《第十七章电能与电功率》集体备课教案.docx
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《第十七章电能与电功率》集体备课教案
《第十七章电能与电功率》集体备课教案
主备教师:
备课组长:
主管领导:
17.1电能与电功
一、教学目标
知识与技能
1.能从电能转化的角度认识电功概念,会读电能表。
2.知道电功可以通过电能转化为其他形式的能的多少来量度,知道电功和电能的单位是相同的,能区别电能和电功两个概念。
过程与方法
3.从认识功的概念过程中学习类比和逆向思维的方法。
4.经历电能表的观察和相关计算活动过程,学会读计电能表。
情感、态度与价值观
5.认识电能的应用价值,进而领悟人类应用能量都是通过能量转化或传递的形式实现的道理。
二、教学重点:
电能的概念、相关单位。
三、教学难点:
电能的概念、相关单位。
四、课前准备:
玩具电动机、直流电动机模型
五、预习检测
1、根据下列事例,分析电能可以转化成什么形式的能?
(1)城市夜景:
电能转化为_____能。
(2)电取暖器,电能转化为_____能。
(3)电梯:
电能转化为_____能。
(4)电镀:
电能转化为_____能。
2、在国际单体制中,电能的单位是_______,简称_____,符号是______;常用的电能单位还有___________,符号________,俗称_________。
电功的单位和电能的单位是一样的。
1KW·h=____________J
六、展示目标
1、知道电能的单位是焦耳,另一个单位是千瓦时。
2、知道常用电器中的能量转换。
3、知道电能与电功的关系。
4、知道焦耳和千瓦时的换算关系。
七、教学过程
1、能量和电能:
(1)、能量:
是物质存在的一种基本形式。
存在方式:
热能、光能、电能、机械能、原子能等
学生讨论:
能量可以转化吗?
教师总结:
不同形式的能量是可以相互转化的。
例举一些其它能→电能的例子
(2)、电能:
现代社会中应用最广的一种能量形式。
学生讨论:
电能的应用……教师总结
电能的单位:
千瓦时(kW·h)即“度”
能量的国际单位:
焦耳(焦)(J)
1kW·h=3.6×106J
2、电功:
电能转化为其他形式的能叫电功(做功)
有多少电能发生转化,就说电流做了多少功?
1)符号:
W
(2)单位:
与能相同……焦耳。
(3)W=UIt
3、电流做功的过程就是电能转化为其它形式能,如:
内能、机械能和化学能等的过程。
电功的计算公式W=UIt是电功的基本计算公式,适用于任何电路。
根据W=Pt,也可以计算电功,但是,根据I=U/R推出的电功的两个计算公式:
和
只适用于计算将电能完全转化为内能的用电器的电功。
电功的单位是焦耳,常用的电功单位是千瓦时(度)。
八、课题检测
、家庭电路中,直接测量电功的是()
A、电流表B、电压表C、电能表D、电阻箱
2
1
3
8
2
2、有一铭牌上标有“220V800W”的电饭煲,煮饭时,正常工作30min,消耗的电能是___________KW·h,电饭煲工作时把_____能转化为_____能。
3、小华家电能表4月底的示数为,5月底的示数为
2
1
3
8
2
,则小华家5月份消耗的电能为______KW·h,应付电费
_______元(按每度电均价0.5元计算)。
九、作业:
练习册:
P13—15自主探究题和拓展训练题
十、板书设计
17.1电能与电功
1、能量和电能:
能量的国际单位:
焦耳(焦)(J)
2、电功:
电能转化为其他形式的能叫电功(做功)
(1)符号:
W
(2)单位:
与能相同……焦耳,常用的电功单位是千瓦时(度)。
1kW·h=3.6×106J
(3)W=UIt
3、电流做功的过程就是电能转化为其它形式能
小结:
17.2探究灯泡的电功率
一、教学目标:
知识与技能
1.理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单计算。
2.能区分用电器的额定功率和实际功率。
过程与方法
3.经历小灯泡的电功率与哪些因素有关的分析论证过程得出结论,体验分析论证方法的意义。
4.经历小灯泡的电功率与哪些因素有关的实验探究过程,学习应用串并联电路知识设计电路,体验实验中如何控制变量的方法和领悟进行实验,收集证据,并通过分析得出结论的一些要领。
情感、态度与价值观
5.认识分析论证的意义和实验探究的价值,进而主动参与分析论证和实验探究过程,并能对分析论证和实验探究的结果发生兴奋和产生快乐感。
二、教学重点:
实验探究电功率与哪些因素有关
三、教学难点:
电功率的概念、用控制变量法设计实验并进行探究,分析实验数据,从中得出电功率与电压、电流的关系。
四、教具:
书上的实验装置
五、教学过程:
一、引入设计:
从认识电器铭牌开始活动1:
观察电器的铭牌
在我们使用的用电器的铭牌上,都标有一些数值:
铭牌上的7W、40W、1200W……有什么意义吗?
