問
（1）電功大小與哪些有關？電功的公式和單位是哪些？（2）電力機車上的電動機和風扇上的電動機。那個做的功多？
（引導中學生如下回答：不能確定，由于未告訴各自做功的時間。在相同時間內，肯定電力機車做的功比風扇大得多，但若果電力機車做功時間很短，風扇工作時間很長，那就不一定了。）
2．引入新課
由備考提問自然引入：電力機車和風扇的電動機做功大小不好比較，那末它們做功到底有哪些不同呢？
（答：做功快慢不同，電力機車在單位時間做的功多，風扇在單位時間做的功少）
為表示電壓做功的快慢，引人電功率的概念。
3．講授新課
（1）電壓在單位時間內所做的功稱作電功率。
這個單位時間就是一秒鐘，假如通電時間為t秒，電壓所做的功為W焦，則電功率是
P=W/t
∵W=UIt
∴P=UI
即電功率等于電流與電壓的乘積。
（2）電功率的單位。第一冊小學過功率的單位是瓦，即每秒鐘做功1焦其功率為1瓦。電功的單位也是焦，所以電功率的單位也是瓦。由P=UI可知：U的單位為伏，I的單位為安，P的單位就是瓦。（以上均采用邊講邊啟發的形式得出）
電功率的單位還有千瓦
1千瓦=1000瓦。
l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒
如P取千瓦，t取小時為單位，則得一電功的新單位：千瓦時（kw·h）
1千瓦·時=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒
=3.6×106焦
聯系上節課講的電功單位“度”，可知
1千瓦·時=1度
注意：“度”是生活中的說法，今后一律用千瓦·時。（以上采用講授形式）
（3）例題《以下例題應預先抄在小黑板上）。例①一只小燈泡所用的電流是：3伏，通過的電壓是0.3安。通電時間是100秒。求電壓所做的功和燈泡的電功率。
解I：由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦。
P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦。
解Ⅱ：由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦。
W＝P·t＝l.5瓦×100秒=150焦。
兩種解法是一樣的，但解Ⅱ在估算上簡便些.
例②一只內阻絲，接在40伏電路中，通過的電壓是安，內阻絲的電功率是多少瓦？如把它接在20伏的電路中，內阻絲的電功率又是多少？
解：接在40伏電路中的電功率
P=UI=40伏×5安=200瓦
接在20伏電路中的電功率
∵R=U／I=40伙/5安=8歐
I′=U／R=20伏／8歐=2.5安
∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦
可見:同一用家電（內阻不變）所加電流增大到原先的1／2，則電功率降低到原先的1／4，即電功率與所加電流的平方成反比。
（例①解后應指出思路和技巧，例②解后應指出用家電的功率隨所加電流的變化而變化）
（4）從例②中可以看出，同一個用家電在不同電流下，電功率是不同的。但是為何日常使用的用家電都有一定的功率值呢？
（演示課本述說額定功率的實驗。取一標有電流和功率的小燈泡，分別接在標定電流、高于標定電流、低于標定電流的電路中，觀察發光情況。最后接入220伏的照明電路中。燈泡澆毀）
所以我們說用家電的功率是多大時，必須指明電流是多少。因為照明電路電流都是200伏，所以我們說15瓦的電燈。1000瓦的路燈，40瓦的日光燈等等，都是指在220伏電流時的功率。但在那些用家電上必須同時注明電流和功率。
（出示各類用家電，讓中學生認明標記）
不同廠家生產的用家電上的標記太原小異，如40瓦電燈泡，標記為“220伏40瓦”、“”、“PZ220梍40”等等。用家電上標定的電流和功率稱作額定電流和額定功率。用家電只有在額定電流下工作，其功率才是額定功率，只有在這些情況下使用，用家電工作才是正常的。比如電燈在額定電流下正常發光，若電流高于額定電流，就發光黯淡，低于額定電流就發光強烈，時間長了就容易燒壞，若遠低于額定電流電功率教案第二課時，就立刻被毀；因而，使用用家電時，一定不要使電流低于額準電流。