通过下面的学习,我们就会对它有所认识
二、电功率:
活动2:
认识电功率
将标有“220V、15W”和“220V、100W”的两只灯泡同时接到家庭电路中,哪一只灯泡更亮?
这表明,在相同时间内,不同的电器所消耗的电能多少,一般说来是不同的
所以,用电器消耗电能的速度有些快,有些慢,人们在选用电器时,更加关注的是电流做功的快慢
1、电功率(P)
(1)物理意义:
物理学中用电功率来表示电流做功的快慢。
(2)定义:
物理学中把电流在单位时间内所做的功叫做电功率。
(3)公式:
P=W/t
(4)单位:
W、kw
(5)现在你知道电器铭牌上的25W、100W……有什么意义了吗?
为什么不同电器的电功率一般不同呢?
(6)P=W/t的变形公式
①W=Pt该公式用来计算电功(消耗电能)的大小,用途很大
②t=w/p
(7)练习:
例1:
有一台电热水器,通电10min,电能表标有3000r/kwh,转过100圈,求电热水器的电功率?
例2:
有一台电热水器,装有2kg,20℃的水通电10min,水温升高40℃,(设不计热损失),求电热水器的电功率。
2.实验探究电流做功的快慢与哪些因素有关
猜想与假设:
有人说:
跟电压有关,电压越高,电功率越大。
有人说:
跟电流有关,电流越大,电功率越大。
你认为呢?
制定计划与设计实验:
提示:
研究电功率跟电流的关系时,应设法控制电压不变
研究电功率跟电压的关系时,应设法控制电流不变
设计实验电路:
选择实验器材,画出实验电路图
进行实验与收集数据:
请按照你所设计的电路图进行实验,并把你收集到的数据和观察到的现象填写在表中
实验一:
当两盏灯的电流相同时:
实验二:
当两盏灯的电压相同时:
制定计划与设计实验:
控制变量法:
探究电功率与电流的关系
探究电功率与电压的关系
实验方案
保证电压相同时,应把两个规格不同的灯泡并联在电路中,观察比较通过灯泡的电流和灯泡的亮度。
保证电流相同时,应把两个规格不同的灯泡串联在电路中,观察比较灯泡两端的电压和灯泡的亮度。
实验电路图
进行实验:
各组同学请按电路图连接好电路,并把你们收集到的数据和观察到的现象记录在表格中。
分析与论证:
上面的实验表明:
电功率的大小跟通过用电器的电流有关,在电压相等时,电流越大,电功率就越大;电功率跟用电器两端的电压有关,在电流相等时,电压越高,电功率就越大
精确的实验表明:
电功率等于电压U与电流I的乘积,即:
P=UI单位:
U——V
I——A
P——W
三.这节课,你学到什么:
(一)、认识电功率
1、电功率是表示电流做功快慢的物理量
2、定义:
用电器单位时间内所做的电功。
用P表示。
3、公式:
p=w/t=UI
4、单位(1)国际单位:
W
(2)常用单位:
KW。
1KW=1000W
(二)、影响电功率大小的因素:
(1)电功率的大小跟通过灯泡的电流有关,在电压相等时,电流越大,电功率就越大。
(2)电功率的大小跟灯泡两端的电压有关,在电流相等时,电压越高,电功率就越大。
四.练习:
1.功和电功率的说法中,正确的是( )
A.电流做功越多,电功率越大
B.电流做相同的功,用的时间越长,电功率越大。
C.电流做功时间越短,电功率越大
D.在相同时间内,电流做功越多,电功率越大。
2某教室里安装有8盏40W的日光灯,这8盏日光灯在2h内消耗的电能是多少焦?
多少千瓦·时?
解:
由P=W/t可得:
W=Pt=40W×2×3600S×8=2304000J=0.64kw.h
3.台收音机在6V的电压下工作时,平均工作电流是60mA,求收音机的功率为多少?
解:
60mA=0.06A
P=UI=6V×0.06A=0.36W
五.板书设计:
一、电功率
1、定义
2、公式
3、单位1kw=1000w
二、电功率跟哪些因素有关
17.3探究电流的热效应跟电阻的关
一、教学目标:
知识与技能
1.通过实验探究,知道在电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。
2.知道什么是电流的热效应及其电热现象的实质。
了解焦耳定律。
知道电热现象的应用和控制。
过程与方法
3.经历分析论证电热现象跟电阻之间关系的过程,体验科学思维方法,包括数学分析的方法的意义。
4.经历电热现象跟电阻之间关系的验证实验设计过程,领悟实验原理、控制变量方法、实验器材的选择,实验证据的收集、步骤的安排等因素在实验设计中的作用。
情感、态度与价值观
5.继续培养学生分析论证和实验验证的兴趣。
能从利弊两个方面认识电热现象,体验辩证的思想观点分析问题。
二、教学重难点
引导学生从探求中发现,在发现的基础上进一步得出电流产生的热与电阻的关系,培养学生的初步探究能力。
三、教学用具
两只相同的带有三孔软木塞的玻璃容器内装有等质量的煤油,两根与电阻丝相连的铜杆接线柱两付,它们电阻丝的阻值分别为5Ω、10Ω,并分别置于两个软木塞的两个孔中,两支相同温度计分别从两个软木塞的另一孔中穿过插进煤油中。
学生电源(输出电流大于2A)、导线、开关。
四、教学过程
一、引入新课:
(1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡有什么感觉?
为什么?
(2)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机部分有什么感觉?
为什么?
学生:
发烫,可能是由于通电后电流使发热。
教师:
电流通过导体时,导体要发热,这是一种普遍的现象,如电流通过灯泡的灯丝,灯丝发热,发光,电流通过电炉丝,电炉丝要发热,各种电器工作,时间长了,电器的外部都会发热。
电流通过导体时,导体总是会发热的,物理学中把这种现象叫做电流的热效应。
(板书:
电流的热效应)
二、进行新课
1、提出问题
教师:
大家看图17-8,并阅读图下的文字,想想能不能用前面学到的知识解释。
要解释这两个值得注意的现象,就必须要探究电流的热效应跟导体的电阻到底有怎样的关系。
那就让我们来探究电流产生的热与什么有关吧!
2、猜想设计
你们猜想电流通过导体产生的热与什么因素有关?
(说明:
学生猜可能与电阻有关,与电压有关,与电流有关,应鼓励学生发散思维,不要立即用课本中的内容去要求学生)。
肯定学生的猜想,这节课我们只探讨电流产生的热与电阻的关系;
让学生再次阅读25页的17-8图,讨论电流产生的热与电阻有什么关系(学生有认为电阻大产生热多,也有电阻大产生热少的),怎样证明?
(实验)
请同学们拿出学具,参看器材边讨论边合作,探讨产生热量与电阻的关系。
各组设计汇报实验方案并在讲台用实物投影交流,确定实验方案。
我们要研究导体产生的热与电流关系时,一定要保持什么不变(电压及通电时间相同)?