%額定電流和額定功率是一切用家電的重要性能指標，通常都標在用家電上或使用說明書中。
（5）一些家電設備的功率。
（按照學生日常用到的家電設備舉例）
強調：
①家用家電的.額定電流均為220伏。
②小燈泡只標有額定電流如“1.5V”、“2.5V”、”3.8V”等。
最后強調：功率大說明單位時間做功多，功率表示了電家電做功本領的大小。如電爐1500瓦比500瓦發熱快，電燈100瓦瓦比40瓦發光強等。
4．鞏固練習
（l）本節課文中的例題（讓中學生不看書電功率教案第二課時，自己解下來，之后和課本解法對照）
（2）有一標記為“12V3W”的燈泡，接在15伏電流的電路中：①如果鎢絲內阻不變，燈泡的功率是多少？②實際上鎢絲內阻是隨氣溫下降而減小的。設這時鎢絲內阻是正常使用時內阻的1.2倍，燈泡的實際功率是多少？
解：①燈絲額定電壓I=P/U=3瓦／2伏=0.25安
鎢絲內阻R=U/I=12伏/0.25安=48歐
電流為15伏時的電壓
I1=15伏／48歐=5/16安
∴．功率P1=5／16安×5伏=4.7瓦
②燈絲實際內阻R′=l.2R=1.2×48歐=57.6歐
實際通過的電壓
I2=15伏／57.6歐=0.26安
實際功率是P2=15伏×0.26安=3.9瓦
說朋：在功率的估算中通常不考慮內阻變化的影響。但在電燈的使用中，電流不同燈泡的色溫不同，鎢絲氣溫差異較大，故阻值的變化亦較大。因而，使用電流高下額定電流時，實際功率高于估算值；反之，實際功率低于估算值。（本題第2問，也可改為定性說明題而不做估算，可視中學生接受能力而定）
5．課外作業：本自習題一第2、3題。
6．板一書設計
電功率
定義：電壓在單位時間內所做的功。
公式：P=UI或P=W／t
單位：1瓦=1伏·安=1焦／秒
l千瓦=1000瓦
電功單位：1焦=1瓦·秒
1千瓦時=1000瓦×3600秒=3.6×106=1度。
額定電流和額定功率。
（四）構想、體會
電功率是中學教學的重點和難點。因為內容較多，估算較復雜，要安排三節課能夠完成：這一節講電功率的意義、公式及額定功率的意義及其適用條件，后繼兩節課為實驗和估算。三節課的知識內涵和深度是相同的、只是從不同方面來強化和鞏固，使中學生達到對電功率的理解和把握。
這節課從實際的大小不同的電動機，它們工作有哪些不同引入新課，這樣既突出了電功率的意義，也突出了電功率和電功的區別。
在講過電功率的公式和單位后，沒有采用課本的例題，而另編了兩道較淺的例題：例①意在使中學生理解電功率和電功都有兩個多項式（P=W／t=IU，W=IUt=Pt）和兩種算法；例②意在使中學生理解電功率大小隨所加電流而變，為順利過渡到額定功率的討論提供預備知識。課本的例題是聯系實際照明電路的題，估算較復雜，題的內容也統包含了這節課的全部知識，因而用作授完新課后的鞏固練習。這樣就使整堂課中的例題和練習，都不是無的放矢，而是為教學目的服務，與教學內容緊密結合，成為推動教學的有力工具。
最后鞏固練習中，提出了燈泡的功率隨電流變化。而電流變化又將導致鎢絲氣溫變化，進而造成鎢絲阻值變化。阻值變化又影響實際功率的大小，這是一道聯系已學知識的擴充加深的題。在教學中可視中學生情況而定：如中學生都是優等生，可做定量估算。對通常中學生可做定性說明。
這節課的難點是中學生對額定電流、額定功率與實際電流、實際功率混淆不清，解題中需把電功率公式和歐姆定理公式反復運用，愈發導致了困難。解決這一困難，一是要把有標記的燈泡接入不同電流的演示實驗做好，二是解題中要分步估算，把每一步的已知哪些求哪些講清楚。因為之后有一節課專門講估算，因而本節課的練習應以直接用公式的簡單估算為主。
注：本學案根據的教材是人教社高中數學課本第二冊第九章
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