要研究导体产生的热与电压关系时,要保持什么不变?
(电流及通电时间相同)
导体产生的热如何知道多少?
(生:
被煤油吸收,再在中间插入温度计显示)
为什么要放入等质量的煤油,且广口瓶还要相同?
(质量相同的煤油温度升得越多,则表示吸热越多)
教师和学生共同归纳:
实验原理:
当电流通过电阻丝时,电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高,电流产生的热量越多,温度就会上升得越高.我们可以通过比较温度的变化值来比较电流产生的热量.
要研究上述两种情况电路图怎样设计?
在学生讨论的基础上得出如下电路图(实物图略)。
3、进行实验,收集数据
请学生按照上面的这两个实验方案,连接电路,并记下容器中煤油的初温t0及通电后经过相同时间两支温度计①和②的示数,并填表,测温要三次。
投影下表:
I不变的实验:
初温t0-----------
t1
t2
t3
t1-t0
t2-t0
t3-t0
R1=5Ω
R2=10Ω
U不变时的实验,初温t0-----------
t1
t2
t3
t1-t0
t2-t0
t3-t0
R1=5Ω
R2=10Ω
学生分组进行实验操作,合作探究,教师巡视指导。
在实验中,要给学生做如下具体指导:
(1)注意温度计插入的位置。
(2)如实记录实验数据。
实验结束后,各组分别展示探究的结果。
引导学生分析,归纳结论。
教师:
观察第一个实验的数据,你们发现了什么规律?
学生:
当电流一定时,导体的电阻越大,产生的热量越多。
教师:
观察第二个实验的数据,你们发现了什么规律?
学生:
电压一定时,导体的电阻越大,产生的热量越小。
精确的实验表明:
在电流一定时,导体产生的热量跟电阻成正比;在电压一定时,导体产生的热量跟导体的电阻成反比。
4、分析论证
教师:
我们用欧姆定律,能不能推导出电流的热效应跟电阻的关系呢?
指导学生用理论推导法推导P27页的定量关系。
(说明:
这部分内容,对于学生来说,难度不大,可由学生自行推导)
问:
由推导我们可以得出电流产生的热量与电阻之间有什么定量关系。
(生:
电流相等时,在一定时间内,导体产生的热量跟导体的电阻成正比:
电压相同时,在一定时间内,导体产生的热量与导体电阻成反比(板书)。
5,巩固评估
用投影出题,请同学们交流看法,评估自己所学。
(1)15W灯与100W灯哪个产生的热多?
为什么?
(2)电炉丝热的发红,而与之串联的导线并不热是什么原因?
6、介绍焦耳定律及公式
早在1840年,英国物理学家焦耳通过实验的方法研究得出了这个规律,人们为了纪念他的伟大发现,把这一规律命名为焦耳定律。
内容:
通电导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,还跟通电的时间成正比(板书:
焦耳定律)
公式:
Q=I2Rt
单位:
I-安,R-欧,t-秒,Q-焦.
7、应用与控制
要求学生举例说明热效应有哪些应用及家用电器是如何散热的(学生回答后,教师展示电炉等电热器)。
三、巩固目标:
问题1:
为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”?
问题2.和大功率电炉相连的电线为什么显著发热?
四、小结新课
1、电流通过导体时,导体总是会发热的,物理学中把这种现象叫做电流的热效应
2、通电导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,还跟通电的时间成正比。
这就是焦耳定律
3、电流的热效应有时候要利用有时候要控制
五、布置作业:
P27页自我评价与作业1、2、3
六、板书设计
17.3探究电流热效应跟电阻的关系
1、电流的热效应
2、探究电流的热效应跟电阻的关系
实验方法:
控制变量法
结论:
在电流一定时,导体产生的热量跟电阻成正比;
在电压一定时,导体产生的热量跟电阻成反比。
3、焦耳定律:
电流通过导体时,通电导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,还跟通电的时间成正比。
这就是焦耳定律。
公式:
Q=I2Rt
5、电流热效应的应用与控制
17.4怎样才能使电器正常工作
一、教学目标:
知识与技能
1.知道电器铭牌上的标出的一些参数的意义,能区分额定电压和实际电压,能区分额定功率和实际功率。
2.学会用伏安法测量电器的额定功率。
过程与方法
3.经历观察比较小灯泡亮度变化的实验过程,会使用滑动变阻器控制灯泡的亮度,知道同学们在判断灯泡正常发光的亮度上是有差异的原因。
4.经历测量小灯泡额定功率的过程,知道什么是“伏安法”。
情感、态度与价值观
5.培养学生观察实验的兴趣和动手做实验的习惯,从观察实验中感悟观察实验的意义。
二、教学重难点:
1.用“伏安法”测小灯泡的额定功率和不在额定电压下时的实际功率;
2.知道额定功率和实际功率的区别。
二、教学过程
(一)导入新课
同学们,我们现在家中的用电器很多,例如:
电视机、电冰箱、洗衣机等等,还有电灯,工作时有时很亮、有时却很暗,这样都无法很好发挥用电器的工作性能,而且还很容易损坏用电器,那么,怎样才能使用电器正常工作呢?
(板书:
17.4怎样使用电器正常工作)
(二)讲授新课
我们在前面学习17.2《探究灯泡的电功率》时,观察了电器铭牌,铭牌上标出的数值表示什么含义?
1.观察小灯泡铭牌,并将铭牌值记下来:
你能理解铭牌值的含义吗?
接下来我们来看活动1观察灯泡的亮度变化
(1)设计一个能“改变小灯泡的亮度”的电路,需要哪些器材?
灯泡、电源、开关、导线、滑动变阻器;电流表、电压表
(2)利用滑动变阻器改变电路图,观察灯泡的亮度变化,填入下表:
通过实验及分析实验结果,归纳出相关概念。
穿插练习
①一个标有“220V40W”字样的灯泡,没有接入电路时,它的额定电压、额定功率各是多少?
实际电压、实际功率又是多少?
当把它接入220V的家庭电路中,它的实际电压、实际功率又是多少?
2.测小灯泡的电功率
你能设计一个方案测算出小灯泡的电功率吗?
谈谈你的方案。
根据学生设计的实验方案,加以修改,然后让学生进行实验,把实验数据填入课本的表格中,并说出小灯泡的额定功率。
自我检测:
②把“110V20W”和“110V40W”的两只灯泡串联起来接在110伏特的电路中,结果这两只灯泡都不能正常发光,这是因为()
A.每只灯泡的额定功率都变小了。
B.每只灯泡的额定电压都变小了。
C.电路电压是110伏特,而不是220伏特。
D.电路电压无论多大,也不能使两灯同时正常发光。
③“2.5V0.3A”小灯泡的额定电压是,额定电流是,额定功率是____W,它正常工作时的电阻是。
④两只外形相同的灯泡,在它们的铭牌上只能看清都标有“220V”字样,它们的额定功率不同,请你写出两种方法判断哪只灯泡的额定功率较大,并简述理由。
方法1:
__________________________.理由:
方法2:
__________________________.理由:
3、小结
额定电压和实际电压、额定功率和实际功率,伏安法测电功率
4、板书设计
17.4怎样使用电器正常工作
1、研究额定电压与额定功率
用电器正常工作时的电压值叫做额定电压;
用电器正常工作时的电流值叫做额定电流;
用电器在额定电压工作时所消耗的功率叫做额定功率。
用电器实际工作时的电压值、电流值、电功率分别叫做实际电压、实际电流、实际功率。
2、测算小灯泡的电功率
(1)伏安法测电功率
用电压表测小灯泡两端的电压,用电流表测通过小灯泡的电流,用公式I=UI计算电功率。
(2)实验过程及记录数据的表格
小灯泡的额定功率:
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- 第十七章电能与电功率 第十七 电能 电功率 集体 备课 教案